DE4301483A1 - Device for generating photostimuli and for measuring the electroretinogram and the visual evoked cortical potential - Google Patents
Device for generating photostimuli and for measuring the electroretinogram and the visual evoked cortical potentialInfo
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Abstract
Description
Auf dem Gebiete der medizinischen Diagnostik wird seit einigen Jahren das Elektroretinogramm (ERG) eingesetzt. Dies ist die Messung der elektrischen Potentialdifferenz zwischen der Hornhaut des Auges und dem Schläfenbein nach Reizung des Auges mit einem Lichtblitz. Der Verlauf und die Höhe der Antwortamplitude läßt Schlüsse auf die Funktion der Netzhaut zu.In the field of medical diagnostics for some Years ago the electroretinogram (ERG) was used. this is the Measurement of the electrical potential difference between the Cornea of the eye and temporal bone after eye irritation with a flash of light. The course and amount of Response amplitude suggests the function of the retina to.
Die meisten derzeit auf dem Markt erhältlichen Geräte erzeugen den Lichtblitz durch Verwendung einer Gasentladeröhre (Stroboskop). Ein Hersteller verwendet jedoch gelbe Leuchtdioden, die direkt auf die Hornhaut der Auges gesetzt werden. Die gemessenen Kurven werden direkt auf Analog- Papierschreiber aufgezeichnet.Generate most devices currently available on the market the flash of light by using a gas discharge tube (Strobe). However, one manufacturer uses yellow ones LEDs placed directly on the cornea of the eye become. The measured curves are directly Paper writer recorded.
Nachteile: Die Gasentladeröhre benötigt hohe Betriebsspannung, ist sehr groß und die Dauer des Lichtreizes ist nicht einstellbar. Damit ist die Flexibilität und Mobilität eingeschränkt, große Ganzfeldeinrichtungen sind nur stationär zu betreiben. Die direkt auf die Hornhaut aufgesetzten Leuchtdioden erreichen kein homogenes Ganzfeld und es ist mit heutigen Leuchtdioden kein weißes Licht erzeugbar, wie es der internationale Standard vorsieht. Das umgebende Raumlicht wird durch diese Konstruktion nicht abgeschirmt und kann zu unzureichenden Adaptationsverhältnissen führen. Die Reizlichtintensität ist schwer meßbar, da kein homogenes Ganzfeld vorliegt, der unmittelbare Augenkontakt keinen Platz für einen Photosensor bietet und gelbes Licht verwendet wird. Die Messung des ERG erfolgt bei diesem Gerät einkanalig, die Kurve wird mittels Papierschreiber aufgezeichnet. Somit müssen zur Untersuchung beider Augen zwei Messungen zeitlich nacheinander durchgeführt werden und die Auswertung der auf Papier aufgezeichneten Meßkurven muß manuell erfolgen. Dies ist zeitaufwendig und führt zu Fehlern. Andere Geräte erzeugen nur den Lichtreiz und bieten keine Apparatur zur Messung der Antworten. Alle Reizapparaturen haben jedoch den Nachteil, daß das Umgebungslicht nicht abgeschirmt wird und die Darstellung der Signalkurven auf Papierschreiber keine automatische Auswertung und Nachbearbeitung zuläßt.Disadvantages: The gas discharge tube requires high operating voltage, is very large and the duration of the light stimulus is not adjustable. So that is flexibility and mobility restricted, large full-field facilities are only stationary to operate. The ones placed directly on the cornea LEDs do not reach a homogeneous whole field and it is with today's light-emitting diodes no white light can be generated, as the international standard. The ambient room light is not shielded by this construction and can lead to inadequate adaptation relationships. The The intensity of the stimulating light is difficult to measure because it is not homogeneous Whole field is present, the direct eye contact has no place for a photosensor and yellow light is used. The measurement of the ERG is carried out on this device using one channel The curve is recorded using a paper recorder. So must two measurements in time to examine both eyes be carried out one after the other and the evaluation of the Measurement curves recorded on paper must be done manually. This is time consuming and leads to errors. Other devices only generate the light stimulus and offer no equipment for measuring the Reply. However, all stimulating devices have the disadvantage that the ambient light is not shielded and the display the signal curves on paper recorders are not automatic Allows evaluation and postprocessing.
