DE3810236A1 - Verfahren zur analyse eines elektroretinogramms - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Analyse eines Elektroretinogramms und insbesondere auf ein Verfahren zum Herausgreifen bzw. Herausziehen einer Schwingpotentialkomponente aus dem Elektroretinogramm und zum Messen verschiedenartiger Parameter der herausgezogenen Schwingpotentialkomponente durch Verarbeiten des aufgenommenen Elektroretinogramms beruhend auf elektrophysiologischen Kenntnissen und Erkenntnissen ohne Anwendung von herkömmlich angewandten elektrischen, mechanischen oder manuellen Verarbeitungstechniken.

Ein nachstehend abgekürzt auch als "ERG" bezeichnetes Elektroretinogramm ist eine grafische Aufzeichnung, die zeigt, wie sich ein auf einen Blitzlichtreiz hin von den Retinazellen des Auges entwickeltes Potential im Ablauf der Zeit ändert. Das Potential entsteht zwischen der Hornhaut und der Stirn (bzw. dem Kinn oder der Wange). Grundlegend besteht gemäß Fig. 1 das ERG aus drei Hauptkomponenten, nämlich einer a-Welle, einer b-Welle und einer Schwingpotentialwelle, die nachfolgend auch als Schwingwelle, Schwingkomponente oder Schwingkomponentenwelle bezeichnet wird. Das ERG im Ansprechen auf den Lichtreiz ist als Summe von Potentialen anzusehen, die durch verschiedenartige Zellen der Retina des Auges induziert werden. Im einzelnen ist die a-Welle das Ergebnis eines Ansprechens der Sehzellen und die b-Welle das Ergebnis eines Ansprechens der Müller-Zellen, während die Schwingwelle das Ergebnis eines Ansprechens der Amakrin-Zellen ist.

Da es unmöglich ist, die Antwortreaktionen der verschiedenartigen Retinazellen des menschlichen Auges direkt zu beobachten oder aufzuzeichnen, stellt die Elektroretinografie einen sehr wirkungsvollen Lösungsweg zum Erhalten von Daten dar, die die Funktionszustände der Retinazellen widerspiegeln. In den letzten Jahren wurde daher die Elektroretinografie in breitem Ausmaß für mancherleit verschiedenartige klinische Zwecke eingesetzt, wie z. B. für die Diagnose oder Bestimmung von Augenpathologie wie opaquer oder glasiger Zwischenmedien und Retinopathie bzw. Netzhauterkrankung und für die Untersuchung der Sehfunktion von Säuglingen. Im einzelnen ist es bekannt, daß bei der Schwingkomponente eines ERG, das an einer Person aufgenommen ist, die an Diabetes, dem Behcet- Syndrom oder anderen Krankheiten leidet, schon in einem verhältnismäßig frühen Stadium der Entwicklung derartiger Krankheiten die Tendenz zu einer Verringerung oder einem Verschwinden besteht. Infolgedessen ist die Schwingkomponente des ERG nutzvoll für das Erkennen solcher Krankheiten in einer verhältnismäßig frühen Periode ihrer Entwicklung.

Es sind mancherlei Verfahren für das Herausgreifen und Analysieren der Schwingpotential- bzw. Schwingkomponente aus dem aufgenommenen ERG bekannt. Beispielsweise wird für das Aufbereiten einer erfaßten ERG-Antwort ein Filter benutzt, wobei unterschiedliche Zeitkonstanten des Filters zum Erfassen der a-Welle und der b-Welle und zum Erfassen der Schwingkomponente herangezogen werden, so daß die von der a-Welle und der b- Welle unterschiedene Schwingkomponente verstärkt wird, wie es in Fig. 2(a) und 2(b) gezeigt ist. Die erhaltene Schwingkomponente bietet eine Hilfe für die empirische Erkennung von Krankheiten aufgrund eines Zusammenhangs zwischen der Kurvenform der Schwingkomponente und den Krankheiten. Die Schwingkomponente des aufgenommenen ERG wird von Hand derart verarbeitet, daß verschiedenerlei charakteristische Parameter der Schwingkomponentenwelle gemessen werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, nämlich Amplituden O 1, O 2 usw., die die Abstände zwischen geraden Linien, welche benachbarte negative Spitzenwerte der Schwingwelle verbinden, und positiven Spitzenwerten derselben sind, Warte- bzw. Verzögerungszeiten Dp und Db zwischen dem Zeitpunkt der Lichtstimulation der Retina und dem ersten positiven bzw. negativen Spitzenwert der Schwingwelle und Zeitabstände T 1, T 2, T 3, t 1 und t 2 zwischen benachbarten Spitzenwerten. Ein alternatives Verfahren zum Messen der Schwingkomponente besteht darin, daß die Amplitudenmittelpunkte der Schwingpotentialwelle linear interpoliert werden, dadurch die b-Welle herausgegriffen wird und die b- Welle von dem aufgenommenen bzw. gemessenen ERG subtrahiert wird.

