TY - THES A1 - Stapor, Elisabeth T1 - Objektive Visusbestimmung mittels Visuell Evozierter Potentiale: Einfluss von Elektrodenanordnung, Oberwelle und Reizmuster T1 - Objective assessment of visual acuity by visual evoked potentials: Influence of electrode arrangement, harmonics and stimulus pattern N2 - Das Visus-VEP wird angewendet bei Patienten mit eingeschränkter Kooperation (Kinder, retardierte Personen), unklarer Visusminderung, funktionellen Sehstörungen, Verdacht auf Simulation sowie zur Verlaufskontrolle von Erkrankungen der Sehbahn. Ziel dieser Arbeit war es, die bisherigen Methoden zu optimieren. An 20 augengesunden Probanden wurden monokular Messungen mit Sinusgitter-Reizen bei 12 Ortsfrequenzen zwischen 1 und 20 cpd durchgeführt. Die Präsentation erfolgte jeweils im Pattern-reversal- und Pattern-onset-Modus. Die VEP-Signale wurden über eine auf der Position Oz liegende Elektrode sowie über zusätzlich zwei laterale (L, R) und eine kraniale Elektrode (O) abgeleitet. Durch ein mittels Igor Pro© geschriebenes Programm wurden zur Auswertung für jede Versuchsperson insgesamt 12 Graphen erstellt, in denen die Fourier-Amplitude als Funktion der Ortsfrequenzen aufgetragen wurde, sog. Tuning-Kurven: Für beide Reizmuster wurde neben der Oz -Ableitung eine 3-Punkt- (VEP-Signale von Oz, L, R) und eine 4-Punkt-Laplacian-Ableitung (VEP-Signale von Oz, L, R, O) durchgeführt. Zusätzlich erfolgte jeweils eine alleinige Auswertung der Fourier-Amplitude der Reizfrequenz sowie eine Auswertung unter Einbeziehen der ersten Oberwelle der Reizfrequenz im Fourier-Spektrum. Der Einfluss dieser Methoden auf die Grenzortsfrequenz, die Amplitude, das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und die Anzahl der signifikanten Antworten wurde untersucht. Die Elektrodenanordnung hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Grenzortsfrequenz. Beim Pattern-reversal-Reiz waren durch die Laplacian-Ableitungen die Amplituden signifikant niedriger, beim Pattern-onset-Reiz bestand diesbezüglich kein Unterschied. Für den Pattern-reversal-Reiz erbrachte 4-Punkt-Laplacian das beste SNR, für den Pattern-onset-Reiz gab es hierbei keine signifikanten Unterschiede. Bei der Zahl der signifikanten Datenpunkte erwiesen sich beide Laplacian-Anordnungen bei beiden Reizmustern als vorteilhaft. Auch Mackay et al. (2003a,b) erreichten durch eine 3-Punkt-Laplacian-Anordnung ein verbessertes SNR und mehr signifikante Ereignisse. Trotz des Mehraufwandes empfehlen wir aufgrund dieses Ergebnisses in der Klinik die Verwendung einer Laplacian-Ableitung. Wegen einer Verminderung der Amplitudenhöhe kann jedoch die Laplacian-Ableitung in wenigen Fällen bei Personen mit sehr niedrigen VEP-Amplituden von Nachteil sein. Eine Auswertung mit Oberwelle lieferte keine signifikanten Unterschiede für die Grenzortsfrequenzen. Die Amplituden lagen hierbei signifikant höher. Für den Pattern-onset-Reiz wurde das SNR sogar niedriger, für den Pattern-reversal-Reiz änderte es sich nicht. Bezüglich der Anzahl der signifikanten Datenpunkte bestand kein Einfluss der Oberwelle. Wegen der letzten beiden Punkte bewerten wir eine Auswertung mit erster Oberwelle nicht als vorteilhaft in der klinischen Routine. Bei einzelnen Patienten mit besonders niedrigen Amplituden im VEP kann diese Auswertungsmethode jedoch eine Möglichkeit sein. Für den Pattern-onset-Reiz lagen die Grenzortsfrequenzen signifikant höher, ihr Spektrum war vergleichbar mit denen der Studien von Strasburger et al. (1996) und Bach et al. (2008). Im Hinblick auf die Amplitude bestand zwischen den beiden Reizmuster entgegen Strasburger et al. (1996) und Parry et al. (1999) in unserer Studie kein signifikanter Unterschied. Bei 12 Versuchspersonen konnten beim Pattern-onset-Reiz aus den Messdaten keine Tuning-Kurven erstellt werden, da es bei den niedrigen Ortsfrequenzen wieder zu einem Anstieg