Eine computergesteuerte Anlage zur Erzeugung der Lichtreize und zur Messung der elektrischen Antworten. Das Gerät steuert die Art der Lichtreize, mißt die ERGs beider Augen gleichzeitig und registriert die bei der Messung verwendete Lichtintensität. Die Auswertung der Kurven erfolgt anhand von voreingestellten Kriterien automatisch. Die Kurven und die Ergebnisse der Auswertung werden automatisch auf einem graphikfähigen Drucker ausgegeben. Da die gemessenen Daten in dem Computer gespeichert werden, ist eine nachträgliche digitale Bearbeitung möglich. Die Verwendung eines miniaturisierten Ganzfeldes erlaubt die Erzeugung eines über alle Raumwinkel homogenen Lichtreizes und die Messung der Lichtintensität. Als Lichtquellen werden Mikroglühbirnchen verwendet, die weißes Licht emittieren. Somit erfüllt dieses Gerät die Forderungen des internationalen Standards zur klinischen Messung des Elektroretinogramms. Durch die Computersteuerung ist dieses Gerät sehr flexibel, die vollständige Automatisierbarkeit verhindert Fehlbedienung und die geringen Abmessungen, bei Verwendung eines tragbaren Computers (Laptop), machen dieses Diagnosegerät sehr mobil. Das Gerät benötigt wenig Platz und kann fast überall eingesetzt werden. A computer controlled system for generating the light stimuli and for measuring the electrical responses. The device controls the Type of light stimuli, measures the ERGs of both eyes simultaneously and registers the light intensity used in the measurement. The The curves are evaluated on the basis of preset values Criteria automatically. The curves and the results of the Evaluation are automatically carried out on a graphics-capable printer spent. Because the measured data is stored in the computer subsequent digital processing is possible. The use of a miniaturized whole field allows the Generation of a light stimulus homogeneous over all solid angles and the measurement of light intensity. As sources of light Microbulbs are used that emit white light. Consequently this device meets the requirements of international Standards for clinical measurement of the electroretinogram. By the computer control, this device is very flexible, the Complete automation prevents incorrect operation and the small dimensions when using a portable Computers (laptops) make this diagnostic device very mobile. The Device takes up little space and can be used almost anywhere become.
Die Lichtreizquelle und das Meßgerät zur Registrierung des Elektroretinogramms werden von einem Personal Computer (PC) gesteuert, so daß man ein komplettes Diagnosegerät mit flexibler, bedienungssicherer Steuerung hat. Durch die softwaremäßige Steuerung aller Abläufe wird die Bedienungssicherheit wesentlich erhöht und die Untersuchungs- und Auswertedauer verkürzt. Das Programm ermöglicht es, daß nach Anlegen der Elektroden durch das Starten einer Prozedur alle Messungen automatisch durchgeführt werben und anschließend die gemessenen Kurven zusammen mit den gesuchten Meßwerten und einem Protokoll der Reizbedingungen auf einem graphikfähigen Drucker ausgegeben werden. Durch diese Automatisierung ist die Anlernzeit für das Bedienungspersonal sehr kurz, Fehlbedienung fast ausgeschlossen und die Untersuchungszeit auf das Minimum beschränkt. Die miniaturisierten Ganzfeldhalbkugeln garantieren durch ihre geringen Abmessungen hohe Mobilität der Apparatur. In Verbindung mit einem transportablen PC (Laptop), ist diese komplette Diagnoseeinrichtung leicht transportabel, kann schnell installiert werden, z. B. in einem Operationssaal, und liefert schnell Meßergebnisse. Da für jedes Auge eine Ganzfeldhalbkugel vorgesehen ist, können in Verbindung mit dem 3kanaligen Verstärker die Antworten beider Augen gleichzeitig gemessen werden. Ebenso ist eine getrennte Reizung der Ganzfeldkugeln möglich.The light stimulus source and the measuring device for registering the Electroretinograms are obtained from a personal computer (PC) controlled so that you have a complete diagnostic device with flexible, user-friendly control. Through the software control of all processes is the Operational security significantly increased and the examination and evaluation time shortened. The program enables that after applying the electrodes by starting a procedure Advertise all measurements automatically and then the measured curves together with the measured values sought and a protocol of the stimulus conditions on a graphic-capable Printer. Through this automation, the Training time for the operating personnel very short, incorrect operation almost impossible and the examination time to the minimum limited. The miniaturized full-field hemispheres guarantee due to their small dimensions, high mobility of the equipment. In connection with a portable PC (laptop), this is complete diagnostic device easily transportable, can can be installed quickly, e.g. B. in an operating room, and quickly delivers measurement results. There is one for each eye Whole-field hemisphere is provided, can be used in conjunction with the 3-channel amplifier answers both eyes at the same time be measured. There is also a separate stimulus Whole-field spheres possible.
Die Ganzfeldhalbkugeln erzeugen durch indirekte Beleuchtung ein homogenes Ganzfeld. Ihre Lichtundurchlässigkeit ermöglicht zusammen mit der speziellen, schädelangepaßten Bauform, die die Augen lichtdicht abschließen, auch Untersuchungen in nicht abgedunkelten Räumen. Die Dunkeladaptation, die zur Messung des skotopischen ERGs notwendig ist, kann somit auch bei Tageslicht durchgeführt werden, ohne wie bisher dazu einen besonderen Raum bereitzustellen. Dies ist in Arztpraxen und Operationssälen wichtig. The full-field hemispheres generate by indirect lighting homogeneous whole field. Their opacity allows together with the special, skull-adapted design that the Close eyes light-tight, including examinations in darkened rooms. The dark adaptation used to measure the scotopic ERGs is necessary, can also be used in daylight be carried out without a special room as before to provide. This is in medical practices and operating theaters important.
