DE2518269C3

DE2518269C3 - Anordnung für eine unipolare Messung der bioelektri schen Aktivität des zentralen Nervensystems

Info

Publication number: DE2518269C3
Application number: DE2518269A
Authority: DE
Inventors: Bo Sollentuna Hjorth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1984-11-15
Also published as: FR2308343B1; IT1059983B; GB1501803A; NL7515180A; DK108776A; JPS51130086A; DK147843B; JPS5752055B2; NL175586C; DE2518269B2; NL175586B; DE2518269A1; US4084583A; DK147843C; FR2308343A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem

ίο Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Mit bekannten Anordnungen dieser Art werden z. B. Signale des zentralen Nervensystems gemessen. Diese Messung erfolgt entweder mittels einer Anzahl von auf dem Schädel nach einer internationalen Standardisierung angeordneten Elektroden (Elektroencephalographie, EEG), oder mittels einer Anzahl von Elektroden, die auf der bloßgelegten Großhirnrinde oder auf der Gehirnhaut (Elektrocortigraphie, ECoG), appliziert werden. Die elektrische Aktivität der Nervenzellen und des umgebenden Mediums wird unterhalb der Elektroden als entsprechende Potentialänderungen erfaßt Den Elektroden sind in beiden Fällen Verstärker und Registriervorrichtungen nachgeschaltet
Die Meßanordnungen können in bipolare und unipolare Meßanordnungen eingeteilt werden, wie sie in dem »Handbook of Electroencephalography and Clinical Neurophysiology«, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam, 1974, Vol. 3, Part 3, insbesondere in den Fig. 10 und 13 mit der zugehörigen Beschreibung dargestellt und beschrieben sind. Bei einer bipolaren Meßanordnung werden Differenzspannungen den Verstärkereingängen zugeleitet, die paarweise zwischen den Elektroden erfaßt werden. Dabei ist jede gemessene Spannung die Differenz zwischen zwei Elektrodenpotentialen. Eine selektive Erfassung jeder lokalen Elektrodenpotentialänderung erfolgt nicht. Demnach ist es nicht möglich, genau die zerebrale bioelektrische Aktivität zu lokalisieren. Bei einer unipolaren Meßanordnung werden Differenzspannungen zwischen einer Anzahl von Elektroden und jeweils einem für diese Elektroden gemeinsamen Referenzpunkt erfaßt Dieser Referenzpunkt kann eine physikalische Elektrode oder z. B. der Mittelpunkt eines Widerstandssternes sein, der mit dem gleichen Widerstandswert an sämtlichen Elektroden angeschlossen ist, evtl. mit Ausrahme von denjenigen Elektroden, deren Signale erfahrungsgemäß das Meßergebnis verfälschen würden, weil sie z. B. durch Muskelaktivität verursacht werden. Die am Widerstandsstern angeschlossenen Elektroden bilden dabei Hilfselektroden für die Signalelektrode. Bei der Vielzahl von verwendeten Elektroden ergab es sich bisher zwangsläufig, daß nicht alle Hilfselektroden zur Signalelektrode benachbart angeordnet waren, daß vielmehr andere Hilfselektroden dazwischen lagen. Aus diesem Grund war es nicht möglich, ein Potential zu erfassen, daß ein Maß war für die bioelektrische Aktivität unmittelbar im Bereich der Signalelektrode. Vielmehr wurden lediglich Potentialdifferenzen gemessen, die keine genauen Rückschlüsse auf den Ort der gemessenen bioelektrischen Aktivität zuließen.

Die erwähnten bekannten Meßanordnungen werden später anhand der F i g. 1 bis 3 näher beschrieben.

In der DE-OS 19 61 593 ist eine Anordnung für die Messung der bioelektrischen Aktivität des zentralen Nervensystems mit Hilfe einer Anzahl von auf einem Kreis angeordneten Elektroden und einer weiteren im Zentrum dieses Kreises liegenden Elektrode bekannt. Aus der Verzögerung, die das Signal einer Elektrode

gegenüber dem Signal einer anderen Elektrode erfährt, soll dabei auf krankhafte Veränderungen im Gehirn des Patienten geschlossen werden. Da zeitlich aufeinanderfolgend mehrere Meßvorgänge erforderlich sind, ist eine unmittelbare Darstellung des zeitlichen Potentialverlaufes an einer bestimmten Stelle durch einfaches Auflegen von Elektroden auf den Patienten nicht möglich.

