Стетоскоп: Медициналық құрал және тарихы

Кіріспе

Аускультацияға арналған медициналық құрал. Стетоскоп – жануарлардың немесе адамдардың ішкі дыбыстарын тыңдауға, яғни аускультацияға арналған медициналық құрал. Ол әдетте теріге қойылатын, кішкентай дискі тәрізді резонатордан және екі құлаққапқа жалғанатын бір немесе екі түтікшенің болуымен сипатталады. Стетоскоп жүрек, өкпе, ішек-қарынның дыбыстарын, сондай-ақ артериялар мен веналардағы қан ағынын тыңдау үшін қолданылады. Ол көбінесе қолмен басқарылатын сфигмоманометрмен бірге қан қысымын өлшеу үшін пайдаланылады. Кем жиі, "механик стетоскопы" машиналардың ішкі дыбыстарын (мысалы, тозған шарлы подшипниктерден шығатын дыбыстар мен дірілдерді) тыңдау үшін қолданылады, мысалы, істен шыққан автомобиль қозғалтқышының ішкі бөліктерінің дыбыстарын тыңдау арқылы оны диагностикалауға болады. Стетоскоптар ғылыми вакуумдік камералардағы ақауларды тексеру және басқа да ұсақ акустикалық мониторинг тапсырмаларын орындау үшін де қолданылады. Аускультациялық дыбыстарды күшейтетін стетоскоп фонедоскоп деп аталады.

