В чем заключается разница между стетоскопом и фонендоскопом: внешние и функциональные отличия приборов

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Представляем очень простой самодельный технический стетоскоп. Он был сделан с целью тестирования систем подвески в автомобилях и для этой цели использовался уже много лет. Зонды выполнены в виде неодимовых магнитов с приклеенными емкостными микрофонами (электретными). Датчик заливается эпоксидным клеем, так что получается очень устойчивым к повреждению, воде и в то же время он достаточно жесткий, чтобы хорошо передавать вибрации.

Принципиальная схема технического стетоскопа

Сигнал через экранированный кабель от каждого зонда направлен на «коммутатор», который содержит переключатели.

Сигнал регулируется путем изменения коэффициента усиления операционного усилителя чтобы чётко услышать звуки обследуемых объектов. Все питается от 9-вольтовой батареи и ее хватает на пару лет — это чрезвычайно энергоэффективная схема.

Зонды могут крепиться к элементам из стали, поскольку ручка выполнена с использованием неодимовых магнитов диаметром около 1 см и высотой около 5 мм. Конструкция зонда показана на картинке.

Их можно прикрепить в любом месте помня, что соединительные кабеля должны быть расположены безопасным образом. Крепить их можно на рычаги подвески, амортизаторы, а затем пустить в машину через боковую дверь или кабель канал.

Весь комплект держится настолько туго, что ни один зонд не отсоединился и не сдвинулся, несмотря на движение с хорошей скоростью (важно правильно расположить провода).

Зонды имеют номера и прикрепляют их к местам, описанным на центральном блоке. Во время теста вы можете включить зонды и послушать звук из одного, двух или сколько зондов вы хотите услышать.

Это устройство, которое кстати очень распространено в строительстве и обслуживании технических машин, позволило найти много интересных неполадок на протяжении многих лет — именно поэтому, несмотря на его примитивное исполнение оно заслуживает публикации.

Описание схемы:

  • U1a выполняет функцию малошумящего микрофонного предусилителя. Его коэффициент усиления не превышает 3.9, что обусловлено высоким выходным сопротивлением электретного микрофона, из-за которого эффективное сопротивление резистора на входе U1a равно примерно 12.2 кОм. Конденсатор C2 имеет относительно большую емкость, т.к. должен пропускать низкочастотные (20…30 Гц) звуки бьющегося сердца.
  • На U1b собран малошумящий фильтр Салена-Кея с частотой среза около 103 Гц. R7 и R8 задают усиление на уровне порядка 1.6 и позволяют выбрать одинаковые номиналы C3 и C4. Крутизна спада характеристики фильтра равна 12 дБ/октава. Если уменьшить номиналы конденсаторов C3 и C4 в 10 раз, до 4.7 нФ, частота среза отодвинется к 1 кГц, и можно будет прослушивать респираторные шумы, а также звуки автомобильного двигателя.
  • Микросхему U4 можно не устанавливать. Это всего лишь усилитель, с коэффициентом усиления 71, для управления двухцветным светодиодом.
  • U5 – это микросхема звукового усилителя с выходной мощностью 0.25 Вт. Встроенные цепи смещения позволяют подавать входной сигнал и снимать выходной относительно шины «земля».

Хорошо известен простой и распространенный медицинский прибор, традиционно и привычно висящий на шее практически каждого врача-терапевта — это стетофонендоскоп, называемый чаще просто как фонендоскоп или стетоскоп. Им можно прослушать сердце и легкие, а можно, при необходимости, и какое-либо механическое устройство в процессе его работы, например, механический станок, двигатель и т.д. Полезный прибор.

Применение стетоскопов.

Применяют стетоскопы для проведения диагностики технического состояния автомобиля, например, чтобы выявить состояние вращающихся пар в узлах подшипников, оценить равномерность и длительность звуковых сигналов, либо оценить рабочее состояние узлов исходя из шумового уровня.

Самым распространенным применением автомобильного стетоскопа является автосервис, когда необходимо осуществить ремонт, либо диагностику двигателя, электрооборудования, а также и ходовой части автомобиля. Данное устройство является универсальным, его также можно использовать и для диагностики иных изделий, например таких, как: турбина, электродвигатель, насос, компрессор, редуктор и другие.