Die bekannten elektrischen, mechanischen oder manuellen Verfahren für das Herausgreifen und Analysieren der Schwingkomponente bzw. Schwingpotentialwelle eines ERG sind jedoch nicht genau genug für eine objektive Erkennung oder Analyse bei der klinischen Diagnose und ergeben in ihrer praktischen Ausführung einige Probleme. Im einzelnen sind die a-Welle, die b-Welle und die Schwingkomponentenwelle eines ERG, die unterschiedliche Warte- bzw. Verzögerungszeiten (Zeitverzögerung) nach dem Zeitpunkt der Lichtstimulation haben, auf der Zeitachse auf komplizierte Weise einander überlagert. Ferner sind gemäß der Darstellung in Fig. 4 in dem Leistungsspektrum eines typischen ERG die Schwingwelle, die a-Welle und die b- Welle, die Signale mit Spitzenwerten in einem verhältnismäßig schmalen Frequenzband in der Nähe von 100 und einigen zehn Hz sind, einander auf der Frequenzachse überlagert. Daher ist es von Natur aus unmöglich, mit den verhältnismäßig einfachen herkömmlichen Verfahren auf genaue Weise die Schwingkomponente herauszugreifen und zu analysieren. Auf dem technischen Gebiet wurden zwar Versuche zum Analysieren des ERG im Hinblick auf die Frequenzen der Komponenten unternommen, jedoch sind diese Versuche vom klinischen oder physiologischen Standpunkt gesehen in der Praxis nicht genau und zuverlässig genug für eine objektive Analyse des ERG und die Bestimmung der Parameter seiner Schwingkomponente, die Augen- oder Netzhauterkrankungen und verwandte Krankheiten anzeigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum genauen Herausgreifen einer Schwingpotentialkomponente aus einem die a-Welle und die b-Welle enthaltenden Elektroretinogramm zu schaffen, so daß eine klinische Analyse einer untersuchten Person aufgrund der Parameter der auf diese Weise erhaltenen Schwingpotentialkomponente ermöglicht ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Schritten gelöst.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren wurde als Ergebnis ausführlicher Untersuchungen, Studien und Analysen an Elektroretinogrammen beruhend auf elektrophysiologischen Kenntnissen und Erkenntnissen darüber entwickelt, daß:

• (a) ein Elektroretinogramm aus der Summe dreier Komponentenwellen mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten in bezug auf den Zeitpunkt der Lichtstimulation der Augenretina besteht,
• (b) während die a-Welle und die b-Welle im Vergleich zu der Schwingpotentialwelle bzw. Schwingwelle einen sehr gleichmäßigen bzw. glatten Kurvenverlauf, nämlich sehr niedrige Frequenzen haben, führen diese a- und b-Wellen durch die Überlagerung dazu, daß sie negative Spitzen mit verhältnismäßig hohen Frequenzkomponenten haben, die die Frequenzkomponenten der Schwingwelle überlagern,
• (c) die Schwingwelle einen verhältnismäßig festgelegten oder konstanten Anfangspunkt hat und
• (d) die Schwingwelle ein verhältnismäßig großes Ausmaß an Periodizität in einem vergleichsweise schmalen Band hat.

