DE3751195T2

DE3751195T2 - Indikator für Systemaktivitätsänderungen.

Info

Publication number: DE3751195T2
Application number: DE3751195T
Authority: DE
Inventors: Daniel E Cohen
Original assignee: CNS
Current assignee: CNS
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2007-10-30
Also published as: JPS63153045A; US4794533A; EP0267710B1; DE3751195D1; CA1315348C; EP0267710A2; EP0267710A3

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bestimmung von Aktivitätsänderungen in einem System als Antwort auf einen hieran angelegten Reiz oder eine damit übernommene Aufgabe, und insbesondere Änderungen in der Hirntätigkeit, wie sie in elektroenzephalographischen Signalen als Antwort auf angelegte Reize zum Ausdruck kommen.
In der Elektroenzephalographie werden durch das Gehirn erzeugte kleinste elektrische Signale überwacht, analysiert und häufig aufgezeichnet. Die Interpretation derartiger Signale bildet die Grundlage für neurologische Forschungen und die neurologische klinische Diagnose.
Der Elektroenzephalograph mißt das elektrische Potential an der Oberfläche der Kopfhaut des Patienten durch Verwendung von an der Oberfläche der Kopfhaut angebrachten Elektroden in einer oder mehreren der Standardpositionen, welche durch die internationale Vereinigung für Elektroenzephalographie unter der Bezeichnung 10/20-System übernommen wurde. Im allgemeinen können für die Diagnose etwa 20 Elektroden auf diese Weise festgelegt sein, welche mit einer enzephalographischen Einrichtung zur Ausgabe der gemessenenen Potentiale verbunden sind. Diese Potentiale liegen im allgemeinen im Bereich zwischen 1 und 100 uV. Diese Potentiale können spontan sein, werden jedoch häufig in Verbindung mit einer Art durch die elektroenzephalographische Einrichtung überwachten Gehirnreizung wie ein durch die Augen der Person wahrgenommenes Verschieben eines Lichtmusters, gemessen.
Diese elektroenzephalographischen (EEG) Signale oder gemessenen Potentiale weisen abhängig von den Aktivitäten im biologischen System einschließlich des Gehirns unterschiedliche Frequenzbereiche auf. Diese Frequenzbereiche sind wie folgt in vier Grund-Frequenz-Bänder unterteilt worden: Das "Delta"-Band, 0 bis weniger als 4 Hz; das "Theta"-Band, 4 bis weniger als 8 Hz; das "Alpha"-Band, 8 bis weniger als 13 Hz; und das "Beta"-Band, größer als 13 Hz. Eine typische Information, welche durch die EEG-Signale während eines bestimmten Zeitraums erhalten werden soll, ist die vorherrschende Frequenz in einem bestimmten Signal während dieser Periode. Dies erfordert eine umfangreiche Schulung und ist in hohem Maße von dem Geschick des Neurologen abhängig, da ein EEG-Signal-Bereich im allgemeinen viele Frequenzkomponenten aufweist.
Diese Analyse kann durch die Verwendung von Signalverarbeitungseinrichtungen zur Bereitstellung von Parametern und Charakteristika in den erhaltenen Daten solcher EEG- Signale erleichtert und auch verbessert werden. Beispielsweise kann durch die Übergabe eines oder mehrerer EEG-Signale an einen geeignet programmierten Computer eine Analyse des in einem solchen Signal oder solcher Signale enthaltenden Frequenzspektrums erfolgen.
In einer solchen Einrichtung wird das EEG-Signal, bei dem es sich selbstverständlich um ein Analogsignal handelt, über einen gewählten Zeitintervall in Momentanwerte der Amplitude zerlegt, wobei jeder Momentanwert in seinen Digitalwert umgewandelt und zumindest zeitweilig im Computer gespeichert wird. Diese aufeinanderfolgenden digitalisierten Momentanwerte, aufeinanderfolgend in der zeitigen Reihenfolge, in der sie vom zerlegten Signal erhalten werden, werden aus dem Zeitbereich in den Frequenzbereich mittels eines schnellen Fourier-Transformations-Algorithmus (FFC) transformiert. Die Ergebnisse dieser Transformation stellen ein Frequenzspektrum dar, welches den Frequenzbereich im gemessenen Signal-Momentanwert zeigt. Ein derartiges Spektrum kann graphisch dargestellt werden, wobei die Amplitude der im Signal enthaltenen Frequenzkomponenten entlang einer Frequenzachse aufgetragen sind.
Diskrete Fourier-Transformationen sind für solche digitalisierten Momentanwerte definiert, für die FFT-Algorithmen verwendet werden können, da hierdurch das entsprechende Frequenzspektrum relativ schnell unter Verringerung der Rechenzeit erhalten wird. Die Momentanwerte könnten beschafft und gewöhnliche Fourier-Methoden angewandt werden, um ein Frequenzspektrum zu erhalten, wodurch sich jedoch ein kompliziertes und zeitaufwendiges Arrangement ergeben würde. Nichtsdestoweniger weist letzteres den Vorteil auf, daß das Intervall, über das das Signal erhalten und zerlegt wird, das Ergebnis nicht beeinflußt. Wird jedoch die vorhergehende Einrichtung zur Beschleunigung der Umwandlung in den Frequenzbereich verwendet, dann wird eine Begrenzung bezüglich der minimalen Zeitgröße, in welcher die Datenerfassung erfolgen muß, eingeführt, da die Länge des Intervalls die Periode der niedrigsten Frequenz im Frequenzspektrum aufgrund der Verwendung solcher Methoden bestimmt.
Da die EEG-Signale sehr geringe Frequenzen enthalten, welche von größtem Interesse für den Neurologen sind, müssen die Intervalle zur Datenaufnahme recht lang sein, wenn solche Frequenzen erfaßt werden sollen. Werden kürzere Zeitintervalle zur Datenaufnahme verwendet, dann ist die niedrigste zu erhaltende Frequenz im Spektrum ein größerer Frequenzwert und Information von Interesse könnte verloren sein. Beispielsweise bedeutet ein Zeitintervall von einer Sekunde, daß Frequenzen im Bereich von 1 Hz dargestellt werden können, eine Datenerfassung von 20 ms würde jedoch darin resultieren, daß die niedrigste dargestellte Frequenz im Bereich von 50 Hz liegt.