Da die beiden Ganzfeldhalbkugeln ähnlich wie eine Schwimmbrille am Kopf des zu Untersuchenden fixierbar sind, kann das ERG in fast beliebiger Patientenlage gemessen werden. Dies ist vor allem bei Patienten in Narkose und bei Verletzten wichtig.Because the two full-field hemispheres resemble swimming goggles at the head of the person to be examined, the ERG in almost any patient position can be measured. This is before especially important for patients under anesthesia and injuries.
Die Größe der Ganzfeldhalbkugeln ist so gewählt, daß sie sowohl für Erwachsene als auch für Kleinkinder verwendet werden können.The size of the full-field hemispheres is chosen so that they both can be used for adults as well as toddlers can.
In den Ganzfeldhalbkugeln ist jedoch genügend Raum für unterschiedliche Lichtquellen. Für weiße Lichtreize werden Mikroglühbirnchen verwendet, da zur Zeit nur sie die entsprechende Lichtintensität bei weißem Spektrum erzeugen und zusätzlich in der Helligkeit leicht steuerbar sind. Zur Erhöhung der Lichtintensität werden mehrere Glühbirnchen zusammengeschaltet. Die besondere Bauform der Mikroglühbirnchen erlaubt im Gegensatz zu normalen Glühbirnchen auch die Erzeugung sehr kurzer Lichtblitze von ca. 3 ms Dauer. Zusätzlich werden diese Glühbirnchen auch im Dauerbetrieb eingesetzt, um ein entsprechendes Helladaptationslicht zu erzeugen. Im Dauerbetrieb werden dann durch kurzzeitige Überspannungen, die die Glühlämpchen jedoch nicht zerstören, die Lichtblitze erzeugt, womit inan mit einer einzigen Glühbirnchenanordnung sowohl das Hintergrundlicht als auch die Lichtreize erzeugt. Durch Vorschalten von Farbfiltern werden mit den Mikroglühbirnchen farbige Lichtreize erzeugt. Zusätzlich zu den Mikroglühbirnchen werden Leuchtdioden verwendet, da die softwaremäßige Steuerung durch die Digital- Analog-Wandler Spannungswerte sowohl für Glühbirnchen als auch für Leuchtdioden einstellen kann (0 V bis 7 V in 256 Schritten). Mit Leuchtdioden können dann farbige, oder durch Zusammenschalten von roten, grünen und blauen Leuchtdioden, weiße Lichtblitze erzeugt werden, die kürzer als 1 ms sind.However, there is enough space for in the full-field hemispheres different light sources. For white light stimuli Microbulbs are used, because at the moment they are the only ones generate corresponding light intensity with white spectrum and are also easily controllable in brightness. For Multiple light bulbs will increase the light intensity interconnected. The special design of the micro light bulbs unlike normal light bulbs, it also allows Generation of very short flashes of light of approx. 3 ms duration. In addition, these light bulbs are also in continuous operation used to provide a corresponding bright adaptation light produce. In continuous operation are then briefly Surges that do not destroy the light bulbs, the flashes of light generated, with which inan with a single Bulb arrangement both the background light and the Generates light stimuli. By adding color filters generated colored light stimuli with the microbulbs. In addition to the microbulbs, LEDs are used used because the software control by the digital Analog converter voltage values for both light bulbs and for LEDs (0 V to 7 V in 256 steps). With LEDs can then colored, or by Interconnection of red, green and blue LEDs, white flashes of light are generated that are shorter than 1 ms.
Das Licht dieser Quellen fällt nicht direkt ins Auge, sondern indirekt durch Reflexion und Streuung an der Innenseite der Ganzfeldhalbkugel. The light from these sources does not catch the eye directly, but rather indirectly through reflection and scattering on the inside of the Whole-field hemisphere.
Die Mikroglühbirnchen emittieren das für die meisten Untersuchungen nötige weiße Blitzlicht und das weiße Adaptationslicht. Ihre spezielle Bauform ermöglicht die Erzeugung kurzer, heller Lichtblitze von nur 5 ms Dauer, wie sie bei einer Standard ERG-Untersuchung benötigt werden.The microbulbs emit that for most Investigations require white flash light and the white one Adaptation light. Their special design enables that Generation of short, bright flashes of light of only 5 ms duration, such as they are required for a standard ERG examination.
In jeder Ganzfeldhalbkugel ist zur Messung der Lichtintensität eine Pindiode mit V - lambda - Filter integriert. Damit werden Lichtintensitäten so gemessen, wie sie das Auge empfindet und es können die genauen Werte des ISCEV-Standards eingestellt werden.In every full-field hemisphere is for measuring the light intensity a pin diode with V - lambda filter integrated. With that Light intensities measured as they perceive the eye and the exact values of the ISCEV standard can be set become.
