DE3501095A1

DE3501095A1 - Verfahren zur messung von sensorischen qualitaeten und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3501095A1
Application number: DE19853501095
Authority: DE
Inventors: Gerd Prof. Dr. 8520 Erlangen Kobal
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-01-15
Filing date: 1985-01-15
Publication date: 1986-07-17
Also published as: GB8600684D0; FR2575916B1; GB2169713A; US4681121A; GB2169713B; FR2575916A1

Description

A 959

Anmelder: Dr. Gerd Kobal, Erlangen, BRD

Verfahren zur Messung von sensorischen Qualitäten und Einrichtung zur Durchführung des

Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von serisorischen Qualitäten, insbesondere zur Messung der Analgesie in der Narkoseüberwachung, bei dem durch ein Reizgerät impulsweise gas- oder dampfförmige, den spezifischen Reiz auslösende Substanzen über die Nasenschleimhaut geleitet werden und reizkorreliert elektrische Signale aus dem Elektro-Encephalogramm mit Hilfe einer Aufnahmevorrichtung abgeleitet und in einer Auswerteeinheit als Meßgröße analysiert werden, wobei

die Einblendung von Reizimpulsen in eine neutrale, hinsichtlich der Strömungskennwerte konstante Gasbzw. Dampfströmung durch eine Umschaltvorrichturig erfolgt. Außerdem wird eine zweckmäßige Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben.

In der Veröffentlichung G. Kobal, K.H. Plattig (Zeitschrift für Elektro-Encephalographie, Elektromyographie und verwandte Gebiete, 9 (1978) 135-145) sind Untersuchungen angegeben, bei denen Sinnesqualitäten des Geruchs und Geschmacks dadurch überprüft werden können, daß eine nasal über eine Nasensonde zugeführte Testsubstanz einen Reiz auslöst, der im Elektro-Encephalogramm (EEG) nachgewiesen werden kann.

Bei derartigen Prüfungen ist es wesentlich, die Testsubstanz, welche in Gas- oder Dampfform in die Nase eingeleitet wird, so zuzuführen, daß der erwartete Reiz nur von der Testsubstanz, nicht aber von sonstigen Änderungen,z.B. von Änderungen in den Strömungsoder Temperaturwerten des zugeführten Gases oder Dampfes abhängt. Wegen der Empfindlichkeit der encephalographischen Antwort auf derartige Reize ist eine verläßliche Messung nur dann möglich, wenn es gelingt, spezifische Reize anzuwenden und unerwünschte Reizeinflüsse auszuschalten. Die Auswertung des Encephalogramms kann dabei im allgemeinen computerunterstützt erfolgen.

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Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe die oben beschriebene Messung von sensorischen Qualitäten in der Weise vorteilhaft ausgeführt werden kann, daß eine Überwachung der reizkorrelierten elektrischen Signale über einen vorgegebenen beliebig langen Zeitraum möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgt bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch, daß durch die Umschaltvorrichtung eine kontinuierliche Impulsfolge erzeugt wird und daß die Auswertung durch die Auswerteeinheit in einem Auswertefenster erfolgt, dessen Breite einer vorgegebenen Anzahl von Reizimpulsen entspricht, wobei das Auswertefenster über die Anzahl der gespeicherten Signale verschiebbar ist. Wenn die der Nasenschleimhaut zugeführte Gas-bzw. Dampfströmung konstante Strömungskennwerte vor allem hinsichtlich Flow·, Temperatur und Wasserdampfsättigung aufweist, kann davon ausgegangen werden, daß die im EEG auftretenden reizkorrelierten elektrischen Signale ausschließlich von der eingeblendeten Reizsubstanz herrühren.

Ein solches Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft zur Messung bzw. fortgesetzten Überwachung der ausreichenden Analgesie anwenden, wie zur Herstellung

optimaler Operationsbedingungen anzustreben ist. Die Dosierung der Narkosesubstanz wird auch in der modernen Anaesthesie noch weitgehend nach visuellen Eindrücken oder globalen Kreislaufveränderungen durchgeführt. Hierbei kann jedoch nicht sicher unterschieden werden, ob eine entsprechende Reaktion des Patienten, mangelnde Analgesie, zu geringe vegetative Dämpfung oder ein noch erhaltenes Bewußtsein anzeigt.