Es ist ferner durch die Zeitschrift »Electroenceph. elin. NeurophysioL, 1969,26, Seiten 245 bis 265, bekannt, am Hinterkopf eines Patienten eine Vielzahl von Elektroden symmetrisch zueinander anzuordnen und eine bipolare Ableitung dadurch durchzuführen, daß jedes Meßsignal als Mittelwert zwischen den Potentialdifl'erenzen zwischen einer Elektrode und ihren beiden Nachbarelektroden gebildet wird. Diese bekannte An-Ordnung eignet sich zur Erfassung einer speziellen Wellenform im Hinterkopf (der sogenannten Alphawelle). Verwertbare Signale werden dabei nur erhalten, wenn die Abstände zwischen den Elektroden gleich groß sind.

Ferner muß das interessierende Potential nach AnIegen der Elektroden aus jeweils zwei bipolaren Meßwerten erst errechnet werden, die in zwei aufeinanderfolgenden Messungen gewonnen werden. Die Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Potentials an einer bestimmten Stelle des Kopfes ist dadurch erschwert.

Schließlich ist es für die EKG-Abnahme auch bereits bekannt, mehrere Elektroden über unterschiedliche Widerstände zu einem Sternpunkt zu führen und zwischen diesem Sternpunkt und einer weiteren Elektrode zu messen (Zeitschrift für Kreislaufforschung, 1968, Seiten 1 bis 16; Zeitschrift »Circulation«, Mai 1956, Seiten 7I>7 bis 746). Die Größe der zum Sternpunkt führenden Widerstände hängt dabei von der Lage der Signalquelle im menschlichen Körper ab, die zwar im Falle der EKG-Erfassung abschätzbar ist, für die Erfassung von Signalen des zentralen Nervensystems mit Hilfe von Elektroden auf dem Kopf eines Patienten jedoch nicht angegeben werden kann. Insofern eignen sich diese bekannten Anordnungen nicht für diesen Zweck.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine An-Ordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, bei der in einfacher Weise die unterhalb einer Meßelektrode vorhandene lokale elektrische Aktivität genau erfaßbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebene Ausbildung gelöst.

Weiterbildunger: der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 bis 3 schematische Darstellungen zur Erläuterung bekannter Meßanordnungen,

Fig.4 eine Elektrodenanordnung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Anordnung,

F i g. 5 bis 8 Potentialverläufe entlang der Linie H-II in Fig. 4,

Fig.9 Empfindlichkeitsveiteilung bei der Elektrodenanordnung gemäß F i g. 4 von oben gesehen,

F i g. 10 eine Elektrodenanordnung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Meßanordnung,

F i g. 11 eine weitere Elektrodenanordnung für die erfindungsgemäße Meßanordnung,

Fig. 12 eine Seitenansicht der in Fig. 11 gezeigten Anordnung,

Fig. 13 ein Schaltbild zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Meßanordnung und

Fig. 14 ein weiteres Schaltbild zur Erläuterung eier Meßanordnung nach der Erfindung.

Fig. 1 erläutert eine bipolare Meßanordnung. Auf dem Schädel eines Patienten 1 sind zehn Elektroden 2 bis 11 symmetrisch aufgelegt Den Verstärkereingängen von den Elektroden 2 bis 11 zugeordneten Verstärkern A 2 bit A 9 werden Potentialdifferenzen, die zwischen den jeweiligen Elektroden herrschen, paarweise zugeleitet Die Differenzspannungen werden nach Verstärkung zu Schreibern 12 bis 19, z. B. Tintenstrahlschreibern gemäß der deutschen Patentschrift 8 21 065, weitergeleitet

Fig.2 erläutert ein unipolares Meßverfahrt.:- Auf dem Schädel des Patienten 1 sind hier zwölf Elektroden 20 bis 31 symmetrisch angeordnet Die Elektroden 20 bis 29 sind an dem einen Eingang des jeweils zugeordneten Verstärkers A 20 bis Λ 29 angeschlossen. An den zweiten Eingängen der Verstärker A 20 bis A 24 ist die Elektrode 30 und an den zweiten Eingängen der Verstärker Λ 25 bis Λ 29 ist die Elektrode 31 angeschlossen. Hier werden also fünf Potentiale den Verstärkern A 20 bis A 24 durch die Elektroden 20 bis 24 zugeführt, mit dem Potential der Elektrode 30 als gemeinsamem Referenzpotential, und in gleicher Weise werden fünf Potentiale den Verstärkern A 25 bis A 29 durch die Elektroden 25 bis 29 zugeleitet, mit dem Potential der Elektrode 31 als gemeinsamem Referenzpotential. Die Verstärker A 20 bis ,4 29 leiten die Differenzspannungen zwischen den Potentialen der Elektroden 20 bis 24 und dem Potential der Referenzelektrode 30 bzw. zwischen den Potentialen der Elektroden 25 bis 29 und dem Potential der Referenzelektrode 31 zu Tintenstrahlschreibern 32 bis 41 weiter.

