EP2259722A1 - Gerät zur funktionsdiagnostik vestibulärer reflexbögen anhand von myogenen potentialen - Google Patents

Gerät zur funktionsdiagnostik vestibulärer reflexbögen anhand von myogenen potentialen

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EP2259722A1
EP2259722A1 EP09712286A EP09712286A EP2259722A1 EP 2259722 A1 EP2259722 A1 EP 2259722A1 EP 09712286 A EP09712286 A EP 09712286A EP 09712286 A EP09712286 A EP 09712286A EP 2259722 A1 EP2259722 A1 EP 2259722A1
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EP
European Patent Office
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patient
measurement
muscle tone
use according
muscle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09712286A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arneborg Ernst
Dietmar Basta
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP2259722A1 publication Critical patent/EP2259722A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/389—Electromyography [EMG]
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    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/389—Electromyography [EMG]
    • A61B5/395—Details of stimulation, e.g. nerve stimulation to elicit EMG response
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    • A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4005—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the sensory system
    • A61B5/4023—Evaluating sense of balance
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/41—Detecting, measuring or recording for evaluating the immune or lymphatic systems
    • A61B5/414—Evaluating particular organs or parts of the immune or lymphatic systems
    • A61B5/415—Evaluating particular organs or parts of the immune or lymphatic systems the glands, e.g. tonsils, adenoids or thymus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A61B5/224—Measuring muscular strength

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting at least one vestibular evoked myogenic
  • the invention relates to the use of a device for functional diagnosis of acoustically, mechanically or electrically evoked vestibular reflexes.
  • Dizziness is one of the most common complaints in medical practice. Patients use the term "dizziness" for a variety of sensory perceptions: swinging or swaying vertigo, stance and / or gait insecurity, weakness, and oscillopsia.With age, the prevalence increases, so that over 80 years of dizziness is the most commonly deplored disease symptom Vertigo in the medical sense is understood as a subjective sensation of a sense of rotation or wavering or the feeling of impending unconsciousness Dizziness is defined in the medical sense as a perceived apparent movement between itself and the environment Dizziness often arises from contradictory information from sensory organs such as eyes involved in the sense of balance , Equilibrium organs of the inner ear as well as muscle and joint receptors, the equilibrium organ in the inner ear is a sensor for rotational and linear acceleration and closely linked to reflections.
  • Receptors also determine the location of the head in the room.
  • Dizziness can have many causes. In contrast to malfunctions of the semicircular canals in the organ of equilibrium, which can already be determined with great certainty by the evaluation of nystagms with thermal irritation, little is known about the diagnosis of otolith organs. It can be assumed that a large part of unclear, long-lasting dizziness symptoms on undiagnosed damage to the
  • Otolithenorgane Utriculus and Sacculus
  • the vestibulo-collar reflex is triggered whose sensory component is the sacculus.
  • the motor component can be determined by measuring a myopotential z. B. on the head / neck muscles are registered. This reaction to acoustic signals is independent of the human hearing.
  • the test provides the ability to separately examine the function of the saccule on each side of the body.
  • acoustic stimuli clicks or sounds
  • high intensity usually > 95 dB
  • the myopotential is referred to in particular as "vestibular evoked myogenic potential" (VEMP)
  • VEMP vestibulobular evoked myogenic potential
  • the latencies and the amplitude of the response are used for the evaluation, a sufficient muscle tone is essential for the measurement
  • Muscle tone is the state of tension of the musculature. This tone is caused by a continuous contraction. Its expression is proportional to the strength of the contraction.
  • the amplitude of the VEMPs is highly dependent on the amount of muscle tone during the measurement as well as the age and sex of the patient. Disadvantageously, the muscle tone is never nearly constant during the measurement, so that the result of the averaging of the potentials is always somewhat distorted.
  • the known devices that spend a click or tone and record the activity of the muscles are therefore not suitable to make standardized VEMP measurements depending on the age and sex of the patient.
  • the muscle tone required for the measurement is randomly generated in the known devices and usually unevenly by tensing the muscle. The objective, qualitative and quantitative assessment of the saccule function is therefore not possible in everyday clinical practice.
  • the object according to the invention is made possible by a device for detecting at least one vestibular evoked myogenic potential (VEMP) in a patient, the device comprising at least one active electrode, a reference electrode, a ground electrode, an acoustic, mechanical and / or electrical signal generator and a feedback system , in particular a galvanometer indicating the muscle tone or a pressure-sensing pressure transducer comprises.
  • a device comprising the abovementioned three electrodes, an acoustic, mechanical and / or electrical signal generator and a feedback system, in particular a galvanometer indicating a muscle tone or a pressure transducer indicating pressure, is able to solve the problem according to the invention.
  • the feedback system is any device that transmits information about the muscle tone to the persons involved in the measurements.
  • the system can be chosen so that the patient receives a direct feedback with respect to the muscle tension or the medical staff receives this information and thus can ask the patient, for example, to modify the muscle tension, ie in particular to strengthen or reduce.
  • a particularly efficient feedback system is designed so that the patient receives the corresponding data in his field of view during the measurement. These data may be, for example, the display of the voltage or pressure that produces activation of a muscle.
  • a sensor to record information about the amount of muscle tone as pressure. This can be any information that can be reflected by muscle activity in a pressure sensor.
