DE4022606A1 - Vorrichtung zur beobachtung und/oder registrierung der augenbewegungen - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Un­ tersuchung der Augenbewegung eines Patienten mit einem Speichergerät zur Aufzeichnung der Signale von minde­ stens zwei Sensoren, insbesondere der Ausgangssignale von Ableitelektroden, die mit der Haut des Patienten in der Umgebung des Auges in Kontakt bringbar sind.

Die Untersuchung der Augenbewegung ist bei Patienten von Bedeutung, die unter Schwindel und Gleichgewichtsstörun­ gen leiden. Diese Störungen treten dabei zufällig und kurzfristig im Sekundenbereich auf und können nach rela­ tiv kurzer Zeit, von z. B. 30 s, wieder verschwinden (sogenannter Lagerungsschwindel mit oder ohne Lagerungsnystagmus). Das bedeutet, daß ein zur Untersu­ chung geladener Patient öfters vergeblich einen Arztter­ min wahrnehmen muß, da sich der zu untersuchende Zustand nicht eingestellt hat. Dieser Umstand führt dazu, daß sich Patienten zum Teil über mehrere Tage hinweg konti­ nuierlich zur Verfügung halten müssen oder sogar sta­ tionär für einige Tage im Krankenhaus behalten werden. Es hat daher schon Überlegungen gegeben, wie man den Pa­ tienten Zuhause mit der Aufzeichnung der Schwindelzu­ stände betrauen kann.

So ist aus "Electronystagmography outside the hospital using a pocket-sized Electrocardiograph"; Watanabe I., Ikeda M.; Acta Otolaryng Suppl. 393, 49-57/1983 eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Sensoren als Klebeelektroden ausgeführt sind, die der untersuchende Arzt oder der Patient an den vorbe­ stimmten Stellen am Rand der Augenhöhle befestigen muß. Diese Stellen sind links vom linken und rechts vom rech­ ten Auge und vorzugsweise zusätzlich ober- und unterhalb von einem der Augen, wie es z. B. aus "Vestibularisprü­ fung und vestibuläre Erkrankung"; Haid C.T.; Springer- Verlag 1990; Seiten 33 ff. bekannt ist. Die Augenbewe­ gung wird dann anhand von Schwankungen der elektrischen Spannungen, die am Rande der Augenhöhle abgegriffen werden, gemessen. Diese Vorgehensweise hat verschiedene Nachteile, die ihre breite Anwendung in der Praxis, ins­ besondere außerhalb des Klinikbereiches, einschränken können.

