DE102008056976A1 - Method for stimulation of visual system of patient according to principle of silent substitution technique, involves adapting stimulation sequence to stimulation system with time corrective term, where term includes time offsets - Google Patents

Abstract

The method involves stimulating a visual system in a multi-focal and color-channel selective manner according to a principle of Ilmenau display and eye adapted silent substitution technique. A stimulation sequence in time course is adapted to a stimulation system with a time corrective term, where the time corrective term includes time offset due to response time of a stimulator, time offset due to representation location at the stimulator and time offset due to wavelength-dependent image build-up time at the stimulator. An independent claim is also included for a device for stimulation of a visual system, comprising a control unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stimulation des visuellen Systems.The The present invention relates to a method and an apparatus to stimulate the visual system.

Zur Untersuchung des visuellen Systems sind vielfältige diagnostische Ansätze bekannt. Neben verschiedenen subjektiven Verfahren haben sich im Bereich der objektiven Diagnostik elektrophysiologische Untersuchungsmethoden etabliert. Zur Gewinnung diagnostischer Parameter existieren diverse Stimulationsparadigmen, wie z. B. Blitz- oder Musterstimulationen. Weiterhin werden Stimuli unterschiedlicher Farbe bzw. Wellenlänge mittels verschiedener Projektionssysteme und Lichtquellen am Auge appliziert.to Examination of the visual system are manifold diagnostic Approaches known. In addition to various subjective procedures have become electrophysiological in the field of objective diagnosis Investigation methods established. To obtain diagnostic parameters exist various stimulation paradigms, such. B. lightning or Pattern stimulations. Furthermore, stimuli become more different Color or wavelength by means of different projection systems and light sources applied to the eye.

Mit herkömmlichen einfarbigen Reizen zur Untersuchung des visuellen Systems ist es nicht möglich detaillierte Aussagen über die Funktion der einzelnen Farbverarbeitungskanäle zu treffen. Die Silent Substitution Technique (SST) bietet allerdings die Möglichkeit der gezielten Reizung einzelner Farbkanäle des Auges. Die technischen Eigenschaften des Stimulationssystems bzw. dessen Charakterisierung in verschiedenen Transformationsebenen werden bei den bisher bekannten SST-Prinzipen jedoch nicht betrachtet. Weiterhin erhält man bei einer monofokalen SST-Ganzfeldstimulation nach einer elektrodiagnostischen Auswertung lediglich die Summenaktivität aller im Stimulationsfeld befindlichen, angeregten Sehsinneszellen. Eine örtliche Differenzierung der Reizantwortsignale einzelner retinaler Areale ist dabei nicht möglich.With conventional monochrome stimuli for studying the visual Systems it is not possible to make detailed statements about to make the function of the individual color processing channels. However, the Silent Substitution Technique (SST) offers the possibility the targeted irritation of individual color channels of the eye. The technical characteristics of the stimulation system or its characterization in different levels of transformation are in the previously known However, SST principles are not considered. Continue to receive in a monofocal SST whole field stimulation after electrodiagnostic Evaluation only the sum activity of all in the stimulation field located, excited Sehsinneszellen. A local Differentiation of the stimulus response signals of individual retinal areas is not possible.

Eine orts- und farbkanalaufgelöste lokale Stimulation mittels kleiner Stimuli ist vorteilhaft, um differenziertere Diagnosen zu erreichen. Dafür sind frei ansteuerbare Stimulatoren bzw. Strahlmanipulatoren (z. B. LCD, LCoS) notwendig, deren orts- und zeitabhängigen Eigenschaften insbesondere bei multifokalen Anwendungen betrachtet und gegebenenfalls korrigiert werden müssen.A Local and color channel resolved local stimulation by means of small stimuli is beneficial to more differentiated diagnoses to reach. For this are freely controllable stimulators or Beam manipulators (eg LCD, LCoS) are necessary, their location and Time-dependent properties, especially in multifocal Applications must be considered and corrected if necessary.

Durch die multifokalen Stimulationen besteht die Möglichkeit mehrere Retinaareale gleichzeitig zu reizen. Die damit erreichbare Verkürzung der Untersuchungszeit wäre von Vorteil, da dies eine Reduzierung der Patientenbelastung bewirkt. So könnten schnellere Diagnosen erstellt werden, was eine erhöhte Untersuchungsqualität sowie eine Reduzierung der Kosten zur Folge hätte.By The multifocal stimulation is possible to irritate several retinal areas simultaneously. The achievable with it Shortening the examination time would be an advantage as this causes a reduction in patient burden. So could be faster Diagnoses are created, resulting in increased examination quality and reduce costs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zur gezielten multifokalen, ortsaufgelösten, frei skalierbaren und farbkanalselektiven Stimulation des visuellen Systems bereitzustellen, mit denen schnellere Diagnosen mit hoher Qualität bei gleichzeitiger Reduzierung der anfallenden Untersuchungs- und Folgekosten realisiert werden können.task The present invention is therefore a method and a associated device for targeted multifocal, spatially resolved, free scalable and color channel-selective stimulation of the visual system to provide faster diagnoses with high quality with simultaneous reduction of the resulting examination and Follow-up costs can be realized.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe mit den Merkmalen des ersten und des achten Patentanspruches. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.According to the invention succeeds the solution of this task with the features of the first and the eighth claim. Advantageous embodiments of inventive solution are in the Subclaims specified.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will become more apparent in the following with reference to drawings explained. Show it:

1 – Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 - Schematic representation of the method according to the invention

2 – ein erstes prinzipielles Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 - A first basic embodiment of the device according to the invention

3 – ein zweites prinzipielles Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 - A second principal embodiment of the device according to the invention

Die vorliegende Erfindung beschreibt die multifokale, ortsaufgelöste, frei skalierbare, farbkanalselektive Stimulation des visuellen Systems mit einer zeitlich korrigierte Stimulationssequenz nach dem Prinzip der IDEA-SST (Ilmenau Display and Eye Adapted-Silent Substitution Technique), mit der die Parameter der Stimuli an die Eigenschaften und Charakteristiken der Stimulatoren angepasst werden können. Dies bedingt jedoch die Verwendung frei programmierbarer Stimulationssysteme.The present invention describes the multifocal, spatially resolved, freely scalable, color channel-selective stimulation of the visual system with a temporally corrected stimulation sequence according to the principle the IDEA-SST (Ilmenau Display and Eye Adapted-Silent Substitution Technique), with which the parameters of the stimuli to the properties and characteristics of the stimulators can be adjusted. However, this requires the use of freely programmable stimulation systems.