der VEP-Amplitude gekommen war. In einem Nachexperiment erscheinen Helligkeitsartefakte des Monitors als wahrscheinlichste Ursache, für die der Pattern-onset-Reiz anfällig ist (Fahle & Bach, 2006). Wegen eines zusätzlichen Zeitaufwandes durch nicht auswertbare Messungen oder sogar verfälschter objektiver Visus-Werte durch falsch hohe VEP-Amplituden beim Pattern-onset-Reiz, empfehlen wir für die Praxis den Einsatz von Pattern-reversal-Mustern. In weiterführende Studien sollte der Einfluss der in unserer Arbeit untersuchten Parameter (Reizart, Oberwelle, Ableitung) bei unterschiedlichen Augenerkrankungen sowie bei Personen mit besonders niedrigem Visus erforscht werden. N2 - Objective assessment of visual acuity by visual evoked potentials: Influence of electrode arrangement, harmonics and stimulus pattern KW - Visus KW - VEP KW - Reversal KW - Onset KW - Laplacian KW - Visus KW - VEP KW - Visus-VEP KW - Reizmuster KW - Reversal KW - Onset KW - Elektrodenanordnung KW - Oberwelle KW - Harmonic KW - Laplacian Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-120159 ER - TY - THES A1 - Karl, Stefanie Eva T1 - Ein adaptives Verfahren zur Ermittelung der Kontrastwahrnehmungsschwelle mittels Visuell Evozierter Potentiale T1 - An adaptive procedure for estimation of contrast sensitivity function by visual evoked potentials N2 - Einleitung: Visuell evozierte Potenziale (VEP) werden zur objektiven Bestimmung von Wahrnehmungsschwellen (z. B. Kontrastschwellen) eingesetzt. Es wurde ein neu entwickeltes Verfahren getestet, bei dem bereits während der Messung eine Datenanalyse durchgeführt wird, was eine adaptive Anpassung der jeweils folgenden Reizmuster erlaubt. Dieses adaptive Verfahren wurde mit einer nicht-adaptiven VEP-Messung und mit einem psychophysischen Verfahren verglichen. Dabei wurde geprüft, ob das adaptive Verfahren zu einer niedrigeren Schwelle führt und ob es zu einer Zeitersparnis bei der Bestimmung der Schwelle kommt. Methoden: Bei 20 Normalpersonen wurde das VEP auf Schachbrettmuster mit einer mittleren Leuchtdichte von 50 cd/m^2, 3 verschiedenen Karogrößen (Kg = 0,05°, 0,24°, 2,4°) und 8 verschiedenen Kontrasten (0,6%, 1,6%, 2,6%, 5,5%, 11,3%, 23,4%, 48,3%, 100%) abgeleitet. Steady-state VEPs auf Musterumkehrreize (f=8,3Hz) wurden mit einer Oz-Fpz-Anordnung binokular abgeleitet. Die Signifikanz einer Antwort wurde durch das Verhältnis der Fourier- Amplitude der Musterwechselfrequenz (16,6Hz) zum Amplituden-Mittelwert der beiden Nachbarfrequenzen abgeschätzt. Für jede der 3 Karogrößen wurde neben einer nicht-adaptiven Messung mit 40 Durchläufen pro Kontrastbedingung und einer psychophysischen Bestimmung der Kontrastschwelle eine adaptive Messung durchgeführt, bei der die gleiche Gesamtzahl von 320 Durchläufen durch die adaptive Prozedur unterschiedlich auf die 8 Kontrastbedingungen verteilt wurde. Die Kontrastwahrnehmungsschwelle im VEP wurde definiert als die niedrigste Kontraststufe mit signifikanten VEPs Ergebnisse: Bei den psychophysischen Untersuchungen konnte bei der Kg von 0,05° eine gemittelte Schwelle bei 7,8% bestimmt werden. Bei den größeren Karos wurden alle zur Verfügung stehenden Kontraststufen erkannt. Mittels VEP konnten bei 0,05° Kg lediglich bei 25% der Probanden signifikante Amplituden abgeleitet werden, so dass hier keine Schwellenbestimmung für alle Probanden möglich war. Bei einer Karogröße von 2,4° konnte für das nicht-adaptive VEP eine mittlere Kontrastschwelle von 5,59% und für das adaptive VEP eine Schwelle von 3,81% gefunden werden. Bei der Karogröße von 0,24° zeigte sich mit der nicht-adaptiven Prozedur eine mittlere Kontrastschwelle von 8,51% und mit der adaptiven Prozedur eine Schwelle von 3,03%. Die Schwellenwerte des adaptiven VEP-Verfahrens waren signifikant niedriger als die Schwellenwerte des nicht-adaptiven Verfahrens. Diskussion: Durch die psychophysischen