  • the acoustic signal transmitter is characterized in particular by enabling parts of the body, in particular in the head region, to oscillate.
  • the mechanical signal transmitter can furthermore be characterized in that mechanical energy is transmitted to parts of the body, in particular in the head region, with the aid of moving parts.
  • the electrical signal transmitter is characterized by transferring electricity to parts of the human body.
  • the galvanometer indicates the change in the amount of available electricity without calibration.
  • the output value (zero point) can thus be set individually for each measurement.
  • the active electrode is applied to a muscle of the patient.
  • the reference and ground electrodes in a preferred embodiment of the invention are connected to a non-muscular one
  • the muscle is a cervical, limb or eye muscle.
  • the required muscle tone of at least one muscle on the body side to be examined is produced in a further preferred embodiment of the invention by tension or movement.
  • the potential arising at the neck muscle is dissipated via the electrodes and fed to a process unit.
  • a measuring amplifier with integrated filter function can be located in the process unit.
  • the feedback system allows the patient to control the height and the uniformity of muscle tension independently or by instructions of the staff present during the measurement.
  • the muscle tone is displayed on a patient display as a perceptible, preferred optical, acoustic or vibrotactile signal.
  • the patient can thus either directly or immediately keep the muscle activity or muscle tension constant or modify it to a desired degree.
  • the feedback system is a system which visualizes the pressure generated by the rotation or tilting of the head, the pressure transducer being a substantially U-shaped, tubular, gas and / or liquid-filled element
  • the pressure transducer being a substantially U-shaped, tubular, gas and / or liquid-filled element
  • the tubular, worn around the neck element is designed so that it has a Pressure sensor / pressure transducer has that measures the pressure occurring and displays it in a display - especially for the patient - during the measurement simultaneously.
  • With the chin on the U-shaped gas- or liquid-filled element preferably the tube that was placed around his neck.
  • the pressure occurring in the tube is measured by a pressure transducer or pressure transducer located therein and displayed on the display preferably located in the field of view of the patient, so as to allow, for example, a check of sufficient muscle tone.
  • a potential is detected and derived via the electrode, preferably in a process unit.
  • the tubular element is attached to at least one side of the head of the patient to regulate the muscle tone by pressing against a non-moving object. If the measurement is performed while lying down, the muscle tension can be achieved, for example, by lifting the head. In this case, the tubular member is placed under the lying head and the pressure decrease during the head lift is used as the quantity to be regulated.
  • the invention also relates to the use of said device for generating, measuring and / or evaluating at least one vestibular evoked myogenic potential or for diagnosing the otolith organs to detect, for example, various forms of dizziness.
  • Diagnosis or diagnosis in the sense of the invention relates to the generation of intermediate results necessary for the generation of a diagnosis so that a final diagnosis can be made by further mental activities and comparison with other data.
  • a technician with the help of the device according to the invention can provide a working basis for the subsequent diagnostic work of the doctor.
  • diagnosis or diagnosis relates to all medical examination methods.
  • the use of the device according to the invention preferably also takes place with a process unit in which preferred essential steps of the diagnosis can be carried out.
  • a process unit in which preferred essential steps of the diagnosis can be carried out.
  • the evaluation of measured data takes place with the aid of a microcontroller, wherein the latter determines the smallest and the largest voltage value of the VEMP within a time window after the stimulus.
  • the time of these two data values (latencies) and their size difference (amplitude) is compared in a preferred variant of the invention by a microprocessor in the process unit taking into account the amount of muscle tone present with age and gender-related norm values.
  • the value of the muscle tone is divided by the value of the amplitude, so as to determine a diagnostic intermediate result in a particularly preferred embodiment of the invention, which in turn is used for the preparation of a diagnosis.
  • the value of the amplitude is divided by the value of the muscle tone in order to determine the diagnostic intermediate result.
  • the intermediate result is to be considered as pathological if a higher quotient is found in the examined patient than was calculated with the function described above.
  • the latencies are too long when 18 ms is exceeded for the first peak of the VEMP, or 27.6 ms (males) and 25.6 ms (females) for the second peak of the VEMP.
  • Amplitude and the latencies represent a measure of the degree of functional impairment of the vestibulo-collar reflex.
  • quantitative statements about the function of the sacculus would be diagnostically possible. If no VEMP can be registered despite a present age-dependent minimum muscle tone, there is a failure of the saccule function or another component of the vestibulo-collar reflex (qualitative statement).
  • the device compares the existing muscle tone with the internally stored age-dependent minimum muscle tone (93.5 ⁇ V (20-40 years), 104.8 ⁇ V (41-60 years), 110.8 ⁇ V (60-76 years)) and gives a warning when this value is undershot that the measurement is not possible. Thus, the validity of the qualitative statement is significantly increased.
  • the neck muscle on which the resulting potential is detected and derived via the electrode is the sternocleidomastoid muscle.
  • the measurement can be carried out particularly safely and efficiently on this muscle.
  • the muscle tone can be continuously registered by means of the measurement of the potential between the VEMP measurements and displayed to the patient as a signal perceptible to it.
  • the potential that arises on the muscle is proportional to the amount of muscle tone.
  • the patient is given short acoustic stimuli via air or bone conduction sounders or the sacculus or balance nerve is electrically stimulated.
  • VEMPs are preferably derived via the electrodes and fed to the process unit.