Fig.3 zeigt ein weiteres unipolares Meßverfahren. Hier sind zwölf Elektroden 42 bis 53 symmetrisch angeordnet, die jeweils mit einem Eingang von Verstärkern A 42 bis A 53 verbunden sind.

An acht Elektroden 43, 44, 46, 47, 48, 49, 51, 52 sind gleich große Widerstände 54 bis 61 angeschlossen, deren eine Enden in einem gemeinsamen Mittelpunkt 62 (Referenzpunkt) zusammengefaßt sind. Sämtliche zwölf Verstärker A 42 bis A 53 sind mit ihren zweiten Eingängen am Punkt 62 angeschlossen. Von den vier Elektroden 42, 45, 50, 53 wird angenommen, daß sie mehr als die übrigen Elektroden Potentiale von nicht zerebraler Art (z. B. Potentiale, verursacht durch Muskelaktivität) erfassen, und sie sind deshalb nicht am Widerstandsstern angeschlossen. Jeder der Verstärker Λ 42 bis Λ 53 mißt die Differenz zwischen einem Elektrodenpotential und einem Mittelwertpotential. Die Differenzspannungen werden den Tintenstrahlschreibern 63 bis 74 zum Registrieren zugeführt. Das Mittelwertpotential ist '/s der Summe der Elektrodenpotentiale unterhalb der Elektroden 43,44,46 bis 49,51 und 52. Wenn das Mittelwertpotential im Referenzpunkt 62 gleich groß oder größer als die einzelnen Elektrodenpotentiale ist, können die einzelnen Elektrodenpotentiale nicht erfaßt werden. Dies kann dann der Fall sein, wenn einige der Elektrodenpotentiale wesentlich größer sind als die übrigen, weil dann das Ergebnis im Punkt 62 wesentlich durch diese Elektrodenpotentiale bestimmt wird.

In Fig.4 ist die eigentliche Meßelektrode (Signalelektrode) mit 79 bezeichnet, deren Potential gemessen werden soll, während mit 75 bis 78 Hilfselektroden bezeichnet sind. Die Hilfselektroden sind so angeordnet, daß sie ein regelmäßiges Vieleck (im Beispiel Quadrat) bilden, wobei die Signalelektrode 79 im Zentrum des Vielecks liegt. Unter den Elektroden 75 bis 79 sind die Potentiale Vi bis V₅ vorhanden. Gemäß der Erfindung

wird folgende Differenzspannung gebildet:
„ V₁ + V₃ + K₄ 4- K₅

Diese Differenzspannung ist stark beeinflußt von den Potentialen, die innerhalb der Fläche entstehen, die von den Hilfselektroden 75,76,77,78 abgegrenzt ist.

Um die räumliche Abgrenzung der Empfindlichkeitsverteilung zu verstehen, seien die Fig. 5 bis 8 näher betrachtet, die beispielsweise verschiedene Potentialausbreitungen unter der Linie H-II in F i g. 4 zeigen. Um die Rechnung zu vereinfachen, wird angenommen, daß das Potential nach einer linearen Funktion in der Ebene, die durch die Elektroden 75, 77, 79 geht und senkrecht zur Körperoberfläche des Patienten verläuft, absinkt. Die gemäß der Erfindung gebildete Differenzspannung

K₁-

V₂+ K₄

ist am größten (100%), wenn das Zentrum des Potentialfeldes (Potentialzentrum) in dieser Ebene sich genau unter der Signalelektrode 79 (F i g. 5) befindet. Die Spannung wird auf die Hälfte (50%) absinken, wenn das Potentialzentrum sich in der Mitte zwischen der Signalelektrode 79 und der Hilfselektrode 77 (F i g. 6) befindet und ist Null, wenn das Potentialzentrum sich unter einer Hilfselektrode oder außerhalb des durch die Hilfselektroden bestimmten Vielecks befindet (Fig.7 und 8). In Wirklichkeit sinkt das Potential entlang dem Schädel mehr nach einer Expotentialfunktion ab, deren Exponent geringfügig die Genauigkeit der Bestimmung des gesuchten Potentials beeinflußt, aber keine entscheidende Bedeutung für das Wesentliche der Erfindung hat. Der F i g. 9, in der 79 die Signalelektrode ist und 75 bis