Aufgrund der inhomogenen Eigenschaften der Stimulatoren bzw. Strahlmanipulatoren sind Korrekturterme zur Anpassung der technischen Eigenschaften an die multifokalen Stimulationsorte notwendig. Die zu verwendenden Stimulationssequenzen müssen dabei sowohl die technischen Randbedingungen als auch die Abhängigkeiten der örtlichen Auflösungsgrenzen und die Eigenschaften der retinalen Zapfenverteilung in Bezug auf die Exzentrizität der Reizung relativ zur Fovea berücksichtigen.by virtue of the inhomogeneous properties of the stimulators or beam manipulators are correction terms for the adaptation of the technical characteristics necessary to the multifocal stimulation sites. The ones to use Stimulation sequences must be both the technical Boundary conditions as well as the dependencies of the local resolution limits and the properties of the retinal cone distribution in relation to consider the eccentricity of irritation relative to the fovea.

Multifokale Stimulation des visuellen SystemsMultifocal stimulation of the visual Systems

Prinzipiell existieren verschiedene Methoden zur Reizung des visuellen Systems. Hier sind im Allgemeinen die Muster-, Blitz- oder Helligkeitsreizungen zu nennen. Großflächige bzw. monofokale Reize sind dazu die einfachste und gebräuchlichste Stimulationsmethode. Dabei erfolgt die Reizung jedes zu untersuchenden Retinaareals zeitlich und räumlich sequenziell mit einer vorgegebenen Serie von Stimuli. Eine eindeutige Zuordnung der Reizantwort zum untersuchten Reizort auf der Retina und dem Zeitpunkt der Reizung ist mit diesem Verfahren möglich. Diese Antwortsignale sind dann je nach Untersuchungsart als evozierte Potenziale bei Kortexableitung im Elektroenzephalogramm (EEG) ( WO 99/58046 ) oder als Ableitung der Potenziale der Retina im Elektroretinogramm (ERG) auswertbar ( WO 93/24047 ). Da die im EEG messbare Amplitude der Reizantwort nur sehr schwach ist bzw. sehr gering gegenüber dem Spontan-EEG ausfällt, müssen die visuell evozierten Potenziale (VEP) mit geeigneten Methoden aus dem EEG extrahiert werden. Dies wird beispielsweise durch die Mittelung über eine große Anzahl gleicher Reizantworten erreicht, was eine Wiederholung der Reizung am gleichen Stimulationsort notwendig macht. Die Untersuchungsmethode auf Grundlage monofokaler, sequenzieller Reizung hat aus diesen Gründen lange Untersuchungszeiten und damit eine große Patientenbelastung zur Folge.In principle, there are various methods for stimulating the visual system. These are generally the pattern, lightning or brightness irritants to call. Large-area or monofocal stimuli are the simplest and most common stimulation method. The stimulation of each retinal area to be examined takes place temporally and spatially sequentially with a predetermined series of stimuli. An unambiguous assignment of the stimulus response to the examined stimulus site on the retina and the time of the irritation is possible with this procedure. These response signals are then depending on the type of examination as evoked potentials in cortex discharge in the electroencephalogram (EEG) ( WO 99/58046 ) or as a derivative of the potential of the Re tina in the electroretinogram (ERG) evaluable ( WO 93/24047 ). Since the EEG measurable amplitude of the response is very weak or very low compared to the spontaneous EEG fails, the visually evoked potentials (VEP) must be extracted with suitable methods from the EEG. This is achieved, for example, by averaging over a large number of identical stimulus responses, which necessitates a repetition of the stimulation at the same stimulation site. For these reasons, the examination method based on monofocal, sequential irritation has long examination times and thus a high patient burden.

Als Alternative steht der elektroophthalmologischen Funktionsdiagnostik zusätzlich zur konventionellen monofokalen Stimulation die multifokale Stimulation zur Verfügung ( DE 198 55 848 A1 ). Hierbei wird eine quasigleichzeitige Stimulation mehrerer Reizpunkte auf der Retina durchgeführt ( US 4,846,567 ). Um Habituation zu vermeiden, soll die Stimulation dem visuellen System zufällig erscheinen. Darum beruht die Stimulationsmethode auf Basis quasizufälliger optischer Reizfolgen. Für die Stimulation wird ein Set gleich langer Reizfolgen zusammengestellt, deren Anzahl abhängig von der Anzahl der Reizpunkte ist. Die Antwortsignale enthalten damit jedoch keine Information über die Lokalisation des Reizes auf der Retina. Aus diesem Grunde ist es notwendig Maßnahmen zu ergreifen, um einen Rückschluss auf die Lokalisation zu ermöglichen. Für die Interpretation der gemessenen Signale sind somit leistungsfähige statistische Signalverarbeitungsstrategien erforderlich. Die angewandten Stimulationssequenzen müssen also bestimmte Eigenschaften erfüllen, um die Zuordnung zwischen Reiz und Antwortsignal zu gewährleisten. Die wichtigste Eigenschaft hierbei ist die Unabhängigkeit der Teilfolgen, da bei Erfüllung dieser Bedingung mittels der Kreuzkorrelationsfunktion (KKF) der Ursprungsort des erhaltenen Antwortsignals ermittelt werden kann ( WO 01/39659 ). Die KKF ist ein Ähnlichkeitsmaß mit dem die Ähnlichkeit zweier Signale quantifiziert werden kann. Durch den Vergleich der Stimulationssequenz und des abgeleiteten elektrophysiologischen Signals kann der Zusammenhang zwischen Stimulation und Anteil an der Gesamtantwort hergestellt werden. Eine Aussage über die Wahrnehmung des Reizes ist damit möglich.As an alternative to electrophthalmic functional diagnostics, in addition to conventional monofocal stimulation, multifocal stimulation is available ( DE 198 55 848 A1 ). A quasi-simultaneous stimulation of multiple stimulus points on the retina is performed ( US 4,846,567 ). To avoid habituation, the stimulation should appear random to the visual system. Therefore, the stimulation method is based on quasi-random optical stimulus sequences. For stimulation, a set of equally long stimulus sequences is compiled, the number of which depends on the number of stimulus points. However, the response signals do not contain information about the location of the stimulus on the retina. For this reason, it is necessary to take measures to allow a conclusion on the localization. Efficient statistical signal processing strategies are therefore required for the interpretation of the measured signals. The applied stimulation sequences must therefore fulfill certain characteristics in order to ensure the association between the stimulus and the response signal. The most important property in this case is the independence of the subsequences, since, when this condition is fulfilled, the origin of the received response signal can be determined by means of the cross-correlation function (KKF) ( WO 01/39659 ). The KKF is a similarity measure with which the similarity of two signals can be quantified. By comparing the stimulation sequence and the derived electrophysiological signal, the relationship between stimulation and proportion of the total response can be established. A statement about the perception of the stimulus is thus possible.

Die Bedingungen der Unabhängigkeit und Quasizufälligkeit erfüllen beispielsweise die sogenannten m-Sequenzen. Eine weitere Anforderung ist die gleiche Länge der Reizfolgen. Um diese Forderungen zu erfüllen können z. B. Goldfolgen oder Kasamifolgen als Stimulationssequenzen zu multifokalen Reizung verwendet werden ( WO 01/39659 ).The conditions of independence and quasi-randomness, for example, meet the so-called m-sequences. Another requirement is the same length of stimulus sequences. To meet these requirements can z. B. Gold sequences or Kasamifolgen be used as stimulation sequences for multifocal irritation ( WO 01/39659 ).