  • a plurality of VEMPs can be averaged in the process unit in order to increase the signal quality (signal-to-noise ratios).
  • the evaluation of the measured data can be carried out automatically.
  • at least one auditory evoked brain potential can be measured.
  • the teaching according to the invention solves the long felt need for standardized VEMP measurements. Until now it has not been possible to solve this problem despite repeated efforts of the experts.
  • the simplicity of the inventive solution of the task speaks for the inventive step, since just simple solutions that have not yet been known to the art, are more difficult to implement than complicated solutions.
  • the teaching according to the invention represents a development-firming achievement, with which it comes by a simplification to a saving in time, material, work stages and costs and an increased reliability by a removal of errors is possible.
  • the advantageous embodiments of the invention have at least one or more of the advantages mentioned.
  • FIG. 1 shows the schematic representation of a preferred embodiment of the invention during the measurement:
  • Figure 1 Schematic representation of the application of the invention during a measurement.
  • One patient is attached to the sternocleidomastoid, vertex and sternum muscles with dizziness symptoms.
  • An acoustic signal generator is inserted into the auditory canal on the side to be examined, on which the electrode on the sternocleidomastoid muscle is also fixed.
  • the patient now turns his head to the contralateral shoulder, increasing the muscle tone of the sternocleidomastoid muscle on the side to be tested.
  • the field of view of the patient now also reaches the display of the galvanometer, which tells him by means of a pointer rash information on whether the muscle tone in relation to the age of the patient for a functional check of the saccule is sufficient.
  • the measurement starts by the acoustic signal generator emitting 5 tones per second with a frequency of 500 Hz and a volume of 95 dB.
  • the stimulation is interrupted as soon as the display of the galvanometer is no longer in the required range.
  • the potentials occurring in the muscle are combined in one
  • the mean potential (VEMP) in the examined male patient (age 36 years) has a latency of the first peak of 14 ms and of the second of 24 ms. These values are in the standard range.
  • the size of the potential (amplitude), which is related to the height of the muscle tone during the measurement and the age of the patient, is also to be regarded as normal with a value of 180.1 ⁇ V. The doctor can now with the help of these intermediate results the focus of
  • One patient is attached to the vertex, the mastoid and the sternum with the patient with hearing impairment.
  • An acoustic signal generator is inserted into the auditory canal on the side to be checked, on which the electrode is also fixed on the mastoid. The patient is asked to sit or lie still.
  • the acoustic signal generator now emits 20 acoustic stimuli per second with a defined frequency spectrum and a volume of 70 dB.
  • the electrodes conduct the due to the acoustic
  • Irritation arising brain potentials are recorded in a time window of 15 ms after the stimulus and averaged over 2000 repetitions.
  • the latencies of the averaged brain potentials of the examined patient are 1.8 ms for the wave I, 2, 9 ms for the wave II, 3.8 ms for the wave III, 5.0 ms for the wave IV and 5.8 ms for the wave V in the normal range.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion mindestens eines vestibulär evozierten myogenen Potentials sowie die Verwendung dieser Vorrichtung zur Diagnostik der Otolithenorgane insbesondere für die Messung und/oder Auswertung von Schwindelphänomenen bei einem Patienten, insbesondere betrifft die Verwendung eine Vorrichtung zur Funktionsdiagnostik akustisch, mechanisch oder elektrisch evozierter vestibulärer Reflexe.

Description

GERÄT ZUR FUNKTIONSDIAGNOSTIK VESTIBULÄRER REFLEXBÖGEN ANHAND VON MYOGENEN POTENTIALEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion mindestens eines vestibulär evozierten myogenen
Potentials sowie die Verwendung dieser Vorrichtung zur Diagnostik der Otolithenorgane insbesondere für die Messung und/oder Auswertung von Schwindelphänomenen bei einem Patienten, insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung einer Vorrichtung zur Funktionsdiagnostik akustisch, mechanisch oder elektrisch evozierter vestibulärer Reflexe.
In der ärztlichen Praxis zählt Schwindel zu den häufigsten Beschwerden. Patienten verwenden den Begriff „Schwindel" für eine Vielzahl sensorischer Wahrnehmungen: Dreh- oder Schwankschwindel, Stand- und/oder Gangunsicherheit, Schwäche und Oszillopsien. Mit dem Alter steigt die Prävalenz, so dass bei über 80-jährigen Schwindel das am häufigsten beklagte Krankheitssymptom ist. Den Schwindel im medizinischen Sinne versteht man als subjektive Empfindung eines Drehgefühls oder Schwankens oder das Gefühl der drohenden Bewusstlosigkeit . Definiert wird Schwindel im medizinischen Sinne als wahrgenommene Scheinbewegung zwischen sich und der Umwelt. Schwindel entsteht häufig aus widersprüchlichen Informationen von am Gleichgewichtsempfinden beteiligten Sinnesorganen wie Augen, Gleichgewichtsorganen der Innenohren sowie Muskel- und Gelenkrezeptoren. Das Gleichgewichtsorgan im Innenohr ist ein Sensorium für Dreh- und Linearbeschleunigung und eng mit Reflexen verbunden.