Die Steuerung der Lichtquellen in der Ganzfeldhalbkugel erfolgt softwaremäßig über Digital-Analog-Wandler und ist dadurch flexibel und bedienungssicher. Zum Schutz des Patienten vor unkontrollierten Lichtblitzen und zum Schutz der Lichtquellen vor Zerstörung durch Überlastung, ist eine Schutzschaltung integriert, die kurze Lichtblitze erlaubt, jedoch die maximale Dauerintensität beschränkt. Bild ??. Der Einsatz mehrerer Digital-Analog-Wandler erlaubt auch die Mischung von Lichtreizen, so daß z. B. ein Kanal des Digital-Analog-Wandlers ein konstantes Adaptationslicht bereitstellt und der zweite Kanal einen farbigen Lichtreiz erzeugt oder daß farbige Lichtreize abwechseln.The control of the light sources takes place in the full field hemisphere software via digital-to-analog converter and is thereby flexible and safe to use. To protect the patient from uncontrolled flashes of light and to protect light sources from destruction by overload, is a protective circuit integrated, which allows short flashes of light, but the maximum Permanent intensity limited. Picture ??. The use of several Digital-to-analog converter also allows mixing Light stimuli, so that z. B. a channel of the digital-to-analog converter provides a constant adaptation light and the second Channel creates a colored light stimulus or that colored Alternate light stimuli.
Die Lichtreize für jede der beiden Ganzfeldhalbkugeln sind getrennt einstellbar. Dadurch sind spezielle Untersuchungsmethoden möglich, wie z. B. die Reizung eines Auges und die Ableitung des ERG vom anderen, nicht stimulierten Auge. Es sind 4 Digital-Analogwandler installiert, so daß pro Ganzfeld 2 unabhängige Lichtquellen angesteuert werden können. Dies sind zur Zeit eine blaue Lichtquelle aus Glühlämpchen mit vorgeschaltetem Blaufilter zur Erzeugung eines reinen skotopischen Reizes und Glühlämpchen ohne Farbfilter zur Erzeugung des hellen, skotopischen, sowie des hellen photopischen Lichtreizes und des Hintergrundlichtes zur Helladaptation. The light stimuli for each of the two full-field hemispheres are separately adjustable. This makes them special Examination methods possible, such as B. eye irritation and the derivation of the ERG from the other, non-stimulated eye. There are 4 digital-to-analog converters installed, so that pro Whole field 2 independent light sources can be controlled. These are currently a blue light source made of light bulbs with upstream blue filter to produce a clean one scotopic stimuli and light bulbs without color filters Generation of light, scotopic and light photopic light stimuli and background light Bright adaptation.
Die Protokollierung der Lichtintensitäten in der Ganzfeldhalbkugel während der Messung erfolgt automatisch. Dazu ist in der Verstärkereinheit je eine Photometerschaltung pro Ganzfeld integriert, womit die Photoströme der Pindioden in Signalspannungen für die Analog-Digitalwandler aufbereitet werden. Während der Messung des ERG werden also die Reizbedingungen automatisch registriert.Logging the light intensities in the Whole-field hemisphere takes place automatically during the measurement. To there is one photometer circuit in the amplifier unit Whole field integrated, with which the photocurrents of the pin diodes in Signal voltages prepared for the analog-digital converter become. During the measurement of the ERG, the Irritation conditions registered automatically.
Dies garantiert zum einen eine sichere Dokumentation der Reizbedingungen und erlaubt das Erkennen eventueller Defekte in der Reizapparatur.On the one hand, this guarantees safe documentation of the Stimulus conditions and allows the detection of possible defects in the stimulating apparatus.
Die Verstärkereinheit sorgt für hinreichende Verstärkung der ERG- und VEP-Signale, damit der Eingang der Analog-Digital- Wandler richtig ausgesteuert wird. Zusätzlich beinhaltet der Verstärker eine Bandbegrenzung des Signalspektrums um Gleichspannungsanteile und hochfrequente Signalstörungen zu entfernen. Um möglichst gute Unterdrückung der 50 Hz Netzstörung am Eingang des Verstärkers zu erzielen, ist der Eingang als Differenzverstärker ausgelegt. Damit sind keine zusätzlichen Kerbfilter im Verstärker zur Unterdrückung der Netzfrequenz nötig. Sollten dennoch Frequenzeinstreuungen auftreten, können diese nach der Messung durch das digitale "Notchfilter" softwaremäßig entfernt werden. Die Verstärkereinheit ist zum Schutz des Patienten vor elektrischen Fehlerströmen durch Optokoppler und Gleichspannungswandler galvanisch von dem Personalcomputer entkoppelt.The amplifier unit ensures sufficient amplification of the ERG and VEP signals so that the input of the analog-digital Converter is properly controlled. In addition, the Amplifier around a band limitation of the signal spectrum DC voltage components and high-frequency signal interference remove. To suppress the 50 Hz as well as possible To achieve mains interference at the input of the amplifier is the Input designed as a differential amplifier. So there are none additional notch filter in the amplifier to suppress the Mains frequency required. Should frequency interference nevertheless can occur after the measurement by the digital "Notch filter" can be removed by software. The Amplifier unit is used to protect the patient from electrical Residual currents through optocouplers and DC / DC converters galvanically decoupled from the personal computer.