Dieses Problem zur Darstellung des Frequenzbereichs ist bedeutend, da Aktivitätsänderungen in einem biologischen System als Antwort auf einen Reiz innerhalb einer Zeit von deutlich weniger als 1 s erfolgen, jedoch der Frequenzbereich in den derartige Änderungen darstellenden Signalen Frequenzen von Interesse in einem Bereich von 1 Hz enthält. Folglich würde eine wünschenswerte Einrichtung Systemaktivitätsänderungen zeigen, welche sich in angemessenen Bruchteilen einer Sekunde nach einem Reiz ereignen, einschließlich Aspekte von Interesse solcher Änderungen, wie sie in Signalen enthalten sind, die Information bezüglich dieser Änderungen mit Frequenzkomponenten einer Periode länger als die für die sich ereignenden Änderungen benötigte Dauer darstellen.
Ein von P. Fitch in "Electonic Engineering" im April 1967 veröffentlichter Artikel mit dem Titel "An Analyser for Use in Human Electromyography" zeigt Einrichtungen mit einer analogen Technik zum Erfassen eines System-Aktivitätssignals (EMG) und signalverarbeitenden Einrichtungen, welche eine Folge von Pulsen bilden können, die das Auftreten von "turns" im Aktivitätssignal markieren, sobald zwei aufeinanderfolgende Signalinkremente Steigungen entgegengesetzten Vorzeichens aufweisen (siehe beispielsweise Figur 1 und Seite 240, linke Spalte).
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung von Aktivitätsänderungen in einem System vorgesehen, wobei diese Aktivitätsänderungen durch wenigstens ein die Systemaktivität verkörperndes Signal dargestellt werden und das Verfahren die Merkmale des Anspruchs 8 aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Detektionssystem zur Bestimmung von Aktivitätsänderungen in einem System eines Patienten vorgesehen, wobei diese Aktivitätsänderungen durch wenigstens ein die Systemaktivität des Patienten verkörpertes Signal dargestellt werden und das Detektionsgerät die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Die Art, der Nutzen und weitere Merkmale dieser Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung verdeutlicht, wenn diese in Verbindung mit den nachfolgend kurz beschriebenen beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt ein Diagramm der Oberseite eines typischen menschlichen Kopfes und ein Blockdiagramm entlang dem Signalweg während der erfindungsgemaßen elektroenzephalographischen Signalanalyse;
Figur 2 zeigt einen Abschnitt einer typischen Wellenform eines elektroenzephalographischen Signals mit darunter dargestellten Ergebnissen bestimmter Erfassungs- und Signalverarbeitungsschritte und
Figur 3 zeigt ein detaillierteres Blockdiagramm für einen Block aus Figur 1.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Figur 1 zeigt die Oberseite eines Patienten- Kopfes 10 und die Standardpositionen zum Anbringen von Elektroden für elektroenzephalographische Tests auf dessen Kopfhaut. Die Positionen für die Elektroden werden durch allgemein verwendete Bezeichnungen Fp1, Fp2, F0, F3, F4, F7, F8, T3, T4, T5, T6, C0, C3, C4, P0, P3, P4, 01 und 02 identifiziert. Gleichermaßen sind Referenzelektrodenpositionen A1 und A2 zum Anlegen von Referenzelektroden dargestellt, die im allgemeinen an einem oder beiden Ohren des Patienten angebracht werden.
Rechts des Kopfes 10 befindet sich in Figur 1 ein elektroenzephalographisches Signalanalysesystem 11. Das Analysesystem 11 weist ein elektroenzephalographisches Elektroden-Feldmodul 12 auf, das mit hiervon ausgehenden Verbindungskabeln 13 versehen ist, welche in Figur 1 aus Übersichtsgründen willkürlich abgeschnitten sind. Im allgemeinen gibt es 16 Elektroden zur Signalerfassung, von denen jede am hinteren Ende eines Verbindungskabels vorgesehen ist. Eine weitere Elektrode ist an einem der Kabel 13 als Referenz zur Festlegung im allgemeinen an einem Ohr vorgesehen, wobei jedoch andere Verbindungsmöglichkeiten existieren und häufig verwendet werden. Die Elektroden brauchen in Figur 1 nicht dargestellt werden, da sie bekannte Elemente einer Standardausrüstung darstellen, welche zur Verwendung bei elektroenzephalographischen Tests erhältlich ist. Die nicht dargestellten Elektroden sollen an einer der bezeichneten Stellen am Kopf 10 plaziert werden. Abhängig von der Art des Tests können zur Datenerfassung bei jedem Test weniger als 16 Elektroden aber auch mehr verwendet werden.
Die durch das Elektrodenfeld 12 empfangenen Signale werden an ein Verstärkungssystems 14 weitergeleitet, welches für jedes Kabel 13 einen Verstärker aufweist. Im allgemeinen handelt es sich bei jedem dieser Verstärker um einen Differentialverstärker, welcher das von seinem entsprechenden Verbindungskabel 13 übertragene Signal in Relation zum weiteren als Referenz-Niveau verwendeten Kabel mißt, das an einem oder beiden Stellen A1 und A2 am Kopf 10 angelegt ist. Diese Verstärker sorgen für eine Verstärkung im Bereich von 70.000 und können Signale mit Frequenzen bis zu mehreren zehn Hz ohne Qualitätsverlust infolge irgendwelcher Frequenz-Ansprechgrenzen des Verstärkers verstärken. Derartige Verstärker brauchen nicht weiter beschrieben werden, da sie bereits für die Verwendung bei elektroenzephalographischen Tests bekannt sind.
Die verstärkten elektroenzephalographischen Analogsignale werden vom Verstärkungsmodul 14 an einen Analog-Multiplexer und dann an einen Analog-Digital-Wandler in einem Konvertierungsmodul 15 weitergeleitet. Aufeinanderfolgende Momentanwerte eines ausgewählten Zeitintervalls der Amplitude eines jeden von der Elektrode erfaßten Signals werden genommen und im Konvertierungsmodul 15 auf bekannte Weise in einen hierfür vorgesehenen Digitalwert umgesetzt. Es hat sich herausgestellt, daß das Konvertierungsmodul 15 für eine adäquate Lösung des vorliegenden Standes der Technik sorgt, wenn ein Analog-Momentanwert in eine digitale Darstellung von 14 Größen-Bits und einem Vorzeichen-Bit konvertiert wird.
Wie bereits bekannt ist, wird die Momentanwertnahme in festen Intervallen mit einer Rate oder Frequenz wiederholt, welche das Zweifache der höchsten Frequenz in dem elektorenzephalographischen Signal, das durch die Momentanwerte dargestellt werden soll, beträgt.
