DE3734829A1 - Verfahren und einheit zur anzeige der elektrischen aktivitaet des gehirns - Google Patents

Verfahren und einheit zur anzeige der elektrischen aktivitaet des gehirns

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DE3734829A1
DE3734829A1 DE19873734829 DE3734829A DE3734829A1 DE 3734829 A1 DE3734829 A1 DE 3734829A1 DE 19873734829 DE19873734829 DE 19873734829 DE 3734829 A DE3734829 A DE 3734829A DE 3734829 A1 DE3734829 A1 DE 3734829A1
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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einheit zur Anzeige der elektrischen Aktivität des Gehirns, insbesondere für die ruhende, elektrische Aktivität des Gehirns EEG, für die erregte, elektrische Aktivität des Gehirns EP sowie für die spektrale Aktivität des Gehirns, welche ihre Anwendung für diagnostische und Erkenntniszwecke in der Medizin finden, insbesondere in der Neurologie, Neurophysiologie, Psychologie und Psychiatrie.
Bekannte Verfahren und Einheiten zur Anzeige der elektrischen Aktivität des Gehirns sind in den US-PSen 44 17 591, 44 08 616, 44 07 299 und 44 21 122 beschrieben. Sie beruhen auf einer topographischen Anzeige der Daten der elektrischen Aktivität des Gehirns mittels eines Bildschirmgerätes, die von vielen auf dem Schädel eines Patienten angeordneten Fühlern erfaßt werden.
Das Verfahren und die Einheiten gemäß den genannten Patentschriften zur topographischen Anzeige der elektrischen Aktivität des Gehirns werden bei der Untersuchung der ruhenden, elektrischen Aktivität des Gehirns EEG, bei der Untersuchung erregter, elektrischer Aktivität des Gehirns EP sowie bei Spektralenergieuntersuchungen der Aktivität des Gehirns in gewählten Frequenzbereichen genutzt.
Das Verfahren zur topographischen Anzeige der ruhenden, elektrischen Gehirnaktivität EEG beruht darauf, daß aus den Signalen der Fühler der elektrischen Gehirnaktivität eine Matrix der Eingabedaten gebildet wird. Die Matrix der Eingabedaten wird zur Erzeugung einer erweiterten Bildmatrix benutzt, deren Elementenzahl um wenigstens eine Reihe größer ist als die Anzahl der Fühler der elektrischen Gehirnaktivität. Die Größe eines einzelnen Elementes einer erweiterten Bildmatrix wird aus drei Elementen der Eingabedatenmatrix Z1, Z2, Z3 generiert, welche drei Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität entsprechen, deren Anordung ein kleinstmögliches Dreieck bildet, das das generierte Element einer erweiterten Bildmatrix enthält, sowie aus drei mit ihnen verbundenen Koeffizienten C1, C2, C3, die die Funktionen der Stellungskoordinaten X, Y dieser drei Fühler und des Punktes sind, welche mit dem Element einer erweiterten Bildmatrix verbunden sind. Der Wert eines jeden Elementes Zp der erweiterten Bildmatrix wird dann nach der nachstehenden Formel errechnet:
Zp = (C1 × Z1) + (C2 × Z2) + (C3 × Z3)
wo:
C1= ((Xp × (Y2-Y3) + X2 × (Y3-Yp) + X3 × (Yp-Y2))/DeltaC2= ((X1 × (Yp-Y3) + Xp × (Y3-Y1) + X3 × (Y1-Yp))/DeltaC3= ((X1 × (Y2-Yp) + X2 × (Yp-Y1) + Xp × (Y1-Y2))/Delta
Delta= X1 × (Y2-Y3) + X2 × (Y3-Y1) + X3 × (Y1-Y2).
Die erweiterte Bildmatrix wird auf einem Bildschirm als topographische Karte wiedergegeben. Die Farbe der einzelnen Punkte der topographischen Karte ist eine Funktion des Elementenwertes der erweiterten Bildmatrix, die mit diesem Punkt der topographischen Karte verknüpft ist.