78 die Hilfselektroden sind, liegt die Annahme zugrunde, daß der Dämpfungsexponent des bioelektrischen Potentials größenmäßig so ist, daß der Halbwertabstand gleich ist dem Abstand 80 zwischen der Signalelektrode

79 und der Hilfselektrode 77. Mit Halbwertabstand ist hier der Abstand zwischen zwei Punkten gemeint, die radial vom Potentialzentrum entfernt sind und zwischen denen das Potential bis auf die Hälfte absinkt. Bei anderen Halbwertabständen ändert sich eine der unten beschriebenen Niveaulinien, aber das Prinzip wird beibehalten. Die Bezugszeichen 81 bis 85 bezeichnen Niveaulinien mit folgender Bedeutung. Wenn das bioelektrische zu messende Potentialzentrum sich auf der Niveaulinie 81 befindet, d. h. genau unter der Signalelektrode 79, erhält die Differenzspannung

V₁-

V₂ + V₃ + K₄ + K₅

die Summe 100%.

Wenn das Potentialzentrum sich auf der Niveaulinie 82 befindet, erhält die Differenzspannung die Summe 50%, und wenn das Potentialzentrum sich auf der Niveaulinie 84 befindet, ist die Differenzspannung Null und verbleibt dann in der Nähe von Null, wenn das Potentialzentrum weiter außerhalb der Niveaulinie 84 liegt Die Differenzspannung erhält z. B. die Summe — 1% für ein Potentialzentrum, das sich auf der Niveaulinie 85 befindet

Dies bedeutet, daß die Differenzspannung gemäß der Erfindung mit einer hohen räumlichen Genauigkeit diejenige bioelektrische Aktivität wiedergibt, die innerhalb des Vielecks, das aus den Hilfselektroden gebildet wird, herrscht. Die Differenzspannung, die repräsentativ für die bioelektrische Aktivität ist, die unter und in der Nähe der Signalelektrode herrscht, wird um so höher, je mehr Hilfselektroden verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel sind vier symmetrisch angeordnete Hilfselektroden 75 bis 78 gezeigt, aber auch drei, fünf oder mehr Elektroden können verwendet werden. Es ist auch nicht notwendig, daß die

ίο Hilfselektroden symmetrisch im Vergleich zur Signalelektrode angeordnet sind. Fehler bei der Messung mit unsymmetrisch angeordneten Hilfselektroden können behoben werden, wenn die Hilfselektroden über Widerstände am Sternpunkt angeschlossen sind, deren Größe von dem jeweiligen Abstand zwischen Hilfselektrode und Signalelektrode abhängt.

Die F i g. 10 bis 12 zeigen Elektrodenhalter, bei denen die Elektroden derart angebracht sind, daß eine Differer.zspannung gemäß dem oben beschriebenen Meßverfahren erhalten wird.

Der Elektrodenhalter in Fig. 10 besteht aus einer Scheibe 86 ras Isoliermaterial, in deren Zentrum die Signalelektrode 87 befestigt ist. Die Hilfselektroden 88 bis 92 sind an der Peripherie des Halters angeordnet und

2^r) bilden ein regelmäßiges Vieleck (Fünfeck). Sämtliche Elektroden sind senkrecht zu ihren Applikationsflächen durch bekannte und daher nicht dargestellte Mittel federnd angebracht. Ein Gummiband 93 wird auf einem an der Scheibe 86 angebrachten Zapfen 94 aufgeschoben und drückt den Elektrodenhalter gegen die Applikationsfläche des Patienten.