Тарих

Стетоскопты 1816 жылы Францияда, Париждегі Некер балалар ауруханасында Рене Лаеннек ойлап тапты. Ол ағаш түтікшеден құралған және бір құлақтың арналуына (монауралды) еді. Лаеннек стетоскопты өйткені ол әйелдің кеудесіне тікелей құлағын қойып, оның жүрегін тыңдауға ыңғайсыздық сезінгендіктен ойлап тапты. Ол адамның кеудесі мен құлағының арасына оралған қағаз жүректің дыбысын күшейтіп, физикалық контактіні қажет етпей-ақ тыңдауға мүмкіндік беретінін байқады. Лаеннек құрылғысы есту аппаратының тарихи түрі – әдеттегі құлақ трубасына (керней) ұқсас болды; шын мәнінде, оның өнертабысы құрылымы мен функциясы жағынан "микрофон" деп аталатын кернейден ешқандай айырмашылығы жоқ еді. Лаеннек өзінің құрылғысын "стетоскоп" (стето + скоп, "кеудеге қарау") деп атады және оны қолдануды "орташа аускультация" деп атады, өйткені бұл адамның денесі мен дәрігердің құлағының арасындағы құралмен аускультация жасау болды. (Бүгінгі күні аускультация сөзі осындай тыңдаудың барлығын білдіреді, араласқан немесе араласқан жоқ.) Кез келген түрдегі алғашқы икемді стетоскоп 1829 жылы нақты сипатталмаған буындары бар екі құлақтың арналуына (бинауралды) ие аспап болуы мүмкін. 1840 жылы Голдинг Берд иілгіш түтікпен қолданатын стетоскопты сипаттады. Берд осындай стетоскоптың сипаттамасын алғаш жариялаған, бірақ ол өз мақаласында бұрын жасалған дизайнның бар екендігін (ол оны аз пайдалы деп ойлады) және оны "жылан құлағының кернейі" деп сипаттады. Бердтың стетоскопында бір құлаққап болды. 1851 жылы ирланд дәрігері Артур Лиард екі құлақтың арналуына ие стетоскопты (бинауралды) ойлап тапты, ал 1852 жылы Джордж Филип Камман стетоскоп құралының дизайнын коммерциялық өндіріс үшін жетілдірді (ол екі құлақты да қолданды), ол содан бері стандартқа айналды. Камман аускультация арқылы диагностикалау туралы маңызды трактат жазды, оны жетілдірілген екі құлақты стетоскоп мүмкін етті. 1873 жылы клиникалық тәжірибеде стандартты құрал болмағанымен, аздап әртүрлі орындарға қосылатын дифференциалдық стетоскоптың сипаттамалары болды. Сомервилл Скотт Элисон 1858 жылы Корольдік қоғамда стетофонды ойлап тапқандығын сипаттады; стетофонның екі бөлек қоңырауы бар, бұл пайдаланушыға екі бөлек орыннан алынған дыбыстарды естуге және салыстыруға мүмкіндік берді. Бұл екі құлақты есту және дыбыстық өңдеу туралы нақты зерттеулер жүргізу үшін қолданылды, бұл дыбыс локализациясы туралы білімді жетілдірді және ақыры екі құлақты бірігуді түсінуге әкелді. Раппапорт пен Спраг 1940 жылдары жаңа стетоскопты жасады, ол басқа стетоскоптарды өлшеу стандартына айналды, ол екі жақты құрайды, олардың бірі тыныс алу жүйесіне, екіншісі жүрек-қан тамыр жүйесіне қолданылады. Кейіннен "Раппапорт Спраг" компаниясы "Хьюлетт Паккард" компаниясымен жасалды. HP медициналық өнімдер бөлімшесі Agilent Technologies, Inc. құрамына кірді, онда ол Agilent Healthcare болды. Agilent Healthcare компаниясын Philips сатып алды, ол Philips Medical Systems болды, жаңғақ қорапшасы, 300 доллар тұратын түпнұсқалық Rappaport Sprague стетоскобы ақыры 2004 жыл шамасында Philips брендімен бірге (Андромед, Монреаль, Канада) электрондық стетоскоп моделімен бірге тасталды. Раппапорт Спраг модельді стетоскоп ауыр және қысқа болды, оның ескірген көрінісі екі үлкен тәуелсіз латекс резеңке түтіктерімен танылады, олар ашық жапырақ көктемін жалғастырды, екі қарсы F пішінді хромдалған мыс бинауралдық құлақ түтіктері қос бас көкірек бөлігімен бірікті. [[Файл:Тұңғыш икемді стетоскоптар.jpg|thumb|left|Тұңғыш икемді түтікшелік стетоскоптар. Голдинг Бердтың аспаптары сол жақта. Оң жақтағы аспап - стетофон. 1970 жылдардың соңында 3М Литтманн көйлендіру диафрагмасын енгізді: өте қатты (G 10) шыны эпоксидті шайыр диафрагмасы, силикондан жасалған икемді акустикалық қоршаумен, бұл диафрагма мүшесінің дыбыс жинау аймағының жазықтығына қатысты Z осьінде экскурсиясын арттыруға мүмкіндік берді. Төменгі резонанстық жиілікке солға ауысу концентрикалық есептік қоршауда ілінетін қатты диафрагма мүшесінің көбейген экскурсиясымен таралатын ұзын толқындардан пайда болған кейбір төменгі жиіліктегі дыбыстардың көлемін арттырады. Керісінше, стетоскоп диафрагмасының бетіне физиологиялық дыбыстарды қамтитын анатомиялық аймаққа қатты қысым жасау арқылы диафрагманың экскурсиясын шектеу, акустикалық қоршау диафрагманың "z" осьінің қысымына қарсы концентрикалық тосқауылға қарсы эккурсиясын басаңдату үшін де қолданылуы мүмкін. Бұл жиілікті азайтады, бұл дыбыс жиілігін азайтады. 1999 жылы Ричард Деслориерс DRG Puretone деп аталатын, шуды азайтатын алғашқы сыртқы стетоскопты патенттеді. Оның екі параллель люмені бар екі болат орам бар, олар кіргізуші шуды естілмейтін жылу энергиясына айналдырады. Болат орам "оқшаулағышы" әр стетоскопқа 0,30 фунт салмақ қосты. 2005 жылы DRG-нің диагностикалық бөлімі TRIMLINE Medical Products компаниясымен сатып алынды.