Es fällt eine gewisse Rüstzeit (Beseitigen der Abdeck­ folie des Kontakt/Klebegels, einzelnes Anlegen der Elek­ troden etc.) in der Größenordnung von ca. 5 Minuten an, während der der Schwindelanfall bereits wieder abgeklun­ gen sein kann. Wird das Anlegen vom Patienten vorgenom­ men, ist es insbesondere aufgrund seines Schwindelzu­ stands unsicher, ob die Elektroden an den gewünschten Positionen korrekt sitzen. Außerdem sind mit Schwindel­ anfällen in der Regel Schweißausbrüche verbunden, die sehr leicht ein Abfallen der Elektroden bewirken. Ver­ tauscht der Patient in seiner Aufregung und seinem auf­ tretenden Schindelzustand die Elektroden, kommt es zu Fehlmessungen, die nachher bei der Auswertung nicht ohne weiteres als solche erkennbar sind und falsch Rück­ schlüsse seitens des diagnostizierenden Arztes zur Folge haben können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszuge­ stalten, daß die Sensoren zuverlässig und schnell auch bei Handhabung durch medizinisch nicht vorgebildete Per­ sonen plaziert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Haltevorrichtung vorgesehen ist, die am Kopf des Patienten anlegbar ist und in der die Sensoren an vor­ bestimmten Stellen derart integriert sind, daß ihr Kon­ takt zur Haut nach dem Anlegen hergestellt ist. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Sensoren nicht einzeln am Kopf plaziert zu werden brauchen. Sie werden alle ge­ meinsam mit Anlegen des Haltegestells an die jeweils vorgesehene Stelle positioniert. Ein umständliches Hantieren mit Einzelsensoren entfällt. Die Fixierung mittels des Haltegestells verhindert ein Abgleiten oder Wegrutschen der Sensoren bei einem Schweißausbruch des Patienten. Bei vergleichenden Untersuchungen an dem Pa­ tienten ergibt sich der Vorteil, daß die Ableitelektroden jedesmal an dergleichen oder zumindest ähnlichen Stelle liegen, sodaß die zu vergleichenden Kurvenverläufe der Ausgangssignale wenig Abweichungen aufgrund von Positionierfehlern oder geändertem Abstand der Elektroden voneinander haben.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfin­ dung zeichnet sich dadurch aus, daß die Haltevorrichtung eine Brille ist, die vorzugsweise mittels eines elasti­ schen Bands um den Kopf des Patienten gestreift werden kann. Die Brille stellt ein Haltegestell dar, in deren Handhabung breite Kreise der Patientenschaft, z. B. bei Ge­ brauch als Skibrille, Erfahrung gesammelt haben. Hier­ durch kann eine besonders schnelle und zuverlässige Ein­ nahme des Sitzes der Ableitelektroden erzielt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Haltevorrichtung zumindest im Bereich der Augen­ partie eine zur Haut weisende wulstähnliche Abschluß­ kante aus elastischem Material, aufweist, in der die Sensoren eingebettet sind. Dabei werden die Sensoren vorzugsweise nahezu bündig, also nur mit einem geringen Überstand, zur Oberfläche der Abschlußkante eingebaut, um die Gefahr des Abreißens zu reduzieren. Die Abschluß­ kante wird beispielsweise von einem Schaumstoff gebil­ det, der mit einer weichen, vorzugsweise glatten Kunst­ stoffolie überzogen ist, um ein leichtes Reinigen oder Desinfizieren zu ermöglichen.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Sensoren beweglich in oder an der Haltevorrichtung befestigt sind, um eine gleichmäßige Anpassung ihrer gesamten Detektorfläche an die Hautoberfläche zu ermöglichen. Die Beweglichkeit kann zum Beispiel über eine Anordnung mehrerer Federn be­ reitgestellt werden, die an der Haltevorrichtung abge­ stützt sind und an der Rückseite des Sensors befestigt werden. Elastische Schaumstoffklötze, die härter sind als das Wulstmaterial des Randes sind ebenfalls geeig­ net. Wichtig ist es, daß möglichst die gesamte Detektor­ fläche der Sensoren mit der Haut des Patienten in Kon­ takt steht.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung erge­ ben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 die Haltevorrichtung in Form einer Brille in Frontdarstellung,

Fig. 2 eine Innenansicht der Brille mit Sensoren,

Fig. 3 einen auswechselbaren Rahmen zur Aufnahme von Untersuchungshilfsmitteln und

Fig. 4 ein Prinzipschaltbild zur Steuereinrichtung mit Speichergerät.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Brillengestell oder eine Brille bezeichnet, die mittels eines elastischen Bandes 3 um den Kopf eines Patienten gestreift werden kann und anschließend unter Aufrechterhaltung eines An­ preßdruckes am Kopf des Patienten anliegt. Das Band 3 besteht aus zwei Teilen 3a, 3b die jeweils an ihrem Ende ein Verschlußteil 4a, 4b, z. B. nach Art eines Klett-, Haken- oder Schnallenverschlusses, aufweisen. Die Brille 1 kann einen Klapp- und/oder Verschiebemechanismus (nicht gezeigt) aufweisen, der ihre Anpassung an unter­ schiedliche Kopfformen erleichtert. Der Mechanismus kann z. B. in einem Mittelsteg vorgesehen sein, der im Bereich der Symmetrieachse der Brille 1 angeordnet ist.