Die von der Verstärkereinheit kommenden Signalspannungen werden mit einem 16-Kanal-Analog-Digitalwandler digitalisiert. Davon werden 7 Kanäle benutzt, 2 Kanäle für ERG-, 1 Kanal für das VEP-Signal, 2 Kanäle für die Photometerschaltung und 2 Kanäle zu Testzwecken. The signal voltages coming from the amplifier unit are digitized with a 16-channel analog-digital converter. From that 7 channels are used, 2 channels for ERG, 1 channel for the VEP signal, 2 channels for the photometer circuit and 2 channels for test purposes.
Der Analog-Digitalwandler startet durch einen eingebauten Zeitgeber selbständig die Spannungswandlung und signalisiert dem Meßprogramm durch Interruptsignale das Wandlungsende, so daß das Meßprogramm von der Steuerung der Analog- Digitalwandlung entlastet ist. Dadurch ist der Computer von der Steuerung der Analog-Digitalwandlung befreit und braucht nur die gewandelten Daten von dem Analog-Digitalwandler zu übernehmen. Die Rechenleistung wird durch die Wandlung also nicht reduziert.The analog-digital converter starts with a built-in Timers independently the voltage conversion and signals the end of the conversion program by interrupt signals, so that the measurement program from the control of the analog Digital conversion is relieved. This makes the computer of the Control of the analog-digital conversion frees and only needs the converted data from the analog-to-digital converter take. The processing power is therefore due to the change not reduced.
Das online Datenerfassungsprogramm stellt die von dem Analog- Digitalwandler digitalisierten Spannungswerte während der Messung auf dem graphikfähigen Monitor des Computers dar, prüft sie auf Artefakte und mittelt periodisch sich wiederholende Messungen (averaging). Durch diese Methode können sehr kleine Signale aus dem physiologischen Rauschen extrahiert werden. Das Programm stellt entweder das eingehende, ungemittelte Signal dar, oder das bereits gemittelte. Damit kann jederzeit die Qualität der Messung überprüft werden. Durch die Interruptsteuerung können die eingehenden Daten bis zu einer maximalen Abtastrate online auf dem Computermonitor dargestellt werden. Bei einem XT-Personalcomputer nach Industriestandard und 4,77 MHz Taktrate beträgt die online-Abtastrate 2000 Hz. Diese online-Abtastrate hängt durch die Interruptsteuerung nur von der Verarbeitungsgeschwindigkeit des Computers ab. Für die Standarduntersuchungen wird eine Abtastrate von 500 Hz verwendet, womit man eine zeitliche Auflösung von 2 ms erhält.The online data acquisition program provides the Digital converter digitized voltage values during the Measurement on the computer's graphics-capable monitor it on artifacts and averages periodically repeating Measurements (averaging). This method allows very small Signals are extracted from the physiological noise. The Program either provides the incoming, averaged signal or the already averaged. It can be used at any time Quality of the measurement can be checked. Through the Interrupt control can control incoming data up to one maximum sampling rate is displayed online on the computer monitor become. For an industry standard XT personal computer and 4.77 MHz clock rate, the online sampling rate is 2000 Hz. This online sampling rate depends on the interrupt control only depends on the processing speed of the computer. For the Standard examinations will be a sampling rate of 500 Hz used, which gives a temporal resolution of 2 ms.