Wenn der obere Frequenzbereich nicht feststeht, sollten die Stichprobenraten folglich entsprechend dem Wert, bei dem kein Zweifel mehr besteht, daß das Zweifache des höchsten Nennsignals überstiegen ist, angehoben werden. Eine unter diesem Aspekt typischen für den vorliegenden Stand der Technik ausreichende Probenentnahmerate stellt für das Modul 15 ein Wert von 256 Momentanwerten pro Sekunde dar. Wandler, welche die in diesem Paragraphen beschriebene Funktion ausführen können, sind bereits bekannt und leicht erhältlich, so daß hierfür keine weitere Beschreibung notwendig ist.
Die im Konvertierungsmodul 15 erhaltenen digitalisierten Momentanwerte werden an eine Signalverarbeitungseinrichtung 16 weitergeleitet. Dort werden die digitalisierten Momentanwerte für jedes Signal, welches von einer Kopfhautstelle am Kopf 10 erhalten wurde, analysiert, um die darin auftretenden Aktivitätsänderungen auf einen an den Kopf 10 mittels einer Reizquelle angelegten Reiz unter Steuerung der Signalverarbeitungsquelle 16 zu bestimmen.
In Figur 2 ist ein Bereich einer typischen, mittels eines datenerfassenden Kabels 13 übertragenen enzephalographischen Wellenform dargestellt, wobei der Ursprung der Zeitachse den Zeitpunkt der Reizanlegung darstellt. Das mit dem Signal gemessene Potential ist auf der Vertikalachse als Spannung v aufgetragen. Die Wellenform zerlegende dünne vertikale Linien sind dabei von der Wellenform über die Zeitachse abwärts bis zu einer Nummer gezogen, welche die Nummer des Momentanwertes darstellt, welcher für den Punkt des gezeigten Wellenformabschnitts erfaßt wurde.
Die Unterbrechungen in der Zeitachse und der Spannungsachse sind nahe des Ursprungs angedeutet, so daß hierdurch verdeutlicht wird, daß ein bestimmter Bereich eines Wellenformbeispiels für die Darstellung gewählt wurde. Das heißt, daß in der Wahl der Momentanwerte 105 bis 121 zur Darstellung keine spezielle Bedeutung liegt und daß auch andere als diese typisch sind. Die vollständige Wellenform wird über ein Intervall erfaßt, welches im allgemeinen von einigen 10tel-Sekunden bis zwei Sekunden reicht. Die aktuell digitalisierten Werte für die Momentanwerte 105 bis 121 sind nicht gegeben bzw. in Figur 2 dargestellt, da dies für die Erläuterung unerheblich ist.
Die durch die elektroenzephalographischen Signalwellenformen dargestellten Aktivitätsänderungen, wobei es sich bei den Wellenformen um Niedrigfrequenzbereich-Breitwellen mit einer Vielzahl von durch Hochfrequenzbereiche überlagerten Wellen zu handeln scheint, werden hauptsächlich durch ein Ansteigen und einen Abfall der Zahl von überlagerten Wellenpeaks in unterschiedlichen Zeitsegmenten über das Wellenformintervall verkörpert. Das heißt, daß ein Anstieg und Abfall der Zahl lokaler Minima und Maxima in Kurzzeitfenstern entlang der Zeitachse bezeichnend für die Aktivitätsänderungen von Interesse im biologischen System des Gehirns sind, welche sich entweder spontan oder auf einen hieran angelegten Reiz ergeben. Derartige Aktivitätsänderungen werden der kortikalen Informationsverarbeitung zugerechnet. Folglich ist die Messung der Anzahl an Maxima und Minima in Kurzzeitsegmenten über jeden Zeitpunkt entlang der Zeitachse von großem Interesse.
Die Änderungen in der Anzahl an lokalen Maxima und Minima ereignen sich bei Frequenzen, welche bedeutend niedriger sind als die Frequenzbereiche der überlagerten Wellenpeaks selber. Wie bereits vorhergehend beschrieben, ist eine Frequenzbereichsdarstellung für sehr kurze Zeitperioden als Hinweis für die Anzahl an Änderungen im Signal im Kurzfenster entlang der Achse nicht möglich, da die bei Verwendung des FFT-Algorithmus darzustellende Frequenzuntergrenze oberhalb des Frequenzbereichs der Änderungsrate der Anzahl an überlagerten Wellenformpeaks liegt. Folglich stellt die Überprüfung des Aktivitätsbereichs in einem beispielsweise 20 ms-Fenster entlang der Zeitachse keine sinnvolle Information bereit, wenn das, was auch immer in diesem Fenster gemessen wurde, einem FFT-Algorithmus unterworfen wird und die Ergebnisse ausgegeben werden.
Figur 2 zeigt eine viel bessere Alternative, welche darin besteht, die Art der Steigung der Wellenformabschnitte unmittelbar eines jeden Momentanwertpunktes zu finden und die Wendepunkte zu zählen, wo die Steigungen an einer Seite der genommenen Momentanwerte während des Datenerfassungsintervalls unterschiedlich sind. Dies kann auf der Basis der digitalisierten Momentanwerte im Signalverarbeitungsmodul 16 durchgeführt werden, indem jeder digitalisierte Momentanwert in Bezug auf seinen ihm unmittelbar benachbarten digitalisierten Momentanwert auf einer seiner Seiten in der Folge aufeinanderfolgender digitalisierter Amplitudenmomentanwerte des Konvertierungsmoduls 15 betrachtet wird.
Jeder Momentanwert, außer dem ersten und letzten Momentanwert in dieser Folge oder einem alternativ dafür gesetzten willkürlichen Ergebnis, wird bezüglich seines Amplitudenwertes mit dem digitalisierten Momentanwert auf einer seiner Seiten verglichen, d.h. dem vorhergehenden oder nachfolgenden Momentanwert. Jeder digitalisierte Momentanwert weist ein relatives Größenverhältnis zu diesen beiden benachbarten digitalisierten Momentanwerten auf, da ein Wert entweder größer, kleiner oder gleich dem Wert der benachbarten Momentanwerte ist.
Wenn der zentrale digitalisierte Momentanwert dieser Dreiergruppe größer als der vorangehende Momentanwert ist, dann weist die Wellenform zwischen diesen eine positive Steigung auf und es wird in der Zeile zur Steigungsbezeichnung unterhalb der Momentanwertnummernzeile in Figur 2 ein Pluszeichen markiert. Weist der digitalisierte Momentanwert einen geringeren Wert als der vorhergehende auf, dann liegt eine negative Steigung vor. Ist der zentrale digitalisierte Momentanwert von gleichem Wert, dann liegt eine Steigung 0 vor.
Weist der zentrale digitalisierte Momentanwert entsprechend einen größeren Wert als der nachfolgende benachbarte digitale Momentanwert auf, dann ist die Steigung der Wellenform zwischen diesen negativ. Ist die Größe des zentralen digitalisierten Momentanwert geringer als die des nachfolgenden benachbarten Momentanwertes, liegt eine positive Steigung vor. Sind sie gleich, so ergibt sich eine Steigung 0 in der Wellenform.
