DE2928202A1

DE2928202A1 - Photostimulator

Info

Publication number: DE2928202A1
Application number: DE19792928202
Authority: DE
Inventors: Piotr H Siarkievicz; Bogdan W Zacharski
Original assignee: INSTYTUT PSYCHONEUROLOGICZNY
Current assignee: INSTYTUT PSYCHONEUROLOGICZNY
Priority date: 1978-07-12
Filing date: 1979-07-12
Publication date: 1980-01-24
Also published as: US4304242A; PL125766B1; JPS6121656B2; IT7924301A0; NL7905198A; GB2026752B; SU1039435A3; DE2928202C2; PL208376A1; HU178252B; IT1122571B; GB2026752A; JPS5514098A

Description

PL 2763

Photostimulator

Die Erfindung betrifft einen Photostimulator für elektrophysiologische Untersuchungen, insbesondere fUr Untersuchungen von erregten Sehpotentialen mit automatischen Einrichtungen zur Analyse von elektrophysiologischen Signalen/mit einer Stimulationsquelle und einer diese Quelle steuernden Einheit.

Es sind lichtreizerzeugende Photostiraulatoren bekannt (John E. Desmedt "Visual evoked potentials in man: new developments" -Clarendom Press - Oxford - 1977 - Seiten 3-15). Diese elektronischen Photostimulatoren mit Impuls-Blitzlarapen erfordern keine Funktion, welche als zeitliche Veränderliche des Lichtstrahles eines einzelnen

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Leuchtelementes zu verstehen ist (alle Leuchtelemente senden gleiche Lichtstrahlen mit beliebigen Änderungen, z.B.: sinus- oder trapezförmige Änderungen mit oder ohne konstante Lichtstrahlkomponente). Die als eine konstante Anordnung von Leuchtelementen auf einer Lumineszenzmatrix für ein gegebenes Zeitintervall zu verstehende Gestalt (auf der Lumineszenzmatrix leuchtet ein Teil der Leuchtelemente, die z.B.: horizontale, vertikale Streifen, Gitter, Krümmungen, Kreise, Buchstaben, u.dgl. oder gewählte Felder, wie z.B.: horizontale oder vertikale Hälften, Viertel u.dgl. bilden) ist von dem einzusetzenden Reflexionsschirm abhängig, auf welchem schwarz-weiße Felder (ein Gitter, das nicht die Form eines Schachbrettes hat) aufgetragen sind und die Leuchtelemente während der Beleuchtung des Schirmes durch die Blitzlampe nachbilden. Elektronische Photostimulatoren mit Blitzlampen ermöglichen keine Formveränderung, die als kontinuierliche oder sprungartige Verlagerung der Form auf der Lumineszenzmatrix zu verstehen ist (Reversibilität der benachbarten Leuchtelemente oder deren ganzen Gruppen, d.h. Streifen, Halbkugeln, Vierteln, sowie der Umlauf von z.B. Vierteln oder Streifen um einen zentralen Punkt).

Elektronische Photostimulatoren mit einer Bildwiedergaberöhre, auf welcher eine beliebige Gestalt erzeugt werden kann,sind bezüglich der Funktion und Form hinsichtlich der Austastdauer (Glimmlichtdauer) des Schirmes der Bildwiedergaberöhre beschränkt. Optische Photostimulatoren mit mechanischen Projektionssystemen und einem Bildschirm, bei welchen mittels einer entsprechenden Bewegung von Blenden und Spiegeln die gewünschte Funktion, Gestalt und Form erreichbar ist, unterliegen dagegen großen, von der Trägheit der mechanischen

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Systeme (Blenden und Spiegel) abhängigen, zeitlichen Beschränkungen. Aus der polnischen Patentschrift Nr. 73416 ist schließlich ein Photostimulator bekannt, der zu der Gruppe der elektronischen Photostimulatoren mit Impuls-Blitzlampe zu zählen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Photostimulator zu schaffen, welcher die Möglichkeiten der Untersuchung des Sehorganes in Verbindung mit Reaktionen der Großhirnrinde auf Lichtreize (erregte Sehpotentiale) verbessert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den UnteransprUchen.