Fig.il und 12 zeigen einen Elektrodenhalter aus Isoliermaterial, der von zwei Dreiecken 95, 96 gebildet wird, die jeweils drei Hilfselektroden 97 bis 99 und 100 bis 102 tragen. Durch das gemeinsame Zentrum der Dreiecke 95,96 ragt eine Achse 103, bei der auf der nach unten gerichteten Stirnseite eine Signalelektrode 104 angebracht ist Auf der anderen Stirnseite der Achse 103 ist eine Scheibe 105, deren Durchmesser größer als der

to Durchmessser der Achse ist, befestigt. Zwischen der Scheibe 105 und den Dreiecken 95 und 96 sind Spiralfedern 106, 107 derart angeordnet, daß die Dreiecke 95 und 96 unabhängig voneinander federn können. An der Scheibe 105 ist außerdem ein nach oben gerichteter Zapfen 108 vorhanden, auf dem ein Gummiband 109 zum Drücken des Elektrodenhalters gegen die Applikationsfläche aufgeschoben ist Wenn das Gummiband 109 die Signalelektrode 104 gegen die Applikationsfläche preßt, erhalten die Elektroden 97 bis 102 der beiden Dreiecke einen bestimmten Applikationsdruck, der von den Spiralfedern 106 und 107 abhängig ist

Die beschriebenen Elektrodenhalter sind klein, der Abstand zwischen der Signalelektrode und den Hilfselektroden beträgt 1 bis 2 cm, so daß eine Anzahl von Signalelektroden mit entsprechenden Hilfselektroden appliziert werden kann, die der Signalelektrodenzahl bei den bekannten Meßverfahren entspricht Der in Fig. 11 und 12 gezeigte Elektrodenhalter weist eine besonders vorteilhafte Ausbildung auf, bei der zwei benachbarte Elektrodenhalter ineinander eingeschoben werden können.

F i g. 13 zeigt, wie die Differenzspannung bei den beschriebenen Elektrodenanordnungen gebildet wird, und zwar als Differenz zwischen dem Potential der Signalelektrode 110, das dem Eingang des Differenzverstärkers 115 zugeführt wird und dem Mittelwert der Potentiale der Hilfselektroden 111 bis 114, der im Referenz-

punkt 116 erhalten und dem zweiten Eingang des Verstärkers 115 zugeleitet wird.

Zwischen dem Referenzpunkt 116 und den Hilfselektroden 111 bis 114 sind gleich große Widerstände 117 bis 120 angeordnet, da der Abstand zwischen der Signalelektrode 110 und der jeweiligen Hilfselektrode 111 bis 114 gleich groß ist. In dem Differenzverstärker wird die Differenzspannung zwischen dem Potential der Signalelektrode 110 und dem Potential des Punktes 116 verstärkt und an einen Schreiber 121 zur Registrierung weitergeleitet.

Die erfindungsgemäße Meßanordnung kann auch bei einer Elektrodenanordnung gemäß der Fig. 14 angewendet werden, bei der eine Anzahl Elektroden auf dem Schädel 1 eines Patienten nach einem international standardisierten Muster, z. B. einem sogenannten 10-20-System, aufgelegt ist. Jede Signalelektrode wird hier als Hilfselektrode für benachbarte Signalelektroden benutzt. Die Differenzspannungen werden erst nach ein oder mehreren Verstärkerstufen gebildet, wobei vermieden wird, daß die Elektroden mit einer großen Anzahl von Widerständen belastet werden.

Jede Signalelektrode 122 bis 140 ist an einem Eingang je eines Differenzverstärkers A 122 bis A 140 mit hoher Eingangs- und niedriger Ausgangsimpedanz und mit zwei Eingängen und zwei entsprechenden Ausgängen angeschlossen. Die anderen Eingänge der Differenzverstärker A 122 bis A 140 sind mit einer auf dem Schädel 1 des Patienten aufgelegten Referenzelektrode 141 verbunden.

Es soll z. B. das lokal entstehende Potential unter und in der Nähe der Signalelektrode 125 gemessen werden. Hierzu können die Hilfselektroden 124,122,126 und 130 benutzt werden, die ein Vieleck bilden. Es werden die erfaßten Potentiale der Elektroden 122, 124, 125, 126, 130 dem einen Eingang des jeweils zugeordneten Verstärkers A 122, A 124, A 125, A 126, A 130 zugeführt.