Eine vorteilhafte neuartige Methode zur Überwachung der Analgesie während der Narkose besteht somit darin, einen fortgesetzten nasalen Schmerzreiz über die Nasenschleimhaut auszuüben und die Zufuhr und/oder Konzentration der Narkosesubstanz so zu steuern, daß die EEG-Signale einen entsprechenden Verlauf ergeben, welcher aufgrund von vergleichenden Voruntersuchungen eine ausreichende Analgesie anzeigt.

Eine andere Verwendung des eingangs beschriebenen Verfahrens liegt in der Untersuchung des Geruchssinns mit einem oder mehreren Riechstoffen, die in Form eines Testgases nasal zugeführt werden. Die Überprüfung kann dabei vom Willen des Patienten unabhängig objektiv über EEG-Signalgrößen ausgeführt werden. Dies besitzt besondere Bedeutung, wenn der Patient zu einer sachgerechten Mitwirkung beim Untersuchungsablauf entweder nicht in der Lage oder nicht bereit ist.

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Erfindungsgemäß werden die reizkorrelierten Signale in der Auswerteeinheit analysiert und gespeichert. Die Auswertung erfolgt in der Weise, daß die reizkorrelierten elektrischen Signale, welche als Antwort auf die kontinuierliche Impulsfolge auftreten, jeweils in ein durch ein Fensterkomparator vorgegebenes Auswertefenster ausgewertet werden. Das Auswertefenster gleitet dabei derart über die Signalfolge, daß stets die -zuletzt? aufgetretene Anzahl der elektrischen Signale innerhalb des Auswertefensters liegt. Das Auswertefenster weist zweckmäßig eine Weite von 5 Signalen auf. Aus dieser Signalgruppe wird dann jeweils die bestimmende Meßgröße so ermittelt, wie sie beispielsweise in anderem Zusammenhang für Untersuchungen des menschlichen Geruchssinns in; G. Kobal, "Elektrophysiologische Untersuchungen des menschlichen Geruchssinnes", Thieme Stuttgart, New York: Thieme 1981, S.24, angegeben ist.

Das Auswertefenster wird über den Speicherinhalt hinweggefahren, wobei jeweils nur die vom Auswertefenster erfaßten Signale ausgewertet werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Verlauf der Analgesie anhand der gesamten gespeicherten Signale auch im Nachhinein von ihrem Anfang bis zum Ende zu überprüfen.

Durch die beschriebenen Merkmale der Erfindung wird ein Verfahren zur sensorischen Untersuchung bzw. Über-

wachung angegeben, bei welchem sich aus dem EEG eine spezifische Reizantwort unter weitgehender Ausschaltung von Störgrößen ableiten läßt, welcbe : vorteilhafterweise zur Steuerung eines Narkosegerätes eingesetzt werden kann;

Eine bekannte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Messung von sensorischen Qualitäten enthält eine Umlenkkammer, welche mit abgabekonstanten Gasquellen verbundene Einlasse für neutrales Gas und Reizgas sowie einen Auslaß zur Nasenzuführung aufweist. Die Umlenkkammer ist mit Abgasanschlüssen beidseitig an Abgasleitungen anschließbar, welche über ein Umschaltventil wahlweise mit einer Abströmleitung verbindbar sind, wobei die Einlasse und die Abgasanschlüsse derart angeordent sind, daß im freien Innenraum der Umlenkkammer Strömungen von neutralem Gas und Reizgas entstehen, welche zwischen dem Einlaß und dem zugeordneten Abgasanschluß und dem Auslaß zur Nasenzuführung abhängig von der Stellung des Umschaltventils pendeln. Dadurch, daß die Absaugung entweder auf der Seite des Einlasses für neutrales Gas oder der Seite des Einlasses für Reizgas erfolgt, lassen sich Strömungsverhältnisse schaffen, welche einen raschen Wechsel zwischen neutralem Gas und eingeblendeten Reizgasimpulsen ermöglichen, ohne daß das Strömungsbild im Auslaß zur Nasenzuführung beeinflußt wird.