Aufgrund dieser Kenntnisse und Erkenntnisse können mit diesem Verfahren die ERG-Kurvenformdaten während der tatsächlichen Messung oder Aufnahme des ERG dadurch verarbeitet werden, daß Versetzungsmittelwerte der ERG-Daten erfaßt werden und daß die ERG-Daten differenziert werden, um auf diese Weise die Schwingpotentialkomponente des ERG herauszuziehen, die der a- Welle und der b-Welle überlagert ist. Damit kann die Untersuchung der Person, von der das ERG abgenommen wurde, mit hoher Genauigkeit beruhend auf den charakteristischen Parametern der auf diese Weise herausgegriffenen Schwingkomponente des ERG vorgenommen werden.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren, das auf die Messung eines ERG hin ausgeführt wird, ein genaues Herausgreifen oder Herausziehen einer Schwingpotentialwelle aus dem Elektroretinogramm durch die Nutzung der Versetzungsmittelwert- und Differenzierverarbeitung des gemessenen ERG im Hinblick auf einen relativ konstanten bzw. unveränderten Anfangspunkt oder Beginn der Schwingwelle und die verhältnismäßig hohe Periodizität der Schwingwelle in einem vergleichsweise schmalen Band. Dieser Auszug ist auch möglich, obgleich die Schwingwelle und die a- und b-Wellen des ERG unterschiedliche Wartezeiten bzw. Verzögerungen vom Zeitpunkt der Lichtstimulation der Retinazellen haben und einander auf der Zeitachse überlagert sind.

Bei dem herkömmlichen Verfahren zur Anwendung eines elektrischen Filters für das Herausziehen und Verstärken allein der Schwingwelle besteht die Tendenz, daß der Schwingkomponentenauszug auf unerwünschte Weise Teile der a- und b-Welle enthält, da die Schwingwelle und die a- und b-Welle hinsichtlich der Frequenz verhältnismäßig schmalbandige Signale mit Spitzenwerten um 100 und einigen zehn Hz herum sind und einander auf der Frequenzachse in dem Leistungsspektrum des ERG überlagert sind. Erfindungsgemäß kann jedoch allein die Schwingpotentialkomponente von den restlichen ERG-Komponenten getrennt werden, da die Verarbeitungsschritte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf den vorangehend genannten elektrophysiologischen Kenntnissen und Erkenntnissen beruhen.

Da die für eine klinische Erkennung erforderlichen Parameter der ERG-Daten aus der erfindungsgemäß auf die vorstehend beschriebene Weise aus der Kurvenform des ERG herausgelösten Schwingpotentialwelle ermittelt werden können, muß die das ERG aufnehmende Bedienungsperson nicht auf die herkömmlich erforderliche Weise durch das Eintragen von Linien auf der ermittelten ERG-Kurve die erzielten ERG-Daten von Hand aufbereiten. Ferner erübrigt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das herkömmlicherweise benutzte elektrische Filter für das Verstärken der Schwingkomponente, durch das die ursprüngliche ERG-Kurvenform verändert wird, was es unmöglich macht, die ermittelte Kurvenform der Schwingkomponente mit der ursprünglichen ERG-Kurvenform zu vergleichen. Das heißt, das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht unmittelbar nach der Aufnahme des ERG die Untersuchung der herausgegriffenen Schwingkomponentenkurve und der ursprünglichen ERG-Kurve, aus der die Schwingkomponente herausgezogen ist. Infolgedessen hat dieses erfindungsgemäße Verfahren einen breiteren Bereich klinischer Anwendungen auf dem Gebiet der elektrophysiologischen ERG- Analysen von untersuchten Personen.

Ferner wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein verhältnismäßig einfaches Datenverarbeitungsverfahren zum Ermitteln von Versetzungsmittelwerten aus den verarbeiteten ERG-Daten und für das Differenzieren derselben angewandt, so daß daher eine zweckdienliche klinische Analyse während oder unmittelbar nach dem Messen bzw. Aufnehmen eines Elektroretinogramms ermöglicht ist. Darüber hinaus ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, ein verbessertes automatisches ERG-Meß- und Analysesystem zu schaffen, welches zur Entdeckung neuer elektrophysiologischer Zusammenhänge während dem Elektroretinogramm und Augenerkrankungen, Netzhauterkrankungen sowie verwandte Krankheiten beitragen kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine grafische Darstellung der Kurvenform eines Elektroretinogramms.

Fig. 2(a) und 2(b) sind grafische Darstellungen einer a-Welle und einer b-Welle bzw. einer Schwingpotentialwelle eines Elektroretinogramms, die unter Verwendung eines Filters erfaßt werden.

Fig. 3 ist eine grafische Darstellung verschiedener Parameter einer Schwingwelle, die durch manuelle Verarbeitung eines ERG ermittelt werden.

Fig. 4 ist eine grafische Darstellung eines typischen Leistungsspektrums eines ERG.

Fig. 5 ist eine grafische Darstellung, die Spitze- Spitze-Abstände einer Schwingwelle zeigt, welche durch das Differenzieren eines ERG ermittelt werden.