Hieraus ergibt sich, daß eine positive Steigung, dargestellt durch ein Plus, eine negative Steigung, dargestellt durch ein Minus, oder eine Nullsteigung, dargestellt durch eine Null, für jedes aufeinanderfolgende Paar von digitalisierten Momentanwerten in der Folge von digitalisierten Momentanwerten festlegbar ist, die über das Erfassungsintervall, in dem das elektroenzephalographische Signal gemessen wurde, erfaßt wurden. Diese Symbolfolge ist in Figur 2 für die beispielhaft dort angegebene Wellenform in der Steigungsbezeichnungszeile dargestellt.
Ein lokales Minimum oder Maximum oder ein Wendepunkt ereignen sich immer dort, wo es in der Steigungsbezeichnungszeile einen Wechsel in der Symbolart entlang der Zeile in Figur 2 gibt. Das heißt, wo es auch immer einen Wechsel im relativen Größenverhältnis zwischen einem zentralen digitalisierten Momentanwert und seinen ihm unmittelbar zuvor und nachfolgend benachbarten Momentanwerten gibt, ist ein Hinweis auf das Auftreten eines Wendepunktes vorhanden. Die Ziffer 1 steht als logische Zahl für jeden Wechsel aufeinanderfolgender Symboltypen entlang dieser Steigungsbezeichnungszeile, und die Ziffer 0 liegt dann als logische Zahl vor, wenn kein Wechsel in der Symbolart aufeinanderfolgender Symbole dieser Zeile erfolgt ist. Die sich ergebende Folge logischer Zahlen für relative Größen ist in der Zeile für die Folge logischer Zahlen in Figur 2 dargestellt.
Ist diese Folge logischer Zahlen gebildet, dann kann ein Änderungsmaß bezüglich der Anzahl lokaler Minima und Maxima für jeden Punkt entlang der Zeitachse in Figur 2 bestimmt werden. Dieses Maß basiert darauf, ein Zeitfenster um den Punkt zu definieren und die Anzahl an Maxima und Minima in diesem Fenster zu bestimmen. Anschließend wird das Fenster in gleichem Verhältnis zum nächsten Momentanwertpunkt bewegt, und die Minima und Maxima in diesem Fenster werden als Hinweis der Aktivität für diesen nachfolgenden Momentanwertpunkt gezählt.
Dies kann auf der Basis der Folge logischer Zahlen erfolgen, indem eine Unterfolge aus der Folge logischer Zahlen ausgewählt wird, welche die logische Zahl des Datenpunktes enthält, für den eine Aktivitätsausgabe erfolgen soll. Obwohl diese Unterfolge häufig derart gewählt wird, daß sie die verbundene logische Zahl an dem Datenpunkt, für den eine Aktivitätsausgabe erfolgen soll, zentral umgibt, ist solches jedoch nicht unbedingt erforderlich. In Figur 2 ist das erste Fenster für die Unterfolge derart ausgewählt, daß drei Unterfolgenposten links der logischen Zahl liegen, welche dem digitalisierten Momentanwert entspricht, für den ein Aktivitätsänderungsmaß bestimmt werden soll, und vier Unterfolgenziffern rechts. Dies liegt daran, daß ein Fenster aus acht logischen Zahlen als Fenstergröße, über das ein Aktivitätsmaß gebildet werden soll, gewählt wurde.
Die Größe des Zeitfensters stellt einen Kompromiß dar zwischen folgendem:
i) Es kann zu groß sein, wodurch sich die Aktivitätsänderung und Unterschiede an unterschiedlichen Punkten entlang der Zeitachse ausgleichen oder die tatsächliche Auflösung nicht ausreicht, und
ii) es kann zu klein sein, so daß es im Ergebnis aufgrund anderer unkontrollierbarer Ereignisse im System zu viele willkürliche Wechsel gibt. Eine typische Fenstergröße bei der Elektoenzephalographie würde im Bereich von 20 bis 50 ms liegen, was näherungsweise in Figur 2 dargestellt ist (31 ms für eine Meßwertrate von 256 Hz pro Sekunde).
Das erste Unterfolgenfenster ist der Folge logischer Zahlen entnommen und in einer separaten Zeile in Figur 2 wiederholt. Dieses erste Unterfolgenfenster dient als Basis für das in Verbindung mit dem Momentanwertpunkt 109 zu bildende Aktivitätsmaß. Die Verbindung zwischen dieser Unterfolge und dem Zeilenbereich der Folge logischer Zahlen ist durch dünne vertikale Linien zwischen diesen gekennzeichnet. Ein zweites Unterfolgenfenster zur Beschaffung eines Aktivitätsmaßes für den Momentanwertpunkt 110 ist in einer zweiten Unterfolgenfensterreihe in Figur 2 dargestellt. Eine abgewinkelte Linie ist zwischen den Elementen des zweiten Unterfolgenfensters und den entsprechenden logischen Zahlen in der sie aufweisenden Folge logischer Zahlen gezeichnet. Dieses zweite Unterfolgenfenster beginnt eine Folgenzahl später in der Folge logischer Zahlen als das erste Unterfolgenfenster und endet eine Zahl später.
Auf die gleiche Weise können Unterfolgenfenster für jeden Momentanwertpunkt in der Momentanwertfolge aus der entsprechenden Folge logischer Zahlen gebildet werden. Lediglich das erste und das zweite Unterfolgenfenster sind dabei ausgewählt und separat in Figur 2 dargestellt.
Das Fenster in Form einer Unterfolge, die entlang der Zeitachse ausgewählt wurde und innerhalb der ein Maß der Systemaktivitätsänderung betrachtet werden soll, indem die Systemaktivitätsänderung um einen mit dem Fenster verbundenen Momentanwertpunkt herum bestimmt wird, besitzt dann das Maß der Systemaktivitätsänderung, das aus den darin enthaltenen logischen Zahlen gebildet wird. Die Unterfolge besitzt zur Angabe des Aktivitätsänderungsmaßes eine arithmetische Kombination, die aus den darin enthaltenen logischen Zahlen gebildet wird. Hierbei kann es sich einfach um eine Summation der logischen Zahlen in der Unterfolge handeln, die dann die Anzahl der lokalen Maxima und Minima in der Spanne um die entsprechende logische Zahl und Momentanwertnummer angibt, wie sie durch logische Zahlen ermittelt wurden. Das erste Unterfolgenfenster für dieses Aktivitätsmaß ergibt einen Wert 4, der in der letzten Zeile in Figur 2 als erster Posten 25 in der Indexziffernfolge dargestellt ist. Diese Indexziffer wird unterhalb der logischen Zahl und der Momentanwertnummer geführt, welcher sie entspricht.