Um einen steilflankigen Anstieg der Reizimpulse zu erhalten, ist vorgesehen, daß in der Abströmleitung ein Druckregler angeordnet ist und daß das Umschaltventil derart ausgebildet ist, daß der außerhalb der Gasführung zum Druckregler verbleibende Anschluß abgesperrt ist. Vorteilhafterweise wird als Druckregler eine Kapillarstrecke eingesetzt.

Das Umschaltventil kann vorteilhaft so aufgebaut sein, daß während des Umschaltvorganges die Summe der im Übergangszustand abgegebenen Teilströme von neutralem Gas und Reizgas jeweils gleich dem in den Endlagen abgegebenen Gasstrom ist. Dadurch werden StrömungsSchwankungen vermieden, welche sich in die Nasenzuführung fortpflanzen könnten und die dort einen unspezifischen Reiz auslösen würden.

Zur Erzeugung des entsprechenden Mischungsverhältnisses von Reizgas und neutralem Gas können verschiedene bekannte Gasmischvorrichtungen benutzt werden.

Zweckmäßig erscheint die Verwendung von mit konstantem Vordruck gespeisten Kapillarstrecken. Vorteilhaft kann zur Erzielung einer konstanten Auslaßströmung auch bei der Nasenzuführung eine Kapillarstrecke vorgeschaltet sein.

Die Figur zeigt die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung.

Mit 1,2 sind ein COp- und ein Druckluft-Anschluß aus beispielsweise entsprechenden Stahlflaschen bezeichnet.

Zur Dosierung des Reizgases aus den Komponenten Druckluft und COp werden beide Gase durch unterschiedlieh weite Kapillarstrecken 33 zu einem Befeuchter 7,12 geleitet.

Die Befeuchter 7,12 enthalten in einer wassergefüllten, überdruckdichten Kammer eine mikroporöse Leitung, welehe in ihren Wandteilen den Durchtritt von Wasserdampf ermöglicht. Der Ausgang des ersten Luftbefeuchters 7 ist mit einem Einlaß 8 für Reizgas verbunden, der sich im zylinderförmigen Wandteil eines Mischrohres 9 befindet.

Der Auslaß des zweiten Luftbefeuchters 12 mündet gleichfalls in einen im zylinderförmigen Wandteil des Mischrohres 9 angeordneten-Einlaß 13 für neutrales Gas.

Die Einlasse 8,13 liegen symmetrisch zu einem Auslaß 14, der unter Zwischenschaltung eines Kapillarrohres 15

BAD ORIGINAL

zu einem Anschluß für die in der Zeichnung nicht dargestellte Nasensonde geführt ist.

Die beiden Enden des Mischrohres 9 weisen Abgasan-Schlüsse 16,17 auf, welche über Abgasleitungen 28,29 wahlweise mit einem Druckregler 34 verbunden werden können.

Das Mischrohr 9 und die beiden Luftbefeuchter 7,12 sowie die Kapillare 15 befinden sich in einem Wasserbadthermostaten 23, der über eine Umwälzleitung 24 mit Förderpumpe 25 und eine Heizschlange 26 mit einer Schaltvorrichtung 27 auf konstante Wassertemperatur, d.h. auf Körpertemperatur, geregelt werden kann. Die Heizvorrichtung ist in bekannter Weise als elektrische Heizvorrichtung ausgebildet und an eine Spannungsversorgung angeschlossen. Der Aufbau der zugehörigen Regeleinrichtung entspricht ebenfalls vorbekannten Ausführungsformen.

■ , Der wahlweise Anschluß der beiden Abgasleitungen 28,29 an den Druckregler 34 erfolgt über ein Umschaltventil 30, das von einem entsprechend der gewünschten Impulsdauer und Impulsfolgefrequenz steuernden Zeitgeber 31 betätigt wird.

In der gezeigten Lage des Umschaltventils 30 ist der

Druckregler 34 über die Abgasleitung 29 mit dem Abgasanschluß 16 verbunden, so daß die Reizgaskomponente, wie in der Zeichnung im Mischrohr 9 gestrichelt dargestellt, abgesaugt wird, während die neutrale Gaskomponente, im Mischrohr 9 dick ausgezogen, zum Auslaß 14 gelangt. Beim Umschalten des Umschaltyentils in die andere Endlage ergibt sich eine Umkehrung der Strömungsverhältnisse, und in den Auslaß 14 wird nunmehr Reizgas eingespeist. Je nach Dimensionierung der Kapillarstrecken 33 wird dabei jedoch ein Teil der neutralen Gaskomponente ebenfalls zu der Reizgaskomponente hinzugefügt, so daß damit eine im Mischrohr 9 stattfindende Vermischung beider Komponenten die Konzentration an der Nasensonde zuzuführenden Reizgases festlegt.