Fig. 6 ist eine grafische Darstellung, die eine Schwingpotentialkomponente des ERG zeigt, welche versuchsweise durch das Ermitteln von Versetzungsmittelwerten des ERG bestimmt wird.

Fig. 7 ist eine grafische Darstellung, die zeigt, wie ein erster Spitzenwert und ein vorläufiger Anfangspunkt der Schwingwelle bestimmt werden.

Fig. 8 ist eine grafische Darstellung, die zeigt, wie auf dem ermittelten vorläufigen Anfangspunkt beruhend eine vorläufige schwingungsfreie Kurve ermittelt wird.

Fig. 9 ist eine grafische Darstellung, die zeigt, wie durch das Versetzen des vorläufigen Anfangspunkts ein wahrer Anfangspunkt der Schwingwelle bestimmt wird.

Fig. 10 ist eine grafische Darstellung, die zeigt, wie die Schwingkomponente des ERG von dem wahren Anfangspunkt ausgehend aus dem ursprünglich aufgenommenen ERG herausgegriffen wird.

Fig. 11 und 12 sind ein ausführliches bzw. ein vereinfachtes Ablaufdiagramm der Verarbeitungsschritte für das Herausziehen der Schwingkomponente gemäß der Darstellung in den Fig. 5 bis 10.

Fig. 13 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für eine herausgegriffene Schwingkomponente eines von einer gesunden Person abgenommenen ERG zeigt.

Fig. 14 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für eine herausgezogene Schwingkomponente eines von einer kranken Person abgenommenen ERG zeigt.

Fig. 15 ist eine grafische Darstellung von durch Differenzieren der Schwingkomponente ermittelten charakteristischen Parametern der Schwingkomponente.

Als Ausgangserkenntnis ist anzumerken, daß ein Elektroretinogramm ERG aus drei Hauptkomponenten besteht, nämlich einer a- Welle, einer b-Welle und einer Schwingpotentialwelle bzw. Schwingwelle, welche voneinander verschiedene Verzögerungszeiten gemäß der vorstehenden Definition anhand der Fig. 3 haben. Die a-Welle und die b-Welle haben verglichen mit der Schwingwelle ziemlich gleichförmige bzw. glatte Kurvenformen. Die a-Welle und die b-Welle sind einander derart überlagert, daß sie zusammen negative Spitzenwerte mit verhältnismäßig hochfrequenten Komponenten bilden, wobei Fig. 4 die zusammengesetzte Frequenzverteilung der a-Welle und der b- Welle die Frequenzkomponenten der Schwingwelle überlagert. Es ist ferner anzumerken, daß die Schwingwelle einen Anfangspunkt hat, der in bezug auf die Zeit verhältnismäßig konstant bzw. unverändert ist, sowie einen verhältnismäßig hohen Grad an Periodizität innerhalb eines verhältnismäßig schmalen Bereichs (nämlich Schwankungen der Periode der Schwingwelle innerhalb eines verhältnismäßig engen Bereichs). Infolgedessen ist es als möglich zu betrachten, die Schwingwelle aus dem ERG dadurch auszuscheiden, daß ein einfaches Verfahren zum Ermitteln von Versetzungsdurchschnitten eines Teilbereichs der ERG-Antwortdaten angewendet wird, welche dem bestimmten Anfangspunkt der Schwingwelle folgen, und zwar in der Weise, daß die erhaltenen Versetzungsmittelwerte eine durch ein Kerbfilter ausgeführte Funktion ergeben. Im Hinblick auf die vorstehend genannten Erkenntnisse wurde das erfindungsgemäße Verfahren aufgrund der Annahme entwickelt, daß die Schwingwelle eine Sekundärdämpfungsschwingung mit der Anfangsphase "0" ist, wobei das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte Prinzip eine Verarbeitung zum Ausscheiden oder Ausfiltern der Schwingpotentialkomponente aus dem ERG gemäß folgenden Schritten (a) bis (f) erforderlich macht:

• (a) Zunächst wird die in Fig. 5 mit 1 bezeichnete Kurvenform des aufgenommenen ERG zu einer Kurvenform 2 differenziert. Entsprechend den Nulldurchgangspunkten der differenzierten ERG-Kurve 2 werden Spitze-Spitze-Abstände T 1, T 2 und T 3 der ERG-Kurve 1 von Spitzen ermittelt, die infolge des Überlagerns der Schwingpotentialkomponente mit der b-Welle vorliegen. Aus den Spitze-Spitze-Abständen T 1, T 2 und T 3 wird der arithmetische Mittelwert berechnet und als mittlere Periodendauer T der herauszugreifenden Schwingpotentialwelle definiert.
• (b) Danach werden ausgehend von der mittleren Periodendauer T der Schwingwelle Versetzungsmittelwerte der ERG-Kurve 1 ermittelt, wodurch eine Kurve 3 nach Fig. 6 erhalten wird. Die erzielte Kurve 3 wird von der ursprünglichen ERG-Kurve 1 subtrahiert, um dadurch eine versuchsweise bzw. vorläufige Schwingkomponentenwelle 4 zu erhalten. Mit "Versetzungsmittelwert" ist eine Mittelung an Daten gemeint, bei der die einem gegebenen Zeitpunkt am nächsten kommenden Werte schwerer bewertet werden als andere. Zum Erhalten der Versetzungsmittelwerte wird ein durch die nachstehende Gleichung definiertes symmetrisches FIR-Filter (mit begrenztem Ansprechen auf einen Impuls) benutzt. Die Gleichung ist unter Berücksichtigung der Phasencharakteristik der ERG-Kurve 1 folgendermaßen bestimmt: wobei Yk der gemittelte Wert ist, X _{k + m} jeweils diskrete Werte sind und N die Anzahl von Abtastungen ist.
  Die aus den ermittelten Versetzungsmittelwerten erhaltene Kurve 3 nach Fig. 6 hat einen Anfangsbereich, der einer Periode T/2 nach dem Anfangspunkt entspricht und der ein unbestimmter Bereich ist, welcher aber kein für die Ausführung des Verfahrens erforderlicher Datenbereich ist. Der Versetzungsmittelwert-Prozeß beeinflußt jedoch die beiden T/2-Perioden vor bzw. nach dem Anfangspunkt, da die Schwingwelle ein Signal mit einer bestimmten Wartezeit, nämlich einer Verzögerungszeit zwischen dem Zeitpunkt der Lichtstimulation der Retina der untersuchten Person und dem Zeitpunkt des Auftretens des ersten Spitzenwerts ist. Zum Ausschalten dieses Einflusses werden die folgenden Schritte ausgeführt:
• (c) Da vorausgesetzt ist, daß die Schwingwelle mit der Phase "0" beginnt, eilt der Anfangspunkt der Schwingwelle dem ersten Spitzenwert um eine Zeitspanne vor, die gleich einem Viertel der Periodendauer T der Schwingwelle ist. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß der aus der vorangehend in Verbindung mit dem Schritt (a) erläuterten differenzierten Kurve 2 ermittelte Spitzenwertpunkt der Schwingwelle durch die b-Welle beeinflußt ist. Zum Ausschalten dieses Einflusses werden zuerst ein wahrer erster Spitzenwertpunkt P und ein versuchsweiser bzw. provisorischer oder vorläufiger Anfangspunkt A der Schwingwelle folgendermaßen bestimmt: Zuerst wird die bei dem vorstehend beschriebenen Schritt (b) erhaltene vorläufige Schwingkomponentenkurve 4 (nach Fig. 6 und 7) zu einer Kurve 5 nach Fig. 7 differenziert, wonach dann ausgehend von den Nulldurchgangspunkten der differenzierten Kurve 5 der wahre erste Spitzenwertpunkt P und der vorläufige Anfangspunkt A gemäß der Darstellung in Fig. 7 bestimmt werden. Der vorläufige Anfangspunkt A eilt dem wahren ersten Spitzenwertpunkt P um die Periodendauer T/4 vor.
• (d) Darauffolgend wird der dem ermittelten vorläufigen Anfangspunkt A nachfolgende Teilbereich der ERG-Kurve 1 um 180° um den vorläufigen Anfangspunkt A geschwenkt, wodurch gemäß Fig. 8 eine erste zusammengesetzte Kurve 6 gebildet wird, die aus dem um 180° geschwenkten Teilbereich der ERG-Kurve 1 vor dem Anfangspunkt A und dem nicht geschwenkten Teilbereich der ERG-Kurve 1 nach dem Anfangspunkt A besteht. Danach werden ausgehend von der Periodendauer T die Versetzungsmittelwerte der auf diese Weise erhaltenen zusammengesetzten Kurve 6 gebildet, wodurch sich eine vorläufige schwingungsfreie Kurve 7 ergibt, die keine Schwingpotentialkomponente enthält.
• (e) Durch das Verbinden des anfänglichen Teilbereichs der ursprünglichen ERG-Kurve 1, der dem vorläufigen Anfangspunkt A vorangeht und der keine Schwingkomponente enthält, mit dem dem vorläufigen Anfangspunkt A nachfolgenden Teilbereich der schwingungsfreien Kurve 7 wird eine zweite zusammengesetzte Kurve gebildet. Die auf diese Weise gebildete zusammengesetzte Kurve enthält keine Schwingpotentialkomponente.
  Die zweite zusammengesetzte Kurve hat einen allgemein gleichmäßigen bzw. glatten Kurvenverlauf. Der Kurvenverlauf der zweiten zusammengesetzten Kurve kann jedoch an dem vorläufigen Anfangspunkt A einen Einkerbungs- bzw. Einschnittbereich haben. Dieser Einkerbungsbereich wird durch eine Abweichung des bei dem vorstehend beschriebenen Schritts (c) aus der mittleren Periodendauer T der Schwingwelle bestimmten vorläufigen Anfangspunkts A in bezug auf einen wahren Anfangspunkt B verursacht. Eine solche Abweichung des vorläufigen Anfangspunkts A gegenüber dem wahren Anfangspunkt B tritt dann auf, wenn die Periodendauer der ersten Schwingung der Schwingwelle von der mittleren Periodendauer T verschieden ist. Zum Ausschalten dieser Abweichung wird der vorläufige Anfangspunkt A der Schwingwelle um eine gewählte Größe in Voreilungs- oder Nacheilungsrichtung auf einen Anfangspunkt A′ versetzt, wonach für diesen neu angesetzten vorläufigen Anfangspunkt die Schritte (d) und (e) ausgeführt werden. Falls die auf diese Weise erhaltene zweite zusammengesetzte Kurve nicht einen zufriedenstellend glatten Kurvenverlauf hat, wird der vorläufige Anfangspunkt A weiter auf einen Anfangspunkt A′′ verlegt, wonach die Schritte (d) und (e) ausgeführt werden. Diese Vorgänge werden wiederholt, bis die zweite zusammengesetzte Kurve einen ausreichend glatten Kurvenverlauf hat, nämlich bis der wahre Anfangspunkt B der Schwingwelle ermittelt ist.
• (f) Die ERG-Kurve wird auf die vorangehend bei dem Schritt (d) im Zusammenhang mit der vorläufigen schwingungsfreien Kurve 7 nach Fig. 8 beschriebene Weise um den ermittelten wahren Anfangspunkt B geschwenkt, wodurch eine der Kurve 6 entsprechende Kurve 8 gemäß Fig. 9 erhalten wird. Danach wird durch das Ermitteln der Versetzungsmittelwerte der Kurve 8 eine wahre schwingungsfreie Kurve 9 gebildet. Die wahre schwingungsfreie Kurve 9 wird von der ursprünglichen ERG- Kurve 1 subtrahiert, wodurch schließlich gemäß Fig. 10 aus der ursprünglichen ERG-Kurve eine erwünschte Kurve 10 herausgezogen bzw. herausgegriffen wird, die ausschließlich aus der Schwingpotentialkomponente besteht.