Anstelle der Brille 1 als Haltevorrichtung kann auch ein leichter Helm, eine Textilmütze, ein Drahtgerüst oder eine andere Ausführung gewählt werden, die ein sicheres verrutschungsfreies Befestigen am Kopf gewährleistet. So ist es z. B. denkbar, einen leichten Helm einzusetzen, der mit einer Art Visier versehen ist, das bei Auftreten eines Schwindelanfalls nur noch vor die Augenpartie ge­ klappt und angedrückt zu werden braucht.

Am inneren, den Augen zugewandten Rand 5 der Brille 1 ist eine Wulst 7 aus elastischem Material, wie bei­ spielsweise Schaumstoff angebracht. Der Schaumstoff ist von einer Kunststoffolie, z. B. Kunstleder, umgeben, um eine leichte Reinigung zu ermöglichen. Die Wulst kann vollständig an dem Rand 5 der Brille 1 umlaufen oder nur partiell dort, wo ein Anliegen der Brille 1 am Gesicht des Patienten erwünscht ist. In die Wulst 7 sind Ableitelektroden 9 als Sensoren eingearbeitet, die eine elektrische Potentialmessung an der Haut vornehmen. Der Einsatz von anderen Sensoren zur Erfassung von Bewegun­ gen der Augen, bzw. der sie umgebenden Haut, wie Drucksensoren oder Dehnungsmeßstreifen ist ebenfalls vorstellbar. Es sind insgesamt fünf Elektroden 9 vorge­ sehen, von denen jeweils eine 9a, 9b am linken und rech­ ten Brillenrand auf Höhe des Bandes 4 und jeweils eine 9c, 9d oben und unten im Bereich eines Auges angeordnet ist. Die fünfte Elektrode 9e ist an Masse gelegt. Die Zuleitungskabel 11 zu den Elektroden 9 sind an dem Bril­ lenrahmen zusammengeführt und werden über einen gemein­ samen Stecker 13 an eine Steuervorrichtung (Fig. 4) an­ geschlossen.

Die Elektroden 9 sind beweglich an dem Brillenrand 5 be­ festigt, um eine gleichmäßige Anpassung ihrer gesamten Detektorfläche an die Hautoberfläche zu ermöglichen.

Vorzugsweise in Kombination mit oben beschriebenen Ableitelektroden 9, aber auch separat anwendbar, ist der Einbau von Beleuchtungsmitteln, z. B. Lampen 13, und ei­ nes auswechselbaren Rahmens 15, der in Fig. 3 separat dargestellt ist. Die Lampen 13 sind so an dem Brillen­ gestell 1 befestigt, daß sie den Innenraum gut ausleuch­ ten und einem äußeren Betrachter die Beobachtung der Au­ gen erlauben. Als besonders vorteilhaftes Beleuchtungs­ mittel hat sich ein Lichtleiter herausgestellt, der ent­ lang des Randes 5 verläuft, und der Öffnungen aufweist, aus denen das Licht austritt und dadurch ein homogenes Ausleuchten des Innenraums ermöglicht. Dadurch werden okuläre Fixationsmöglichkeiten unterdrückt, und die Kon­ stanz des korneo retinalen Potentials erhöht.

Der Rahmen 15 ist lösbar mit dem Brillengestell 1 ver­ bunden. Die Verbindung kann mittels Magneten 17 am Bril­ lengestell 1 und entsprechenden Gegenstücken 19 am Rah­ men 15 erfolgen. Es kommen auch andere Verbindungsmittel wie ein Haftstreifen, ein Klettverschluß, eine Druckknopf- oder Scharnierverbindung in Frage.

Es ist eine Anzahl von aufsetzbaren Rahmen 15 vorgese­ hen, die jeweils ein Untersuchungshilfsmittel enthalten. Hierzu zählen: Linsenfolien verschiedener Brechstärke, Prismenfolien, Linsen, getönte oder klare Gläser oder Folien mit oder ohne aufgebrachten Markierungen. Die Markierungen können in Form von eingeschliffenen, auf­ gedruckten oder durch Abziehfolien angebrachten oder aufgemalten Skalen vorgesehen sein.