Das Verfahren zur topographischen Anzeige einer erregten, elektrischen Gehirnaktivität P beruht darauf, daß der Patient der Wirkung von wiederholbaren Lichtimpulsen, Schallimpulsen oder somato-sensorischen Impulsen ausgesetzt wird, um das Gehirn zur Erzeugung eines Potentials anzuregen, welches an den Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität induziert wurde. Aus den erhaltenen Signalen wird eine Matrixfolge von Vorimpuls-Eingabedaten und eine Matrixfolge von Nachimpulseingabedaten gebildet. Diese Folgen werden dann verarbeitet. Die Verarbeitung der genannten Folgen beruht auf der Berechnung einer Mittelmatrix aus den Vorimpuls-Matrixfolgen. Die Mittelmatrix wird dann von jeder Eingabedatenmatrix der Nachimpulsfolge subtrahiert. Die auf diese Weise erhaltenen aufeinanderfolgenden Nachimpuls- Matrixfolgen werden gemittelt, indem man eine Folge der gemittelten Eingabematrix bildet. Aus den gewonnenen, gemittelten Eingabedatenmatrizen wird auf dem Bildschirm eine bunte, topographische Karte nach dem beschriebenen Verfahren gebildet, welches bei der Anzeige der ruhenden elektrischen Gehirnaktivität EEG beschrieben ist.
Die topographische Anzeige der Spektralenergie der elektrischen Gehirnaktivität in ausgewählten Frequenzbereichen beruht auf der Berechnung der Spektralenergie in den gewählten Frequenzbereichen mittels der Fourier-Transformation der von den Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität erhaltenen Signale, wobei Spektralmatrizen der Eingabedaten gebildet werden, deren Elementenwerte der Größe der Spektralenergie entsprechen, die in den gewählten Frequenzbereichen enthalten ist. Aufgrund der erhaltenen Spektralmatrizen der Eingabedaten wird auf dem Monitorschirm eine bunte topographische Karte nach dem Verfahren gebildet, welches bei Anzeige der ruhenden, elektrischen Gehirnaktivität EEG beschrieben ist.
Die Einheit für die Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität in bekannten Lösungen enthält viele Fühler der elektrischen Gehirnaktivität, die zum Anordnen an vielen voneinander entfernten Stellen auf dem Schädel eines Patienten angepaßt sind, einen Minirechner, einen Verstärker für die biologischen Signale, in dem Verstärker und Filter enthalten sind, einen A/D-Wandler, der von einer Seite an die oben genannten Fühler über einen Multiplexer und von der anderen Seite an den Minirechner geschaltet ist, ein Bildschirmgerät, auf dem bunte, topographische Karten der elektrischen Gehirnaktivität angezeigt werden sowie ein Anregungssystem zur wiederholbaren Impulserzeugung für die Gehirnanregung, um ein Potential zu erzeugen, welches an den genannten Fühlern induziert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Verfahren und Einheiten dahingehend zu verbessern, daß es möglich ist, ein genaueres Bild über die elektrische Gehirnaktivität, insbesondere Anomalien zu erhalten.
Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität für die ruhende elektrische Gehirnaktivität besteht in der Generierung von einzelnen Elementenwerten einer erweiterten Bildmatrix aus vier Werten Z1, Z2, Z3, Z4 der Eingabedatenmatrix, die vier Fühler der elektrischen Gehirnaktivität entsprechen, deren Anordnung einem kleinstmöglichen Parallelogramm entspricht, welches das generierte Element der erweiterten Bildmatrix umfaßt, sowie aus vier mit ihm verknüpften Koeffizienten C1, C2, C3, C4, welche die Funktionen der Koordinaten X, Y dieser vier Fühler und des Punktes sind, welcher mit dem Element Zp einer erweiterten Bildmatrix verknüpft ist, nach der nachstehenden Abhängigkeit:
Zp= C1 × Z1 + C2 × Z2 + C3 × Z3 + C4 × Z4C1= (Y4-Yp) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Y4-Yp) × (X4-X1)) Norm 1C2= (Y3-Yp) × ((Xp-X4) × (Y3-Y2) - (Y3-Yp) × (X3-X2)) Norm 2C3= (Yp-Y2) × ((Xp-X1) × (Y3-Y2) - (Yp-Y2) × (X3-X2)) Norm 2C4= (Yp-Y1) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Yp-Y1) × (X4-X1)) Norm 1
Norm 1= (Y4-Y1) × (Y4-Y1) × (X3-X4) Norm 2= (Y3-Y2) × (Y3-Y2) × (X2-X1).