Das vorangehend erläuterte Versetzen des vorläufigen Anfangspunkts A ist nicht erforderlich, wenn die wahre schwingungsfreie Kurve 9 bei dem anfänglich bestimmten Anfangspunkt A erhalten wird, nämlich der wahre Anfangspunkt B auf oder ausreichend nahe an dem vorläufigen bzw. provisorischen Anfangspunkt A liegt.

Die vorangehend beschriebenen Verarbeitungsschritte gemäß dem Ausführungsbeispiel für das Verfahren zum Herauslösen bzw. Herausziehen der Schwingpotentialkomponente aus einem ERG sind in dem Ablaufdiagramm in Fig. 11 ausführlich und in dem Ablaufdiagramm in Fig. 12 vereinfacht dargestellt.

In den Fig. 13 und 14 sind jeweils Beispiele für Schwingpo­ tentialkomponenten-Wellen aus ERG-Kurven für eine gesunde bzw. für eine erkrankte Person gezeigt. Die erkrankte Person ist ein Patient mit einer geringfügigen Netzhauterkrankung. Eine in Fig. 13 gezeigte Schwingkomponenten-Kurve 13 des ERG der gesunden Person hat verhältnismäßig große Amplitude, während eine in Fig. 14 gezeigte Schwingkomponenten-Kurve 16 des ERG des Patienten eine beträchtlich verringerte Amplitude hat. Auf diese Weise zeigen die herausgegriffenen Schwingpo­ tentialkomponenten-Kurven 13 und 16 richtig und deutlich die normale Retinafunktion der gesunden Person bzw. die Netzhauterkrankung des Patienten.

