DE2639635A1

DE2639635A1 - Vorrichtung zur ableitung des elektroretinogramms

Info

Publication number: DE2639635A1
Application number: DE19762639635
Authority: DE
Inventors: Reiner Dr Taeumer
Original assignee: TAEUMER REINER
Current assignee: TAEUMER REINER
Priority date: 1976-08-31
Filing date: 1976-08-31
Publication date: 1978-03-02

Description

Beschreibung
zu Vorrichtung zur Ableitung des Elektroretinogramms Beschreibung : Vorrichtung zur Ableitung des Elektroretinogramms Einleitung Die hier beschriebene Erfindung betrifft ein elektromechanisches Gerät, mit dessen Hilfe das Elektroretinogramm gemessen werden kann.
Unter Elektroretinogramm versteht man die elektrischen Potentialänderungen, die als Antwort der Netzhaut auf einen Lichtreiz erfolgen. Üblicherweise werden diese über den Augapfel als Volumenleiter übertragenen Potentialänderungen an der Hornhautoberfläche registriert. Das Elektroretinograinm, genannt ERG, dient dem Augenarzt als Diagnosehilfe für verschiedene Netzhaut erkrankungen, ähnlich wie das Elektrokardiogramm (EKG) bei den Ärzten der Inneren Medizin.
Bei der bisher üblichen Technik wird zur Ableitung des ERGs eine der Form des Augapfels angepaßte Haftschale benutzt, in der ein Metalldraht zur Ableitung der elektrischen Spannung eingelassen ist. Diese Haftschale hat bei allen verwendeten Systemen einen größeren Durchmesser als die Hornhaut und wird meist durch den Teil, der unter das Ober- und Unterlid geschoben wird, an der Hornhaut festgehalten.
Zur Technik und zur Form der verschiedenen ERG-Elektroden (Haft schalen) siehe W. STAUS : "Die ophthalmologischen Untersuchungsmethoden" Band 2, F.Enke Verlag Stuttgart 1976.
Die bisher übliche Technik zur Ableitung des ERGs hat 2 Nachteile 1.) Die ERG-Elektroden sind nur unvollkommen auf der Hornhautoberfläche fixiert. Dadurch ist die Stelle, von der das Potential abgegriffen werden soll, ungenau definiert, was zu Störungen der Registrierung bei mechanischen Verschiebungen führt. Derartige Verschiebungen zwischen Hornhaut und Haftschale können sich auf verschiedene Art ereignen - Durch willkürliche Augenbewegungen - Durch unwillkürliche Lidschläge - Durch reflektorische Lidbewegungen Die reflektorischen iidbewegungen werden durch den Lichtreiz ausgelöst (z.B. durch einen Blitz), der zur Stimulation der Netzhaut notwendig ist. Da die Lider üblicherweise mechanischen Kontakt mit der Haftschale haben, führen vorallem Lidbewegungen, die sich willentlich nicht unterdrücken lassen, zu starken Störungen der Messung.
2.) Zwischen dem in der Haftschale eingelassenen metallischen Kontakt und der Tränenflüssigkeit bildet sich ein elektrisches Element aus, dessen Polarisationsspannung empfindlich von änderungen der Ionenkonzentration abhängt. Diese Polarisationsspannung ist um einen Faktor 10 bis 1000 größer als die zu untersuchenden Spannungen des ERGs, die etwa 100 #Volt betragen. Konzentrationsänderungen der Ionen im Bereich der Haftschale lassen sich nicht vermeiden und treten bereits beim Anbringen der Haftschale an der Hornhaut auf.
Aus diesem Grunde kann bei der üblichen ERG-Untersuchungstechnik die Messung nur mit Wechselspannungskopplung durchgeführt werden. Die normalerweise verwendeten Zeitkonstante liegt unter 1 Sekunde.
Beschreibung der Vorrichtung Die Vorrichtung besteht aus einer Hornhaut-Haftschale (1), die durch einen geringen Unterdruck ( ca. 100 cm H20 auf dem Auge festgehalten wird. Fig. 1 zeigt, wie die Haftschale auf das Auge des Patienten aufgesetzt wird, Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Haftschale, wobei der vordere Abschnitt des Auges -die Hornhaut (2) und Teile der Bindehaut (3)- perspektivisch dargestellt sind. Die exakte Fixierung der Haftschale auf dem vorderen Abschnitt des Auges erfolgt dadurch, daß der Rand der Haftschale auf dem Rand der mechanisch festen Hornhaut oder den angrenzenden, ebenfalls festen Bindehautbereichen aufsitzt.
Durch einen Lidsperrer (4) werden Oberlid (5) und Unterlid (6) von der Haftschale ferngehalten, sodaß keine Berührung zwischen Haftschale und- Lider erfolgen kann. Der relativ geringe Durchmesser der Haftschale - etwa so groß wie die Hornhaut- erlaubt die Bewegung des Auges in allen Richtungen, ohne daß eine Verschiebung der Haftschale auf dem Auge befürchtet werden muß. Der Unterdruck wird entsprechend Fig. 4 über einen dünnen, flexiblen Schlauch (15) an die Haftschale angelegt.
Über einen weiteren Verbindungsschlauch (11) ist die Haftschale mit einem Behälter (8) verbunden, der mit einem flüssigen Elektrolyten (9), etwa mit physiologischer Kochsalzlösung, gefüllt ist. In den Behälter taucht ein metallstück (10), das die eigentliche Elektrode zur Messung des Gs darstellt. Zur elektrischen Verbindung mit der Hornhaut ist der Verbindungsschlauch (11) ebenfalls mit Elektrolyt (9) gefüllt, desgleichen die Haftschale. Die Ionenkonzentration in der Umgebung der Elektrode (10) kann so unter allen Umständen konstant gehalten werden, bei geeigneter technischer Konstruktion auch nach Abnahme der Haft schale vom Auge des Patienten.