Die genannte topographische Karte wird mit dem Signalverlauf aus wenigstens einem nach Belieben gewählten Fühler der elektrischen Gehirnaktivität in dem Koordinatensystem X, Y mit einer Markierung des Zeitpunkts angezeigt, an dem die topographische Karte dargestellt ist. Es werden ebenfalls mindestens zwei topographische Karten dargestellt, von denen jede den jeweiligen Zustand zu einem nach Belieben gewählten Zeitpunkt darstellt.
Vorteilhaft ist es, die Elementenwerte der erweiterten Bildmatrix in Form von Isolinien auf dem Schirm darzustellen. Die Markierung des Zeitpunkts wird vorzugsweise in Form einer geraden Linie dargestellt. Eine vorteilhafte Form der Darstellung der Isolinien sind Isolinien in unterschiedlichen Farben, wobei die Isolinienfarbe eine Funktion des Wertes ist, den die gegebene Isolinie darstellt.
Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität bei einer induzierten elektrischen Gehirnaktivität beruht auf der Berechnung der Folge der Eingabedatenmatrixen und darauf, daß der Wert der einzelnen Elemente der erweiterten Bildmatrix von vier Werten ZW1, ZW2, ZW3, ZW4 der gemittelten Eingabedatenmatrix generiert wird, welche vier Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität entsprechen, deren Anordung ein kleinstmögliches Parallelogramm bildet, das das generierte Element der erweiterten Bildmatrix umfaßt, sowie von vier mit ihm verknüpften Koeffizienten C1, C2, C3, C4, welche die Funktionen der Koordinaten X, Y der vier Fühler und des Punktes sind, der mit dem Element Zp der erweiterten Bildmatrix verknüpft ist, nach der nachstehenden Abhängigkeit:
Zp= C1 × ZW1 + C2 × ZW2 + C3 × ZW3 + C4 × ZW4C1= (Y4-Yp) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Y4-Yp) × (X4-X1))C2= (Y3-Yp) × ((Xp-X4) × (Y3-Y2) - (Y3-Yp) × (X3-X2))C3= (Yp-Y2) × ((Xp-X1) × (Y3-Y2) - (Yp-Y2) × (X3-X2))C4= (Yp-Y1) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Yp-Y1) × (X4-X1))
Norm 1= (Y4-Y1) × (Y4-Y1) × (X3-X4) Norm 2= (Y3-Y2) × (X3-Y2) × (X2-X1).
Die genannte topographische Karte wird mit dem Signalverlauf aus wenigstens einem nach Belieben gewählten Fühler der elektrischen Gehirnaktivität in dem Koordinatensystem X, Y mit einer Markierung des Zeitpunkts angezeigt, zu dem die topographische Karte dargestellt ist. Es werden ebenfalls mindestens zwei topographische Karten dargestellt, von denen jede Karte den Zustand in einem nach Belieben gewählten Zeitpunkt darstellt. Vorteilhaft ist es, die Elementenwerte der erweiterten Bildmatrix in Form von Isolinien auf dem Schirm darzustellen. Die Markierung des Zeitpunkts hat vorzugsweise die Form einer geraden Linie. Eine günstige Form der Darstellung der Isolinien sind Isolinien in unterschiedlichen Farben, wobei die Isolinienfarbe eine Funktion des Wertes ist, welchen die Isolinie darstellt.
Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität für die Spektralenergie beruht auf der Generierung der Werte der einzelnen Elemente der erweiterten Bildmatrix aus vier Werten ZM1, ZM2, ZM3, ZM4, die vier Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität entsprechen, deren Anordnung ein kleinstmögliches Parallelogramm bildet, welches das generierte Element der erweiterten Bildmatix umfaßt, sowie die vier verknüpften Koeffizienten C1, C2, C3, C4, welche die Funktionen der Koordinaten X, Y dieser vier Fühler und des Punktes sind, der mit dem Element der erweiterten Bildmatrix verknüpft ist, nach der nachstehenden Abhängigkeit:
Zp= C1 × ZM1 + C2 × ZM2 + C3 × ZM3 + C4 × ZM4C1= (Y4-Yp) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Y4-Yp) × (X4-X1))C2= (Y3-Yp) × ((Xp-X4) × (Y3-Y2) - (Y3-Yp) × (X3-X2))C3= (Yp-Y2) × ((Xp-X1) × (Y3-Y2) - (Yp-Y2) × (X3-X2))C4= (Yp-Y1) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Yp-Y1) × (X4-X1))
Norm 1= (Y4-Y1) × (Y4-Y1) × (X3-X4) Norm 2= (Y3-Y2) × (X3-Y2) × (X2-X1).