Eine Linearbeschleunigung wird in den in horizontaler und vertikaler Ebene stehenden Macula sacculi und utriculi registriert. Die Sinneshaare dieser Rezeptoren sind in eine durch Kristallkörnchen, so genannte Otolithen, beschwerte Matrix eingebettet. Bei Beschleunigung in der Ebene der Macula bleibt die Matrix aufgrund ihrer Trägheit zurück und führt zu einer Auslenkung der Sinneshaare. Durch die Gravitation kann mit diesen
Rezeptoren auch die Lage des Kopfes im Raum bestimmt werden .
Drehbeschleunigungen werden von den Bogengängen registriert - jeweils drei miteinander verbundene, senkrecht zueinander stehende, ringförmige Gefäße mit Lymphflüssigkeit und Sinneshaaren. Durch eine Drehbeschleunigung in der Ebene des jeweiligen Bogenganges kommt es aufgrund von Massenträgheitskräften zu einem Zurückbleiben der Endolymphflüssigkeit in Relation zum sich bewegenden Schädelkochen. Mithilfe einer in der Flüssigkeit aufgespannten gallertartigen Membran überträgt sich diese Flüssigkeitsbewegung auf Sinneshaare und lenkt diese aus. Bei länger anhaltenden Drehbewegungen kommt zu einer Mitbewegung der Endolymphe, der Sinnesreiz reduziert sich und geht schließlich gegen Null, wenn Bogengang und Endolymphe sich mit gleicher Geschwindigkeit bewegen. Es kommt zu einer Gewöhnung. Bei Aufhören der Drehbewegung rotiert die Flüssigkeit weiter und ruft den Eindruck einer entgegengesetzten Drehung hervor. Die reflektorische Reaktion darauf kann nicht unterdrückt werden, auch wenn mit dem Auge die wahre Bewegung gesehen wird. Der Widerspruch der Sinnesorgane erzeugt Verwirrung oder Desorientierung.
Schwindel kann viele Ursachen haben. Im Gegensatz zu Funktionsstörungen der Bogengänge im Gleichgewichtsorgan, die bereits mit großer Sicherheit durch die Auswertung von Nystagmen bei thermischer Reizung festgestellt werden können, ist über die Diagnostik der Otolithenorgane bisher wenig bekannt. Es kann angenommen werden, dass ein großer Teil unklarer, lang anhaltender Schwindelsymptome auf eine nicht diagnostizierte Schädigung der
Otolithenorgane (Utriculus und Sacculus) zurückzuführen ist.
Zur Diagnostik der Sacculusfunktion wird derzeit versucht eine Methode zu etablieren, die eine Reizung mit Hilfe tieffrequenter akustischer Reizung nutzt. Dabei wird der vestibulo-collare Reflex ausgelöst deren sensorische Komponente der Sacculus darstellt. Die motorische Komponente kann mit Hilfe der Messung eines Myopotentials z. B. an der Kopf-/Halsmuskulatur registriert werden. Diese Reaktion auf akustische Signale ist unabhängig vom Hörvermögen des Menschen. Der Test bietet die Möglichkeit, die Funktion des Sacculus auf jeder Körperseite getrennt zu prüfen. Zur Stimulation werden akustische Reize (Clicks oder Töne) hoher Intensität (meist > 95 dB) über Luft- oder Knochenleitungen appliziert. Das Myopotential wird insbesondere als „vestibulär evoziertes myogenes Potential" (VEMP) bezeichnet. Die Latenzen und die Amplitude der Antwort werden zur Auswertung herangezogen. Für die Messung ist ein ausreichender Muskeltonus eine wesentliche
Voraussetzung, da die Aktivität der Rezeptorepithelzellen des Sacculus die ipsilaterale Muskulatur inhibiert. D.h. ohne eine ausreichende Muskelaktivität entsteht kein VEMP. Unter Muskeltonus versteht man den Spannungs zustand der Muskulatur. Dieser Tonus wird durch eine Dauerkontraktion bewirkt. Seine Ausprägung ist proportional zur Stärke der Kontraktion. Die Amplitude der VEMPs ist stark abhängig von der Höhe des Muskeltonus während der Messung sowie vom Alter und dem Geschlecht des Patienten. Nachteilhafterweise ist der Muskeltonus während der Messung nie nahezu konstant, sodass das Ergebnis der Mittelung der Potentiale immer etwas verfälscht ist. Die bekannten Geräte, die einen Click bzw. Tonreiz ausgeben und die Aktivität der Muskulatur aufnehmen sind daher nicht geeignet standardisierte VEMP- Messungen in Abhängigkeit von Alter und Geschlecht des Patienten vorzunehmen. Der für die Messung benötigte Muskeltonus wird bei den bekannten Geräten willkürlich und in der Regel auch ungleichmäßig durch Anspannen des Muskels erzeugt. Die objektive, qualitative und quantitative Einschätzung der Sacculusfunktion ist deshalb im klinischen Alltag nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung war es daher, Mittel und Verwendungen bereit zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen und die eine qualitative und quantitative Einschätzung insbesondere der Sacculusfunktionen ermöglichen und bevorzugt eine integrierte Auswertung der VEMP-Signale anhand von Normwerten, die das Alter, das Geschlecht und den Muskeltonus des Patienten während der Messung berücksichtigen. Überraschenderweise wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Detektion mindestens eines vestibulär evozierten myogen Potentials (VEMP) bei einem Patienten ermöglicht, wobei die Vorrichtung mindestens eine aktive Elektrode, eine Referenzelektrode, eine Erdungselektrode, einen akustischen, mechanischen und/oder elektrischen Signalgeber und ein Feedbacksystem, insbesondere ein den Muskeltonus anzeigendes Galvanometer oder einen den Druck anzeigenden Druckaufnehmer umfasst. Es war völlig überraschend, dass eine Vorrichtung aus den genannten drei Elektroden, einem akustischen, mechanischen und/oder elektrischen Signalgeber und einem Feedbacksystem insbesondere ein den Muskeltonus anzeigendes Galvanometer oder einen Druck anzeigenden Druckaufnehmer, das erfindungsgemäße Problem zu lösen vermag.
