DE3608475A1

DE3608475A1 - Verfahren und einrichtung zur messung von sensorischen qualitaeten

Info

Publication number: DE3608475A1
Application number: DE19863608475
Authority: DE
Inventors: Gerd Prof Dr Kobal; Christoph Dipl Ing Maurer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1987-09-17
Also published as: FR2599977A1; GB8629651D0; GB2187845B; GB2187845A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von sensorischen Qualitäten, bei dem durch ein Reizgerät impulsweise gas- oder dampfförmige den spezifischen Reiz auslösende Substanzen über die Nasenschleimhaut gelei tet werden sowie reizkorrelierte elektrische Signale aus dem Elektro-Encephalogramm abgeleitet und als Meßgrößen bestimmt werden. Außerdem wird eine zweckmäßige Einrich tung zur Durchführung des Verfahrens angegeben.

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

Im Hauptpatent (Deutsche Patentanmeldung P 35 01 095.9) ist ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben, bei der durch eine Umschaltvorrichtung eine kontinuierliche Impulsfolge erzeugt wird. Die Auswertung im Elektro- Encephalogramm erfolgt dabei durch eine Auswerteeinheit in einem Auswertefenster, dessen Breite einer vorgege benen Anzahl von Reizimpulsen entspricht, wobei das Auswertefenster über die Anzahl der gespeicherten Sig nale verschiebbar ist. Wenn die der Nasenschleimhaut zugeführte Gas- bzw. Dampfströmung, welche die Reizgas impulse einschließt, konstante Strömungskennwerte, vor allem hinsichtlich Flow, Temperatur und Wasserdampf sättigung aufweist, kann davon ausgegangen werden, daß die im EEG auftretenden reizkorrelierten elektrischen Signale ausschließlich von der Antwort auf die einge blendeten Reizgasimpulse herrühren.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der Messung von sensorischen Qualitäten die Impulsform bzw. die Impuls dauer eine wesentliche Einflußgröße darstellt. Bei der Messung von sensorischen Qualitäten bzw. von Schmerz empfindungen hängt die Genauigkeit und damit die Ver wertbarkeit der Meßergebnisse auch davon ab, ob die einwirkenden Reize in ihrer Impulsform den natürlichen Bedingungen der Reizeinwirkung angepaßt sind.

In Weiterbildung der Erfindung nach dem Hauptpatent wird daher vorgeschlagen, daß die Reizimpulse mit ver änderbarer Impulsform zugeführt werden, und daß durch Veränderung dieser Impulsform Optimalwerte der Signale aus dem Elektro-Encephalogramm eingestellt und der Mes sung zugrundegelegt werden. Eine solche Veränderung der Impulsform bezieht sich insbesondere auf die Kurvenform mit Steilheit, Frequenz, Amplitude und Impulsdauer. Da bei erscheint es günstig, solche Werte auszuwählen, welche den natürlichen physiologischen Bedingungen der Reizeinwirkung nahekommen. So kann zweckmäßig die An stiegsgeschwindigkeit mehr als 5%/msec bezogen auf den Maximalwert und die Frequenz 1 Hz-0,1 Hz betragen bei einer Impulsdauer von 10-15 Min.

Ein zweckmäßiges Verfahren kann in der Weise ausgeführt werden, daß bei in die Neutralgasströmung eingebetteten Reizimpulsen die Form der Reizgasimpulse so gewählt ist, daß nach einem steilen Anstieg mit einer Anstiegsge schwindigkeit der Konzentration der Reizsubstanz von mehr als 5%/msec der Maximalwert mit 100% Reizgasanteil erreicht wird, daß dieser Maximalwert über eine Halte zeit < 30% der Impulsdauer eingehalten wird, und daß sich daran ein Abfallbereich zum Impulsende anschließt. Außerdem kann es zweckmäßig sein, daß die Impulse einer konstanten Basis-Reizgröße überlagert werden, wobei ver schiedene Impulsformen, auch Sinusformen, möglich sind.

Im Hauptpatent wird eine Mischvorrichtung angegeben, bei der die Reizgasströmung dauernd aufrecht erhalten und nur zur Bildung der Reizimpulse kurzzeitig in die Neutralgasströmung eingeblendet wird. Dadurch ergibt sich ein hoher Anteil des abströmenden, ungenutzten Reizgases. Es wird daher in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als Mischvorrichtung eine Doppelventilanord nung vorgeschlagen, welche mit einem das gewünschte Impulszeitmuster steuernden Steuergerät verbunden ist, wobei das eine der beiden Ventile mit einer Neutralgas quelle und das andere mit einer Reizgasquelle verbunden ist und der Auslaß beider Ventile über einen gemeinsamen Abgasanschluß mit der Nasenzuführung verbindbar ist.