The stethoscope was invented in France in 1816 by René Laennec at the Necker Enfants Malades Hospital in Paris. It consisted of a wooden tube and was monaural. Laennec invented the stethoscope because he was not comfortable placing his ear directly onto a woman's chest in order to listen to her heart. He observed that a rolled piece of paper, placed between the individual's chest and his ear, could amplify heart sounds without requiring physical contact. Laennec's device was similar to the common ear trumpet, a historical form of hearing aid; indeed, his invention was almost indistinguishable in structure and function from the trumpet, which was commonly called a "microphone". Laennec called his device the "stethoscope" (stetho + scope, "chest scope"), and he called its use "mediate auscultation", because it was auscultation with a tool intermediate between the individual's body and the physician's ear. (Today the word auscultation denotes all such listening, mediate or not.) The first flexible stethoscope of any sort may have been a binaural instrument with articulated joints not very clearly described in 1829. In 1840, Golding Bird described a stethoscope he had been using with a flexible tube. Bird was the first to publish a description of such a stethoscope, but he noted in his paper the prior existence of an earlier design (which he thought was of little utility) which he described as the snake ear trumpet. Bird's stethoscope had a single earpiece. In 1851, Irish physician Arthur Leared invented a binaural stethoscope, and in 1852, George Philip Cammann perfected the design of the stethoscope instrument (that used both ears) for commercial production, which has become the standard ever since. Cammann also wrote a major treatise on diagnosis by auscultation, which the refined binaural stethoscope made possible. By 1873, there were descriptions of a differential stethoscope that could connect to slightly different locations to create a slight stereo effect, though this did not become a standard tool in clinical practice. Somerville Scott Alison described his invention of the stethophone at the Royal Society in 1858; the stethophone had two separate bells, allowing the user to hear and compare sounds derived from two discrete locations. This was used to do definitive studies on binaural hearing and auditory processing that advanced knowledge of sound localization and eventually led to an understanding of binaural fusion. Rappaport and Sprague designed a new stethoscope in the 1940s, which became the standard by which other stethoscopes are measured, consisting of two sides, one of which is used for the respiratory system, the other for the cardiovascular system. The Rappaport Sprague was later made by Hewlett Packard. HP's medical products division was spun off as part of Agilent Technologies, Inc., where it became Agilent Healthcare. Agilent Healthcare was purchased by Philips which became Philips Medical Systems, before the walnut boxed, $300, original Rappaport Sprague stethoscope was finally abandoned ca. 2004, along with Philips' brand (manufactured by Andromed, of Montreal, Canada) electronic stethoscope model. The Rappaport Sprague model stethoscope was heavy and short with an antiquated appearance recognizable by their two large independent latex rubber tubes connecting an exposed leaf spring joined pair of opposing F shaped chrome plated brass binaural ear tubes with a dual head chest piece. [[File:Early flexible stethoscopes. jpg|thumb|left|Early flexible tube stethoscopes. Golding Bird's instrument is on the left. The instrument on the right is the stethophone. In the late 1970s, 3M Littmann introduced the tunable diaphragm: a very hard (G 10) glass epoxy resin diaphragm member with an overmolded silicone flexible acoustic surround which permitted increased excursion of the diaphragm member in a Z axis with respect to the plane of the sound collecting area. The left shift to a lower resonant frequency increases the volume of some low frequency sounds due to the longer waves propagated by the increased excursion of the hard diaphragm member suspended in the concentric accountic surround. Conversely, restricting excursion of the diaphragm by pressing the stethoscope diaphragm surface firmly against the anatomical area overlying the physiological sounds of interest, the acoustic surround could also be used to dampen excursion of the diaphragm in response to "z" axis pressure against a concentric fret. This raises the frequency bias by shortening the wavelength to auscultate a higher range of physiological sounds. In 1999, Richard Deslauriers patented the first external noise reducing stethoscope, the DRG Puretone. It featured two parallel lumens containing two steel coils which dissipated infiltrating noise as inaudible heat energy. The steel coil "insulation" added .30 lb to each stethoscope. In 2005, DRG's diagnostics division was acquired by TRIMLINE Medical Products.