Die genannte topographische Karte wird mit dem Signalverlauf von zumindestens einem nach Belieben gewählten Fühler der elektrischen Gehirnaktivität in dem Koordinatensystem X, Y mit einer Markierung der Frequenz dargestellt, mit welcher die topographische Karte dargestellt ist. Es werden ebenfalls zumindestens zwei topographische Karten dargestellt, von denen jede Karte eine nach Belieben gewählte Frequenz darstellt. Die Elementenwerte der erweiterten Bildmatrix sind in Form von Isolinien auf dem Schirm dargestellt. Die Markierung des Zeitpunkts hat die Form einer geraden Linie. Eine günstige Form der Darstellung der Isolinien sind Isolinien in unterschiedlichen Farben, wobei die Isolinienfarbe eine Funktion des Wertes ist, den die gegebene Isolinie abbildet.
Eine gleichzeitige Anzeige der topographischen Karte der Signalparameter der elektrischen Gehirnaktivität mit dem Verlauf dieser Parameter im Koordinatensystem X, Y mit einer Markierung des Zeitpunkts bzw. der Frequenz erleichtert die Interpretation der Verteilung der elektrischen Gehirnaktivität. Durch Darstellung der topographischen Parameterverteilung der elektrischen Gehirnaktivität mittels Isolinien ist eine ausführlichere Verteilung der Parameter gegeben als bei einer Darstellung in Form nur einer bunten Karte. Die gleichzeitige Anzeige einiger topographischer Parameterverteilungen der elektrischen Gehirnaktivität erlaubt es, die Tendenz der Änderungen dieser Parameter zu bestimmen. Das beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, eine objektive und schnelle Parameterabschätzung der elektrischen Gehirnaktivität zu erhalten.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Einheit zur Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität und das Wesen dieser erfindungsgemäßen Einheit besteht darin, daß zwischen dem Verstärker der biologischen Signale und dem programmierten Rechner ein Ausführungsblock angeschlossen ist, welcher aus einem Multiplexer, einer Umsetzsteuerung, einem A/D-Wandler, einem Eingabedatenspeicher, einer Quarzuhr, einer Quarzuhrsteuerung, einer Eingabedatenspeichersteuerung, einer A/D-Wandlersteuerung sowie einer Anpaßeinheit besteht.
Am Multiplexereingang ist der Verstärker der biologischen Signale angeschaltet und am Multiplexerausgang ist die Umsetzsteuerung angeschlossen, welche einerseits mit dem A/D-Wandler mitarbeitet und andererseits mittels der Quarzuhr gesteuert wird. Die Funktion der Quarzuhr wird von der angeschlossenen Quarzuhrsteuerung gesteuert, die über ein Anpaßsystem an den programmierten Rechner angeschlossen ist.
Der A/D-Wandler ist an das Wandlersteuerungssystem angeschaltet, welches über ein Anpaßsystem mit dem programmierten Rechner geschaltet ist.
Der Eingabedatenspeicher speichert die erhaltenen Meldungen vom angeschlossenen A/D-Wandler in digitaler Form, wobei der Eingabedatenspeicher von dem angeschlossenen Eingabedatenspeichersteuerungssystem gesteuert wird, das über die Anpaßeinheit mit dem programmierten Rechner geschaltet ist, an den eine Kopiereinrichtung und ein Videorecorder angeschlossen sind.