Zur weiteren Analyse der herausgezogenen Schwingpotentialkom­ ponenten-Wellen 13 oder 16 für eine genauere Diagnose des Zustands der Retina bzw. der Netzhauterkrankung werden verschiedenerlei Parameter der Schwingpotentialwellen folgendermaßen ermittelt: Eine jeweilige Kurve 13 oder 16 wird zu einer Kurve 17 gemäß Fig. 15 differenziert, wonach aus den Nulldurchgangspunkten der differenzierten Kurve 17 die Spitzenwertpunkte der Schwingpotentialkomponenten-Wellen 13 bzw. 16 ermittelt werden. Ausgehend von den ermittelten Spitzenwertpunkten werden Verzögerungszeiten Dp und Db sowie Spitze- Spitze-Abstände T 1 bis T 3 und t 1 und t 2 ermittelt. Ferner werden positive Spitzenwerte bzw. Amplituden O 1 bis O 4 zwischen den Schwingungsspitzenwerten und einer Bezugslinie sowie negative Spitzenwerte bzw. Amplituden n 1 bis n 4 zwischen den Schwingungstälern und der Bezugslinie ermittelt. Die auf diese Weise erhaltenen Parameter sind nachstehend in Tabellen I und II aufgelistet.

Tabelle I

Tabelle II

Das vorstehend beschriebene Verfahren erlaubt ein einfaches, wirkungsvolles und genaues Herausziehen einer Schwingpotentialkomponente aus einem Elektroretinogramm unter Anwendung einer einfachen Datenverarbeitungstechnik für das Ermitteln von Versetzungsmittelwerten und für das Differenzieren. Die herausgezogene Schwingpotentialkomponente und die hieraus erhaltenen verschiedenartigen Parameter ergeben zuverlässige diagnostische Daten für klinische Anwendungen. Auf diese Weise ermöglicht es das beschriebene Verfahren, ein verbessertes System zur automatischen ERG-Messung und -Analyse mit verbesserter Zuverlässigkeit und Genauigkeit zu schaffen, das den Anforderungen der klinischen Praxis genügt.