Als Stimulationsquelle dient die Oberfläche einer Lumineszenzmatrix, auf welcher die einzelnen Stimulationsquellen (Leuchtelemente) angeordnet sind, die durch eine Schaltung zur Abtastung der x- und y-Linie und durch Schaltungen zum Erregen der Leuchtelemente gesteuert werden. Die einzelnen Stimulationsquellen sind auf einer Raumoberfläche angeordnet, die durch eine Zylinderfläche, eine Kugelfläche, eine Paraboloidfläche oder deren Ausschnitte gebildet werden kann. Außerdem sind die Stimulationsquellen auf dieser Oberfläche geordnet, d.h. linear, radial, kreisförmig, spiralförmig, auf einer Rosettenkurve angeordnet oder bilden beliebige Alphabetzeichen oder Ziffern. Die Steuereinheit der Stimulationsquelle besteht aus einem Zeitintervallgenerator mit zwei Ausgängen, wobei die Frequenz des ersten Ausganges ein Vielfaches der Frequenz der Zeitintervalle des zweiten Ausganges darstellt, sov/ie aus einer Funktions-, einer Form- und einer Form-Programmschaltung. Die Funktions- und Form-Programmschaltungen werden parallel durch den Zeitintervallgenerator und die

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Gestalt-Programmschaltung aus dem ersten Ausgang mit dem Vielfachen der Frequenz der Zeitintervalle und durch die Form-Programmschaltung gesteuert, wobei die Gestalt-Programmschaltung unmittelbar durch die Schaltung zur Abtastung der x- und y-Linie programmiert wird.

Die Funktion, Gestalt und Form des Lichtreizes ermöglicht das Ausscheiden der Reaktion der entsprechenden Photorezeptorenkomplexe der Netzhaut auf statische Reize als aus ainer Gestalt bestehenden Reizen und auf dynamische Reize als eine Reihe von nacheinander folgenden Gestaltänderungen in einer Reizperiode. Außerdem begünstigt dieser Photostimulator die Untersuchungen im Bereich der Elektroenzephalographie, Elektroretinographie, Elektronystagmographie und Elektrookulographie. Durch Einsatz anderer Reizarten als Lichtreize kann dieser Stimulator auf jedem Gebiet der Elektrophysiologie eingesetzt werden, wenn eine komplexe Anregung von entsprechenden physiologischen Organen erforderlich ist.

Die Erfindung wird anhand eines Ausfuhrungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltplan des Photostimulators,

Fig. 2 ein Muster im η-ten Zeitintervall,

Fig. 3 ein Muster im (n+1)-tem Zeitintervall,

Fig. 4 zeitliche Verläufe der Steuersignale der einzelnen Blöcke,

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und insbesondere die Erregung eines in Fig.! dargestellten Leuchtelementes xi und y2.

Der Photostimulator besteht aus einer Steuereinheit mit einer Schaltung 1 zur Änderung des konstanten Leuchtdichtpegels, einer Funktions-Programmschaltung 2, einem Zeitintervallgenerator 3, einer Gestalt-(Muster-)-Programmschaltung 4-, einer Form-Programmschaltung 5 und einer Addierschaltung 6, sowie aus einer Stimulationsquelle (einer Lumineszenzmatrix), die eine Schaltung 7 zur Abtastung der x- und y-Linie, Schaltungen 8,9^10,11 zur Erregung von Leuchtelementen und Leuchtelemente 12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,22,23,24,25,26,27 enthält.

Die Wirkung des Photostimulators besteht darin, daß der Zeitintervallgenerator 3 als ein Zeitgenerator mit einer Periode T arbeitet und zwei synchrone Ausgänge liefert, wobei die Frequenz des Signals eines Ausganges ein k-Vielfaches der Frequenz des Signals des anderen Ausganges ist. Die Programmschaltung 2 erzeugt einen einzelnen Impuls vorgegebener Funktion, z.B. mit einer Trapezfunktion mit vorgegebenen Parametern,wie Zeitdauer, Anstiegsdauer und Abfalldauer der Impulsflanken nach jedem Impuls der Schaltung 3 mit einer Periode T. Der Impuls der vorgegebenen Funktion wird in der Addierschaltung 6 mit dem aus der Schaltung 1 zur Änderung des konstanten Leuchtdichtpegels gegebenen Viert der konstanten Komponente summiert. Das Summiersignal wird zu den Schaltungen 8,9,10,11 geführt, welche die Leuchtelemente 12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27 aufleuchten lassen. Die durch den Impuls der Schaltung 3 ausgelöste Programmschaltung 5 liefert nach jeder Reizperiode T ein Signal zu der Schaltung 4, welches die Verlagerung (Veränderung) der Form auf der