Когда стетоскоп производит диагностику автомобильного двигателя, неисправность определяется исходя из шумов и звуков, которые издает двигатель при работе на холостом ходу. Щуп, являющийся слуховым наконечником прибора, приставляется к некоторым металлическим деталям двигателя. Таким образом, можно прослушать все цилиндры мотора. В идеальном состоянии двигатель должен издавать одинаковый шум, без различных звонов и вибраций на протяжении всей работы двигателя внутреннего сгорания. Таким способом можно услышать все инородные шумы, которые появляются вследствие износа ремней или подшипников. Также стетоскопы могут обнаружить то, что в механизме присутствует серьезная неполадка. Если стетоскоп качественный и хороший, он с легкостью сможет определить причину шумов, доносящихся из автомобильного двигателя.

Когда осуществляется прослушивание подшипников на коленчатом валу, стержень, расположенный в стетоскопе, дотрагивается до бока двигателя, где находятся коренные подшипники, либо до шатунных подшипников, когда поршень находится вверху, на мертвой точке. Прослушивание стуков происходит только на нагретом двигателе автомобиля, когда резко меняются обороты коленвала. Коренные подшипники издают глухой и низкий стук, а шатунные подшипники – звонкий стук, который уменьшается, когда свеча зажигания на цилиндре отключается, т.е. закорачивается на массу. Стуки из коренных подшипников не меняются, когда закорачиваются свечи, потому как вся нагрузка на эти подшипники не меняется. При помощи автомобильного стетоскопа можно осуществлять прослушку работы на шумы в клапанном механизме, определять стук распределительных шестеренок, стук юбки поршня о цилиндр, а также стук поршневого пальца.

Схемы простых стетоскопов на ОУ

На рисунке 1 представлена схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением и двойным источником питания. Источником сигнала служит пьезоэлемент или пьезоизлучатель. Микрофон-стетоскоп.

R4С4, С2, С3 обеспечивают устойчивость УНЧ (на ВЧ). Конденсаторы С2, СЗ размещают максимально близко к ОУ.

Рис.1. Схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением и двухполярным источником питания. (Микрофон-стетоскоп).

Что такое фонендоскоп

Для чего используется фонендоскоп? Этот прибор тоже предназначен для оценки состояния внутренних органов и систем. С помощью аппарата определяют нарушение работоспособности органов ЖКТ при постоянных жалобах человека на боль и вздутие. Для этого оборудование прикладывают к околопупочной зоне и боковым мышцам живота.

При помощи фонендоскопа врач оценивает работоспособность сердца и крупных артерий. Прибор дает возможность прослушать шумы в сердце, которые характерны для врожденных и приобретенных пороков. Этот медицинский инструмент позволяет оценить степень заполнения артерий кровью. Во время проведения диагностики кардиолог прикладывает головку фонендоскопа на место расположения аорты. Заканчивается обследование в области полых вен.

Фонендоскоп используется для аускультации органов дыхания. Прослушивая грудную клетку, врач может диагностировать хрипы, сигнализирующие о воспалении этих органов. С помощью аппарата определяется следующие патологии органов дыхания:

  • плеврит,
  • незначительные очаги воспаления,
  • пневмонию.

Для подтверждения результата в обязательном порядке должны использоваться и другие диагностические мероприятия – бронхоскопия или рентген грудной клетки.

В чем заключается разница между стетоскопом и фонендоскопом: внешние и функциональные отличия приборов

Педиатры в своей практике тоже используют фонендоскоп для осмотра ребенка. С его помощью врач подсчитывает количество сердечных сокращений, оценивает ритмичность работы сердца и состояние органов дыхательной системы.

Стетоскоп с дистанционным датчиком

Для данных опытов провод, соединяющий кристалл с усилителем, должен быть, конечно, экранированным. При его длине более 50 см лучше воспользоваться малошумящим усилителем с дифференциальным входом (рисунок 4).

На рисунке 4 (а) представлена схема УНЧ с дифференциальным входом, высоким входным сопротивлением, двойным источником питания и корректором АЧХ.

Источником сигнала служит пьезоэлемент или пьезоизлучатель. Микрофон-стетоскоп с достаточно высокими параметрами! Первый каскад УНЧ (ОУ А1) обеспечивает предварительное усиление сигнала при ослаблении синфазной составляющей помехи, а также согласование с корректором АЧХ (регуляторы тембра и эквалайзеры).

После корректора АХЧ и последующего регулятора громкости сигнал подается на усилитель мощности на ОУ А2 и Т1 и Т2. На выходе — телефон или динамический громкоговоритель (Т1 и Т2 — КТ502 и КТ503). R8С4, С5, С6, С7, С8 обеспечивают устойчивость УНЧ.