Das Feedbacksystem im Sinne der Erfindung ist jede Einrichtung, die den an den Messungen beteiligten Personen Informationen über den Muskeltonus übermittelt. Hierbei kann das System so gewählt sein, dass der Patient ein direktes Feedback bezüglich der Muskelspannung erhält oder das medizinische Personal diese Information aufnimmt und so den Patienten auffordern kann, beispielsweise die Muskelspannung zu modifizieren, d.h. insbesondere zu verstärken oder zu reduzieren. Ein besonders effizientes Feedbacksystem ist so ausgestaltet, dass der Patient während der Messung die entsprechenden Daten in seinem Gesichtsfeld angezeigt bekommt. Bei diesen Daten kann es sich beispielsweise um die Anzeige der elektrischen Spannung oder des Druckes handeln, die eine Aktivierung eines Muskels erzeugt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass durch einen Sensor Informationen über die Höhe des Muskeltonus als Druck aufgenommen werden. Hierbei kann es sich um alle Informationen handeln, die durch eine Muskelaktivität in einem Drucksensor widergespiegelt werden können.
Im Folgenden sollen einige Begriffe im Zusammenhang mit der Erfindung definiert werden:
Der akustische Signalgeber ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, Teile des Körpers insbesondere im Kopfbereich in Schwingung zu versetzen.
Der mechanische Signalgeber kann weiterhin auch dadurch gekennzeichnet sein, dass mit Hilfe von beweglichen Teilen mechanische Energie auf Teile des Körpers insbesondere im Kopfbereich übertragen wird.
Der elektrische Signalgeber ist dadurch gekennzeichnet, Elektrizität auf Teile des menschlichen Körpers zu übertragen .
Das Galvanometer zeigt die Änderung der Menge vorhandener Elektrizität ohne eine Kalibrierung an. Der Ausgangswert (Nullpunkt) kann somit bei jeder Messung individuell eingestellt werden.
Für eine Messung wird dem Patienten die aktive Elektrode an einem Muskel appliziert. Die Referenz- und die Erdungselektrode werden in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an einem nichtmuskulösen
Teil des Körpers befestigt, wie z. B. dem Brustbein oder der Stirn. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Muskel ein Hals-, Extremitätenoder Augenmuskel. Der erforderliche Muskeltonus mindestens eines Muskels auf der zu untersuchenden Körperseite wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch Anspannung bzw. Bewegung hergestellt. Das am Halsmuskel entstandene Potential wird über die Elektroden abgeleitet und einer Prozesseinheit zugeführt. In der Prozesseinheit kann sich in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Messverstärker mit integrierter Filterfunktion befinden.
Durch das Feedbacksystem ist es dem Patienten möglich die Höhe und die Gleichmäßigkeit der Muskelspannung selbstständig oder durch Anweisungen des bei der Messung anwesenden Personals zu kontrollieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Muskeltonus auf einer Patientenanzeige als wahrnehmbares, bevorzugtes optisches, akustisches oder vibrotaktiles Signal dargestellt. Der Patient kann so direkt und unmittelbar die Muskelaktivität bzw. die Muskelspannung entweder konstant halten oder in einem gewünschten Maße modifizieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Feedbacksystem ein System, welches den Druck visualisiert, welcher durch die Drehung oder Kippen des Kopfes erzeugt wird, wobei der Druckaufnehmer ein im Wesentlichen U-förmiges gas- und/oder flüssigkeitsbefüllbares schlauchartiges Element ist, welches dem Patienten beispielsweise während der Messung um den Hals gelegt werden kann. Es ist besonders bevorzugt wenn das schlauchartige, um den Hals getragene Element so ausgebildet ist, dass es einen Drucksensor/Druckaufnehmer aufweist, der den auftretenden Druck misst und ihn in einer Anzeige - insbesondere für den Patienten einsehbar -während der Messung simultan darstellt. Der Patient drückt in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung während der Messung bspw. mit dem Kinn auf das U-förmige gas- oder flüssigkeitsgefüllte Element, bevorzugt den Schlauch, der ihm um den Hals gelegt wurde. Der dabei im Schlauch auftretende Druck wird durch einen darin befindenden Druckwandler oder Druckaufnehmer gemessen und auf der sich bevorzugt im Blickfeld des Patienten befindenden Anzeige dargestellt, um so beispielsweise eine Kontrolle eines ausreichenden Muskeltonus zu ermöglichen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird über die Elektrode ein Potential detektiert und abgeleitet, bevorzugt in einer Prozesseinheit. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das schlauchartige Element an mindestens einer Seite des Kopfes des Patienten befestigt wird, um durch Drücken gegen einen nicht beweglichen Gegenstand den Muskeltonus zu regulieren. Wenn die Messung im Liegen durchgeführt wird, kann die Muskelspannung bspw. durch Heben des Kopfes erreicht werden. In diesem Falle wird das schlauchartige Element unter den liegenden Kopf gelegt und die Druckabnahme während des Kopfhebens als zu regulierende Größe verwendet.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der genannten Vorrichtung zur Erzeugung, Messung und/oder Auswertung mindestens eines vestibulär evozierten myogenen Potentials bzw. zur Diagnostik der Otolithenorgane um bspw. verschiedene Formen von Schwindel zu detektieren. Die Diagnose oder Diagnosefindung im Sinne der Erfindung bezieht sich auf die Generierung von, für die Erstellung einer Diagnose notwendiger Zwischenergebnisse, sodass durch weitergehende geistige Tätigkeiten und dem abgleich mit weiteren Daten eine endgültige Diagnose gestellt werden kann. So kann ein Techniker mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Arbeitsgrundlage für die nachfolgende Diagnosetätigkeit des Arztes schaffen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Diagnose oder Diagnosefindung alle medizinischen Untersuchungsmethoden .