Die bekannteste Anwendung der multifokalen visuellen Stimulation, das multifokale ERG, wurde 1992 von Sutter vorgeschlagen ( US 4,846,567 ) [1]. Das multifokale ERG erlaubt eine Kartierung der lokalen Netzhautfunktion. Das Reizmuster besteht aus hexagonalen Elementen. Deren Flächeninhalt steigt zu den äußeren Elementen hin, etwa umgekehrt proportional zur Zapfendichte. Die Ableitung erfolgt in diagnostischer Mydriasis mittels Elektroden direkt an der Kornea. Während der Reizung ändern die Hexagone, entsprechend den oben getroffenen Überlegungen, quasizufällig ihre Farbe. In der diagnostischen Routine sind für den Farbwechsel Schwarz-Weiß-Stimulationen üblich. Das Antwortsignal der gereizten Teilareale wird dann aus dem Gesamtsignal mittel Kreuzkorrelation ermittelt ( WO 01/39659 ).The most popular application of multifocal visual stimulation, the multifocal ERG, was proposed by Sutter in 1992 ( US 4,846,567 ) [1]. Multifocal ERG allows mapping of local retinal function. The stimulus pattern consists of hexagonal elements. Their surface area increases towards the outer elements, approximately inversely proportional to the pin density. The derivation is carried out in diagnostic mydriasis by means of electrodes directly on the cornea. During the irritation, the hexagons, according to the considerations made above, change their color quasi-randomly. In the diagnostic routine, black and white stimulation is common for color change. The response signal of the irritated subareas is then determined from the total signal by cross-correlation ( WO 01/39659 ).

Bei der Ermittlung der VEP aus dem EEG erfolgt ein ähnliches Vorgehen. Gemäß den berechneten quasizufälligen unabhängigen Stimulationssequenzen werden mehrere Leuchtreize präsentiert. Das parallel aufgenommene EEG-Signal wird aufbereitet und mittels KKF mit den Stimulationssequenzen in Verbindung gebracht. Damit ist eine objektive Bewertung der Sehfähigkeit bestimmter Teilbereiche des Gesichtfeldes von der retinalen Ebene, über die Sehpfade bis hin zur kortikalen visuellen Verarbeitung möglich [2].at The determination of the VEP from the EEG is similar Action. According to the calculated quasi-random independent stimulation sequences become multiple luminescent stimuli presents. The parallel recorded EEG signal is prepared and connected by KKF with the stimulation sequences brought. This is an objective assessment of vision certain subregions of the field of view from the retinal plane, over the visual pathways to the cortical visual processing possible [2].

Silent Substitution Technique (SST)Silent Substitution Technique (SST)

Bereits im 17. Jahrhundert erkannte man den Zusammenhang zwischen Farbsehstörungen und Augenerkrankungen, der erstmals zu Beginn des 20. Jahrhunderts von Köllner generalisiert wurde. Betrachtet man den Ursprung des Farbsehens auf zellulärer Ebene, unterscheiden sich die Sehsinneszelltypen des Auges (L-, M-, S-cones; dt. Zapfen) u. a. im Kalziummetabolismus, in der Membranpermeabilität sowie in Anzahl und Verteilung auf der Retina. Darüber hinaus existieren Unterschiede im Ablauf der Phototransduktionskaskade, die die Umwandlung der absorbierten Lichtquanten in bioelektrische Signale steuert [3; 4]. Daraus ergeben sich spezifische Vulnerabilitäten gegenüber verschiedenen Krankheitsbildern, die mittels geeigneter Stimulationstechnik diagnostisch nutzbar gemacht werden können. In den letzten zwei Jahrzehnten lag der Fokus auf dem Einsatz von Farbperimetern zur Detektion von Sehstörungen, die beispielsweise durch das Glaukom oder optische Neuropathien verursacht werden. Eine verbreitete Methode ist hierbei die Verwendung eines farbigen Hintergrundes. Dieser soll die Empfindlichkeit zweier Zapfentypen reduzieren, wobei ein Stimulationsfeld den verbleibenden Typ erregt. Den beschriebenen Mechanismus nutzt die Blau auf Gelb Perimetrie und erreicht so zumindest eine teilweise isolierte S-Zapfen Reizung [5].Already In the 17th century, the connection between color vision problems was recognized and eye diseases, the first time in the early 20th century was generalized by Köllner. Looking at the origin of color vision on a cellular level, are different the visual sensory cell types of the eye (L-, M-, S-cones, dt. a. in calcium metabolism, in membrane permeability as well in number and distribution on the retina. Furthermore There are differences in the course of the phototransduction cascade, the conversion of absorbed light quanta into bioelectric Signals are controlled [3; 4]. This results in specific vulnerabilities against different clinical pictures by means of suitable stimulation technology can be used diagnostically can. Over the past two decades, the focus has been on the use of color perimeters for the detection of visual disturbances, for example, by glaucoma or optical neuropathies caused. A common method here is the use a colored background. This should be the sensitivity of two Reduce pin types, with one pacing field remaining Guy excited. The mechanism described uses the blue on yellow perimetry and thus achieves at least a partially isolated S-pinion irritation [5].

Um jedoch einerseits beliebige Zapfen und diese andererseits vollständig selektiv zu reizen, ist die Verwendung eines methodisch aufwändigeren Stimulationsprinzips nötig. Die so genannte Silent Substitution Technique (SST) stellt ein solches Prinzip dar und erlaubt es je nach Umsetzung, beide genannten Bedingungen zu erfüllen [6]. Verallgemeinernd kann festgestellt werden, dass dies durch eine speziell angepasste Stimulationsfolge realisiert wird, die lediglich den oder die zu reizenden Sinneszelltypen stimuliert. Alle weiteren nicht zu reizenden Zelltypen, die der Stimulus jedoch ebenfalls erreicht, können diesen nicht wahrnehmen. In der Folge liefern sie keinen Beitrag am resultierenden Antwortsignal und werden als ”silent” bezeichnet.However, on the one hand to stimulate any cones and these on the other hand completely selective, is the use of a methodically more complex stimulation principle necessary. The so-called Silent Substitution Technique (SST) represents such a principle and, depending on the implementation, allows both of these conditions to be fulfilled [6]. In general, it can be stated that this is realized by a specially adapted stimulation sequence which stimulates only the sensory cell types that are to be stimulated. Any other non-irritating cell types that the stimulus also reaches can not perceive it. As a result, they do not contribute to the resulting response signal and are referred to as "silent".