Die Einheit nach der Erfindung erlaubt es, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Die Vorteile der Einheit bestehen darin, daß
  • - eine stabile, beliebig bezeichnete Abtastfrequenz der elektrischen Gehirnaktivitätssignale gesichert ist,
  • - die Abtastfrequenz der elektrischen Gehirnaktivitätssignale von der Arbeitsfrequenz des programmierten Rechners abhängig ist,
  • - die Anwendung von verschiedenen, programmierten Rechnerarten in der dargestellten Einheit möglich ist,
  • - die angezeigte, elektrische Gehirnaktivität auf dem Papier aufgezeichnet werden kann, z. B. für Dokumentationszwecke, und
  • - die angezeigte, elektrische Gehirnaktivität auf einem Videorecorderband aufgenommen werden kann, z. B. für Erkenntniszwecke.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels einer Einheit und unter Bezug auf Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Anordung von Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität am Kopf eines Patienten;
Fig. 2 ein Beispiel einer Anzeige der ruhenden elektrischen Gehirnaktivität als bunte topographische Karte und als Signalverlauf von vier ausgewählten Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität im Koordinatensystem X, Y mit einer Markierung des Zeitpunkts,
Fig. 3 das Beispiel der Anzeige wie in Fig. in Form von Isolinien;
Fig. 4 ein Beispiel der Anzeige der ruhenden, elektrischen Gehirnaktivität in Form von vier topographischen Karten, wobei jede Karte die Potentialverteilung in einem anderen beliebigen Zeitpunkt darstellt;
Fig. 5 ein Beispiel der Anzeige der induzierten elektrischen Gehirnaktivität EP in Isolinienform und als Signalverlauf von vier ausgewählten Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität im Koordinatensystem X, Y mit einer Markierung des Zeitpunkts,
Fig. 6 das Beispiel der Anzeige der induzierten elektrischen Gehirnaktivität EP in Form von vier topographischen Karten, wobei jede Karte die Potentialverteilung zu einem anderen Zeitpunkt darstellt;
Fig. 7 ein Beispiel der Anzeige für die Spektralenergie der elektrischen Gehirnaktivität als Isolinien und als Signalverlauf von vier Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität im Koordinatensystem X, Y mit einer Markierung der Frequenz,
Fig. 8 das Beispiel der Anzeige der Spektralenergie der elektrischen Gehirnaktivität in Form von vier topographischen Karten, wobei jede Karte die Spektralenergieverteilung für eine andere Frequenz darstellt;
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einheit in Blockform.
Die Funktion der in Fig. 9 dargestellten Einheit für die Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität ist wie folgt. Auf dem Kopf 1 eines Patienten sind Fühler 2 der elektrischen Gehirnaktivität angeordnet (s. Fig. 1) und an einen Verstärker 18 der biologischen Signale angeschaltet, z. B. an ein EEG-Gerät. Das verstärkte und gefilterte Signal der elektrischen Gehirnaktivität wird über einen Ausführungsblock 19 zu einem programmierten Rechner 20 geleitet. Der programmierte Rechner 20 ist mit RAM- und ROM-Speichern, einem Externspeicher und einer Anzeigekonsole ausgerüstet. An den programmierten Rechner 20 ist ein Bildschirmgerät 21 zur Darstellung der Parameter 22 der elektrischen Gehirnaktivität, eine Kopiereinrichtung 23 zum Anfertigen von Kopien der angezeigten Gehirnaktivität sowie ein Videorecorder 24 zur Aufzeichnung der Darstellungen auf dem Bildschirmgerät 21 angeschlossen. An den programmierten Rechner 20 ist auch ein Anregungssystem zur wiederholenden Impulserzeugung zur Gehirnanregung geschaltet.
Der Ausführungsblock 19 besteht aus einem Multiplexer 26, einer Umsetzsteuerung 27, einem A/D-Wandler 28, einem Eingabedatenspeicher 29, einer Quarzuhr 30, einer Quarzuhrsteuerung 31, einem Eingabedatenspeichersteuerungssystem 32, einem A/D-Wandlersteuerungssystem 33 und einer Anpaßeinheit 34.
An den Eingang des Multiplexers 26 ist der Verstärker 18 der biologischen Signale und an seinen Ausgang die Umsetzsteuerung 27 angeschlossen. Die Umsetzsteuerung 27 arbeitet mit dem A/D-Wandler 28 zusammen und wird mittels der Quarzuhr 30 gesteuert. Die Funktion der Quarzuhr 30 wird von der Quarzuhrsteuerung 31 gesteuert, die über die Anpaßeinheit 34 mit dem programmierten Rechner 20 in Verbindung steht.