Da die gemessenen Daten in dem Computer gespeichert werden, ist eine nachträgliche digitale Bearbeitung möglich. Die Software bietet für die gemessenen Daten mehrere digitale Filter, so daß der Aufwand für spezielle analoge Vorfilter entfallen kann. Die digitalen Filter verhindern gegenüber analogen Filtern Laufzeitverschiebungen. Die Verwendung eines miniaturisierten Ganzfeldes erlaubt die Erzeugung eines über alle Raumwinkel homogenen Lichtreizes und die Messung der Lichtintensität. Die Messung der Lichtintensität garantiert eine sichere Dokumentation der Reizbedingungen. Die Ganzfeldhalbkugeln sind lichtundurchlässig und schirmen durch ihre spezielle Bauform äußere Lichtreize ab, wodurch auch Untersuchungen in nicht abgedunkelten Räumen möglich sind. Die Dunkeladaptation, die zur Messung des skotopischen ERGs notwendig ist, kann somit auch bei Tageslicht durchgeführt werden, ohne wie bisher dazu einen besonderen Raum bereitzustellen. Da die beiden Ganzfeldhalbkugeln ähnlich wie eine Schwimmbrille am Kopf des zu Untersuchenden fixierbar sind, kann das ERG in fast beliebiger Patientenlage gemessen werden. Dies ist vor allem bei Patienten in Narkose und bei Verletzten wichtig. Da für jedes Auge eine Ganzfeldhalbkugel vorgesehen ist, können in Verbindung mit dem mehrkanaligen Verstärker die Antworten beider Augen gleichzeitig gemessen werden. Ebenso ist eine getrennte Reizung der Ganzfeldkugeln möglich. Dadurch sind spezielle Untersuchungsmethoden möglich, wie z. B. die Reizung eines Auges und die Ableitung des ERG vom anderen, nicht stimulierten Auge. Als Lichtquellen werden Mikroglühbirnchen verwendet, die weißes Licht emittieren. Die Steuerung der Lichtquellen in der Ganzfeldhalbkugel erfolgt softwaremäßig über mehrere Digital-Analog-Wandler, ist dadurch flexibel, bedienungssicher und die Digital-Analog-Wandler können Spannungswerte sowohl für Glühbirnchen als auch für Leuchtdioden einstellen (0 V bis 7 V in 256 Schritten) Durch die Interruptbetriebsart der Analog-Digitalwandler ist das Meßprogramm von der Steuerung der Analog-Digitalwandlung entlastet. Dadurch kann das Datenerfassungsprogramm die digitalisierten Spannungswerte online auf dem graphikfähigen Computermonitor darstellen, womit der Untersucher eine sofortige Kontrolle über die Qualität der Messung erhält. Gleichzeitig wird das Signal auf Artefakte überprüft und werden periodisch sich wiederholende Messungen gemittelt (averaging). Durch diese Methode können sehr kleine Signale aus dem physiologischen Rauschen extrahiert werden. Aufgrund obiger Eigenschaften erfüllt dieses Gerät die Forderungen des internationalen Standards zur klinischen Messung des Elektroretinogramms/ISC89/. Durch die Computersteuerung ist dieses Gerät sehr flexibel, die vollständige Automatisierbarkeit verhindert Fehlbedienung und die geringen Abmessungen, bei Verwendung eines tragbaren Computers (Laptop), machen dieses Diagnosegerät sehr mobil. Das Gerät benötigt wenig Platz und kann fast überall eingesetzt werden. Durch die Automatisierung kann das Bedienpersonal nach einmaligem Beobachten einer Untersuchung diese selbständig durchführen, die Anlernzeit für das Bedienungspersonal ist also sehr kurz und die Untersuchungszeit auf das Minimum beschränkt. Die Verwendung eines handelsüblichen Personalcomputers nach Industriestandard senkt die Kosten für das Gerät sehr stark, weil somit auch der Analog-Digitalwandler und der graphikfähige Drucker sehr preiswert sind.Because the measured data is stored in the computer subsequent digital processing possible. The software offers several digital filters for the measured data, so that there is no need for special analog pre-filters. The prevent digital filters compared to analog filters Maturity shifts. The use of a miniaturized Whole field allows the generation of an over all solid angles homogeneous light stimuli and the measurement of light intensity. The Measurement of light intensity guarantees a safe Documentation of the stimulus conditions. The whole-field hemispheres are opaque and shield due to their special design external light stimuli, which also means examinations in not darkened rooms are possible. The dark adaptation, the is necessary to measure the scotopic ERG can also be carried out in daylight without doing so as before to provide a special space. Since the two Whole-field hemispheres similar to swimming goggles on the head of the can be fixed to the examiner, the ERG can any patient position can be measured. Most of all, this is important for patients under anesthesia and for injuries. Therefore a full-field hemisphere is provided in each eye Connection with the multi-channel amplifier the answers both eyes can be measured simultaneously. Likewise is one separate irritation of the whole field balls possible. Thereby special examination methods possible, such as B. the irritation one eye and the derivation of the ERG from the other, not stimulated eye. Microbulbs are used as light sources used that emit white light. The control of the Light sources in the full-field hemisphere are software over several digital-to-analog converters, is therefore flexible, safe to use and the digital-to-analog converter can Voltage values for both light bulbs and Set LEDs (0 V to 7 V in 256 steps) Due to the interrupt mode of operation the analog-digital converter is the measurement program from the control of the analog-digital conversion relieved. This allows the data collection program to digitized voltage values online on the graphic-capable Display computer monitor, with which the examiner receives immediate control over the quality of the measurement. At the same time, the signal is checked for artifacts and will be periodically repeated measurements averaged. Using this method, very small signals can be extracted from the physiological noise can be extracted. Because of the above This device fulfills the requirements of the properties international standards for clinical measurement of Electroretinogram / ISC89 /. Through the computer control is this device very flexible, the complete Automation capability prevents incorrect operation and the low Dimensions when using a portable computer (laptop), make this diagnostic device very mobile. The device needs little space and can be used almost anywhere. Through the Automation can be done by the operating personnel after a one-off Observe an examination, carry it out independently, the training time for the operating personnel is very short and the examination time is kept to a minimum. The Using a commercially available personal computer after Industry standard lowers the cost of the device very much, because the analog-to-digital converter and the graphics-capable one Printers are very inexpensive.