V₁₂₂ - Vu₁ , K₁₂₄ - F₁₄₁

10

15

20

25

30 Die entsprechenden Ausgänge der Verstärker A 122, A 124, A 126 und A 130 sind über Widerstände 142 bis 145 zu einem Sternpunkt 146 zusammengeführt. Das Potential unter der Referenzelektrode 141 wird den zweiten Eingängen dieser Verstärker zugeleitet. Der zweite Ausgang der jeweiligen Verstärker A 122, A 124, A125, A126, A 130 ist wie die entsprechenden Ausgänge aller Verstärker A 122 bis A 140 zu dem gemeinsamen Punkt 147 (Ausgangspunkt) zusammengeführt. Der Differenzverstärker ßl25 erfaßt die Differenzspannung zwischen dem Potential am Ausgang 148 des Verstärkers A 125 und dem Potential des Sternpunktes 146 des Widerstandsnetzes. Das Potential des Sternpunktes 146 ist Mittelwert der Ausgangsspannungen der Verstärker A 122, A 124, A 126, A 130, weil

| l:

uic /\Ubgarigc älici vciSiai

niederohmig sind. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers B125, die an einen Tintenstrahlschreiber 156 zur Registrierung weitergeleitet wird, entspricht demjenigen Potential, das unter der Signalelektrode 125 und innerhalb der Fläche, die durch die Hilfselektroden 122,126,130,124 begrenzt wird, vorhanden ist.

Die Potentiale unterhalb der Elektroden 122 bis 141 seien mit Vm bis Vm bezeichnet. Die Verstärkung in den Verstärkern Am bis Auo sei der Einfachheit halber gleich 1 gesetzt. Die Ausgangsspannung des Verstärkers Am ist Vi22— V|4i. Zwischen dem Sternpunkt 146 und dem Ausgangspunkt 147 ist diese Spannung auf

V₁₂₂ - V_w

reduziert worden.

Zwischen den Punkten 146 und 147 werden die reduzierten Ausgangsspannungen von den Verstärkern A 122, A 124, A 126, A 130 summiert:

,- V₁,

Die Ausgangsspannung des Verstärkers /4125 zwischen den Punkten 148 und 147 ist Vi₂S Der Differenzverstärker B125 erfaßt die Spannung zwischen den Punkten 148 und 146, d. h.:

die gleich ist mit

K₁₂₂ + K₁₂₄ + K₁₂₆ + V₁ ⁵

Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers B125 entspricht also der Differenz zwischen dem Potential unter der Signalelektrode 125 und dem Mittelwert der Potentiale der Hüfselektroden 122,126, 124 und 130. Die Spannung unter der Referenzelektrode 141 ist eliminiert worden.

Wenn das lokal entstehende Potential im Bereich der Elektrode 130 gemessen werden soll, werden die eo benachbarten Elektroden 125, 129, 131 und 135 als Hilfselektroden benutzt Die von diesen Elektroden erfaßten Potentiale werden den einen Eingängen der zugeordneten Verstärker A 125, A 129, A 130, A 131 und A 135 zugeführt Die entsprechenden Ausgänge dieser Verstärker sind über die gestrichelt gezeichneten Widerstände 149 bis 152 zu einem Sternpunkt 153 zusammengeführt Die Spannung im Bereich der Referenzelektrode 141 wird den anderen Eingängen der Verstärker A 125, A 129, A 130, A 131 und A 135 zugeführt Die entsprechenden Ausgänge sind auch hier im Ausgangspunkt 147 zusammengeführt Der gestrichelt gezeichnete Differenzverstärker B130 erfaßt die Differenzspannung zwischen dem Ausgang 154 des Verstärkers A130 und dem Sternpunkt 153 des Widerstandsnetzes. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers B130 wird zu dem Tintenstrahlschreiber 155 weitergeleitet. Diese Spannung entspricht dem Potential, das unter der Signalelektrode 130 und innerhalb des Vielecks, das durch die Hilfselektroden 125. 129, 131 und 135 gebildet wird, entsteht In ähnlicher Weise werden die lokal entstehenden Potentiale unter den übrigen Elektroden erfaßt
Die beschriebene Meßanordnung kann auch in

Verbindung mit den Randelektroden 122,123,128,133, 138,140,139,129 und 124,134 angewendet werden. Für jede Randelektrode werden die zwei benachbarten Randelektroden als Hilfselektroden verwendet. Wenn z. B. die Elektrode 129 eine Signalelektrode ist, werden die Elektroden 124 und 134 als mittelwertbildende Hilfselektroden verwendet. Der der Signalelektrode 129 entsprechende Differenzverstärker erfaßt also die Differenzspannung zwischen dem einen Ausgang des Verstärkers A129 und dem Mittelpunkt der zwei Widerstände, die an den Ausgängen der Verstärker A 124 und A 134 angeschlossen sind.