Die beiden Ventile werden zweckmäßig als schnellanspre chende Elektrokugelventile ausgebildet, die von einem Steuergerät steuerbar sind, an dem die Kenngrößen der Impulsform und damit die Impulsform selbst einstellbar ist. Derartige elektrisch steuerbare Schaltventile sind an sich, beispielsweise durch die DE 28 31 856 B2, bekannt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele zum Gegenstand der Erfindung schematisch dargestellt; es zeigen

Fig. 1 eine Impulsform der Reizgasimpulse,

Fig. 2 eine alternative Impulsform der Reizgas impulse,

Fig. 3 eine Doppelventilanordnung zur Erzeugung derartiger Impulsfolgen nach Fig. 1 und 2.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Impulsform der in die Neu tralgasströmung (z.B. Luft) eingebetteten Reizgasimpulse (CO₂) folgt an einen Anstieg mit hoher Flankensteilheit eine über längere Zeit aufrecht erhaltene 100%ige Kon zentration des Reizgases, welche anschließend bis zu einem Zwischenplateau bei 40% abfällt. An das Zwischen plateau schließt sich ein weiterer Abfall der Reizgas konzentration bis auf 0% an. Bei allen Zwischenwerten ist der jeweils zu 100% ergänzende Wert durch Neutral gas ausgefüllt.

Fig. 2 zeigt ebenfalls für das Reizgas CO₂ eine Impuls form, die sich auf einer konstanten Basis-Reizgröße von 20% aufbaut. Dies bedeutet, daß dem Probanden zu keiner Zeit der Untersuchung reines Neutralgas zugeführt, son dern daß lediglich der Anteil der Reizgaskomponente außerhalb der Impulse auf 20% verringert wird. Eine solche Impulsform bzw. Impulsfolge erscheint besonders bei der Untersuchung von Schmerzempfindungen, die sich über einen längeren Zeitraum erstrecken, zweckmäßig. Dies ist insbesondere für die Überwachung der Narkose tiefe vorteilhaft, wenn, wie im Hauptpatent beschrieben, eine Steuerung bzw. Überwachung der Narkosegaszufuhr davon abhängig gemacht wird, daß periodisch ein nasaler Schmerzreiz ausgeübt und die Antwortsignale aus dem EEG als Meß- bzw. Steuergröße abgeleitet werden.

Zur Realisierung der verschiedenen Impulsformen, ins besondere von Fig. 1 und 2, dient die in Fig. 3 darge stellte Doppelventilanordnung. Diese besteht aus zwei schnell ansprechenden Elektrokugelventilen 1, 2, welche von einem Steuergerät 3, das die Einstellung der Impulsform ermöglicht, im Rahmen einer Regelschal tung angesteuert werden. Die Einstellung des gewünsch ten Impulszeitmusters erfolgt am Steuergerät 3 durch Festlegung der elektrischen Steuerwerte.

Auf der Vordruckseite der Elektrokugelventile 1, 2 befinden sich Drucksensoren 4, 5, welche den von einer Reizgasquelle 6 und einer Neutralgasquelle 7 einge speisten Druckwert feststellen und an das Steuergerät 3 weiterleiten. Entsprechend den festgestellten Druck werten P ₁ und P₂ erfolgt durch entsprechende Steuerung der Elektrokugelventile 1, 2 die Festlegung der in den Abgaberäumen 8, 9 erforderlichen Druckwerte zur Erzeu gung der gewünschten Impulsmuster. Die Auslässe beider Elektrokugelventile 1, 2 sind zu einem gemeinsamen Abgas anschluß 10 geführt, welcher mit der Nasenzuführung verbunden werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Messung von sensorischen Qualitäten, bei dem durch ein Reizgerät impulsweise gas- oder dampfförmige, den spezifischen Reiz auslösende Sub stanz über die Nasenschleimhaut geleitet werden sowie reizkorreliert elektrische Signale aus dem Elektro- Encephalogramm abgeleitet und als Meßgrößen bestimmt werden, nach DBP ..... (Deutsche Patentanmeldung P 35 01 095.9), dadurch gekenn zeichnet, daß die Reizimpulse mit veränder barer Impulsform zugeführt werden, und daß durch die Veränderung dieser Impulsform Optimalwerte der Signale aus dem Elektro-Encephalogramm eingestellt und der Messung zugrundegelegt werden.

2. Verfahren zur Messung von sensorischen Qualitäten, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß bei in die Neutralgas strömung eingebetteten Reizgasimpulsen die Form der Reizimpulse so gewählt ist, daß nach einem steilen Anstieg mit einer Anstiegsgeschwindigkeit der Konzen tration der Reizsubstanz von mehr als 5%/msec der Maximalwert mit 100% Reizgasanteil erreicht wird, daß dieser Maximalwert über eine Haltezeit < 30% der Impulsdauer eingehalten wird, und daß sich daran ein Abfallbereich zum Impulsende anschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse einer konstanten Basis-Reizgröße überlagert werden.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach DBP... (Deutsche Patentanmeldung P 35 01 095.9), dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelventilanordnung (1, 2) vorgesehen ist, welche mit einem das gewünschte Impulszeit muster steuernden Steuergerät (3) verbunden ist, wo bei das eine (1) der beiden Ventile (1, 2) mit einer Neutralgasquelle (7) und das andere (2) mit einer Reizgasquelle (6) verbunden ist, und daß der Auslaß beider Ventile (1, 2) über einen gemeinsamen Abgas anschluß (10) mit der Nasenzuführung verbindbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die beiden Ventile schnell ansprechende Elektrokugelventile (1, 2) sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Impulsform durch das Steuergerät (3) einstellbar ist.