Im Wesentlichen sind heute drei verschiedene SST basierte Stimulationsmethoden bekannt. In den Arbeiten von Sawusch, Swanson, Drasdo und Aldebasi wurde, wie auch bei Mortlock [7] die individuelle HFP-Methode (Heterochromatik Flicker Photometric) als Basis der SST gewählt. Der Patient muss zunächst einen individuellen sowie subjektiven Farbabgleich zwischen zwei Lichtquellen realisieren. Der Abgleich erfolgt bei Frequenzen oberhalb von 30 Hz, die eigentliche Stimulation anschließend bei Reizfrequenzen unterhalb von 5 Hz. Durch das unterschiedliche zeitliche Auflösungsvermögen der Zapfentypen, in Verbindung mit einem zusätzlichen Adaptationshintergrund, kann eine selektive Farbkanalstimulation erreicht werden. Nachteilig wirkt sich der subjektive Charakter des Farbabgleichs aus, der zu einer unvollständigen Zapfensubstitution führen kann. Hinzu kommen der erhöhte Zeitbedarf für eine Messung und die nötigen Wiederholungen, um einen signifikanten Farbabgleich zu erreichen.in the Essentially, there are three different SST-based stimulation methods today known. In the works of Sawusch, Swanson, Drasdo and Aldebasi was, as in Mortlock [7] the individual HFP method (heterochromatic Flicker Photometric) as the basis of the SST. The patient must first an individual and subjective color balance between two light sources. The adjustment takes place at Frequencies above 30 Hz, the actual stimulation afterwards at frequencies below 5 Hz. By the different temporal resolving power of the pin types, in conjunction with an additional adaptation background, a selective color channel stimulation can be achieved. adversely affects the subjective nature of the color balance, the one to incomplete pin replacement. Added to this is the increased time required for a measurement and the necessary repetitions, to a significant To achieve color balance.

Ein beispielhafter Wirkungsmodell basierter Ansatz wird in den Arbeiten von Albrecht, Jaegle und Yu analog zur Methodik bei Hood [8] verwendet. Grundlage für die Umsetzung der SST sind spezielle Zapfenempfindlichkeitskurven (cone fundamentals) die u. a. von Stockmann und Sharpe gemessen wurden [9]. Auf Basis des Emissionsspektrums eines Stimulators kann mittels dieser Kurven die absorbierte Quantenanzahl für jeden Zapfentyp berechnet werden. Somit besteht die Möglichkeit eine Stimulationssequenz zu erstellen, bei der die absorbierte Quantenzahl aller nicht zu reizenden Zapfentypen konstant bleibt. Letztere liefern somit keinen Beitrag am Antwortsignal (”silent”). Unter der Anwendung dieses Prinzips wurden bereits multifokale Untersuchungen der Retina und Auswertungen der entsprechenden ERG/VEP-Signale vorgenommen. Der dargestellten Stimulationsmethodik fehlt jedoch die Umsetzung einer direkten Verknüpfung des Modells mit anderen Farbräumen, in denen beispielsweise der verwendete Stimulator und/oder dessen Stimulus charakterisiert sowie abgeglichen werden kann. Ähnlich ausgeprägt sind die Ansätze von MacLeod, Boynton, Derington, Krauskopf und Lennie [10; 11].One exemplary impact model-based approach is used in the work used by Albrecht, Jaegle and Yu analogously to the methodology in Hood [8]. basis for the implementation of the SST are special cone sensitivity curves (cone fundamentals) the u. a. measured by Stockmann and Sharpe were [9]. Based on the emission spectrum of a stimulator can by means of these curves the absorbed quantum number for be calculated each pin type. Thus there is the possibility to create a stimulation sequence where the absorbed quantum number all not too irritating pin types remains constant. The latter deliver thus no contribution to the response signal ("silent"). Using this principle, multifocal studies of the Retina and evaluations of the corresponding ERG / VEP signals made. However, the illustrated stimulation methodology lacks the implementation a direct link of the model with other color spaces, in which, for example, the stimulator used and / or its Stimulus can be characterized as well as balanced. Similar pronounced are the approaches of MacLeod, Boynton, Derington, Krauskopf and Lennie [10; 11].

In eigenen Arbeiten wurde ein alternatives Wirkungsmodell zur Anwendung des SST-Prinzips entwickelt. Durch den dabei gewählten Ansatz nach Hunt [12] lässt sich sowohl ein Übergang in die biologische Wirkebene der Zapfen (LMS-Raum), als auch eine Verknüpfung in den standardisierten Normfarbenraum der CIE realisieren (XYZ-Raum). Die hierfür nötigen Schritte sind in [13–15] zu finden. Die von Hunt ermittelten Kurven zur biologischen Wirkung erlauben ebenfalls die exakte Berechnung der Menge an absorbierter Strahlung (Quantenabsorption) pro Flächeneinheit und (Ilmenau Display and Eye Adapted-Silent Substitution Technique) Zapfentyp der Retina. Diese wird als Aktivierung bezeichnet. Der Zugang zum XYZ-Raum ermöglicht beispielsweise die direkte Bestimmung von Farbart, Farbort und des Weißwertes. Eine Kalibrierung der Stimulatorfarben sowie der Abgleich auf eine Normlichtart ist ebenfalls möglich. Zusätzlich wurde der technische RGB-Raum des Stimulators, der beispielsweise aus der Ansteuerung mittels PC und Grafikkarte resultiert, in das Modell integriert. Das hierbei zu lösende farbmetrische Problem ist in [16] beschrieben. Als Stimulator können nun beliebige Displays, Projektoren oder andere Projektionssysteme dienen (beispielsweise LED, LCD, LCoS, OLED, DMD, CRT, Laser, Plasma, Lampen), die über eine Grafikkarte frei ansteuerbar sind. Weitere Verbindungen von Stimulatoren und Ansteuereinheiten sind prinzipiell möglich. Durch Programmierung der Grafikkarte, was einer Veränderung im RGB-Raum entspricht, können die lichttechnischen Parameter und damit auch der zu applizierende Stimulus beeinflusst werden. Seine Lage im Normfarbenraum und seine Wirkung in der biologischen Ebene ändern sich ebenfalls, wobei beides durch das entwickelte Modell erfasst wird. Im Ergebnis einer beispielhaften Anwendung kann mittels direkter Ansteuerung des Stimulators, zu jedem gewählten Stimulus, die resultierende Aktivierung der einzelnen Zapfentypen berechnet werden. Es sind sowohl eine exakte Charakterisierung von Stimulator, Stimulus und biologischer Wirkung, als auch die Entwicklung von Stimulationssequenzen, die eine gezielte Farbkanalreizung bewirken, möglich. Aufgrund der beschriebenen Anpassungen des SST-Prinzips im Hinblick auf die Eigenschaften des Stimulators und die biologische Wirkung im Auge, wird das Gesamtkonzept der Stimulation im Folgenden als IDEA-SST (Ilmenau Display and Eye Adapted-Silent Substitution Technique) bezeichnet.In own work was an alternative impact model for the application developed the SST principle. By the chosen Approach according to Hunt [12] can be both a transition in the biological working plane of the cones (LMS space), as well as a Link to the standardized standard color space of the Realize CIE (XYZ space). The necessary for this Steps can be found in [13-15]. The ones determined by Hunt Curves for biological effect also allow the exact calculation the amount of absorbed radiation (quantum absorption) per unit area and (Ilmenau Display and Eye Adapted-Silent Substitution Technique) Pin type of the retina. This is called activation. Of the For example, access to the XYZ room allows direct access Determination of color, color and white value. A Calibrate the stimulator colors and adjust to a standard light source is also possible. In addition, the technical RGB room was of the stimulator, for example, from the control means PC and graphics card results, integrated into the model. This here The colorimetric problem to be solved is described in [16]. As a stimulator can now any displays, projectors or other projection systems (for example, LED, LCD, LCoS, OLED, DMD, CRT, laser, plasma, lamps), which are over a graphics card are freely controllable. Further connections from Stimulators and control units are possible in principle. By programming the graphics card, what a change in the RGB room, the photometric parameters and thus also the stimulus to be applied are influenced. Its location in standard color space and its effect in the biological Level also change, with both evolving through the Model is captured. As a result of an exemplary application can be selected to any one by direct activation of the stimulator Stimulus, the resulting activation of each cone type be calculated. It is both an exact characterization of stimulator, stimulus and biological effects, as well as the development of stimulation sequences, which cause a targeted color channel irritation, possible. Due to the described adjustments of the SST principle in terms of properties of the stimulator and the biological effect in the eye, becomes the overall concept stimulation in the following as IDEA-SST (Ilmenau Display and Eye Adapted-Silent Substitution Technique).