Es wird ein Verfahren für das Herausziehen einer Schwingpotentialwelle aus einem Elektroretinogramm einer untersuchten Person beschrieben, das unter gegenseitiger Überlagerung eine a-Welle, eine b-Welle und die Schwingpotentialwelle enthält. Durch Lichtstimulation der Retina im Auge der untersuchten Person wird das Elektroretinogramm erzeugt und mittels einer geeigneten Vorrichtung aufgenommen. In dem aufgenommenen Elektroretinogramm werden Spitze-Spitze-Abstände bestimmt, aus denen eine mittlere Periodendauer der aus dem Elektroretinogramm herauszugreifenden Schwingpotentialwelle ermittelt wird. Danach wird ein vorläufiger Anfangspunkt der Schwingpotentialwelle bestimmt, wonach durch das Ermitteln von Versetzungsmittelwerten einer ersten Zwischenwert-Kurve, die aus dem Elektroretinogramm von dem festgelegten vorläufigen Anfangspunkt ausgehend bestimmt wird, eine schwingungsfreie Kurve ohne die Schwingpotentialwelle gebildet wird. Durch das Subtrahieren der schwingungsfreien Kurve von dem Elektroretinogramm wird die Schwingpotentialwelle herausgegriffen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herausziehen einer Schwingpotentialwelle aus einem Elektroretinogramm einer untersuchten Person, das in gegenseitiger Überlagerung eine a-Welle, eine b-Welle und die Schwingpotentialwelle enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem ersten Schritt durch Lichtstimulation der Retina im Auge der untersuchten Person das Elektroretinogramm (1) aufgenommen wird,
daß in einem zweiten Schritt Spitze-Spitze-Abstände des Elektroretinogramms bestimmt und daraus eine mittlere Periodendauer (T) der aus dem Elektroretinogramm herauszugreifenden Schwingpotentialwelle (10) ermittelt wird,
daß in einem dritten Schritt ein vorläufiger Anfangspunkt (A) der Schwingpotentialwelle bestimmt wird,
daß in einem vierten Schritt durch das Ermitteln von Versetzungsmittelwerten einer ersten Zwischenkurve (6, 8), die ausgehend von dem Elektroretinogramm und dem vorläufigen Anfangspunkt bestimmt wird, eine von der Schwingpotentialwelle freie schwingungsfreie Kurve (7, 9) ermittelt wird und
daß in einem fünften Schritt durch Subtrahieren der schwingungsfreien Kurve von dem Elektroretinogramm die Schwingpotentialwelle herausgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Schritt das Elektroretinogramm (1) differenziert wird, ausgehend von den Nulldurchgangspunkten des differenzierten Elektroretinogramms (2) die Spitze-Spitze-Abstände (T 1, T 2, T 3) bestimmt werden und durch Bilden des arithmetischen Mittelwerts der Spitze-Spitze-Abstände die mittlere Periodendauer (T) ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dritten Schritt
durch das von der mittleren Periodendauer (T) ausgehende Bilden von Versetzungsmittelwerten des Elektroretinogramms (1) eine zweite Zwischenkurve (3) gebildet wird,
durch Subtrahieren der zweiten Zwischenkurve von dem Elektroretinogramm eine vorläufige Schwingpotentialkomponentenwelle (4) ermittelt wird,
die vorläufige Schwingpotentialkomponentenwelle zu einer dritten Zwischenkurve (5) differenziert wird und
ausgehend von einem Nulldurchgangspunkt der dritten Zwischenkurve ein erster Spitzenpunkt (P) der Schwingpotentialwelle (10) bestimmt wird und der vorläufige Anfangspunkt (A) festgelegt wird, der dem ersten Spitzenpunkt um ein Viertel der mittleren Periodendauer vorangeht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem vierten Schritt
in einem ersten Teilschritt (i) ein dem vorläufigen Anfangspunkt (A) nachfolgender Teilbereich des Elektroretinogramms (1) um 180° um den vorläufigen Anfangspunkt geschwenkt wird,
in einem zweiten Teilschritt (ii) eine erste zusammengesetzte Kurve (6) aus dem um 180° geschwenkten und dem vorläufigen Anfangspunkt vorangehenden Teilbereich des Elektroretinogramms und dem nicht geschwenkten und dem vorläufigen Anfangspunkt nachfolgenden Teilbereich des Elektroretinogramms gebildet wird,
in einem dritten Teilschritt (iii) ausgehend von der mittleren Periodendauer (T) Versetzungsmittelwerte der ersten zusammengesetzten Kurve ermittelt werden und entsprechend den erhaltenen Versetzungsmittelwerten die schwingungsfreie Kurve (7, 9) gebildet wird und
in einem vierten Teilschritt (iv) eine zweite zusammengesetzte Kurve (1+7, 9) aus dem Anfangsteilbereich des Elektroretinogramms und einem dem vorläufigen Anfangspunkt nachfolgenden Teilbereich der schwingungsfreien Kurve gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die zweite zusammengesetzte Kurve (1+9) einen ausreichend glatten Kurvenverlauf hat, der vorläufige Anfangspunkt (A) als wahrer Anfangspunkt (B) festgelegt wird, während dann, wenn die zweite zusammengesetzte Kurve (1+7) einen Einkerbungsbereich an dem vorläufigen Anfangspunkt hat, der vorläufige Anfangspunkt um eine gewählte Größe versetzt wird und für den versetzten Anfangspunkt den vier Teilschritten (i bis iv) des vierten Schrittes gleichartige Vorgänge wiederholt werden, wobei das Versetzen des Anfangspunkts und die den Teilschritten gleichartigen Vorgänge wiederholt werden, bis der wahre Anfangspunkt ermittelt wird, bei dem die zweite zusammengesetzte Kurve (1+9) den ausreichend glatten Kurvenverlauf hat.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die herausgezogene Schwingpotentialwelle (10) differenziert wird, daß ausgehend von den Nulldurchgangspunkten der differenzierten Schwingpotentialwelle (17) die Spitzenpunkte der herausgezogenen Schwingpotentialwelle ermittelt werden und daß aus der herausgezogenen Schwingpotentialwelle Parameter bestimmt werden, zu denen Verzögerungszeiten (Dp, Db), Spitze-Spitze-Zeitabstände (T 1, T 2, T 3, t 1, t 2) und Spitzenwerte (O 1, O 2, O 3, O 4, n 1, n 2, n 3) zählen.