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt bevorzugt auch mit einer Prozesseinheit in welchem bevorzugte wesentliche Schritte der Diagnose durchgeführt werden können. Dies ist bspw. dann der Fall, wenn in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die Auswertung von Messdaten mit Hilfe eines MikroControllers erfolgt, wobei dieser den kleinsten und den größten Spannungswert des VEMP innerhalb eines Zeitfensters nach dem Stimulus bestimmt. Der Zeitpunkt dieser beiden Datenwerte (Latenzen) sowie deren Größendifferenz (Amplitude) wird in einer Vorzugsvariante der Erfindung durch einen Mikroprozessor in der Prozesseinheit unter Berücksichtigung der Höhe des vorliegenden Muskeltonus mit alters- und geschlechtsrelationierten Normwerten verglichen. Zur Beurteilung der gemessenen Amplitude wird der Wert des Muskeltonus durch den Wert der Amplitude dividiert, um so in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein diagnostisches Zwischenergebnis zu ermitteln, das wiederum für die Erstellung einer Diagnose herangezogen wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird zur Ermittlung des diagnostischen Zwischenergebnisses der Wert der Amplitude durch den Wert des Muskeltonus geteilt. Der Einfluss des Alters auf den berechneten Quotienten kann im ersten Fall bei einer Messung an der Halsmuskulatur und akustischer Stimulation durch die Funktion 7=0,0548x4-2,6887 wiedergegeben werden, wobei y den Quotienten Muskeltonus/Amplitude (jeweils in μV) und x das Alter in Jahren darstellt. Das Zwischenergebnis ist als pathologisch zu bewerten, wenn bei dem untersuchten Patienten ein höherer Quotient festgestellt wird, als mit der oben beschriebenen Funktion errechnet wurde. Die Latenzen sind hingegen zu lang, wenn 18 ms für den ersten Peak des VEMP oder 27,6 ms (Männer) bzw. 25,6 ms (Frauen) für den zweiten Peak des VEMP überschritten werden. Diese Angaben beruhen auf der linearen Regression des oberen 90 % Konfidenzintervalls der Amplituden bzw. aus dem Mittelwert addiert mit der zweifachen Standardabweichung der Latenzen einer gesunden Normalpopulation.
Die Höhe der Überschreitung der Normwerte für die
Amplitude und die Latenzen stellt ein Maß für den Grad der Funktionsbeeinträchtigung des vestibulo-collaren Reflexes dar. Somit wären erstmals quantitative Aussagen über die Funktion des Sacculus diagnostisch möglich. Kann trotz eines vorliegenden altersabhängigen minimalen Muskeltonus kein VEMP registriert werden, liegt ein Ausfall der Sacculusfunktion bzw. einer anderen Komponente des vestibulo-collaren Reflexes vor (qualitative Aussage) . Während der Messung vergleicht das Gerät den vorliegenden Muskeltonus mit dem intern gespeicherten altersabhängigen minimalen Muskeltonus (93.5 μV (20-40 Jahre), 104.8 μV (41-60 Jahre), 110.8 μV (60-76 Jahre)) und gibt beim Unterschreiten dieses Wertes eine Warnung, dass die Messung nicht möglich ist. Somit wird die Validität der qualitativen Aussage deutlich erhöht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halsmuskel, an dem das entstandene Potential über die Elektrode detektiert und abgeleitet wird der Musculus sternocleidomastoideus . An diesem Muskel kann die Messung besonders sicher und effizient erfolgen.
In einer weiteren ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Muskeltonus mit Hilfe der Messung des Potentials fortlaufend zwischen den VEMP-Messungen registriert und dem Patienten als für ihn wahrnehmbares Signal dargestellt werden. Das Potential welches am Muskel entsteht ist proportional zur Höhe des Muskeltonus. Für die Messung der VEMPs werden dem Patienten kurze akustische Reize über Luft- oder Knochenleitungsschallgeber appliziert bzw. der Sacculus oder Gleichgewichtsnerv wird elektrisch stimuliert. Die
VEMPs werden bevorzugt über die Elektroden abgeleitet und der Prozesseinheit zugeführt.