Durch die Verbindung der multifokalen Stimulationstechnik und der IDEA-SST können die Vorteile beider Verfahren kombiniert werden. Dafür müssen die freie Skalierbarkeit der Stimulatoren und die farbkanalselektive Reizung des visuellen Systems mittels multifokaler Stimuli an beliebigen Orten gewährleistet sein. Die freie Skalierbarkeit der Stimulatoren sichert die beliebige Anpassung der Stimuli in Form und Farbe an die Gegebenheiten des Reizortes (beispielsweise rezeptive Felder, Anpassungen der Stimuli an die Eigenschaften der Retina bzw. der Wahrnehmung in Abhängigkeit von der Exzentrizität usw.). Weiterhin sind für eine umfassende Untersuchung des gesamten Gesichtsfelds Stimulatoren zur möglichst vollständigen Reizung des gesamten Retinaareals nötig. Dies können beispielsweise großflächige Displays, Projektoren, direkte oder indirekte Projektionen oder halbkugelförmige Stimulatoren leisten.By combining the multifocal stimulation technique and the IDEA-SST, the advantages of both methods can be combined. For this purpose, the free scalability of the stimulators and the color-channel-selective stimulation of the visual system by means of multifocal stimuli must be ensured at any location. The free scalability of the stimulators ensures the arbitrary adaptation of the stimuli in shape and color to the conditions of the stimulus site (For example, receptive fields, adjustments of the stimuli to the properties of the retina or the perception depending on the eccentricity, etc.). Furthermore, for a comprehensive examination of the entire visual field stimulators for the most complete irritation of the entire retinal area are needed. This can be done, for example, large-scale displays, projectors, direct or indirect projections or hemispherical stimulators.

Aus der Kombination der multifokalen Stimulationstechnik und der IDEA-SST sowie den technischen Randbedingungen (z. B. Bildaufbauzeit, Berechnungszeit/Schaltzeit der Steuerungselektronik) der Stimulatoren ergeben sich jedoch Probleme, die für eine korrekte Funktionsweise unbedingt gelöst werden müssen.Out the combination of the multifocal stimulation technique and the IDEA-SST as well as the technical boundary conditions (eg image build-up time, calculation time / switching time the control electronics) of the stimulators, however, problems arise which are necessarily solved for correct functioning have to.

Das wichtigste Problemfeld stellen die Zeitdifferenzen zwischen der Präsentation der Stimuli an den multifokalen Reizorten und den bekannten, errechneten Reizfolgen (beispielsweise zufällige Folgen, m-Folgen, Kasami-Folgen, Gold-Folgen usw.) dar. Eine korrekte zeitliche Auswertung der Reizantwortsignale auf Basis der KKF mit den errechneten pseudozufälligen Stimulationsfolgen ist dadurch nicht mehr gegeben.The most important problem area is the time differences between the Presentation of the stimuli at the multifocal stimulus sites and the known, calculated stimulus sequences (for example, random Episodes, m-episodes, Kasami episodes, gold episodes, etc.). A correct temporal evaluation of the stimulus response signals based on the KKF with is the calculated pseudo-random stimulation sequences no longer given.

Zeitverschiebungen können prinzipiell durch drei Effekte, die in beliebiger Kombination denkbar sind, begründet sein. Besonders bei einer digitalen Ansteuerung der Stimulatoren können beispielsweise die Schaltzeiten elektronischer Bauelemente im Stimulator, ein Framebuffer oder ähnliche Effekte zu einem Zeitversatz zwischen der Stimulationssequenz und der tatsächlichen Darstellung der Reize am Stimulator führen. Aber auch bei analoger Datenübertragung sind Ungenauigkeiten im Timing zu erwarten. Es ist davon auszugehen, dass das Stimulationssystem nicht unendlich schnell reagiert, wodurch ein Zeitversatz entsteht, welcher als τ₁ bezeichnet wird und für den jeweiligen Stimulator konstant ist.Time shifts can in principle be due to three effects that are conceivable in any combination. Particularly in the case of a digital control of the stimulators, for example, the switching times of electronic components in the stimulator, a framebuffer or similar effects can lead to a time offset between the stimulation sequence and the actual presentation of the stimuli on the stimulator. But even with analog data transmission inaccuracies in the timing can be expected. It can be assumed that the stimulation system does not react infinitely fast, which results in a time offset, which is referred to as τ _{1 and} which is constant for the respective stimulator.

Eine weitere Zeitverschiebung ergibt sich durch den Darstellungsort am Stimulator. Bei aktuellen Stimulatoren erfolgt der Bildaufbau zeilenweise, entsprechend der Bildwiederholrate. Aber auch beliebige andere Bildaufbausequenzen, wie beispielsweise elementweiser Bildaufbau oder clusterbasierter Bildaufbau sind denkbar. Dabei treten in Abhängigkeit von der Lokalisation des jeweiligen multifokalen Stimulus auf dem Stimulator Zeitunterschiede zwischen den Stimuli bzw. zwischen der berechneten Stimulationssequenz und der tatsächlichen Darstellung auf. Diese werden als τ₂(x, y) bezeichnet und sind vom jeweiligen Darstellungsort bzw. den Koordinaten x und y abhängig. Auch dreidimensionale Stimulationen wären denkbar, wodurch eine dritte zu berücksichtigende Abhängigkeit von der z-Koordinate hinzu käme.Another time shift results from the place of presentation on the stimulator. For current stimulators, the image is built up line by line, according to the refresh rate. But also any other Bildaufbausequenzen, such as elementary image structure or cluster-based image structure are conceivable. Depending on the localization of the respective multifocal stimulus on the stimulator, time differences between the stimuli or between the calculated stimulation sequence and the actual display occur. These are referred to as τ ₂ (x, y) and are dependent on the respective presentation location or the coordinates x and y. Three-dimensional stimulations would also be conceivable, which would add a third dependence on the z-coordinate to be considered.