Untersuchungen wurde eine niedrigere Kontrastschwelle gemessen als durch eine Bestimmung mit visuell evozierten Potenzialen. In derselben Messzeit konnte mit dem adaptiven Verfahren eine Schwelle gefunden werden, die eher mit der Psychophysik übereinstimmt, verglichen mit dem nicht adaptiven Verfahren. Das adaptive VEP-Verfahren führte den Großteil der Messungen im Schwellenbereich durch. Das daraus resultierende bessere Signal-Rausch-Verhältnis ist für das Absenken der Schwelle verantwortlich. Dieses adaptive Verfahren kann helfen, die objektive Bestimmung von Kontrastschwellen durch visuell evozierte Potenziale in der klinischen Routine zu beschleunigen. N2 - Introduction: Visual evoked potentials (VEP) are used for objective estimation of sensory thresholds (e.g., contrast thresholds). In this study we tested a newly developed electrophysiological procedure, which performs a data analysis during recording and allows to adaptively adjusting the stimulus parameter for the following trials. We compared this procedure with a non-adaptive standard procedure and a psychophysical experiment. We examined whether the adaptive procedure results in a decreased threshold and whether the contrast threshold can be found in a shorter period of time. Methods: 20 normal subjects participated in this experiment. Checkerboard patterns with a mean luminance of 50 cd/m^2, with 3 different check sizes (0.05°, 0.24°, and 2.4°), and with 8 different contrast values (0.6%, 1.6%, 2.6%, 5.5%, 11.3%, 23.4%, 48.3% and 100%) were used as visual stimuli. Steady-state VEPs to pattern reversal stimulation (f=8.3Hz) were recorded binocularly with an Oz-Fpz derivation. The statistical significance of a VEP response was derived from the signal-to-noise ratio of the Fourier magnitude at the reversal frequency (16.6Hz) to the magnitude average at the two neighbouring frequencies. For each of the 3 check sizes a non-adaptive recording was performed with 40 trials per contrast condition. Additionally, a psychophysical procedure and an adaptive recording were performed, where the number of trials for each contrast condition was determined by the adaptive strategy. Results: For the psychophysics we found a threshold of 7.8% for the 0.05° condition. The bigger checkerboards were recognised for all contrasts. No contrast identification was possible for the 0.05° condition as only 25% of the subjects showed significant VEPs. We found a mean contrast threshold for the 2.4° check size of 5.59% with non-adaptive recordings and of 3.81% with the adaptive procedure. We measured a mean contrast threshold for the 0.24° check size of 8.51% with non-adaptive procedure and of 3.03% with the adaptive procedure. The threshold data was significant lower with the adaptive procedure. Discussion: Psychophysics demonstrated a lower contrast threshold as compared with VEP. With the adaptive recording we found a threshold closer to the psychophysics. The new adaptive VEP procedure spent a large portion of the recording time near the contrast threshold for the corresponding check size. This resulted in a better signal-to-noise-ratio, which was responsible for the decreased threshold. Thus the adaptive procedure may help to accelerate the objective estimation of contrast thresholds with visual evoked potentials in the clinical routine. KW - Kontrast KW - VEP KW - visuell evozierte Potentiale KW - Kontrastempfindlichkeit KW - contrast sensitivity KW - visual evoked potentials KW - contrast KW - VEP Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-20837 ER - TY - THES A1 - Offinger, Alexander T1 - Untersuchungen zur räumlichen Tiefenwahrnehmung mit Visuell Evozierten Potentialen T1 - Tests of visual depth-perception by visual evoked potentials N2 - Ziel der Arbeit war es, die objektiven elektrophysiologischen Untersuchungsmethoden des Binokular- und