Der Elektrodenbehalter hat Verbindung zur Atmosphäre, sodaß durch den Unterdruck, der die Haft schale auf dem Auge hält, eine langsame Strömung des Elektrolyten vom Elektrodenbehälter (8) weg einsetzt. Diese Strömung gewährleistet Sterilität des Elektrolyten und entfernt Luftblasen aus der Haftschale und dem Verbindungsschlauch (11), die zu Beginn beim Aufsetzen der Haftschale eindringen können und die die optischen Verhältnisse in der Haftschale verändern würden und die zu Kontaktunterbrechung führen können. Ein Reduzierventil (12) zwischen Elektrodenbehälter und Haftschale bewirkt, daß kein Druckabfall in den Verbindungsleitungen durch zu starke Strömung entstehen kann und daß der Unterdruck der verwendeten Pumpe an der Haftschale voll wirksam wird.
Da der gesamte Elektrolyt als elektrischer Leiter wirkt, muß bei der Verwendung einer konventionellen Unterdruckpumpe (z.B. einer Wasserstrahlpumpe) zwischen Pumpe und Haftschale ein Isolator (13) eingebaut werden, der z.B. aus einem mit der Pumpe verbundenen,abgeschlossenen und nichtleitenden Behälter bestehen kann, in den der durch das System geflossene Elektrolyt hineintropft.
Die durch dieses Verfahren konstantgehaltene Polarisationsspannung der Elektrode kann durch eine Vorspannung (14) elektrisch kompensiert werden, sodaß auch die Verwendung von besonders polarisationsspannungsarmen Elektroden (z.B. Silber /Silberchlorid) entfallen kann, zumal solche Elektroden im Bereich der Medizin recht bedenklich sein können (Verwendung von Quecksilber-Elektroden, siehe KNAVE SSON,LUND he human electroretinogram new method for clinical use" in Acta ophthalmologica, Band 51, Seite 716, 1973 ).
Neben der Benutzung eines geringen Unterdruckes zur Fixierung der Haft schale auf der Hornhaut ist es auch möglich, Adhäsionskräfte zur Fixierung zu verwenden. In diesem Falle hat die Haftschale in der Mitte keine Vertiefung und sitzt nicht nur mit dem Rand auf dem äußeren Bereich der Hornhaut auf, sondern besteht aus einer leicht gekrümmten Fläche (Fig. 3) mit einem Krümmungsradius etwas kleiner als der der Hornhaut. In die Fläche sind an der Seite Anschlußstutzen für die elektrolytische Verbindung eingelassen (Zur Verwendung des zweiten Stutzens siehe unten ).
Der Durchmesser dieser besonderen Art von Haftschale entspricht etwa dem Durchmesser der Hornhaut. Diese Haftschale entspricht einer sehr "steil" angepaßten, d.h. einer sehr fest und unverschieblich sitzenden Kontaktlinse, wie sie zur optischen Korrektur des Auges anstelle einer Brille eingesetzt wird. Dort wird jedoch eine gewisse Verschieblichkeit der Kontaktlinse angestrebt, um auch bei langem Tragen der Kontaktlinse eine Ernährung der Hornhaut über die Tränenflüssigkeit sicherzustellen.
Da die Fixierung durch Adhäsion geringe Abstände zwischen Hornhaut und Kontaktschalen-Innenfläche erfordert, kann das luftblasenfreie Aufsetzen schwierig sein. Denkbar ist deshalb die Verwendung eines zusätzlichen Unterdrucks wie oben beschrieben, der nur beim Aufsetzen der Haftschale angelegt wird und Luftblasen zusammen mit überschüssiger Flüssigkeit entfernt, bis die Haftschale anliegt und durch Adhäsion gehalten wird.Dem Nachteil des etwas problematischen Aufsetzens auf die Hornhaut steht aber der Vorteil einer sehr geringen Deformation der Hornhaut gegenüber, weshalb Nachwirkungen der ERG-Untersuchung vermieden werden, die bei der Konstruktion nach Fig. 2 während einiger Stunden nach Beendigung der ERG-Untersuchung festgestellt werden und sich in unscharfem oder etwas verzerrtem Sehen äußern können. Ferner ist zu beachten, daß im Normalfall die Haftschale keinerlei optische Eigenschaften haben soll, was sich durch eine möglichst dünne, durchsichtige und gut auf der Hornhaut aufliegende Ausführung erreichen läßt, während eine Vertiefung der Haftschale nach Fig. 2 zu einer Einschränkung des Gesichtsfeldes in der Peripherie führen kann.
Die hier beschriebene Technik zur Ableitung des ERGe erlaubt es, gleichspannungsgekoppelte ERG-Messungen am wachen Menschen durchzuführen, wobei nur ein Lokalanästhetikum für Hornhaut und Bindehaut notwendig ist. Stabile Messungen über mehr als 30 Minuten sind damit möglich.
Das Verfahren der getrennten Elektrode und der elektrolytischen Verbindung verwendet zur elektrischen Messung an der gesamten Hornhaut ein Prinzip, das in der Neurophysiologie bei der Einzelzellableitung mittels Glas-Mikroelektroden seit langer Zeit angewendet wird, L e e r s e i t e