Der A/D-Wandler 28 ist an das Umsetzersteuerungssystem 33 geschaltet, das über die Anpaßeinheit 34 an den programmierten Rechner 20 geschaltet ist. Der Eingabedatenspeicher 29 sammelt in digitaler Form die vom angeschlossenen A/D-Wandler 28 erhaltenen Signale, wobei der Eingabedatenspeicher 29 mittels des angeschlossenen Eingabedatenspeichersteuerungssystems 32 gesteuert wird, das über die Anpaßeinheit 34 an den programmierten Rechner 20 angeschlossen ist.
Die Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität mittels der beschriebenen Einheit beruht darauf, daß auf dem Kopf eines Patienten 1, wie in Fig. 1 dargestellt, Fühler 2 der elektrischen Gehirnaktivität im Netzsystem von miteinander verbundenen Vierecken 3 aufgesetzt werden. Im Ergebnis des weiteren Vorgehens nach den beschriebenen Verfahren sowie der Funktion der beschriebenen Einheit werden auf dem Bildschirmgerät 21 topographische Karten der elektrischen Gehirnaktivität erhalten, wie sie in Fig. 2 bis 8 dargestellt sind. In den Figuren haben die Bezugsziffern folgende Bedeutung:
4 eine bunte topographische Karte der ruhenden elektrischen Gehirnaktivität. 5 eine Skala der Farbenzuordnung zu den Werten der elektrischen Gehirnaktivität, 6 die Markierung eines Zeitpunkts, 7 die Angabe eines Zeitpunkts, 8 Symbole von Fühlern 2 der elektrischen Gehirnaktivität, 9 Signalverläufe von gemessenen, elektrischen Gehirnaktivitäten im Koordinatensystem X, Y, 10 topographische Karten der elektrischen Gehirnaktivität in Form von Isolinien, 11 einen Maßstab der Zuordnung der Farben der Isolinien an die Werte der elektrischen Gehirnaktivität, wobei 12 der Farbe rot, 13 der Farbe gelb und 14 der Farbe grün entspricht, 15 die Markierung einer Frequenz, 16 die Angabe der gewählten Frequenz und 17 Signalverläufe des Spektrums der elektrischen Gehirnaktivität im Koordinatensystem X, Y.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einheit erlauben:
  • - eine Ortsbestimmung von epileptischen Zentren und die Bestimmung des Propagationsweges der Zuckanregungen,
  • - eine Ortsbestimmung der Schädigungszentren verschiedener Herkunft,
  • - eine Detektion von funktionellen Störungen die Strukturveränderungen vorangehen, und
  • - eine Prüfung der intrapsychischen Trenderscheinungen im Makro- und Mikro-Zeitmaßstab.

Claims (12)

1. Verfahren zur Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität, insbesondere für die ruhende, elektrische Gehirnaktivität EEG, welches auf der Bildung von Eingabedatenmatrizen aus Signalen beruht, die von Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität erhalten werden, wobei die Elementenwerte der Matrizen der Potentialgröße der mit ihnen korrelierten Fühler entsprechen, und diese Werte zum Erhalten einer erweiterten Bildmatrix mit einer größeren Elementenanzahl als die Zahl der Fühler der elektrischen Gehirnaktivität ausgenutzt werden, wobei diese Matrix auf dem Bildschirm als eine topographische Karte dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des einzelnen Elementes der erweiterten Bildmatrix aus vier Werten (Z1, Z2, Z3, Z4) der Eingabedatenmatrix generiert wird, welche den vier Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität entsprechen, deren Anordnungsbild ein kleinstmögliches Parallelogramm bildet, welches ein generiertes Element der erweiterten Bildmatrix umfaßt, und aus vier mit diesem Element verknüpften Koeffizienten (C1, C2, C3, C4), welche die Koordinatenfunktionen (X,Y) dieser vier Fühler und des mit dem Element Zp der erweiterten Bildmatrix verknüpften Punktes sind, nach der nachstehenden Abhängigkeit: Zp= C1 × Z1 + C2 × Z2 + C3 × Z3 + C4 × Z4C1= (Y4-Yp) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Y4-Yp) × (X4-X1))C2= (Y3-Yp) × ((Xp-X4) × (Y3-Y2) - (Y3-Yp) × (X3-X2))C3= (Yp-Y2) × ((Xp-X1) × (Y3-Y2) - (Yp-Y2) × (X3-X2))C4= (Yp-Y1) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Yp-Y1) × (X4-X1))Norm 1= (Y4-Y1) × (Y4-Y1) × (X3-X4) Norm 2= (Y3-Y2) × (Y3-Y2) × (X2-X1).