Das Brillengestell 1 mit eingebauter Innenbeleuchtung zur Erhellung der zu beobachtenden Augäpfel, bei anson­ sten aber ungehindertem Durchblick, läßt die Möglichkeit des Aufsetzens verschiedener Rahmen 15 zu. Ein Rahmen mit Linsenfolien (Fresnell-Folien) erlaubt die vergrö­ ßerte Abbildung zur besseren Beobachtung bei deutlich größerem Beobachtungsfeld im Vergleich zur bekannten Frenzelbrille und bei niedrigerem Gewicht als bei übli­ chen Glaslinsen.

In Kombination mit dem Einbau der Elektroden 9 besteht mit dieser Ausführung einer Elektrodennystagmusbrille die Möglichkeit, Augenbewegungen durch Beobachten zu verfolgen und auch die Elektronystagmographie - Registrierung gleichzeitig auszuführen. Zur vollständi­ gen Ausschaltung optischer Einflüsse auf den zu Untersu­ chenden können andere Rahmen 15 mit abgetönten oder vollständig geschwärzten Gläsern aufgesetzt werden.

Die Haltevorrichtung ist vorteilhafterweise zur Aufnahme eines Videokopfes zur optischen Aufzeichnung der Augen­ bewegung ausgebildet. Der Videokopf kann z.B. aus einer opto-elektronischen Einrichtung (Kameralinse) zur Auf­ zeichnung der Lichtreflexe vom Augapfel, die sich bei Augenbewegungen ändern, bestehen. Die Lichtreflexe wer­ den durch Beleuchtung des Bulbus, z. B. durch einge­ spiegeltes Licht auch im Infrarotbereich, erzeugt. Auch der Einsatz eines Sensors, z. B. eines CCD-Sensors, zur direkten Abbildung der Augenbewegung ist denkbar.

In Fig. 4 ist ein Prinzipschaltbild zur Darstellung der Steuervorgänge und der Signalverarbeitung gezeigt. Die Elektroden 9 sind über die Zuleitungskabel 11 und den Verbindungsstecker 13 an ein Signalverarbeitungs- und Signalsteuergerät 20 angeschlossen. Das Gerät 20 ist klein und handlich im Taschenbuchformat ausgeführt, sodaß es vom Patienten leicht mitgeführt werden kann.

Das von den Elektroden aufgenommene Meßsignal wird zu einer Filter- und Vorverstärkerstufe 22 geführt und an­ schließend in ein digitales Signal umgeformt. In einem ROM 24 sind die Arbeitsprogramme, z. B. zur automatischen Einstellung der Vorverstärkung, zur Betriebsbereitschaftsanalyse, zur Registrierung von Da­ tum und Uhrzeit etc. abgespeichert und eine CPU 26 steu­ ert den Ablauf. Die digitalisierten Meßwerte werden in einem RAM 28 eingeschrieben. Sie können zu einem belie­ bigen Zeitpunkt wieder ausgelesen werden. Das Signalverarbeitungs- und Signalsteuergerät 20 stellt die Möglichkeit bereit, daß das Speichergerät (RAM) nach dem Anlegen der Haltevorrichtung automatisch, z. B. mittels einer Impedanzmessung der Elektroden 9, eingeschaltet wird. Auch die Einschaltung per Hand ist wichtig, falls das Gerät bei einem Arzt zur Anwendung kommt, der eine Untersuchung bei künstlicher Auslösung der Schwindelge­ fühle durchführen will.

Das Signalverarbeitungs- und Signalsteuergerät 20 umfaßt außerdem eine Überwachungsschaltung, die den korrekten Hautkontakt der Sensoren oder Elektroden 9 überwacht und bei fehlerhaftem Kontakt die Aufzeichnung des Meßsignals unterbricht. Die Überwachungsschaltung kann mit einer optischen oder akustischen Anzeige verbunden sein, die meldet, wenn ein fehlerhafter Betriebszustand vorliegt.

Der Verstärkungsfaktor der Vorverstärkerstufe 22 für die Sensorsignale wird mittels eines Einstellglieds von Hand oder automatisch über eine Impedanzmessung des Hautwi­ derstands eingestellt.