Das zweite Unterfolgenfenster ergibt einen Wert 3 für dieses Maß und ist ebenso in der Indexziffernfolgenzeile in Figur 2 unterhalb seiner entsprechenden logischen Zahl und Momentanwertnummer dargestellt. Weitere Posten in der Indexziffernfolgenzeile sind in Figur 2 für jede der nachfolgenden Unterfolgen dargestellt, wobei die Indexziffern für aufeinanderfolgende logische Zahlen in der Folge logischer Zahlen auf dieselbe Art wie für das erste und zweite Unterfolgenfenster erhalten werden.
Diese Folge von Indexziffern gibt ein Maß für die Systemaktivitätsänderung in dem Fenster um den Momentanwert, welchem die Indexziffer entspricht. Folglich ergibt eine Ausgabe der Indexziffernfolge über der Zeit ein Maß für die Systemaktivitätsänderung während der Zeit, in der Datenmomentanwerte nach einem an das Gehirn des Patienten angelegten Reizes erfaßt worden sind. Die Ausgabe, welche auf einem Videomonitor oder einem Aufzeichnungsgerät herkömmlicher Art erfolgen kann, gibt dem Benutzer des Analysesystems ein klares Maß der Systemaktivitätsänderungen auf einen an das System angelegten Reiz an, ohne daß der Benutzer eine aufwendige Interpretationsarbeit durchführen muß, um solche Information zu erhalten.
Falls der Benutzer es wünscht, kann die Indexziffernfolge auf andere Weise aufgrund einer Entscheidung gebildet werden, daß eine andere arithmetische Kombination der logischen Zahlen in einer Unterfolge für die Anforderungen der Untersuchung zur Bestimmung der Systemaktivitätsänderungen auf einen Reiz relevanter ist. Beispielsweise kann eine Wichtungsfunktion angewandt werden, welche einige der Zahlen in der Unterfolge logischer Zahlen anders hervorhebt als andere. Folglich kann ein Fenster innerhalb der Unterfolgenfenster vorgesehen sein, welches zwar nicht einheitlich ist, jedoch einige Elemente der Unterfolge in Abhängigkeit ihrer Stellungen gemäß irgendeiner zweiten Fensterformel anders hervorhebt als andere. Eine Typische wäre eine Blackman-Fensterfunktion mit einem Kosinus vierter Potenz, welche den logischen Zahlen in der Unterfolge, die benachbart der logischen Zahl sind, welche dem Momentanwertpunkt für das zu entwickelnde Aktivitätsmaß entspricht, volle Wichtung, jedoch den logischen Zahlen an den Extrema der Folge relativ geringes Gewicht gibt.
Aufgrund der Komplexität des menschlichen Gehirns gibt es auf einen Reiz eine Anzahl gleichzeitiger anderer Beiträge zu Aktivitätsänderungen, welche nicht unbedingt zu diesem Reiz gehören. Aus diesem Grund wird die Prüfung der Patientenreaktion auf einen Reiz im allgemeinen häufig wiederholt, beispielsweise 25 bis 100 Mal. Für einen jeden dieser Tests kann eine neue Indexziffernfolge auf der Basis der gleichen Probenwertnahmerate über die gleichen Intervalle erzeugt werden, welche in Bezug auf den gleichen Reiz bei gleicher Vergleichszeit ermittelt wurden. Als Folge kann jede der entsprechenden Indexziffern in den Ergebnissen eines jeden Tests in einer weiteren arithmetischen Verknüpfung gemittelt werden. Dadurch ergibt sich ein resultierendes Maß der Systemaktivitätsänderungen, bei dem viele der durch andere Faktoren verursachten Schwankungen ausgeschaltet worden sind und bei der in erster Linie die Aktivitätsänderungen aufgrund des Reizes durch den gleichen Mittelungsprozeß verstärkt werden. Dieses Ergebnis kann dann auf die gleiche Weise ausgegeben werden, wie es bereits für die Indexziffernfolge eines Einzeltests beschrieben.
Ein typischer Anwendungszweck für derartige Untersuchungen in einem klinischen Rahmen besteht darin, festzustellen, ob sich aufgrund einer Verletzung oder einer Krankheit, wie der Alzheimer-Krankheit, Änderungen in der Gehirnreaktion auf einen Reiz ergeben haben. Folglich kann ein Reiz ausgewählt werden, welcher für die Wirkung auf zwei Gehirnhälften bekannt ist, und es werden jeweils Messungen für eine Kontrollgruppe durchgeführt, welche eine bestimmte Zeitspanne aufzeigen, die zwischen den Aktivitätsänderungen auf den Reiz in einem Abschnitt und denen in einem anderen Abschnitt verstrichen ist. Anschließend kann die Messung bei einem Patienten mit Verdacht auf gestörte Gehirnfunktionen hinsichtlich des gleichen Reizes durchgeführt werden, und die verstrichene Zeit zwischen den Aktivitätsänderungen beim Patienten in ähnlichen Gehirnbereichen wird bestimmt. Ein signifikanter Unterschied in der verstrichenen Zeit zwischen den Aktivitätsänderungen in den zwei Abschnitten des Patientengehirns gegenüber denen der gesunden Kontrollgruppe führt zur Bestätigung der Störung.
Bei der Signalverarbeitungseinheit 16 kann es sich um einen weitverbreiteten Computer handeln, wie er in einer Forschungsanstalt verwendet wird, oder aber es kann ein Mikroprozessor in einer Analyseeinheit einer kleineren klinischen Einrichtung sein. Für einige Einrichtungen ist jedoch ein Digitalsystem zur Durchführung der gerade beschriebenen Funktionen wünschenswert. Ein solches System für das Signalverarbeitungsmodul 16 ist in Figur 3 dargestellt. Figur 3 zeigt ein spezielles System zur Anwendung auf die digitalisierten Momentanwerte eines Einzelsignals. Für Mehrfachsignale vom Modul 12 kann das Digitalsystem der Figur 3 für jede Signalquelle wiederholt oder aber auf alle Signale durch ein Multiplexingschema angewandt werden. Zeitmessungs- und Steuerkreise wurden zur Verdeutlichung der Darstellung weggelassen, sind jedoch einem Durchschnittsfachmann bekannt.
Digitalisierte Momentanwerte werden vom Wandlermodul 15 einem ersten Register 20 zugeführt, in dem jedes für einen Momentanwertzeitraum gespeichert wird. Im nächsten Momentanwertzeitraum wird der während des vorhergehenden Zeitraums im Register 20 gespeicherte digitalisierte Momentanwert einem anderen Speicherregister 21 zugeleitet und darin gespeichert, und ein neuer digitalisierter Momentanwert gelangt ins Register 20. Entsprechend wird der im Register 21 gespeicherte digitalisierte Momentanwert einem weiteren Speicherregister 22 zugeleitet und darin gespeichert. Der Inhalt des Registers 22 kann abgelegt oder, wie in Figur 3 gezeigt, falls gewünscht, an eine Speichereinrichtung weitergeleitet werden. Während jedes Probenentnahmezeitraums werden die in den Registern 20 und 21 gespeicherten digitalisierten Momentanwerte an eine Digital-Vergleichseinrichtung 23 weitergegeben. Die in den Registern 21 und 22 gespeicherten digitalisierten Momentanwerte werden an eine zweite Digital-Vergleichseinrichtung 24 weitergeleitet.