Teil 1: Externe Einheit zur Reizerzeugung und Signalverstärkung.Part 1: External unit for the generation of stimuli and Signal amplification.
Teil 2: Parallelausgang des Personalcomputers zur Reizsteuerung (Centronics).Part 2: Parallel output of the personal computer Stimulation control (Centronics).
Teil 3: 16-Kanal-Analog-Digital-Wandler Platine mit Industriestandard-Bus.Part 3: 16-channel analog-digital converter board with Industry standard bus.
Teil 4: 4fach Digital-Analog-Wandler in externer Einheit.Part 4: 4-fold digital-to-analog converter in external unit.
Teil 5: Drucker zur graphischen Ausgabe der Ergebnisse.Part 5: Printer for the graphic output of the results.
Teil 6: Computertastatur. Part 6: Computer keyboard.
Teil 7: Computermonitor.Part 7: computer monitor.
Teil 8: Ganzfeldkugel.Part 8: Whole field ball.
Teil 9: Augenelektrode. Part 9: Eye electrode.
Fig. 1: Seitliche Ansicht der Ganzfeldkugel. Fig. 1: Side view of the full-field ball.
Fig. 2: Ansicht der Ganzfeldkugel von oben. Fig. 2: View of the full-field ball from above.
Fig. 3: Ansicht der Ganzfeldkugel seitlich von vorne. Fig. 3: Side view of the full-field sphere from the front.
Fig. 4: Grundform und Schaumstoffpolster der Ganzfeldkugel bei seitlicher Ansicht von vorne. Teil 1: Grundform, Teil 2: Schaumstoffpolster. Fig. 4: Basic shape and foam pad of the full-field ball with a side view from the front. Part 1: basic shape, Part 2: foam padding.
Fig. 5: Seitlicher Schnitt durch eine Ganzfeldkugel mit
Schaumstoffpolster und Lichtquelle. Teil 1: Lichtquelle, Teil 2:
Schaumstoffpolster, Teil 3: Auge. Fig. 5: Lateral section through a full-field ball with
Foam pad and light source. Part 1: Light source, Part 2: Foam pad, Part 3: Eye.
Fig. 6: Ansicht von vorne mit Pindiode und Lichtquelle. Teil 1: Lichtquellen, Teil 2: Pindibde. Fig. 6: Front view with pin diode and light source. Part 1: Light sources, Part 2: Pindibde.
Fig. 7: Lichtquelle mit Farbfilter. Teil 1: Glühbirnchen, Teil
2: Farbfilter (z. B. blau), Teil 3: Teilansicht der
Ganzfeldhülle. Fig. 7: light source with color filter. Part 1: lightbulb, part
2: Color filter (e.g. blue), part 3: Partial view of the full-field envelope.
Teil 1: Digitaleingang des Wandlers.Part 1: Digital input of the converter.
Teil 2: Ein Kanal des 4fach-Digital-Analog-Wandlers.Part 2: One channel of the 4-fold digital-to-analog converter.
Teil 3: Lichtquelle.Part 3: light source.
Teil 4: Komparator.Part 4: Comparator.
Bei Unterschreiten der Schwellspannung schaltet der Komparator den Digital-Analog-Wandler ab.If the threshold voltage is undershot, the comparator switches the digital-to-analog converter.
/ISC89/ Marmor et al., Standard for "Clinical Electroretinography", Arch. of Ophthalmology, Vol. 107, 1989./ ISC89 / Marble et al., Standard for "Clinical Electroretinography ", Arch. Of Ophthalmology, Vol. 107, 1989.
Claims (9)
Die Software bietet die Möglichkeit, eine Untersuchung manuell gesteuert durchzuführen, oder eine einmal manuell durchgeführte Untersuchung vollständig automatisch zu wiederholen.
Die Software speichert die gemessenen Daten für spätere Auswertungen. Die gespeicherten Daten enthalten zur Identifikation die Patientendaten und Diagnoseinformation.
Die Software bietet digitale Filter um die gemessenen Daten nachträglich zu bearbeiten.
Die Software stellt die Diskrete Fouriertransformation (DFT) und die schnelle Fouriertransformation (FFT) zur Analyse spektraler Komponenten zur Verfügung. 1. Device for generating light stimuli and for measuring the electroretinogram and the visually evoked cortical potential, characterized in that the stimulus source and measuring apparatus are controlled simultaneously by a personal computer (PC) with user-friendly software.
The software offers the possibility to carry out an examination manually controlled, or to repeat an examination carried out manually once completely automatically.
The software saves the measured data for later evaluations. The stored data contains patient data and diagnostic information for identification.
The software offers digital filters to edit the measured data afterwards.
The software provides Discrete Fourier Transform (DFT) and Fast Fourier Transform (FFT) for the analysis of spectral components.
Für jedes Auge ist eine Ganzfeldhalbkugel vorgesehen, so daß beide Augen gleichzeitig oder getrennt gereizt werden können.