Электрондық

Электронды стетоскопЭлектронды стетоскоп (немесе стетофон) дене дыбыстарын электронды түрде күшейту арқылы төмен дыбыс деңгейін жеңеді. Дегенмен, стетоскоппен байланыс кезінде туындайтын артефакттарды күшейту және электронды стетоскоптың микрофондары, алдынғы күшейткіштері, күшейткіштері мен динамиктерінің жиілік диапазоны шектеулері электронды күшейтілген стетоскоптардың тиімділігін төмендетіп, орта жиілікті дыбыстарды күшейтіп, жоғары және төмен жиілікті дыбыстарды әлсіретеді. Қазіргі уақытта көптеген компаниялар электронды стетоскоптарды ұсынады. Электронды стетоскоптар акустикалық дыбыс толқындарын электр сигналдарына түрлендіреді, олар кейін оңтайлы тыңдау үшін күшейтіліп, өңделеді. Акустикалық стетоскоптардың барлығы бірдей физикалық принципке негізделгенімен, электронды стетоскоптардағы түрлендіргіштер әртүрлі болады. Дыбысты анықтаудың ең қарапайым және тиімсіз әдісі – кеудеге микрофон орнату. Бұл әдіс сыртқы шудың әсеріне ұшырайды және қазіргі уақытта қолданылмайды. Велч Аллиннің Meditron стетоскопында қолданылатын тағы бір әдіс – металл сабының басына пьезоэлектрлік кристаллды орнату, ал сабының төменгі бөлігі диафрагмамен байланысады. 3M компаниясы да қалың резеңкелі диафрагманың артындағы көбік ішіне орналастырылған пьезоэлектрлік кристаллды пайдаланады. Thinklabs Rhythm 32 сыйымдылық сенсорын құру үшін өткізгіш ішкі беті бар электромагниттік диафрагманы қолданады. Бұл диафрагма дыбыс толқындарына жауап береді, ауа қысымының өзгеруі орнына электр өрісінің өзгеруіне әсер етеді. Eko Core жүрек дыбыстарын сымсыз түрде смартфонға немесе планшетке жіберуге мүмкіндік береді. Eko Duo электрокардиограмма мен эхокардиограмманы да жасай алады. Бұл клиниктерге жүрек жеткіліксіздігі сияқты жағдайларды анықтауға мүмкіндік береді, бұл дәстүрлі стетоскоппен мүмкін емес. Дыбыстар электронды түрде берілетіндіктен, электронды стетоскоп сымсыз құрылғы бола алады, дыбысты жаза алады, шуды азайту, сигналды күшейту және визуалды және аудио шығыс беру мүмкіндіктерін ұсынады. 2001 жылы Stethographics компьютерлік бағдарламалық жасақтаманы ұсынды, ол кардиологиялық және пульмонологиялық дыбыстардың графикалық бейнесін – фонокардиограмманы жасауға және оған сәйкес алгоритмдер бойынша түсіндіруге мүмкіндік берді. Бұл мүмкіндіктер телемедицина (қашықтықтан диагностика) және оқыту мақсатында өте пайдалы. Электронды стетоскоптар сонымен қатар компьютерлік көмекпен жүзеге асырылатын аускультация бағдарламаларымен бірге қолданылып, жазылған жүрек дыбыстарын патологиялық немесе ешқандай қаупі жоқ жүрек шуларын талдау үшін пайдаланылады.