Stereosehens zu verbessern, da nur durch eine frühzeitige Diagnose und Therapie der Verlust binokularer Neurone und somit des Stereosehens verhindert, und dadurch ein Strabismus vermieden werden kann. Die Experimente und deren Ergebnisse lassen sich folgendermaßen zusammenfassen: Mittels Ableitung aller VEPs über zwei Referenzelektroden war es einerseits möglich, bei einer Ableitung über Oz-Fpz Antworten großer Amplitudenhöhe zu erhalten. Durch eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses wurden andererseits über Oz-Pz auch noch bei geringer Reizstärke hochsignifikante Antworten herausgefiltert. Beim Binokularitäts-VEP (BVEP) wurde mithilfe einer Rot-Grün-Brille beiden Augen das gleiche Schachbrettmuster in verschieden Frequenzen umkehrend (invertierend) gezeigt. Dabei fanden sich bei fast 80 % der Probanden hochsignifikante Antworten bei den zum Nachweis des Binokularsehens entscheidenden Intermodulations(IM)-Frequenzen. Das dreidimensionale Sehen untersuchten wir durch unterschiedlich stark invertierende Schachbrettmuster (dynamische Random-Dot-Stereogramme, dRDS). Diese können nur bei binokularer Betrachtung mit einer Rot-Grün-Brille als dreidimensionale Muster wahrgenommen und als Stereo-VEP abgeleitet werden. Bei den Stereo-VEPs zeigte sich mit zunehmender räumlicher Tiefe und Disparität neben einer Veränderung der zeitlichen Verarbeitung der Reize auch eine deutliche Amplitudenzunahme. Dies deutet mit den Ergebnissen von Wesemann et al. (1987) darauf hin, dass bis zu Disparitäten von über 10 min eine steigende Sensibilität für querdisparate Reize vorliegt, was gleichzeitig mit einer zunehmenden Dichte an spezifischen Neuronen einhergehen könnte. Durch psychophysische Verfahren mit dRDS unterschiedlicher Disparität wurden sub-jektive räumliche Wahrnehmungsschwellen ermittelt. Diese lagen annähernd im Bereich etablierter klinischer Testmethoden und waren teilweise deutlich besser als die Schwellen, die andere Versuchsgruppen (Norcia et al., 1985; Wesemann et al., 1987) gefunden haben. Untersuchungen mit standardisierten schwarz-weiß Schachbrettmustern (Kontrast-VEP) ergaben über sechs mal so hohe VEP Amplituden wie bei dRDS-Musterreizung. Zusammen mit Experimenten von Skrandies (1991; 2001) bestätigt sich damit die Vermutung, dass durch räumliche dRDS-Muster nicht nur weniger, sondern andere Neuronengruppen erregt werden als durch vergleichbare Kontrastmuster. Das ursprüngliche Ziel dieser Arbeit war das Stereo-VEP bei Kindern zu erproben, um zukünftig eine objektive Untersuchung des Stereosehens entwickeln zu können. Da wegen starken Rauschens zu wenig signifikante Amplituden generiert werden konnten, verlagerten wir den Schwerpunkt der Studie auf die Optimierung des Versuchsaufbaus und der Reizparameter. Unsere Ergebnisse dienen als Baustein auf dem Weg zu einer ausgereiften, klinisch anwendbaren Untersuchungsmethode zur objektiven Beurteilung des Binokularsehens und somit zum frühzeitigen Nachweis eines möglicherweise korrigierbaren Strabismus. N2 - In this dissertation we tried to optimize the electrophysiological tests of binocular and stereoscopic vision, because the loss of binocular neurons and stereovision can only be prevented by an early diagnosis and therapy. The tests and results can be summarized as followed: By generating potentials over two different reference-electrodes, we got high amplitudes over the Oz-Fpz position and a good signal-to-noise-ratio over the Oz-Pz position. By a binocular-VEP (BVEP) and red-green glasses we showed both eyes the same checkerboard pattern inverting in different frequencies. In nearly 80% of the subjects we found high-significant answers at the intermodulation-frequencies, which are essential for proofing binocular vision. We tested 3-dimensional vision by checkerboard pattern (dynamic random-dot-stereogram, dRDS) inverting with