Конденсаторы С5, С6, С7, С8 размещают максимально близко к ОУ. С2, 135 обеспечивают гальваническую развязку между ОУ А2 и предыдущей схемой. Это минимизирует разбаланс нуля на выходе ОУ А2.

Для обеспечения корректной работы дифференциального усилителя необходимо выполнить условие R1=R2, R3=R4 (или точнее R3/R1=R4/ R2) с максимальной точностью (1%, 0.1% и т.д.): чем точнее, тем лучше.

Для обеспечения необходимого баланса рекомендуется один из резисторов выполнить переменным, в качестве такого переменного резистора целесообразно использовать высокоточный резистор-подстроечник с внутренним редуктором. Подключение датчика к УНЧ осуществляется с помощью витой пары в экране.

Рис.4. Схема простого УНЧ с высоким входным сопротивлением, дифференциальным входом, 2-полярным источником питания, корректором АЧХ (а) и подключением удаленного пьезодатчика (б). (Микрофон-стетоскоп).

Элементы для схемы на рисунка 4, а :

  • R1 = R2=100к-500к, RЗ= R4=1м-5м,
  • R0=5к-100к (регулировка громкости),
  • R5=100к-1 м (R5 PCBWay — всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН
  • Сборка печатных плат от $88 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
  • Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay!

Электронный стетоскоп: зачем он в домашней аптечке

Зачем стетоскоп в нашей клинической практике, зачем стетоскоп пациенту в домашних условиях, будем разбираться в нашем Интернет-сериале «Загрузи здоровье» и в его очередном эпизоде, посвященном электронному стетоскопу, и зачем он нужен в домашней аптечке.

Собственно говоря, для чего врачу нужен стетоскоп? Стетоскоп нужен для того, чтобы осуществлять аускультацию – это выслушивание звуков в организме. В принципе слово «аускультация» – это и есть выслушивание. Мы можем выслушивать различные органы в нашем организме, в организме нашего пациента. Аускультация как метод исследования пациента известен очень давно, еще в период Гиппократа он активно использовался в клинической практике врачей и тех людей, которые занимались врачеванием.

Надо сказать, что с помощью аускультации можно исследовать не только легкие. Мы всегда привыкли для себя представлять ту ситуацию, когда с помощью стетофонендоскопа или стетоскопа можно исследовать шум, трение плевры, дыхание легких, проведение каких-то шумов из бронхов. Но на самом деле легкие – это не единственный орган, который может исследоваться с помощью стетофонендоскопа. Сердце очень подвержено методу аускультации, с помощью стетоскопа можно исследовать тоны сердца, различные патологические шумы сердца. Но на этом не исчерпываются возможности аускультации.

Аускультация используется для исследования перистальтики кишечника, очень важный и тонкий момент в хирургии. Зачем, собственно говоря, врачу-урологу и хирургу стетофонендоскоп? Когда проходишь на обходе пациента, и пациент после какой-то абдоминальной операции или операции на почках, очень важно послушать перистальтику кишечника. И ты достаешь из своего кармана стетофонендоскоп, прикладываешь к животу и слышишь эту ожидаемую перистальтику. Потому что в ближайшие дни, в ближайшие часы после абдоминальной операции кишечник замолкает и не движется, и после того как кишечник начинает двигаться, это для хирурга отметка о том, что ход выздоровления пациента движется очень правильно.

Также с помощью аускультации можно выслушивать тоны, которые имеются на крупных сосудах, к примеру, при пережатии их. Это известный тон Короткова, с помощью которого мы исследуем артериальное давление. В организме могут появляться различные патологические образования, какое-то скопление жидкости или наоборот, уплотнение. И с помощью стетофонендоскопа можно как раз выслушать, в том числе, и эти образования, их исследовать до того, как мы используем другой метод диагностики – к примеру, ультразвуковую диагностику или различные методы рентгенологических исследований. У женщины в беременной матке можно с помощью аускультации выслушать сердцебиение плода, это очень важный аспект для того, чтобы определить состояние здоровья у женщины, которая является беременной.