Zusätzlich wird das Darstellungstiming am Stimulator durch eine wellenlängenabhängige bzw. farbabhängige Bildaufbauzeit beeinflusst. Aufgrund physikalischer und elektrooptischer Effekte ist der reale Zeitpunkt der Präsentation der Stimuli auch vom gewünschten Farbwert der Stimulation abhängig. Dadurch ergeben sich ebenfalls variable Differenzen, bezeichnet als τ₃(R, G, B), zwischen dem errechneten Reizzeitpunkt der multifokalen Stimulationsfolge und der realen Reizdarbietung.In addition, the display timing on the stimulator is influenced by a wavelength-dependent or color-dependent image build-up time. Due to physical and electro-optical effects, the actual timing of the presentation of the stimuli also depends on the desired color value of the stimulation. This also results in variable differences, referred to as τ ₃ (R, G, B), between the calculated stimulus time of the multifocal stimulation sequence and the real stimulus presentation.

Insgesamt ergibt sich also, durch die kumulativen Einzeleffekte, zwischen errechneter pseudozufälliger multifokaler Stimulationssequenz und den entsprechenden Darstellungen einzelner Stimuli am Stimulator eine Zeitverschiebung τ τ = τ1 + τ2(x, y) + τ3(R, G, B) (1) Overall, therefore, due to the cumulative single effects, between calculated pseudo-random multifocal stimulation sequence and the corresponding representations of individual stimuli on the stimulator a time shift τ τ = τ 1 + τ 2 (x, y) + τ 3 (R, G, B) (1)

Die einzelnen Fehleranteile können messtechnisch bestimmt werden. So ist mittels Hardwaretriggersignal die Ermittlung des exakten Zeitpunkts des Auslösens eines Stimulationsereignisses, entsprechend der pseudozufälligen Stimulationsfolge, an der Steuereinheit möglich. Parallel dazu kann z. B. mit einer schnellen Fotodiode der Zeitpunkt des Auftretens des Reizes am Ort des Beginns des Bildaufbaus des Stimulators (in der Regel in der ersten von der Stimulatorelektronik angesteuerten Zeile) aufgezeichnet werden. Dazu ist die RGB-Farbkombination mit der geringsten Reaktionszeit beim Bildwechsel (normalerweise schwarz-weiß- Bildwechsel) zu verwenden. Beide Triggerereignisse sind mittels Digitalspeicheroszilloskop aufzuzeichnen, der Zeitversatz τ₁ ist damit bestimmbar.The individual error components can be determined metrologically. Thus, by means of a hardware trigger signal, it is possible to determine the exact time of the triggering of a stimulation event, corresponding to the pseudo-random stimulation sequence, at the control unit. In parallel, z. Example, with a fast photodiode, the time of the occurrence of the stimulus at the location of the beginning of the image structure of the stimulator (usually in the first driven by the stimulator electronics line) are recorded. For this, the RGB color combination with the shortest reaction time when changing the picture (usually black and white picture change) is to be used. Both trigger events must be recorded by means of digital storage oscilloscope, the time offset τ ₁ can thus be determined.

Die Ermittlung der ortsabhängigen Zeitverschiebung τ₂(x, y) kann mittels zwei schnellen Fotodioden erfolgen. Dazu sollte der Stimulator in geeigneten Abtastschritten zwischen dem Ort des Beginns des Bildaufbaus und allen anderen Anzeigepunkten örtlich vermessen werden. Die Zeitdifferenzen können mit einem Oszilloskop ermittelt und in einer Matrix in Abhängigkeit vom Messort gespeichert werden. Zwischenpunkte sind geeignet zu interpolieren.The determination of the location-dependent time shift τ ₂ (x, y) can be done by means of two fast photodiodes. For this purpose, the stimulator should be measured locally in suitable sampling steps between the location of the beginning of the image formation and all other display points. The time differences can be determined with an oscilloscope and stored in a matrix depending on the location of the measurement. Intermediate points are suitable for interpolating.

Zeitliche Abhängigkeiten von der spektralen Zusammensetzung der Stimuli τ₃(R, G, B) sind durch die Messung der Reaktionszeit beim Bildwechsel zwischen zwei Farbstufen zu ermitteln. Die Messung kann ebenfalls mit eine schnellen Fotodiode und einem Oszilloskop erfolgen. Dabei sind die Messungen für alle Farbkanäle des Stimulators durchzuführen und in einer Matrix zu speichern. Die Farbstufenwechsel sind hier in zweckmäßigen kleinen Schritten durchzuführen. In der Ergebnismatrix sind die Zwischenstufen durch geeignete Interpolation zu ergänzen.Time dependencies on the spectral composition of the stimuli τ ₃ (R, G, B) are to be determined by measuring the reaction time during the image change between two color levels. The measurement can also be done with a fast photodiode and an oscilloscope. The measurements should be carried out for all color channels of the stimulator and stored in a matrix. The color level changes are to be carried out here in appropriate small steps. In the result matrix, the intermediate stages are to be supplemented by suitable interpolation.

Die Anteile der Gesamtzeitverschiebung τ sind nach diesen Überlegungen abhängig von der verwendeten Stimulationstechnik und für jeden Stimulator charakteristisch. In Abhängigkeit vom Stimulator können damit für die multifokalen Stimulationssequenzen, für den entsprechenden Stimulationsort und das entsprechende Wellenlängengemisch der Stimulationsmuster Korrekturterme bestimmt werden. Diese Korrekturterme müssen in Verbindung mit dem Timing der quasizufälligen Reizfolge zur Auswertung der physiologischen Daten verwendet werden, um eine korrekte Analyse und Auswertung der Untersuchungsergebnisse zu sichern.The Shares of the total time shift τ are according to these considerations depending on the stimulation technique used and for characteristic of each stimulator. Depending on Stimulators can use it for the multifocal stimulation sequences, for the appropriate stimulation site and the corresponding Wavelength mixture of stimulation patterns Correction terms be determined. These correction terms must be connected with the timing of the quasi-random stimulus sequence for evaluation The physiological data used to make a correct analysis and evaluation of the test results.

Durch die Verbindung der beschriebenen Verfahren und deren Weiterentwicklung kann eine ortsaufgelöste, frei skalierbare, zeitgenaue, objektive, selektive Untersuchung einzelner Farbkanäle für mehrere bestimmte Retinaareale gleichzeitig erfolgen.By the combination of the described methods and their further development can be a spatially resolved, freely scalable, timely, objective, selective investigation of individual color channels take place simultaneously for several specific retinal areas.