different depth. Only by binocular watching the pattern with red-green glasses it was possible to see the 3-dimensional aspect and to generate a stereo-VEP. With increasing depth and disparity we found an increase in the amplitudes. This shows, like the results of Wesemann et al. (1987), that there is an incresasing sensibility for disparate stimuli up to disparities of over 10 min., what could be an evidence for an increasing amount of specific neurons. We got subjective thresholds for depth-perception by psychophysic methods with dRDS of different disparity. These thresholds have been close to established clinical methods and significantly better than thresholds of other groups (Norcia et al., 1985; Wesemann et al., 1987) Tests with standardised black-white checkerboard patterns (contrast-VEP) showed more than six times higher VEP-amplitudes than with dRDS patterns (Stereo-VEP). This confirmed, together with experiments of Skrandies (1991; 2001), the hypothesis, that 3-dimensional dRDS patterns do not only stimulate less, but also different groups of neurons, than comparable contrast patterns. Our initial aim was to test the stereo-VEP in children, to develop an objective examination for stereovision. Because of a bad signal-to-noise-ratio we couldn’t generate significant amplitudes, so we changed our main point to optimize the methods and stimulation-parameters. Our results are a step on the way to a mature, clinical useful examination for the objective evaluation of binocular vision. KW - VEP KW - Stereopsis KW - Binokular KW - Stereogramm KW - Tiefenwahrnehmung KW - VEP KW - Stereopsis KW - Binocular KW - Stereogram KW - depth-perception Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-17363 ER - TY - THES A1 - Mock, Tobias T1 - Die Bestimmung visuell evozierter Potentiale bei Kindern T1 - Determination of visual evoked potentials with children N2 - Zur Messung von visuell evozierten Potentialen ist eine gute Aufmerksamkeit während der Messung notwendig, die jedoch vor allem bei Kindern nicht immer gewährleistet ist. Unser Ziel war es, unter standardisierten Meßbedingungen im klinischen Routinebetrieb eine kindgerechte Meßmethode zu entwickeln, die eine Verbesserung der Aufmerksamkeit ermöglicht. Gleichzeitig sollte die Kontrolle der Aufmerksamkeit verbessert werden. Zusätzlich prüften wir die Meßergebnisse auf ihre Reproduzierbarkeit und untersuchten, ob das VEP bei Kindern unter klinischen Routinebedingungen in unserem Labor eingesetzt werden kann. Wir entwarfen dazu eine Bildergeschichte, die zur Ablenkung während der Meßvorbereitungen dient und die Kinder auf die Meßbedingungen einstimmt. Zusätzlich entwickelten wir ein sog. Aufmerksamkeits-Spiel, das eine gute Fixation auf den Bildschirm erfordert. Die Schwierigkeit der dabei zu lösenden Aufgaben wurde adaptiv angepaßt. Die bei der Aufgabe berechenbare Schwellenzeit war ein Maß zur Beurteilung der Aufmerksamkeit. Die an der Untersuchung teilnehmenden Schielpatienten unserer Sehschule wurden in eine Kindergruppe und eine Erwachsenengruppe eingeteilt. Eine Gruppe von Normalpersonen diente als Vergleichsgruppe zu den erwachsenen Patienten. Abgeleitet wurde ein bipolares VEP nach dem Standard der ISCEV. Die absoluten Werte von Amplitude und Latenz entsprachen den in der Literatur beschriebenen Werten und bei der monokularen Ableitung des Muster-VEPs entsprachen die Meßergebnisse der Schielpatienten denen der Normalpersonen. Zur Beurteilung der Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse werteten wir den relativen Variationskoeffizienten aus. Dieser lag für die Latenz fast um das Zehnfache niedriger als der relative Variationskoeffizient der Amplitude. Bei Kindern war der relative Variationskoeffizient doppelt so groß wie bei Normalpersonen. Die Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse war demnach nur halb so gut. Der