Die Ganzfeldhalbkugeln sind lichtundurchlässig und schirmen durch ihre körperangepaßte Bauform äußere Lichtreize ab.
Die beiden Ganzfeldhalbkugeln sind, ähnlich wie die beiden Gläser einer Schwimmerbrille, durch einen elastischen Steg miteinander verbunden und werden durch ein verstellbares Gummiband am Kopf des zu Untersuchenden fixiert. Zur Anpassung an verschiedene Schädel formen sind die Ganzfeldhalbkugeln an der Schnittlinie mit lichtundurchlässigem weichem Schaumstoff gepolstert und sind an die Schädelform angepaßt.
Die Ganzfeldhalbkugeln können sowohl für Erwachsene als auch für Kleinkinder verwendet werden. 2. Device for generating light stimuli and for measuring the electroretinogram and the visually evoked cortical potential according to claim 1, characterized in that the light stimulus is generated in a miniaturized full-field hemisphere with 6 cm inner diameter and 2 mm wall thickness made of solid plastic.
A full-field hemisphere is provided for each eye, so that both eyes can be stimulated simultaneously or separately.
The full-field hemispheres are opaque and their external shape shields external light stimuli.
The two full-field hemispheres, like the two glasses of a pair of swimming goggles, are connected to each other by an elastic web and are fixed to the head of the person to be examined by an adjustable rubber band. To adapt to different skull shapes, the full-field hemispheres are padded on the cutting line with opaque soft foam and are adapted to the shape of the skull.
The full-field hemispheres can be used for both adults and toddlers.
Das Licht dieser Quellen fällt nicht direkt ins Auge, sondern indirekt durch Reflexion und Streuung an der Innenseite der Ganzfeldhalbkugel. Diese ist dazu matt weiß lackiert.
Die Mikroglühbirnchen emittieren das für die meisten Untersuchungen nötige weiße Blitzlicht und das weiße Adaptationslicht.
Ihre spezielle Bauform ermöglicht die Erzeugung kurzer, heller Lichtblitze von nur 5 ms Dauer, wie sie bei einer Standard ERG- Untersuchung nach /ISC89/ benötigt werden.
Die Leuchtdioden erlauben die Erzeugung sehr kurzer Lichtblitze unter 1 ms Dauer.
Farbige Lichtreize werden durch Mikroglühbirnchen mittels Vorschalten von Farbfiltern erzeugt.3. full-field hemisphere according to claim 2, characterized in that in the full-field hemisphere microbulbs and light-emitting diodes generate the light stimuli.
The light from these sources does not catch the eye directly, but indirectly through reflection and scattering on the inside of the full-field hemisphere. It is also painted matt white.
The micro light bulbs emit the white flash light and the white adaptation light necessary for most examinations.
Their special design enables short, bright flashes of light of only 5 ms duration to be generated, as required for a standard ERG examination according to / ISC89 /.
The LEDs allow very short flashes of light to be generated for a duration of less than 1 ms.
Colored light stimuli are generated by microbulbs by means of color filters.
Die Lichtreize für jede der beiden Ganzfeldhalbkugeln sind getrennt einstellbar.
Eine automatische Kalibriereinrichtung die Intensität der Lichtquellen einstellt.5. Device for generating light stimuli and for measuring the electroretinogram and the visually evoked cortical potential according to claim 1, characterized in that the control of the light sources in the full-field hemisphere (according to claim 2) is carried out software via several digital-to-analog converter.
The light stimuli for each of the two full-field hemispheres can be set separately.
An automatic calibration device adjusts the intensity of the light sources.
Die Verstärkereinheit ist siebenkanalig, 2 Kanäle für ERG-, Kanal für VEP-Signale, 2 Kanäle für die Photometerschaltung und 2 Kanäle für Testzwecke.7. Device for generating light stimuli and for measuring the electroretinogram and the visually evoked cortical potential according to claim 1, characterized in that an amplifier unit amplifies and limits the ERG and VEP signals.
The amplifier unit has seven channels, 2 channels for ERG, channel for VEP signals, 2 channels for the photometer circuit and 2 channels for test purposes.
In Verbindung mit der Verstärkereinheit erfolgt das gleichzeitige Messen des ERGs beider Augen und des VEPs.
Der Analog-Digitalwandler startet durch einen eingebauten Zeitgeber selbständig die Spannungswandlung und signalisiert dem Meßprogramm durch Interruptsignale das Wandlungsende.8. Device for generating light stimuli and for measuring the electroretinogram and the visually evoked cortical potential according to claim 1, characterized in that the signal voltages coming from the amplifier unit are digitized by a 16-channel analog-to-digital converter.
In conjunction with the amplifier unit, the ERG of both eyes and the VEP are measured simultaneously.
The analog-digital converter automatically starts the voltage conversion by means of a built-in timer and signals the end of the conversion to the measuring program by means of interrupt signals.
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