2. Verfahren zur Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität, insbesondere für die induzierte, elektrische Gehirnaktivität EP, welches darauf beruht, daß der Patient der Einwirkung von wiederholbaren Lichtimpulsen, Schallimpulsen oder somato-sensorischen Impulsen ausgesetzt wird, um das Gehirn zum Erzeugen eines auf den Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität induzierten Potentials anzuregen, wobei die Potentialgrößen eine Vorimpuls-Eingabedaten- Matrixfolge und Nachimpuls-Eingabedaten-Matrixfolge bilden, worauf diese Folgen verarbeitet werden, indem man von der Vorimpulsmatrixfolge eine gemittelte Matrix berechnet, welche dann von jeder Eingabedatenmatrix der Nachimpulsfolge subtrahiert wird, wobei man sie nach der Verarbeitung zur Gewinnung einer erweiterten Bildmatrix mit einer Elementenzahl um eine Reihe größer als die Anzahl der Fühler der elektrischen Gehirnaktivität ausnutzt, welche auf dem Bildschirm als eine topographische Karte dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folge der gemittelten Eingabedatenmatrizen aus den beliebig gewählten Eingabedatenmatrixfolgen errechnet und daß der Wert der einzelnen Elemente der erweiterten Bildmatrix aus vier Werten (ZW1, ZW2, ZW3 ZW4) der gemittelten Eingabedatenmatrix generiert wird, welche den vier Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität entsprechen, deren Anordnungsbild ein kleinstmögliches Parallelogramm bildet, welches das generierte Element der erweiterten Bildmatrix umfaßt, sowie aus vier mit dem Element verknüpften Koeffizienten (C1, C2, C3, C4), welche die Funktionen der Koordinaten (X, Y) dieser vier Fühler und des Punktes sind, der mit dem Element Zp einer erweiterten Bildmatrix verknüpft ist, nach der nachstehenden Abhängigkeit: Zp= C1 × ZW1 + C2 × ZW2 + C3 × ZW3 + C4 × ZW4C1= (Y4-Yp) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Y4-Yp) × (X4-X1))C2= (Y3-Yp) × ((Xp-X4) × (Y3-Y2) - (Y3-Yp) × (X3-X2))C3= (Yp-Y2) × ((Xp-X1) × (Y3-Y2) - (Yp-Y2) × (X3-X2))C4= (Yp-Y1) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Yp-Y1) × (X4-X1))Norm 1= (Y4-Y1) × (Y4-Y1) × (X3-X4) Norm 2= (Y3-Y2) × (Y3-Y2) × (X2-X1).
3. Verfahren zur Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität für die Spektralenergie in gewählten Frequenzbändern, welches auf der Berechnung der Spektralenergie in den gewählten Frequenzbändern mittels der Fourier-Transformation und der Bildung der Eingabedatenmatrizen beruht, deren Elementenwerte der Spektralenergie entsprechen, welche in den gewählten Frequenzbändern enthalten ist und die Eingabedatenmatrix zum Erhalten einer erweiterten Bildmatrix mit einer größeren Elementenanzahl um eine Reihe größer als die Anzahl der Fühler der elektrischen Gehirnaktivität ausnutzt, welche auf dem Bildschirm als topographische Karte dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des einzelnen Elementes der erweiterten Bildmatrix aus vier Werten (ZM1, ZM2, ZM3, ZM4) der Eingabedatenmatrix generiert wird, welche den vier Fühlern der elektrischen Gehirnaktivität entsprechen, deren Anordnungsbild ein kleinstmögliches Parallelogramm bildet, welches das generierte Element der erweiterten Bildmatrix umfaßt, sowie die vier mit dem Element verknüpften Koeffizienten (C1, C2, C3, C4), welche die Funktionen der Koordinaten (X,Y) der vier Fühler und des Punktes sind, der mit dem Element der erweiterten Bildmatrix verknüpft ist, nach der nachstehenden Abhängigkeit: Zp= C1 × ZM1 + C2 × ZM2 + C3 × ZM3 + C4 × ZM4C1= (Y4-Yp) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Y4-Yp) × (X4-X1)) Norm 1C2= (Y3-Yp) × ((Xp-X4) × (Y3-Y2) - (Y3-Yp) × (X3-X2)) Norm 2C3= (Yp-Y2) × ((Xp-X1) × (Y3-Y2) - (Yp-Y2) × (X3-X2)) Norm 2C4= (Yp-Y1) × ((X3-Xp) × (Y4-Y1) - (Yp-Y1) × (X4-X1)) Norm 1Norm 1= (Y4-Y1) × (Y4-Y1) × (X3-X4) Norm 2= (Y3-Y2) × (Y3-Y2) × (X2-X1).
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die topographische Karte und der Signalverlauf von zumindestens einem beliebig gewählten Fühler der elektrischen Gehirnaktivität im Koordinatensystem (X,Y) mit einer Markierung des Zeitpunkts dargestellt wird, zu dem die topographische Karte dargestellt ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zumindest zwei topographische Karten darstellt, von denen jede Karte einen anderen, beliebig gewählten Zeitpunkt wiedergibt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Elementenwerte der erweiterten Bildmatrix auf dem Schirm als Isolinien darstellt.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Markierung des Zeitpunktes in Form einer Geraden ausführt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolinien in unterschiedlichen Farben dargestellt werden, wobei die Farbe jeder Isolinie eine Funktion des die gegebene Isolinie darstellenden Wertes ist.
9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die topographische Karte und der Verlauf des Signalspektrums von mindestens einem beliebig gewählten Fühler der elektrischen Gehirnaktivität im Koordinatensystem (X,Y) dargestellt wird mit einer Markierung der Frequenz, bei der die topographische Karte dargestellt ist.
10. Verfahren zur Anzeige nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Markierung der Frequenz in Form einer Geraden darstellt.
11. Einheit zur Anzeige der elektrischen Gehirnaktivität, welche Fühler der elektrischen Gehirnaktivität enthält, die zum Anordnen auf dem Schädel eines Patienten an voneinander entfernten Stellen angepaßt sind und an einen Verstärker der biologischen Signale geschaltet sind, der Verstärker und Filter, einen Multiplexer, einen A/D-Wandler sowie einen programmierten Rechner enthält, welcher mit RAM- und ROM-Speichern, Externspeicher und Bedienungspult ausgerüstet ist, an den ein Sichtgerät angeschaltet ist, auf dem die elektrische Gehirnaktivität dargestellt wird, sowie ein Anregungssystem, das an den programmierten Rechner angeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verstärker (18) der biologischen Signale und dem programmierten Rechner (20) eine Ausführungseinheit (19) angeschaltet ist, welche aus einem Multiplexer (26), einer Umsetzsteuerung (27), einem A/D-Wandler (28), einem Eingabedatenspeicher (29), einer Quarzuhr (30), einer Quarzuhrsteuerung (31), einer Eingabedatenspeichersteuerung (32), einer A/D-Wandlersteuerung (33) und einer Anpaßeinheit (34) besteht, wobei an den Multiplexereingang der Verstärker (18) der biologischen Signale und an den Multiplexerausgang die Umsetzsteuerung (27) angeschaltet sind, wobei letztere einerseits mit dem A/D-Wandler (28) zusammenarbeitet und andererseits von der Quarzuhr (30) gesteuert wird, deren Funktion von der an sie angeschalteten Quarzuhrsteuerung (31) gesteuert wird, die über die Anpaßeinheit (34) an den programmierten Rechner (20) angeschaltet ist, und der A/D-Wandler an die A/D-Wandlersteuerung (33) angeschaltet ist, die über die Anpaßeinheit (34) mit dem programmierten Rechner (20) in Verbindung steht, wobei der Eingabedatenspeicher (29) die vom angeschalteten A/D-Wandler (28) erhaltenen Signale in einer digitalen Form speichert, wobei der Eingabedatenspeicher (29) mittels der angeschalteten Eingabedatenspeichersteuerung (32) gesteuert wird, die über die Anpaßeinheit (34) an den programmierten Rechner (20) angeschaltet ist.
12. Einheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den programmierten Rechner (20) eine Kopiereinrichtung (23) und/oder ein Videorecorder (24) angeschaltet ist.
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