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Lumineszenzmatrix bestimmt. Die Programmschaltung 4 sendet ein Signal zu der Schaltung 7 zur Ab- bzw. Auftastung der x- und y-Linie, welche Impulse entlang der x-Linien zu den Schaltungen 8,9,10,11 zum Aufleuchten der Leuchtelemente und entlang der y-Linien zu den entsprechenden Leuchtelementen 12,13,14,15,16,17, 18,19,20,21,22,23,24,25,26,27 erzeugen lässt. In den Figuren 2 und 3 ist ein Beispiel der Reversibilität der benachbarten Leuchtelemente für statische Reize dargestellt. Um einen dynamischen Reiz zu erhalten, soll die Programmschaltung 4 durch eine entsprechende Zahl von η-Impulsen aus dem Zeitintervallgenerator 3 angeregt werden, wobei die Frequenz dieser Impulse k-Mal größer als die Frequenz l/T der die Schaltung 2 und die Schaltung 5 auslösenden Impulse sein soll. Dann wird eine Gestalt- bzw. Musteränderung auf der Lumineszenzmatrix in k-Mal kürzeren Zeitabständen gegenüber der Reizperiode T erfolgen. Damit die dynamischen Reize unterscheidbar werden, muß die folgende Bedingung erfüllt werden:

T ^ nr d.h. k ^ η

Die Erfindung schafft einen Photostimulator für elektrophysiologische Untersuchungen, insbesondere für Untersuchungen der erregten elektroenzephalographischen Sehpotentiale, der aus einer Stimulationsquelle in Form einer Lumineszenzmatrix mit geordneten einzelnen Lichtquellen (Leuchtelementen) und einer diese Quellen steuernden Einheit besteht. In der Steuereinheit des Photostimulators ist eine Funktions-Programmschaltung, eine Gestalt- und eine Form-Programmschaltung enthalten, welche über eine Addierschaltung mit einer Schaltung des konstanten Leuchtdichtepegels und über die Schaltung zur Auftastung von Impulsen auf die x- und y-Linien sowie Über Schaltungen zum Erregen der Leuchteleraente die Stimulations-

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quelle, d.h. die Elektrolumineszenzmatrix steuern. Die Funktions-, Gestalt- und Form-Programmschaltungen lösen das Problem der dynamischen Reize, die als aufeinanderfolgende Gestaltänderungen in einer Reizperiode T zu verstehen sind. Es können auch statische Reize erzeugt werden, die als aus einer Form von Über eine Reizperiode T zusammengesetzten Reizen bestehen. Der Photostimulator begünstigt die Untersuchungen im Bereich der Elektroenzephalographie, Elektroretinographie, Elektronystagmographie und Elektrooculographie. Durch den Einsatz von Lichtreizen anstelle anderer Reizarten kann der Stimulator auf jedem Gebiet der Elektrophysiologie eingesetzt werden, wenn eine komplexe Anregung von entsprechenden physiologischen Organen erforderlich ist.

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Claims

PATENTANWÄLTE Z ELLENTI N ZWEIBRÜCKENSTR. 15 ÖOOO MÜNCHEN 2 Instytut Psychoneurologiczny 12. Juli 1979 Sk Warszawa, Polen PL ?7c3 Patentansprüche

1./Photostimulator für elektrophysiologische Untersuchungen, insbesondere für Untersuchungen von erregten Sehpotentialen mit automatischen Einrichtungen zur Analyse der elektrophysiologischen Signale, mit einer Stimulationsquelle und einer diese Quelle steuernden Einheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit aus einem Zeitintervallgenerator (3) mit zwei Ausgängen, von welchen die Impulsfrequenz eines Ausganges ein Hehrfaches der Impulsfrequenz des anderen Ausganges ist, aus einer Funktions-Programmschaltung (2), einer Gestalt-Programmschaltung (4) und einer Form-Programmschaltung (5) besteht, daß die Stimulationsquelle durch die Oberfläche einer Lumineszenzmatrix gebildet ist, auf welcher Leuchtelemente (12 bis 27) angeordnet sind, die durch eine Schaltung(7)

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zur Auftastung der x- und y-Linien und durch Schaltungen (8 bis 11) zum Erregen der Leuchtelemente steuerbar sind.

2. Photostimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Lumineszenzmatrix eine Raumoberfläche, z.B. eine Zylinderfläche, eine Kugelfläche, eine Paraboloidfläche oder ein Ausschnitt dieser Flächen ist und einzelne Lichtquellen enthält, welche linear, kreisförmig oder radial auf Rosettenkurven angeordnet sind oder beliebige Alphabetzeichen oder Ziffern bilden.

3. Photostimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktions-Programmschaltung (2) und die Form-Programmschaltung (5) parallel durch den Zeitintervallgenerator (3) gesteuert werden, wobei die Gestalt-Programmschaltung (4) unmittelbar die Schaltung (7) zur Austastung der x- und y-Linien programmiert und gleichzeitig parallel durch den Zeitintervallgenerator (3) und die Form-Program«- schaltung (5) gesteuert wird.

4. Photostimulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestalt-Programmschaltung (4) über den Ausgang des Zeitintervallgenerators (3) mit einem Vielfachen der Frequenz der Zeitintervalle gesteuert wird.