In einer weiteren Vorzugsvariante der Erfindung können in der Prozesseinheit mehrere VEMPs gemittelt werden, um die Signalqualität (Signal-Rauschabstände) zu erhöhen.
Außerdem kann in einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Auswertung der Messdaten automatisch durchgeführt werden. In einer weiteren bevorzugten Anwendungsform der Erfindung kann insbesondere nach Umplatzierung der aktiven Elektrode sowie bevorzugt der Referenzelektrode mindestens ein akustisch evoziertes Hirnpotential gemessen werden.
Es war völlig überraschend, dass mit der erfindungsgemäßen Lehre die Nachteile des Standes der Technik behoben werden können. Bei der erfindungsgemäßen Lehre wirken verschiedene Elemente für den technischen Gesamterfolg zusammen. Mit der Erfindung wird das lange bestehende Bedürfnis von standardisierten VEMP-Messungen gelöst. Es war bisher trotz mehrfachen Bemühens der Fachwelt nicht möglich, dieses Problem zu lösen. Auch die Einfachheit der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe spricht für die erfinderische Tätigkeit, da gerade einfache Lösungen, die der Fachwelt bisher noch nicht bekannt waren, schwieriger zu realisieren sind als komplizierte Lösungen. Die erfindungsgemäße Lehre stellt eine entwicklungsstraffende Leistung dar, bei der es durch eine Vereinfachung zu einer Ersparnis an Zeit, Material, Arbeitsstufen und Kosten kommt und eine erhöhte Zuverlässigkeit durch eine Beseitigung von Fehlern möglich ist.
Die anmeldungsgemäße Lehre zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
" Abkehr vom technisch Üblichen
" neue Aufgabenstellung
" Vorliegen eines seit langem ungelösten dringenden Bedürfnisses für die Lösung des mit der Erfindung gelösten Problems
" bisheriges vergebliches Bemühen der Fachwelt " die Einfachheit der Lösung spricht für erfinderische Tätigkeit, insbesondere da sie kompliziertere Lehren ersetzt
" Entwicklung der wissenschaftlichen Technik ging in eine andere Richtung
" entwicklungsstraffende Leistung
" Fehlvorstellungen der Fachwelt über die Lösung des entsprechenden Problems (Vorurteil)
" technischer Fortschritt, wie z. B.: Verbesserung, Leistungssteigerung, Verbilligung, Ersparnis an
Zeit, Material, Arbeitsstufen, Kosten oder schwer beschaffbaren Rohstoffen, erhöhte Zuverlässigkeit, Beseitigung von Fehlern, Qualitätshebung, Wartungsfreiheit, größere Effektivität, höhere Ausbeute, Vermehrung der technischen
Möglichkeiten, Bereitstellung eines weiteren Mittels, Eröffnung eines zweiten Weges, Eröffnung eines neuen Gebietes, erstmalige Lösung einer Aufgabe, Reservemittel, Alternativen, Möglichkeit der Rationalisierung, Automatisierung oder Miniaturisierung oder Bereichung des ArzneimittelSchatzes
" glücklicher Griff, da aus einer Vielzahl von
Möglichkeiten eine bestimmte gewählt wurde, deren Ergebnis nicht vorausgesagt werden konnte, daher handelt es sich um einen patentwürdigen glücklichen Griff " Irrtümer in der Fachliteratur bzw. sehr widersprüchliche Darstellung zum Erfindungsgegenstand
" junges Gebiet der Technik
" Kombinationserfindung,, d.h. mehrere bekannte Elemente werden zu einer Kombination zusammengeführt, die einen überraschenden Effekt aufweist
" Lizenzvergabe
" Lob der Fachwelt und
" wirtschaftlicher Erfolg.
Insbesondere die vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung weisen mindestens einen oder mehrere der genannten Vorteile auf.
Die Erfindung soll anhand von Figur 1 und anhand der Beispiele näher erläutert werden, ohne auf diese beschränkt zu sein. Figur 1 zeigt die schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung während der Messung:
Figur 1 : Schematische Darstellung der Anwendung der Erfindung während einer Messung.
A - Patientenanzeige
B - Druckschlauch
C - Elektroden
D - Prozesseinheit E - Display
F - Ausgang des Drucksensors im Druckschlauch
G - Anschluss eines akustischen Signalgebers
Beispiel für eine VEMP-Messung:
Es wird dem Patienten mit Schwindelsymptomen jeweils eine Elektrode am Musculus sternocleidomastoideus, am Vertex und am Sternum befestigt. Ein akustischer Signalgeber wird auf der zu überprüfenden Seite, auf der auch die Elektrode am Musculus sternocleidomastoideus fixiert ist, in den Gehörgang inseriert. Der Patient dreht nun den Kopf zur kontralateralen Schulter, wodurch der Muskeltonus des Musculus sternocleidomastoideus auf der zu prüfenden Seite erhöht wird. Außerdem erreicht das Blickfeld des Patienten nun auch die Anzeige des Galvanometers, das ihm mit Hilfe eines Zeigerausschlages Informationen darüber mitteilt, ob der Muskeltonus in Bezug auf das Alter des Patienten für eine Funktionsprüfung des Sacculus ausreicht. Wird vom Galvanometer ein hinreichender Muskeltonus signalisiert, startet die Messung, indem der akustische Signalgeber 5 Töne je Sekunde mit einer Frequenz von 500 Hz und einer Lautstärke von 95 dB abgibt. Die Stimulation wird unterbrochen, sobald sich die Anzeige des Galvanometers nicht mehr im geforderten Bereich befindet. Die, am Muskel auftretenden Potentiale werden in einem
Zeitfenster von 100 ms nach dem Stimulus registriert und über 130 Wiederholungen gemittelt. Das gemittelte Potential (VEMP) hat bei dem untersuchten männlichen Patienten (Alter 36 Jahre) eine Latenz des ersten Peaks von 14 ms und des Zweiten von 24 ms. Diese Werte liegen im Normbereich. Die auf die Höhe des Muskeltonus während der Messung und das Alter des Patienten relationierte Größe des Potentials (Amplitude) ist mit einem Wert von 180,1 μV auch als normal anzusehen. Der Arzt kann nun mit Hilfe dieser Zwischenergebnisse den Fokus der
Differentialdiagnostik auf zentralnervöse Aspekte bzw. die Funktionsdiagnostik der weiteren peripheren Gleichgewichtsrezeptoren richten .