Auf diese Weise wird auch für die Randelektroden eine bessere Genauigkeit bei der Bestimmung des lokalen Elektrodenpoientials im Vergleich zu bekannten Meßverfahren erreicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung für eine unipolare Messung der bioelektrischen Aktivität des zentralen Nervensystems mit Hilfe einer auf dem Kopf des Patienten aufgelegten Signalelektrode (79, 87, 104, 110, 125, 130), bei der mehrere auf dem Patienten aufliegende Hilfselektroden (75 bis 78, F i g. 4; 88 bis 92, F i g. 10; 97 bis 102, Fig. 11; 111 bis 114, Fig. 13; 122,124, 126, 130, 125, 129, 131, 135, Fig. 14) benutzt sind, die über Widerstände (117 bis 120; Fig. 13,142 bis 145, 149 bis 152, Fig. 14) an einem gemeinsamen Referenzpunkt (116, 146,153) angeschlossen sind, bei der die Differenz zwischen dem Potential des Referenzpunkts (116,146,153) und dem Potential der Signalelektrode (79, 87, 104, 110, 125, 130) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfselektroden (75 bis 78, F i g. 4; 88 bis 92, F i g. 10; 97 bis 102, F i g. 11; 111 bis 114,Fi g. 13; 122, 124, 126, t30, 125, 129, 131, 135, Fig. 14) ausschließlich Elektroden benutzt werden, die der Signalelektrode benachbart sind und daß die Größe der Widerstände (117 bis 120, Fig. 13; 142 bis 145, 149 bis 152, Fig. 14) vom jeweiligen Abstand zwischen Hilfselektroden (75 bis 78, F i g. 4; 88 bis 92, F i g. 10; 97 bis 102, Fig. 11; 111 bis 114, Fig. 13; 122, 124,126, 130,125,129,131,135, F i g. 14) und Signalelektrode (79,87,104,110,125,130) abhängt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalelektrode (87, Fig. 10; 104, Fig. 11, 12) und die Hilfselektroden (88 bis 92, Fig. 10; 97 bis 102, Fig. 11) an einem Halter 86, F i g. 10; 95,96, F i g. 11) aus Isoliermaterial gehaltert sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalelektrode (87, Fig. 10; 104, Fig. 11,12) im Zentrum und die Hilfselektroden (88 bis 92, F i g. 10; 97 bis 102, F i g. 11; an der Peripherie des Halters (86, F i g. 10; 95,96, F i g. 11,12) angeordnet sind und ein regelmäßiges Vieleck bilden.

4. Anordnung nach Anspruch 1, mit einer Mehrzahl von auf dem Patienten zu applizierenden Signalelektroden (122 bis 140, Fig. 14), dadurch gekennzeichnet, daß jede Signalelektrode (122 bis 140, Fig. 14) auch als Hilfselektrode für benachbarte Signalelektroden (122 bis 140, Fig. 14) benutzt wird und an einem Eingang je eines Differenzverstärkers (A 122 bis A 140) mit hoher Eingangs- und niedriger Ausgangsimpedanz und mit zwei Eingängen und zwei entsprechenden Ausgängen angeschlossen ist, daß die anderen Eingänge der Differenzverstärker (A 122 bis A 140) gemeinsam mit einer auf dem Patienten auflegbaren Referenzelektrode (141) verbunden sind, daß die der Referenzelektrode (141) entsprechenden Ausgänge der Differenzverstärker (A 122 bis A 140) mit einem gemeinsamen Ausgangspunkt (147) verbunden sind, daß für jede Signalelektrode (122 bis 140) ein als Differenzverstärker ausgebildeter Ausgangsverstärker (B 125, B130) vorhanden ist, dessen einer Eingang mit dem Signalelektrodenausgang (148,154) des zugeordneten Differenzverstärkers (A 125, A 130) verbunden ist und dessen anderer Eingang an dem Sternpunkt (146, 153) des Widerstandsnetzwerkes (142 bis 145,149 bis 152) angeschlossen ist, dessen Widerstände zu den Signalelektrodenausgängen derjenigen Differenzverstärker (A 122, A »24, A 126, A 130; A 125, A 129, A 131, A 135) führen, die den Signalelektroden (122,

124,126,130; 125,129,131,135) entsprechen, die der Signalelektrode (125,130) des Ausgangsverstärkers (B 125, B130) benachbart sind.