Alle übrigen in der Zeichnung nicht näher erläuterten Einzelmerkmale entsprechen bekannten Ausführungen und sind dem Stande der Technik zu entnehmen.

BAD OFHGINAL

Nummer:	35 01 095
Int. Cl.⁴:	A 61 B 5/00
Anmeldetag:	15.Januar 1985
Offenlegungstag:	17. Juli 1986

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Claims

Dr. -Ing. Herbert Moser ί Patentanwalt 3501091S A $59 Ansprüche

1. Verfahren zur Messung von sensorischen Qualitäten, insbesondere zur Messung der Analgesie in der Narkoseüberwachung, bei dem durch ein Reizgerät impulsweise gas- oder dampfförmige, den spezifischen Reiz auslösende Substanzen über die Nasenschleimhaut geleitet werden und reizkorreliert elektrische Signale aus dem Elektro-Encephalogramm mit Hilfe einer Aufnahmevorrichtung abgeleitet und in einer Auswerteeinheit als Meßgrößen analysiert und gespeichert werden, wobei die Einblendung von Reizimpulsen in eine neutrale, hinsichtlich der Strömungskennwerte konstante Gas- bzw. Dampfströmung d

durch eine Umschaltvorrichtung erfolgt, dadurch \ gekennzeichnet, daß durch die Umschaltvorrichtung eine kontinuierliche Impulsfolge erzeugt wird und daß die Auswertung durch die Auswerteeinheit in einem Auswertfenster erfolgt, dessen Breite einer vorgegebenen Anzahl von Reizimpulsen entspricht, wobei das Auswertefenster über die Anzahl der gespeicherten Signale verschiebbar ist.

2. Verfahren,insbesondere nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Narkosegaszufuhr periodisch ein nasa-

BAD ORGlNAL

ler Schmerzreiz ausgeübt und die Antwortsignale aus dem EEG als Meß- bzw. Steuergröße abgeleitet werden.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere nach Anspruch 1, wobei eine Umlenkkammer

vorgesehen ist, welche mit abgaskonstanten Gasquellen (1,2) verbundene Einlasse (13,8) für neutrales Gas und Reizgas sowie einen Auslaß zur Nasenzuführung (14) aufweist, und daß das Mischrohr (9) mit Abgasanschlüssen (16,17) beidseitig an Abgasleitungen (28,29) anschließbar ist, welche über ein Umschaltventil (30) wahlweise mit einer Abströmleitung (32) verbindbar sind, wobei die Einlasse (13,8) und die Abgasanschlüsse (16,17) derart angeordnet sind, daß im freien Innenraum des Mischrohres (9) Strömungen von neutralem Gas und Reizgas entstehen, welche zwischen dem Einlaß und dem zugeordneten Abgasanschluß und dem Auslaß zur Nasenzuführung

(14) abhängig von der Stellung des Umschaltventils (30) pendeln, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abströmleitung (32) ein Druckregler (34) angeordnet ist und daß das Umschaltventil (30) derart ausgebildet ist, daß der außerhalb der Gasführung zum Druckregler (34) verbleibende Anschluß abgesperrt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung der Ab-

strömmenge durch die Abstromleitung (32) als Druckregler eine Kapillarstrecke (34) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (30)

so aufgebaut ist, daß während des Umschaltvorganges die Summe der im Übergangszustand abgegebenen Teilströme gleich dem jeweils in den Endlagen abgegebenen Gesamtstrom ist.
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6. Einrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Mischungsverhältnisses in der Umlenkkammer vor die Einlasse (13,8) mit konstantem Vordruck gespeiste Kapillarstrecken (33) angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß in die Nasenzuführung (14) eine weitere Kapillarstrecke (15) eingeschaltet ist.

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