Beispiel für die Messung der akustisch evozierten Hirnpotentiale :
Es wird dem Patienten mit Hörstörungen jeweils eine Elektrode am Vertex, am Mastoid und am Sternum befestigt. Ein akustischer Signalgeber wird auf der zu überprüfenden Seite, auf der auch die Elektrode am Mastoid fixiert ist, in den Gehörgang inseriert. Der Patient wird gebeten, ruhig zu sitzen oder liegen zu bleiben. Der akustische Signalgeber gibt nun 20 akustische Reize je Sekunde mit einem definierten Frequenzspektrum und einer Lautstärke von 70 dB aus.
Die Elektroden leiten die aufgrund der akustischen
Reizung entstehenden Hirnpotentiale ab. Diese werden in einem Zeitfenster von 15 ms nach dem Stimulus aufgezeichnet und über 2000 Wiederholungen gemittelt. Die Latenzen der gemittelten Hirnpotentiale des untersuchten Patienten liegen mit 1,8 ms für die Welle I, 2 , 9 ms für die Welle II, 3,8 ms für die Welle III, 5,0 ms für die Welle IV und 5,8 ms für die Welle V im Normbereich. Der Arzt kann nun mit Hilfe dieser Zwischenergebnisse den Fokus der Differentialdiagnostik auf cochleäre Funktionsstörungen richten.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Detektion mindestens eines vestibulär evozierten myogenen Potentials (VEMP) bei einem Patienten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine aktive Elektrode, eine Referenzelektrode, eine Erdungselektrode, einen akustischen, mechanischen und/oder elektrischen Signalgeber und ein Feedbacksystem, insbesondere ein den Muskeltonus anzeigendes Galvanometer und/oder einen Druck anzeigenden Druckaufnehmer umfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Muskeltonus und/oder der visualisierte Druck auf einer Patientenanzeige als wahrnehmbares, bevorzugt optisches, akustisches und/oder vibrotraktiles Signal dargestellt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Muskeltonus mit Hilfe eines Druckaufnehmers gemessen wird, der ein im wesentlichen U-förmiges, gas- und/oder flüssigkeitsbefüllbares schlauchartiges Element ist.
4. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem schlauchartigen Element auftretende Druck mit dem Druckaufnehmer gemessen wird und in einer Patientenanzeige darstellbar ist.
5. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Erzeugung, Messung und/oder Auswertung mindestens eines vestibulär evozierten myogenen Potentials.
6. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Erhalt von Zwischenergebnissen als Grundlage für die Diagnostik der Otolithenorgane .
7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Gewinnung von Zwischenergebnissen für die Erstellung einer Diagnose bei Schwindel, insbesondere bei Dreh-, Schwank-, Lift-, Bewegungs- und/oder unsystematischem Schwindel.
8. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Detektion von Zwischenergebnissen bei der Diagnosefindung hinsichtlich der Funktion vestibulärer Reflexe.
9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Muskeltonus mithilfe der Messung des Potentials fortlaufend zwischen den VEMP-Messungen registriert und dem Patienten anstelle und/oder zusätzlich zu der Druckmessung im Schlauch als für ihn wahrnehmbares Signal dargestellt wird.
10. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Patienten für die Messung der VEMPs akustische, mechanische und/oder elektrische Reize appliziert werden .
11. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste und der größte Spannungswert des VEMP innerhalb eines Zeitfensters nach dem Signal bestimmt wird.
12. Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt des kleinsten und des größten Spannungswertes des VEMP sowie ihre Größendifferenz unter Berücksichtigung der Höhe des Muskelpotentials mit alters- und/oder geschlechtsrelationierten Normwerten ab- und verglichen wird.
13. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einfluss des Alters auf den ermittelten
Quotienten durch die Funktion y = 0,0548x + 2,6887 wiedergegeben wird, wobei y den Quotienten Muskeltonus/Amplitude in μV und x das Alter in Jahren darstellt.
14. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenergebnis als pathologisch bewertet wird, wenn bei dem Patienten ein höherer Quotient festgestellt wird, als mit der Funktion y = 0,0548x + 2,6887 errechnet wurde.
15. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Messung akustisch evozierter Hirnpotentiale .
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