thumb|Electronic stethoscopeAn electronic stethoscope (or stethophone) overcomes the low sound levels by electronically amplifying body sounds. However, amplification of stethoscope contact artifacts, and component cutoffs (frequency response thresholds of electronic stethoscope microphones, pre amps, amps, and speakers) limit electronically amplified stethoscopes' overall utility by amplifying mid range sounds, while simultaneously attenuating high and low frequency range sounds. Currently, a number of companies offer electronic stethoscopes. Electronic stethoscopes require conversion of acoustic sound waves to electrical signals which can then be amplified and processed for optimal listening. Unlike acoustic stethoscopes, which are all based on the same physics, transducers in electronic stethoscopes vary widely. The simplest and least effective method of sound detection is achieved by placing a microphone in the chestpiece. This method suffers from ambient noise interference and has fallen out of favor. Another method, used in Welch Allyn's Meditron stethoscope, comprises placement of a piezoelectric crystal at the head of a metal shaft, the bottom of the shaft making contact with a diaphragm. 3M also uses a piezo electric crystal placed within foam behind a thick rubber like diaphragm. The Thinklabs' Rhythm 32 uses an electromagnetic diaphragm with a conductive inner surface to form a capacitive sensor. This diaphragm responds to sound waves, with changes in an electric field replacing changes in air pressure. The Eko Core enables wireless transmission of heart sounds to a smartphone or tablet. The Eko Duo can take electrocardiograms as well as echocardiograms. This enables clinicians to screen for conditions such as heart failure, which would not be possible with a traditional stethoscope. Because the sounds are transmitted electronically, an electronic stethoscope can be a wireless device, can be a recording device, and can provide noise reduction, signal enhancement, and both visual and audio output. Around 2001, Stethographics introduced PC based software which enabled a phonocardiograph, graphic representation of cardiologic and pulmonologic sounds to be generated, and interpreted according to related algorithms. All of these features are helpful for purposes of telemedicine (remote diagnosis) and teaching. Electronic stethoscopes are also used with computer aided auscultation programs to analyze the recorded heart sounds pathological or innocent heart murmurs.

Жүктілік

150px|оң|қолданба|Угандадағы АҚШ Армия резервінің медбикесі қолданатын Пинар мүйізі

Ұрықтық стетоскоп немесе фетоскоп – құлаққа жақын тыңдауға арналған мүйіз тәрізді акустикалық стетоскоп. Ол жүкті әйелдің қарнына жақындатылып, ұрықтың жүрек соғысын тыңдау үшін қолданылады. Ұрықтық стетоскоп француз акушері Адольф Пинардың (1844–1934) құрметіне Пинар мүйізі деп те аталады.

Допплер

Допплер стетоскопы – денедегі мүшелерден шағылысқан ультрадыбыс толқындарының Доплер эффектісін өлшейтін электрондық құрылғы. Қозғалыс, шағылысқан толқындардың жиілігінің Доплер эффектісіне байланысты өзгеруі арқылы анықталады. Сондықтан Допплер стетоскопы, соққан жүрек сияқты қозғалатын нысандарды бақылауға ерекше қолайлы. Жақында үздіксіз Допплердің ересектерде дәстүрлі стетоскоппен жүрек тексеру кезінде анықталмайтын шүзбе клапан қозғалыстарын және қан ағынының дыбыстарын естіп тексеруге (аускультациялауға) мүмкіндік беретіні көрсетілді. Допплер аускультациясы аорталық жетіспеушілікті анықтауда 84% сезімталдық көрсетті, ал дәстүрлі стетоскоп аускультациясы – 58% сезімталдық көрсетті. Бұдан әрі, Допплер аускультациясы қарыншалық босанудың бұзылуын анықтауда артықшылықтар көрсетті. Допплер аускультациясының және дәстүрлі аускультацияның физикалық принциптері өзгеше болғандықтан, екі әдіс бір-бірін толықтыруы мүмкін деген ұсыныс жасалды. Соңғы кезде, қатты шулы ортада (110 дБ дейін) науқастарды естіп тексеруге арналған, әскери стандарттарға сай шуға төзімді Допплер стетоскопы әзірленді.

Тамақ ішек

1960 жылға дейін қызыл ішек стетоскопы операция кезіндегі стандартты бақылаудың бір бөлігі болып келді.

Құлақ аспаптары

Стетскоптарда көбінесе резеңке құлаққаптар болады, олар қолдануға ыңғайлы болуына көмектеседі және құлақпен тығыз байланыс жасап, құрылғының дыбыс өткізу қабілетін жақсартады. Стетскоптарды стандартты құлаққаптарды жеке құйылған нұсқалармен алмастыру арқылы өзгертуге болады, бұл қолдануға ыңғайлылықты және дыбыстың жақсы берілуін қамтамасыз етеді. Жеке құйылған құлаққаптарды аудиолог жасап бере алады немесе стетоскопты пайдаланушы өздігінен жинақтан дайындап алады.