Es ist ein On-line-Anschluß (nicht gezeigt) vorgesehen, um das Speichergerät 28 mit einer Meßwertverarbeitungs­ station direkt über einen Steckeranschluß oder indirekt über eine Datenübertragungsmöglichkeit, z. B. via einem Telefon oder Funkgerät, zu verbinden. So kann das Meßsignal direkt an die Untersuchungsstelle übermittelt werden. Im dargestellten Fall ist das Signalverarbeit­ ungs- und Signalsteuergerät 20 direkt mit einer Auswer­ teeinheit 30 verbunden, die wahlweise mit unterschiedli­ chen Auswerteprogrammen 32 ladbar ist. Die Auswerteein­ heit 30 ist zu Dokumentationszwecken mit einem Drucker 34 verbunden. Nach dem Auslesen der Meßsignale aus dem RAM 28 und deren Übertragung auf ein anderes Speichermittel, z. B. einer Floppy Disk 36, kann das Gerät für die näch­ ste Untersuchung eingesetzt werden.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Untersuchung der Augenbewegung eines Pa­ tienten mit einem Speichergerät zur Aufzeichnung der Si­ gnale von mindestens zwei Sensoren, insbesondere der Ausgangssignale von Ableitelektroden, die mit der Haut des Patienten in der Umgebung des Auges in Kontakt bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halte­ vorrichtung vorgesehen ist, die am Kopf des Patienten anlegbar ist und in der die Sensoren an vorbestimmten Stellen derart integriert sind, daß ihr Kontakt zur Haut nach dem Anlegen hergestellt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung eine Brille ist, die vorzugsweise mittels eines elastischen Bands um den Kopf des Patien­ ten gestreift werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band aus zwei Teilen besteht, die jeweils an ihrem Ende ein Verschlußteil, z. B. nach Art eines Klett-, Haken- oder Schnallenverschlusses, aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung zumindest im Bereich der Augenpartie eine zur Haut weisende wulstähn­ liche Abschlußkante aus elastischem Material, aufweist, in der die Sensoren eingebettet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren beweglich in oder an der Haltevorrichtung befestigt sind, um eine gleichmä­ ßige Anpassung ihrer gesamten Detektorfläche an die Hautoberfläche zu ermöglichen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung einen Klapp- und/oder Verschiebemechanismus aufweist, der ihre Anpas­ sung an unterschiedliche Kopfformen erleichtert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur besseren Beobachtung der Au­ genbewegung mit einer Beleuchtungseinrichtung versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungskabel zu den Sensoren an der Haltevorrichtung zusammengeführt werden und über einen gemeinsamen Stecker an das Speichergerät an­ schließbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichergerät nach dem Anlegen der Haltevorrichtung automatisch, z. B. mittels einer Impedanzmessung der Sensoren, eingeschaltet wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichergerät mit einer Überwa­ chungsschaltung verbunden ist, die den korrekten Haut­ kontakt der Sensoren überwacht und bei fehlerhaftem Kon­ takt die Aufzeichnung des Sensorsignals unterbricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung mit einer optischen oder akustischen Anzeige zum Anzeigen eines fehlerhaften Be­ triebszustands verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Steuergerät mit einem Vor­ verstärker für die Sensoren umfaßt, dessen Verstärkungs­ faktor mittels eines Einstellglieds oder automatisch über eine Impedanzmessung des Hautwiderstands einstell­ bar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen On-line-Anschluß zur Ver­ bindung des Speichergeräts mit einem Telefon oder Funk­ gerät umfaßt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung zur Aufnahme eines Videokopfes zur optischen Aufzeichnung der Augen­ bewegung ausgebildet ist.

15. Vorrichtung zur Untersuchung der Augenbewegung eines Pa­ tienten, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch ein Haltegestell, insbesondere eine Brille, das augenseitig mit einer Randfassung versehen ist, die zur Aufnahme unterschiedlicher Rahmen ausgebil­ det ist, die jeweils ein Untersuchungshilfsgerät wie eine Linse, eine Linsenfolie oder getönte, geschwärzte oder klare Gläser enthalten, die mit vorzugsweise eingeschliffenen Markierungen versehen sind.