Давайте разберемся, откуда появился, собственно говоря, стетоскоп и какова была эволюция метода аускультации. В эволюции аускультации были три ключевые вехи. Это тот период, когда врач просто ухом, прикладываясь к телу пациента, выслушивал различные шумы. Но это на самом деле было неудобно, не очень гигиенично. И тогда вот возник этот второй период с 1816 года, когда Рене Лаэннек изобрел стетоскоп. Он пришел на прием одной из своих женщин, пациенток. Она достаточно была тучная для того, чтобы исследовать ее шумы со стороны легких и сердца. Он просто взял спонтанно и скрутил из бумаги трубочку. Одну часть этой трубочки он приложил себе к уху, другой частью он приложил к телу пациентки. И о чудо – он услышал достаточно усиленный звук, который передавался от этой пациентки с помощью аускультации. И собственно говоря, с этого момента появился стетоскоп, стетофонендоскоп. Мы с вами знаем вот тот самый, который сделан из трубочки Рене Лаэннеком.

Второйпериод возникновения стетоскопа – это была специальная трубочка, которую часто мы знаем и видим у гинекологов, акушеров-гинекологов для исследования сердцебиения плода. Это такой акушерский фонендоскоп. Потом появился стетоскоп, похожий на обычную мембрану. И в следующем этапе уже появился стетофонендоскоп, собственно говоря, который имеет две части, их можно переключать между собой и, собственно, от этого использовать в различных ситуациях ту или иную поверхность. Такой стетофонендоскоп называется стетофонендоскоп Раппопорта. С помощью такого недорогого, простого инструмента врачам удалось услышать, аускультировать у пациента довольно-таки усиленный звук и, соответственно, получать более полезную информацию для принятия своего клинического решения. Появилось удобство. Соответственно, врач находился от пациента на каком-то расстоянии, ему не надо было ухом прикладываться к поверхности тела пациента. Здесь и какие-то физиологические аспекты, и чисто социальные аспекты, моральные аспекты. Соответственно, расширились возможности для исследования. Появилась возможность очень тонко аускультировать состояние кишечника, сосудов. Соответственно, ухом это невозможно выслушать, а с помощью стетофонендоскопа, пожалуйста, очень хороший метод, чтобы выслушать шумы на сосудах.

Ну и третьей вехой развития стетофонендоскопа было появление электронного стетоскопа, который представляет собой, собственно говоря, обычный стетоскоп, но у которого есть соответствующий преобразователь, по большому счету, микрофон, который преобразует обычные шумы, которые он получает вот через эту мембрану, в соответствующие колебания в цифровом виде. Эти колебания могут передаваться и врачу на наушники, и передаваться в компьютер и смартфон. Сейчас есть достаточно большое количество разнообразных электронных стетоскопов. Также внутри есть модуль, который оцифровывает данные. Вплоть до того, что насадки на обычный смартфон превращают его в цифровой стетоскоп.

Что же нам дает электронный стетоскоп? Ну, в первую очередь – это, конечно, оцифровка данных и их формализация. То есть убирается субъективный момент при оценке информации, полученной с помощью аускультации, с помощью выслушивания, и это мы можем оцифровать, представить в виде графических изображений.

Соответственно, когда мы оцифровали данные, у нас появляются очень интересные возможности. Во-первых, передавать на любое расстояние эту информацию, оцифрованную с помощью стетофонендоскопа. Соответственно, у нас запускается такое понятие, как телемедицина, то есть можно удаленно получать информацию, например, с какого-то органа или с какой-то системы и передавать ее своему врачу. Цифровые данные позволяют накапливать информацию, как в истории болезни этого пациента, так и глобально накапливать информацию и потом ее анализировать. Также можно использовать различные инструменты, которые позволяют математически обрабатывать уже оцифрованные данные аускультации о том или ином органе нашего пациента.

Помимо этого, появляется возможность совмещать различные методы. Например, самая известная фонокардиография – достаточно давно и хорошо зарекомендовавший себя метод диагностики – это когда электрокардиография накладывается на аускультацию. То есть тот же самый стетоскоп, который оцифровывает информацию, устанавливается в верхушке, например, сердца, и мы с вами можем увидеть и совместить вот эти данные с электрокардиографией. С помощью аускультации мы можем визуализировать с вами тоны сердца, увидеть этот первый, второй, третий, даже четвертый тоны, которые не всегда можно услышать обычными ушами обычного врача.

Таким образом, в ходе эволюции наш пациент все больше и больше отодвигается от врача. Сначала врач прям был рядом с пациентом, ухом прям слушал его, потом появился классический стетоскоп, а теперь появился и электронный стетофонендоскоп, с помощью которого вообще врач может находиться совершенно на бесконечно далеком расстоянии от своего пациента. И это открывает огромную возможность для того, чтобы использовать метод аускультации уже в домашних условиях. Собственно говоря, для этого такой инструмент, очень неложный, очень недорогой, может оказаться в домашней аптечке у наших пациентов.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: