DE3734829A1 - Verfahren und einheit zur anzeige der elektrischen aktivitaet des gehirns - Google Patents
Verfahren und einheit zur anzeige der elektrischen aktivitaet des gehirnsInfo
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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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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873734829 Withdrawn DE3734829A1 (de) | 1986-10-14 | 1987-10-14 | Verfahren und einheit zur anzeige der elektrischen aktivitaet des gehirns |
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FR (1) | FR2604889A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4110049A1 (de) * | 1990-05-23 | 1991-11-28 | Roscher Guenther Dipl Math Dr | Verfahren und schaltungsanordnung zur schritthaltenden analyse der elektrischen aktivitaeten des gehirns |
DE4039648A1 (de) * | 1990-12-12 | 1992-07-16 | Rolf Wendler | Messwertverarbeitungssystem fuer ein biologisches objekt |
RU2785268C1 (ru) * | 2021-06-10 | 2022-12-05 | Александр Валентинович Вартанов | Способ исследования мозговой активности по данным скальповой электроэнцефалограммы |
Families Citing this family (4)
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US5263488A (en) * | 1992-10-05 | 1993-11-23 | Nicolet Instrument Corporation | Method and apparatus for localization of intracerebral sources of electrical activity |
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- 1986-10-14 PL PL1986261893A patent/PL261893A1/xx unknown
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- 1987-10-14 HU HU874638A patent/HUT44923A/hu unknown
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- 1987-10-14 DE DE19873734829 patent/DE3734829A1/de not_active Withdrawn
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RU2785268C1 (ru) * | 2021-06-10 | 2022-12-05 | Александр Валентинович Вартанов | Способ исследования мозговой активности по данным скальповой электроэнцефалограммы |
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FR2604889A1 (fr) | 1988-04-15 |
HUT44923A (en) | 1988-05-30 |
PL261893A1 (en) | 1988-02-18 |
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