Wie in 1 gezeigt, sollte zur Reizung eine multifokale IDEA-SST-Stimulationsfolge (1) (mf-IDEA-SST) genutzt werden. Die Stimulation ist dabei auf die gewünschte biologische Wirkung auf retinaler Ebene, also die selektive Zapfenaktivierung optimiert. In Kombination mit der multifokalen Stimulation können somit nicht nur die Summenaktivitäten aller Sehsinneszellen analysiert werden, sondern es ist auch eine parallele Interpretation der Antworten bestimmter Sehsinneszelltypen einzelner Retinabereiche möglich. Aufgrund der technischen Randbedingungen und Charakteristiken der Stimulatoren sind, wie beschrieben, Korrekturterme (2) nötig, die eine fehlerfreie Stimulation und spätere Auswertung gewährleisten. Die Korrekturterme müssen also mit der mf-IDEA-SST Stimulationsfolge kombiniert (3) und die korrigierten Stimulationssequenzen dem visuellen System als Reizung dargeboten werden. Aus dieser multifokalen, farbkanalselektiven Untersuchung (4) können die Reizantwortsignale gewonnen werden (5). Die Auswertung der Untersuchungsergebnisse kann anschließend durch Kreuzkorrelation zwischen der korrigierten mf-IDEA-SST Stimulationsfolge und dem EEG-Messsignal (6) erfolgen. Eine genaue zeitliche und örtliche Zuordnung der Reizantworten zu den entsprechenden Retinaarealen ist damit gegeben.As in 1 For stimulation, a multifocal IDEA-SST stimulation sequence ( 1 ) (mf-IDEA-SST). The stimulation is optimized to the desired biological effect on the retinal level, ie the selective cone activation. In combination with the multifocal stimulation not only the sum activities of all Sehsinneszellen can be analyzed, but it is also a parallel interpretation of the answers of certain optic nerve cell types of individual Retinabereiche possible. Due to the technical constraints and characteristics of the stimulators, as described, correction terms ( 2 ), which ensure error-free stimulation and later evaluation. The correction terms must therefore be combined with the mf-IDEA-SST stimulation sequence ( 3 ) and the corrected stimulation sequences are presented to the visual system as irritation. From this multifocal, color-channel-selective investigation ( 4 ) the stimulus response signals can be obtained ( 5 ). The evaluation of the examination results can then be carried out by cross-correlation between the corrected mf-IDEA-SST stimulation sequence and the EEG measurement signal ( 6 ) respectively. An accurate temporal and spatial assignment of the stimulus responses to the corresponding retinal areas is thus given.

Die durch Sensoren (z. B. beliebige ERG Elektroden, multikanal ERG Elektroden, Elektrodenarrays, EEG Elektroden, Elektroden erster Art, Elektroden zweiter Art, magnetische Sensoren, Optroden, Strahlungssensoren usw.) gewonnenen Reizantworten müssen mittels Signalverarbeitungsalgorithmen (beispielsweise im Zeit-, Frequenz- bzw. Zeitfrequenzraum bzw. Analyseverfahren wie Komponentenzerlegung, Mittelung, ICA, PCA, PARAFAC, Matching Pursuit oder Quellenrekonstruktionsalgorithmen) analysiert werden. Durch die Auswertung dieser VEP bzw. der EEG-Daten oder anderer denkbarer biologischen Daten kann eine objektive, qualitative und quantitative Bewertung durchgeführt werden.The by sensors (eg any ERG electrodes, multichannel ERG electrodes, Electrode arrays, EEG electrodes, electrodes of the first kind, electrodes second type, magnetic sensors, optrodes, radiation sensors etc.) must receive stimulus responses by means of signal processing algorithms (For example, in the time, frequency or time frequency space or analysis method such as component decomposition, averaging, ICA, PCA, PARAFAC, matching Pursuit or source reconstruction algorithms). By evaluating this VEP or the EEG data or other conceivable biological data can be an objective, qualitative and quantitative assessment.

Ein beispielhafter Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist 2 zu entnehmen. Sie besteht aus einer Steuereinheit (8) und einem frei programmierbaren bzw. einstellbaren Stimulator (7) zur Untersuchung des Sehsinns. Denkbar wären auch Integrationen in ein Gerät, mehrere Geräte, Stand-alone-Geräte, Integrierte Einheiten usw. Bei der vorgeschlagenen Beispielrealisierung besteht die Möglichkeit, die Eigenschaften der Lichtquellen zu modulieren sowie beliebige Farben und Formen darzustellen. Damit kann gewährleistet werden, dass die Optimierung und Verwendung der Reizparameter nach dem Prinzip der IDEA-SST möglich ist. Durch die freie Einstellbarkeit des Stimulators können mehrerer Stimuli gleichzeitig ortsaufgelöst präsentiert werden, womit eine multifokale Reizung möglich ist. Neben optischen Reizen sind beispielsweise auch magnetische, elektrische oder elektromagnetische Stimulationen der Sinneszellen mittels IDEA-SST oder Manipulationen mittels technischer, chemischer, elektrochemischer oder biologischer Verfahren denkbar. Die Präsentationsintervalle und -zeiten lassen sich entsprechend den technischen Randbedingungen beliebig einstellen und variieren. Quasizufällige Reizfolgen sind somit möglich und erlauben die Auswertung der multifokalen Reizantwortsignale. Mittels des Stimulators erfolgt die Untersuchung bzw. Stimulation der Sehsinneszellen des Auges. Die biologischen Antwortsignale der Verarbeitungspfade lassen sich über verschiedene Methoden (beispielsweise EEG, MEG, MRI, PET usw.) bzw. Sensoren (beispielsweise beliebige ERG Elektroden, multikanal ERG Elektroden, Elektrodenarrays, EEG Elektroden, Elektroden erster Art, Elektroden zweiter Art, magnetische Sensoren usw.) erfassen und können anschließend durch diverse Signalverarbeitungsalgorithmen (beispielsweise im Zeit-, Frequenz- bzw. Zeitfrequenzraum beziehungsweise Analyseverfahren wie Komponentenzerlegung, Mittelung, ICA, PCA, PARAFAC, Matching Pursuit bzw. Quellenrekonstruktionsalgorithmen) ausgewertet werden. Somit ist es möglich, mit einem Gerät, dargestellt in 3, bestehend aus Stimulator (7), Steuereinheit (8), Diagnose- und Kontrolleinheit (9), Auswerteeinheit (10) und Signalerfassungssystem (11), objektive, qualitative und quantitative Analysen der Funktion des Sehsinns bzw. der einzelnen Farbkanäle vorzunehmen. Denkbar wären aber auch beliebige andere Verteilungen der Einheiten, Integration verschiedener Komponenten, Zusammenfassung einzelner Komponenten, Erweiterung um Komponenten, Stand-alone-Geräte, Integrierte Schaltung usw.An exemplary construction of the device according to the invention is 2 refer to. It consists of a control unit ( 8th ) and a freely programmable or adjustable stimulator ( 7 ) for the examination of the sense of sight. Also conceivable would be integrations into a device, multiple devices, stand-alone devices, integrated units, etc. In the proposed example realization, it is possible to modulate the properties of the light sources and represent any colors and shapes. This ensures that the optimization and use of the stimulus parameters according to the IDEA-SST principle is possible. Due to the free adjustability of the stimulator, several stimuli can be presented simultaneously in a spatially resolved manner, which allows multifocal stimulation. In addition to optical stimuli, for example, magnetic, electrical or electromagnetic stimulation of the sensory cells by means of IDEA-SST or manipulations by means of technical, chemical, electrochemical or biological methods are conceivable. The presentation intervals and times can be set and varied according to the technical boundary conditions. Quasi-random stimulus sequences are thus possible and allow the evaluation of the multifocal stimulus response signals. By means of the stimulator, the examination or stimulation of the visual sensory cells of the eye takes place. The biological response signals of the processing paths can be determined by various methods (eg EEG, MEG, MRI, PET etc.) or sensors (for example any ERG electrodes, multichannel ERG electrodes, electrode arrays, EEG electrodes, first type electrodes, second type electrodes, magnetic sensors etc.) and can subsequently be evaluated by various signal processing algorithms (for example in the time, frequency or time frequency space or analysis methods such as component decomposition, averaging, ICA, PCA, PARAFAC, matching pursuit or source reconstruction algorithms). Thus, it is possible with a device shown in 3 consisting of stimulator ( 7 ), Control unit ( 8th ), Diagnostic and control unit ( 9 ), Evaluation unit ( 10 ) and signal acquisition system ( 11 ) to carry out objective, qualitative and quantitative analyzes of the function of the sense of sight or the individual color channels. However, it would also be conceivable to have any other distribution of the units, integration of different components, combination of individual components, expansion by components, stand-alone devices, integrated circuit, etc.