Die Vergleichseinrichtungen 23 und 24 bestimmen jeweils die oben beschriebenen relativen Größenverhältnisse zwischen dem im Register 21 gespeicherten digitalisierten Momentanwert und dem in den Registern 20 bzw. 22 gespeicherten digitalisierten Momentanwert. Die Ergebnisse dieser Vergleiche, ob der digitalisierte Momentanwert im Register 21 größer, kleiner oder gleich den digitalisierten Momentanwerten in den Registern an einer seiner Seiten ist, werden an ein Logik-Schaltmodul 25 weitergeleitet. Das Logik-Modul 25 legt fest, ob an seinem Ausgang eine 1 oder eine 0 als nächster Eintrag in die in Figur 2 dargestellte Folge logischer Zahlen ausgegeben wird, wodurch festgelegt wird, ob eine Änderung der relativen Größenverhältnisse erfolgt ist oder nicht. Folglich liefern die Vergleichseinrichtungen 23, 24 die relativen Größenentscheidungen, welche notwendig sind, um mit dem auf diese relativen Größenentscheidungen zur Bestimmung der Folge logischer Zahlen angewandten Logik- Modul 25 festzulegen, ob eine positive, negative oder Null-Steigung zwischen aufeinanderfolgenden benachbarten Paaren von digitalisierten Momentanwerten vorliegt.
Der Ausgang des Registers 25 ist mit einem Schiebe-Register 26 verbunden, welches so viele Verschiebeplätze aufweist, wie für eine Unterfolge zur Bildung eines Fensters entlang der Zeitachse notwendig sind. Folglich sind für die in Figur 2 dargestellte Situation acht Verschiebeplätze vorhanden. Mit jedem neuen Momentanwertintervall wird ein neuer Wert vom Logik-Modul 25 empfangen und im Schieberegister 26 nach links verschoben, und der letzte Wert auf der rechten Seite wird herausgeschoben. Dieser letzte Wert kann, falls er nicht benötigt wird, abgelegt werden, oder, wie in Figur 3 dargestellt, an Speichereinrichtungen weitergeleitet werden, falls die Folge logischer Zahlen festgehalten werden soll. Folglich weist das Schieberregister 26 immer eine Unterfolge für ein Fenster wie das erste Unterfolgefenster in Figur 2 auf. Im nachfolgenden Momentanwertintervall erscheint das zweite Unterfolgenfenster im Schieberegister 26. Gleiches ergibt sich für weitere nachfolgende Momentanwertintervalle, wo weitere Unterfolgenfenster im Schieberegister 26 auftreten.
Das Schieberegister 26 ist über einen Parallelausgang mit einem Multiplexer 27 verbunden. Der Multiplexer 27 selektiert nacheinander jeden Speicherplatzausgang vom Schieberegister 26 an einen Verstärker 28. Der Multiplexer 27 wird durch eine Zähl- und Logikeinrichtung 29 gesteuert, welche zu Beginn eines jeden Momentanwertintervalls in den Anfangszustand zurückgesetzt wird.
Der Verstärker 28 empfängt jede logische Zahl einer Unterfolge und verstärkt sie mittels einer zweiten Fensterwichtungsfunktion, die durch in einem Wichtungsspeicher 30 gespeicherte Wichtungswerte dargestellt ist. Diese Wichtungswerte können diejenigen sein, die zur Bildung des bereits erläuterten Blackman-Fensters berechnet werden. Selbstverständlich können der Wichtungsspeicher 30 und der Verstärker 28 entfallen, wenn kein zweites Fenster verwendet wird.
Die Wichtungselemente der Unterfolge werden dann an ein serielles Addierwerk 31 weitergeleitet, welches alle Unterfolgenelemente empfängt und deren Summe einmal für jedes Momentanwertintervall bestimmt, um die dem Momentanwertentnahmeintervall, d.h. dem in dem Intervall ermittelten Momentanwert entsprechende Indexziffer zu bilden.
Da die Experimente wahrscheinlich wiederholt vorgenommen werden, sind Vorkehrungen getroffen, die im seriellen Addierwerk 31 gebildete Indexziffer einer weiteren Addier- und Speichereinrichtung zuzuführen, welche ein Addierwerk 32 und einen Indexziffernspeicher 33 aufweist. Außerdem kann, wie Figur 3 zu entnehmen ist, die Indexziffer eines jeden Experimentes separat gespeichert werden, was durch den nach rechts verlaufenden Pfeil am Ausgang des seriellen Addierwerks 31 angedeutet ist.
Das Addierwerk 32 empfängt jede Indexziffer von dem seriellen Addierwerk 31 und ruft vom Speicher 33 alle entsprechenden Indexziffern früherer Experimente ab, die im Speicher 33 gespeichert sind, kombiniert diese dann und gibt das Ergebnis zurück an den Speicher 33. Eine für jedes Momentanwertintervall zurückgesetzte Zähl- und Logikeinrichtung 34 sorgt für die geeignete Adressierung für den Speicher 33. Ein weiterer Zähler 35 zählt die Anzahl der Experimente und liefert diese Zahl an eine Teilervorrichtung 36, die die Anzahl an Experimenten in den Gesamtbetrag für jede im Speicher 33 gespeicherte Indexziffernposition am Ende der Experimente zerlegt, welche sich auf die wiederholte Verwendung des Reizes zur Durchführung eines Experimentsatzes stützen. Diese Ergebnisse werden dann durch die Teilervorrichtung 36 als Ausgangssignal des Moduls 16, wie durch den nach rechts zeigenden Pfeil angedeutet, weitergegeben. Dieses Ausgangssignal des Moduls 16 gelangt zu einem in Figur 1 dargestellten Anzeigemodul 18, welches ein Bildschirmgerät sein kann.
Anstelle der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform können viele andere Ausführungsformen vorgesehen sein, um das gleiche Ziel zu erreichen. Wie bereits angedeutet, kann auch ein Digitalrechner zur Durchführung der Operationen programmiert sein, welche in Figur 3 durch das beschriebene Digitalsystem durchgeführt werden. Die für solche Rechner notwendigen Programme führen die Schritte aus, welche zur Bildung der Folgen logischer Zahlen und Indexziffern notwendig sind, und die Mittelung der Indexziffernfolgen wird durch gewandte Programmierer einfach durchgeführt.