Claims

Vorrichtung zur Ableitung des Elektroretinogramms Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Ableitung des Elektroretinogramms, die es erlaubt, in Gleichspannungskopplung über mehr als eine halbe Stunde und ohne wesentliche Störungen durch Augenbewegungen und Lidschlage die elektrische Spannung an der Hornhaut zu messen, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner, mit einem flüssigen Elektrolyten (9) gefüllter Behälter, genannt Haftschale (1) auf der Hornhaut (2) oder den angrenzenden festen Bereichen der Bindehaut (3) befestigt wird, wobei der Durchmesser der Haftschale so klein gewählt ist, daß bei Verwendung eines Lidsperrers (4) Augenbewegungen und Lidreflexe keine Verschiebung zwischen Haftschale und Augapfel bewirken können, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die eigentliche Elektrode (10) zur Messung des Elektroretinogramms sich in einem ebenfalls mit Elektrolyten (9) gefüllten Behälter, genannt Elektrodenbehälter (8) befindet, der durch eine mit Elektrolyt (9) gefüllte Leitung (11) mit der Haftschale elektrisch verbunden ist, sodaß unabhängig von Konzentrationsschwankungen der Ionen des Elektrolyten im Bereich der Hornhaut die Ionenkonzentration im Bereich um die Elektrode wegen der stabilen örtlichen Verhältnisse konstant bleibt, sodaß sich eine konstante Polarisationsspannung der Elektrode gegenüber dem Slektrolyten einstellt, die sich infolge ihrer Konstanz einmalig durch Reihenschaltung mit einer Vorspannung (14) zu Null kompensieren läßt, weshalb die Wahl des Elektrodenmaterials keine besondere Rolle spielt, sodaß entsprechend dem Schaltbild in Fig. 4 am Eingang eines genügend hochohmigen Registriergerätes nur das elektrische Potential der Hornhaut anliegt.
2. Haftschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung auf der Hornhaut nur durch einen Unterdruck innerhalb der Haftschale erfolgt, der über eine Zuführung (15) an die Haftschale angelegt wird.
3. Haftschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung auf der Hornhaut ensprechend Fig. 3 durch Adhäsion erfolgt.
4. Vorrichtung zur Ableitung des Elektroretinogramms nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck gemäß Anspruch 2 eine langsame Strömung des Elektrolyten (9) vom Elektrodenbehälter (63) weg und zu der Haftschale (1) hin erzeugt, sodaß Luftblasen in der Verbindungsleitung (11) und in der Haftschale nach kurzer Zeit entfernt erden, weshalb keine elektri#chen Unterurechungeli und keine Veränderungen der optischen Verhältnisse im Bereich der Itornhaut (2) durch Luftblasen entstehen können.
5. Vorrichtung zur Ableitung des Elektroretinogramms nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Haftschale (1) desinfiziert werden muß, da die Strömung des Elektrolyten nach Anspruch 4 gewährleistet, daß der Elektrodenbehälter steril bleibt, solange er mit sterilem Elektrolyten nachgefüllt wird und solange vor dem Abschalten des Unterdrucks nach Anspruch 2 die Verbindungsleitung (11) unterbrochen wird.
6. Elektrolyt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er so gewählt erden kann, daß er mit dem Gewebe der Hornhaut optimal verträglich ist, da die Vorspannung (14) auf jeden Elektrolyten eingestellt werden kann.