Variationskoeffizient der Erwachsenen lag etwas höher als bei den Normalpersonen. Das Aufmerksamkeits-Spiel konnte von fast allen Kindern ab 6 Jahren gelöst werden. Die kindgerechte Gestaltung der standardisierten Versuchsbedingungen mit der Bildergeschichte und dem Aufmerksamkeits-Spiel ermöglicht deshalb den Einsatz der Muster-VEP-Messung im klinischen Routinebetrieb für Kinder ab 6 Jahren. In Einzelfällen können auch jüngere Kinder gemessen werden. Die Schwellenzeit war bei Kindern im Mittel wesentlich höher als bei Erwachsenen und Normalpersonen, d.h. die Aufmerksamkeit war bei ihnen wesentlich schlechter. Die Reproduzierbarkeit der Amplitude nahm mit zunehmender Schwellenzeit ab, die Reproduzierbarkeit der Latenz war unabhängig von der Schwellenzeit. Standardisierte VEP-Messungen unter klinischen Routinebedingungen können damit durch die kindgerechte Gestaltung der Untersuchungsbedingungen auch bei Kindern ab 6 Jahren durchgeführt werden. Die Beurteilung der Aufmerksamkeit konnte durch das Aufmerksamkeits-Spiel verbessert werden. N2 - Visually-evoked potentials should be measured during good mental concentration, seldom the case with children. Our aim was to develop a standardised measuring procedure suitable for use with children under routine clinical conditions and enabling improved concentration. At the same time we wanted to improve concentration assessment. We additionally tested the reproducibility of our results and examined the possibility of VEP measurements on children in our laboratory under routine clinical conditions. For the project we developed a short comic strip to occupy the children during preparations for the experiment and to attune the children to the imminent examination. In addition we created a concentration-based game requiring good fixation on the monitor. The difficulty of this game can be individually adjusted. The threshold time measured during the game reflects the child’s concentration. The strabismus patients in the experiment were divided into a children`s and an adult group. A group of normal-vision adults served as control-group for the adults. We used a bipolar VEP to ISCEV standards. The absolute results of amplitude and latency were comparable with results described in the literature. The results of monocular pattern VEPs of strabismus patients corresponded to those of the normal-vision group. To assess the reproducibility of our results we used the relative variation coefficient. It was for latency about ten times lower than for amplitude. For children the relative variation coefficient was twice as high as for the normal-vision adults. The reproducibility of the results was therefore only half as good as that of the normal-vision adults. The variation coefficient for the adults was slightly higher than for the control group. The concentration-based game could be solved by almost all children aged 6 or more. In individual cases we could also include younger children. The average threshold time for children was significantly higher than for adults and the control-group, i.e. their concentration was considerably poorer. The reproducibility in amplitude decreased with increasing threshold time, the reproducibility of latency was independent of threshold time. We found that use of the comic-strip and the game enabled child-friendly VEP measurement for ages of 6 and upwards under routine clinical conditions. The concentration-based game improved concentration assessment. KW - Vep KW - Kinder KW - Reproduzierbarkeit KW - Aufmerksamkeit KW - Relativer Variationskoeffizient KW - Amplitude KW - Latenz KW - Schwellenzeit KW - Routine KW - VEP KW - children KW - reproducibility KW - assessment KW - relative variation coefficient KW - amplitude KW - latency KW - threshold KW - standard KW - routine Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1180405 ER -