Claims

1. Detektionssystem zur Bestimmung von Aktivitätsänderungen in einem System eines Patienten, wobei diese Aktivitätsänderungen durch wenigstens ein die Systemaktivität des Patienten verkörperndes Analogsignal dargestellt werden, mit einer Signalerfassungseinrichtung (12, 13, 14) zum Erfassen des Signals der Systemaktivität und einem Analog-Digital-Wandler (15) zur Bereitstellung einer ersten Folge aufeinanderfolgender digitalisierter Momentanwerte der Systemaktivitätssignal-Amplitudenwerte, gekennzeichnet durch eine Signalverarbeitungseinrichtung (16), welche

a) für jeden Momentanwert außer dem ersten und letzten Momentanwert der ersten Folge relativ zu dessen benachbarten Momentanwerten auf jeder Seite relative Größenverhältnisse bestimmt,

b) eine zweite Folge von logischen Zahlen bildet, wobei jede dieser logischen Zahlen einem zugehörigen Momentanwert der ersten Folge außer denen am Anfang und am Ende dieser ersten Folge entspricht, jede logische Zahl einen Wert eines ersten ausgewählten Satzes aufweist, wenn für den zugehörigen Momentanwert der ersten Folge zu jedem seiner unmittelbar ihm benachbarten Momentanwerte auf jeder Seite gleiche relative Größenverhältnisse vorliegen, die logische Zahl einen Wert eines zweiten ausgewählten Wertesatzes aufweist, wenn für den zugehörigen Momentanwert der ersten Folge zu seinen ihm unmittelbar benachbarten Momentanwerten auf jeder Seite unterschiedliche relative Größenverhältnisse vorliegen, und

c) eine dritte Folge von Indexziffern bildet, wobei jede Indexziffer mit einer logischen Zahl der zweiten Folge verbunden ist und jede Indexziffer auf einer gewählten Kombination der logischen Zahlen einer gewählten Folge von logischen Zahlen einschließlich der zur betreffenden Indexziffer zugehörigen logischen Zahl basiert,

und durch eine Ausgabeeinrichtung (16) zur Anzeige der auf den Indexziffern basierenden Aktivitätsänderungen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Systemaktivitätssignal ein elektro-enzephalographisches Signal ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (16) einen Computer aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (16) Speichereinrichtungen (20, 21, 22), welche zumindest zeitweilig die vom Analog-Digital- Wandler (15) digitalisierten Momentanwerte speichern können, Vergleichseinrichtungen (23, 24), welche ausgewählte Werte der in den Speichereinrichtungen abgespeicherten Digital-Momentanwerte vergleichen und diejenigen der ausgewählten und miteinander verglichenen digitalisierten Momentanwerte bezeichnen, die größere, kleinere oder gleiche Werte aufweisen, eine Logikeinrichtung (25) zur Angabe derjenigen durch die Vergleichseinrichtungen (23, 24) ausgegebenen und ausgewählten Anzeigen, welche einander gleichen oder sich unterscheiden, und eine Speichereinrichtung (26) zum zumindest zeitweiligen Speichern ausgewählter Angaben der Logikeinrichtung aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (16) ein erstes (20), ein zweites (21) und ein drittes (22) Register aufweist, welche jedes einen digitalisierten Momentanwert speichern kann, wobei das erste Register (20) fortlaufend die vom Analog-Digital-Wandler (15) stammenden Digital-Momentanwerte empfängt und zeitweilig speichert und den unmittelbar vor dem momentanen Digital-Momentanwert empfangenden Digital-Momentanwert an das zweite Register (21) zur zeitweiligen Speicherung weiterleitet, das zweite Register (21) fortlaufend die vom ersten Register (20) übertragenen Digital-Momentanwerte empfängt und zeitweilig speichert und den unmittelbar vor dem momentanen Digital-Momentanwert empfangenen Digital-Momentanwert an das dritte Register (22) zur zeitweiligen Speicherung überträgt, das dritte Register (22) fortlaufend die vom zweiten Register (21) übertragenen Digital-Momentanwerte empfängt und zeitweilig speichert, und daß die Vorrichtung des weiteren eine erste (23) und eine zweite (24) Vergleichseinrichtung aufweist, welche jeden an sie übergebenen Digital-Momentanwert vergleichen kann und Signale an einen Ausgang weitergibt, welcher angibt, ob einer dieser Digital-Momentanwerte einen Wert aufweist, welcher größer, kleiner oder gleich einem anderen übertragenen Wert ist, die erste Vergleichseinrichtung (23) mit dem ersten (20) und zweiten (21) Register verbunden ist, um für den Vergleich Darstellungen der gerade in diesen beiden gespeicherten Digital-Momentanwerte zu empfangen, und die zweite Vergleichseinrichtung (24) mit dem zweiten (21) und dritten (22) Register verbunden ist, um für den Vergleich Darstellungen der gerade in diesen beiden gespeicherten Digital- Momentanwerte zu empfangen, und daß die Signalverarbeitungseinrichtung (16) des weiteren eine Logikeinrichtung (25) aufweist, welche ermitteln kann, ob die an sie weitergeleiteten Signale gleich oder unterschiedlich sind und Signale an einen Ausgang weitergibt, welcher die gerade vorliegenden Bedingungen aufzeigt, wobei die Logikeinrichtung (25) elektrisch mit den Ausgängen sowohl der ersten (23) als auch der zweiten (24) Vergleichseinrichtung verbunden ist, und daß die Signalverarbeitungseinrichtung (16) des weiteren ein erstes Schieberegister (26) aufweist, welches Stromsignalabschnitte über seinen Eingang zur zeitweiligen Speicherung empfängt und jeden Signalabschnitt entlang seiner Speicherplätze verschiebt, während der folgende Stromsignalabschnitt über den Eingang eintrifft, wobei der Eingang des ersten Schieberegisters (26) elektrisch mit dem Ausgang der Logikeinrichtung (25) verbunden ist und jeder Speicherplatz einen damit verbundenen Speicherplatzausgang aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung des weiteren einen Folgeselektor (27) aufweist, der mit jedem Speicherplatzausgang verbunden ist, die Signalabschnitte empfängt und zeitweilig speichert sowie diese an zumindest einem seiner Ausgänge verfügbar macht, und daß die Vorrichtung weiter eine kombinierte Arithmetikeinrichtung (28, 31) aufweist, welche Rechenoperationen mit den ihr über zumindest einen ihrer Eingänge zugeführten Signalabschnitten durchführt, wobei der Eingang der kombinierten Arithmetikeinrichtung (28, 31) elektrisch mit dem Ausgang des Folgeselektors (27) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Einrichtung (17), welche einen Reiz an das System anlegt, wobei zumindest das eine unmittelbar auf die Reizung folgende Analogsignal erfaßt wird und die Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe einer Anzeige der Variation der Aktivitätsänderungen in der nach erfolgter Reizung verstrichenen Zeit dient.