11

multifokale IDEA-SST-Stimulationssequenzmultifocal IDEA-SST-stimulation sequence

22

Korrekturtermcorrection term

33

korrigierte mf-IDEA-SST-Stimulationssequenzcorrected mf-IDEA-SST-stimulation sequence

44

farbkanalselektive multifokale Untersuchungcolor channel selective multifocal examination

55

EEG mit ReizantwortsignalEEG with stimulus response signal

66

Auswertung: Kreuzkorrelation zwischen Stimulationssequenz und EEG-MesssignalEvaluation: Cross-correlation between stimulation sequence and EEG measurement signal

77

frei programmierbarer Stimulatorfree programmable stimulator

88th

Steuereinheit zur Erzeugung einer zeitlich korrigierten Stimulationssequenzcontrol unit for generating a time-corrected stimulation sequence

99

Diagnose- und KontrolleinheitDiagnosis- and control unit

1010

Auswerteeinheitevaluation

1111

SignalerfassungseinheitSignal detection unit

LiteraturlisteBibliography

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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (12)

Verfahren zur Stimulation des visuellen Systems eines Patienten nach dem Prinzip der Silent Substitution Technik dadurch gekennzeichnet, dass das visuelle System sowohl multifokal als auch farbkanalselektiv nach dem Prinzip der Ilmenau Display and Eye Adapted Silent Substitution Technik stimuliert wird, wobei die Stimulationssequenz in ihrem zeitlichen Ablauf an das Stimulationssystem mit einem zeitlichen Korrekturterm angepasst wird, der sich aus den Komponenten: – τ₁ = Zeitversatz aufgrund der Reaktionszeit des Stimulators, – τ₂ = Zeitversatz aufgrund des Darstellungsortes am Stimulator und – τ₃ = Zeitversatz aufgrund der wellenlängenabhängigen Bildaufbauzeit am Stimulator zusammensetzt.Method for stimulating the visual system of a patient according to the principle of the silent substitution technique, characterized in that the visual system is stimulated both multifocal and color channel selective according to the principle of Ilmenau Display and Eye Adapted Silent Substitution technique, wherein the stimulation sequence in their timing the stimulation system is adapted with a temporal correction term, which is composed of the components: - τ ₁ = time offset due to the stimulator's response time, - τ ₂ = time offset due to the presentation site on the stimulator, and - τ ₃ = time offset due to the wavelength-dependent image synthesis time at the stimulator. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das visuelle System magnetisch, elektrisch oder elektromagnetisch stimuliert wird.Method according to claim 1, characterized that the visual system is magnetic, electric or electromagnetic is stimulated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die multifokale Stimulation des visuellen Systems mit pseudozufälligen Reizfolgen realisiert wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that the multifocal stimulation of the visual system with pseudo-random Stimulus sequences is realized. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Stimuli mit beliebigen Licht- und Strahlungsmodulatoren generiert werden.Method according to one of claims 1 to 3 characterized in that the stimuli with any light and radiation modulators are generated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass Verfahren zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses eingesetzt werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that methods for improving the signal-to-noise ratio be used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Erstellung der Stimulationsfolgen, die Stimulation und deren Steuerung und die Auswertung der ermittelten Daten mit mathematischen Transformationsverfahren realisiert wird.Method according to one of claims 1 to 5 characterized in that the creation of the stimulation sequences, the stimulation and its control and the evaluation of the determined Data is realized with mathematical transformation methods. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Auswerte- und Analyseverfahren im Zeit-, Frequenz oder Zeitfrequenzraum verwendet werden.Method according to one of claims 1 to 6 characterized in that different evaluation and analysis methods be used in time, frequency or time frequency space. Vorrichtung zur Stimulation des visuellen Systems mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bestehend aus: – einer Steuereinheit (8) zur Erzeugung der zeitlich korrigierten Stimulationssequenz (3) – einem frei programmierbaren Stimulator (7) zur Wiedergabe der erzeugten Stimuli – einer Signalerfassungseinheit (11) – einer Diagnose- und Kontrolleinheit (9) und – einer Auswerteeinheit (10).Device for stimulating the visual system with a method according to one of claims 1 to 7, comprising: - a control unit ( 8th ) for generating the time-corrected stimulation sequence ( 3 ) - a freely programmable stimulator ( 7 ) for reproducing the generated stimuli - a signal acquisition unit ( 11 ) - a diagnostic and control unit ( 9 ) and - an evaluation unit ( 10 ). Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass beliebige Sensoren zur Ableitung physiologischer Reizantwortsignale vorgesehen sind.Device according to claim 8, characterized that any sensors for the derivation of physiological stimulus response signals are provided. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass sie in beliebige Diagnose- und Therapiegeräte, insbesondere multimodale Diagnose- und Therapiegeräte, integrierbar ist.Device according to claim 8 or 9, characterized that they are in any diagnostic and therapeutic devices, in particular multimodal diagnostic and therapy devices, integrable is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass sie in Kombination mit beliebigen Diagnose- oder Therapiegeräten eingesetzt wird.Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that they are combined with any Diagnostic or therapeutic devices is used. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass beliebige Projektionssysteme oder Displays zur Generierung der Stimuli verwendet werden.Device according to one of claims 8 to 11 characterized in that any projection systems or displays are used to generate the stimuli.