Abstract
Pharmacologically induced changes in the EEG may be related to activity within a limited region of the cortex, as for example in pharmacotherapy of focal epilepsy. Observation of the effects obtained will therefore benefit from improved spatial selectivity in the EEG derivation technique. An approach based on simple matrix algebra concepts can be used to comprehend the potential field in the scalp as one entity, rather than observing single potential differences on the surface. It is shown that existing methods of deriving EEG (bipolar, referential, etc.) can be clearly formulated using such concepts, which can also include interpretive operations. The simplest possible interpretive model utilizes the fact that derived signals refer to a given pattern of electrodes on a surface. This model provides the basis for “source derivation”, as presented in earlier papers. The interpretive model may be further developed to include the transfer of electrical potentials from a driving potential distribution on a subsurface level in a conductive body to the resultant distribution on the surface. By expressing this transfer function as a matrix operator and performing a matrix inversion, coefficients can be determined for a simple analogue network which is capable of deriving on-line signals representative of a “focal plane” below the surface, thus providing a corresponding improvement in spatial resolution. Pharmakologisch bedingte Veränderungen des EEG können auf elektrische Vorgänge in einem begrenzten Bereich der Hirnrinde zurückgeführt werden, z.B. bei Pharmakotherapie von fokaler Epilepsie. Für eine bessere Anschaulichkeit solcher Wirkungen bringt daher eine Verbesserung der räumlichen Trennschärfe in der Registriertechnik der EEG-Ableitungen erhebliche Vorteile. Zum besseren Verständnis des Wesens der Potentialverteilung – was wichtiger ist, als die Betrachtung einzeln herausgegriffener Potentialunterschiede auf der Schädeloberfläche – wurde das Problem mit einfachen Matrizenbegriffen angegangen. Es wird gezeigt, daß bekannte Verfahren der EEG-Ableitung (bipolar, referenziell usw.) sich eindeutig in diesen Begriffen darstellen lassen, die auch Interpretationsmöglichkeiten enthalten. Das einfachste Modell bedient sich der Tatsache, daß die Signale aus einer vorgegebenen Elektrodenverteilung herrühren. Damit kam man zu der bereits früher beschriebenen “Quellenableitung”. Dieses Modell läßt sich derart ausbauen, daß es auch die Übertragung der Potentialverteilung eines Spannungsfeldes in einer tieferen Schicht eines leitenden Körpers auf seine Oberfläche mitenthält. Nach der Darstellung dieser Übertragungsfunktion als Matrizenoperator und nach der Bildung der reziproken Matrize, lassen sich die Koeffizienten für ein Widerstandsnetz bestimmen, das für eine bestimmte Tiefenschicht (“Brennebene”) unter der Oberfläche repräsentative Signale formgetreu wiederzugeben vermag und damit einen entsprechenden Gewinn an räumlicher Auflösung bringt.