8. Verfahren zur Messung, Analyse und Ausgabe der Aktivitätsänderungen in einem System mit den Verfahrensschritten:

a) Messen von zumindest einem die Systemaktivität darstellenden Analogsignal und

b) Erfassen einer ersten Folge von aufeinanderfolgenden Digital-Momentanwerten von Systemaktivitätssignal-Amplitudenwerten mit einer zur Darstellung dieser Aktivitätssignal-Abschnitte hinreichenden Rate, wobei die Signale auf die Aktivitätsänderungen bezogen sind und die Momentanwerte der ersten Folge über eine gewählte Zeitspanne erfaßt werden, welche unter Berücksichtigung des gewählten Zeitpunktes festgelegt wird, gekennzeichnet durch

c) Bestimmen des relativen Größenverhältnisses für jeden Momentanwert aus einem ersten, zweiten und dritten relativen Größenverhältnis zwischen dem Momentanwert und den ihm auf jeder Seite unmittelbar benachbarten Momentanwerten (außer dem ersten und letzten der ersten Folge);

d) Bilden einer zweiten Folge von logischen Zahlen, welche jeweils einem zugehörigen Momentanwert der ersten Folge außer denen zu Beginn und am Ende der ersten Folge entsprechen, wobei jede logische Zahl einen Wert eines ersten ausgewählten Wertesatzes aufweist, wenn sein entsprechender Momentanwert der ersten Folge gleiche relative Größenverhältnisse für jeden seiner ihm unmittelbar auf jeder Seite benachbarten Momentanwerte aufweist, wobei die logische Zahl hingegen einen Wert eines zweiten ausgewählten Wertesatzes aufweist, wenn sein entsprechender Momentanwert der ersten Folge unterschiedliche relative Größenverhältnisse für jeden seiner ihm auf jeder Seite unmittelbar benachbarten Momentanwerte aufweist;

e) Bilden einer dritten Folge von Indexziffern, welche jeweils mit einer logischen Zahl der zweiten Folge verbunden sind, wobei jede Indexziffer einen Wert aufweist, welcher auf einer ausgewählten ersten Kombination dieser logischen Zahlen einer ausgewählten Folge einschließlich der zur Indexziffer zugehörigen logischen Zahl basiert, und

f) Ausgeben der Aktivitätsänderungen über die Zeit, welche nach dem auf der Basis der Indexziffern gewählten Zeitpunkt verstrichen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal der Systemaktivität ein elektro-enzephalographisches Signal ist und Verfahrensschritt (a) durch Verwendung von auf dem Kopf eines Patienten angeordneten Elektroden durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gewählte Folge von logischen Zahlen durch fortlaufende logische Zahlen mit etwa gleicher Anzahl an logischen Zahlen auf jeder Seite derjenigen logischen Zahl gebildet ist, welche der Indexziffer entspricht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß von diesen logischen Zahlen in deren gewählter Reihenfolge ausgewählte Zahlen diejenigen Werte aufweisen, welche hierfür durch Bilden der zweiten Folge ermittelt wurden, die vor der Bildung der ersten Wahlkombination von logischen Zahlen zur Schaffung einer Ordnungszahl verändert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte zum Erfassen einer ersten Folge, zum Bestimmen der relativen Größenverhältnisse, zum Bilden einer zweiten und einer dritten Folge anfängliche Schritte darstellen und zu einem gewählten Zeitpunkt in bezug auf das System wiederholt werden, um einen ersten Satz an Wiederholschritten zu schaffen, woran sich die Bildung einer gewählten zweiten arithmetischen Verknüpfung jeder Indexziffer der Anfangsschritte mit ihrer entsprechenden Indexziffer des ersten Satzes an Wiederholungsschritten und die Ausgabe der auf der gewählten zweiten arithmetischen Verknüpfung basierenden Aktivitätsänderungen anschließen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den logischen Zahlen in deren gewählter Reihenfolge ausgewählten Zahlen Werte aufweisen, welche hierfür durch Bildung der zweiten Folge ermittelt wurden, die vor der Ausbildung der gewählten ersten arithmetischen Verknüpfung der logischen Zahlen ausgewertet wurde, um eine Ordnungszahl für die ausgewählten logischen Zahlen zu schaffen, welche weiter als die logische Zahl liegen, die der weiter auszuwertenden Indexziffer entspricht.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die ersten, zweiten und dritten relativen Größenverhältnisse größer, gleich oder kleiner sind.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, gekennzeichnet durch das Anlegen eines Reizes an das System unmittelbar vor der Messung des Analogsignals, so daß der Zeitpunkt mit dem Anlegen des Reizes übereinstimmt.