Wie Stethoskope funktionieren

Das ursprüngliche Stethoskop wurde im frühen 19. Jahrhundert vom französischen Arzt René Laennec erfunden. Seine Erfindung half ihm, Körpergeräusche klarer zu hören, ja, aber Laennec versuchte eigentlich, ein ganz anderes Ziel zu erreichen: Arzt-Patienten-Distanz. Die Hygiene im 19. Jahrhundert war nicht das, was sie heute ist, und der Arzt war es leid, sein Gesicht gegen schmutzige, stinkende, von Läusen befallene Körper zu drücken [Quelle: NPR ].

Laennecs Stethoskop war im Grunde ein Hohlrohr. Andere Innovatoren schufen zunehmend komplexere Designs, die mit dem Stethoskop des in Harvard ansässigen Arztes David Littman gipfelten, das so ziemlich das gleiche ist wie das, das heute um den Hals von Gesundheitsdienstleistern hängt [Quelle: NPR ]. Diese Stethoskope können Geräusche aufnehmen, die so schwach sind wie der Herzschlag eines Fötus, nur sechs Wochen nach Beginn einer Schwangerschaft. Und während ihre häufigste Verwendung die Erkennung von Herz , Atem und, in Verbindung mit Blutdruckmanschetten, Blutgeräuschen ist, können sie auch entscheidende Werkzeuge zur Erkennung von Anomalien im Verdauungs- und Venensystem sein [Quelle: EoS ].

Wie? Es ist eigentlich ein ziemlich einfacher Ansatz, um die Eigenschaften von Klang zu nutzen. Um zu verstehen, wie ein Stethoskop, sagen wir, das „lub-lub“ eines Herzschlags von einem Herzen zu den Ohren eines Arztes überträgt, beginnen wir mit den Kernkomponenten des Werkzeugs. Wie sich herausstellt, gibt es nur eine Handvoll.

Die heutigen Stethoskope sind weit entfernt von einem hohlen Rohr, aber für das, was sie leisten können, sind sie bemerkenswert einfache Geräte. In einem einfachen akustischen Stethoskop, das heute noch am häufigsten verwendet wird, sehen Sie sich drei Hauptabschnitte und insgesamt fünf entscheidende Teile an [Quelle: MyStethoscope ].

Bruststück: Dies ist der Teil, der den Patienten berührt und Geräusche aufnimmt. Es gibt zwei Seiten des Bruststücks. Auf der einen Seite befindet sich das Zwerchfell , eine flache Metallscheibe, die wiederum eine flache Kunststoffscheibe enthält. Das Zwerchfell ist der größere Bestandteil des Bruststücks. Auf der anderen Seite befindet sich die Glocke , ein hohles, glockenförmiges Metallstück mit einem winzigen Loch oben. Die Glocke nimmt tiefe Töne besser auf, wie z. B. Herzgeräusche (das oben erwähnte „Wusch“); Das Zwerchfell zeichnet sich im höheren Tonbereich aus, der normale Atemgeräusche und Herzschläge ("lub-lub") umfasst [Quelle: IPAT ].

Schläuche : Eine Y-förmige Anordnung von Gummischläuchen verläuft vom Bruststück zum Headset. Die vom Bruststück aufgenommenen Geräusche wandern zunächst durch einen einzigen Schlauch und teilen sich schließlich in zwei Kanäle auf, wenn sie sich dem Headset nähern, sodass der Zuhörer sie auf beiden Ohren hören kann. Stethoskopschläuche sind typischerweise etwa 18 bis 27 Zoll (45 bis 68 Zentimeter) lang.

Headset: Der Gummischlauch endet an einem Satz Metallschläuche , die den Ton zu den Ohrstöpseln in den Ohren des Zuhörers transportieren. Die Ohrstöpsel sind aus weichem Gummi, nicht nur für Komfort, sondern auch um eine Abdichtung zu schaffen, die hilft, Umgebungsgeräusche zu blockieren.

Es ist keine schicke Maschine. Das Stethoskop nimmt Geräusche ähnlich wie unsere Trommelfelle auf. Der große Unterschied besteht darin, wie der Ton dort ankommt.

Variationen

Einige moderne Wendungen des traditionellen akustischen Stethoskops sind das abstimmbare Diaphragma, das die Glocke und das Diaphragma auf einer Seite des Bruststücks kombiniert; geräuschunterdrückende Elemente in den Ohrhörern, um mehr Außengeräusche auszublenden; und Elektronik im Bruststück, die Ton aufnimmt und als digitale Dateien ausgibt.

Wenn Sie How Hearing Works gelesen haben , wissen Sie, dass Geräusche im Wesentlichen eine Störung des Luftdrucks sind. Wenn Sie beispielsweise eine Gitarrensaite anschlagen, vibriert diese Saite (genauso wie unsere Stimmbänder beim Sprechen). Diese Vibrationen verursachen Schwankungen des Luftdrucks, wenn sie sich nach außen bewegen und sich in Wellen fortbewegen. Wenn diese Wellen von Druckschwankungen unser Trommelfell erreichen, vibriert unser Trommelfell und unser Gehirn interpretiert diese Vibrationen als Lärm.

Unsere Trommelfelle sind wie die größere Seite des Bruststücks eines Stethoskops Membranen.

Wenn ein Arzt oder eine Krankenschwester eine Stethoskopmembran auf die Brust eines Patienten legt, bringen Schallwellen, die durch den Körper des Patienten wandern, die flache Oberfläche der Membran zum Vibrieren. Diese Vibrationen würden sich nach außen ausbreiten, wenn die Membran ein eigenständiges Gerät wäre, aber da das vibrierende Objekt an einem Rohr befestigt ist, werden die Schallwellen in eine bestimmte Richtung geleitet.

Jede Welle prallt ab oder wird von den Innenwänden des Gummischlauchs reflektiert, ein Prozess, der als Mehrfachreflexion bezeichnet wird. Auf diese Weise erreicht jede Welle nacheinander die Ohrstöpsel oder Gumminoppen an den Enden des Geräts und schließlich das Trommelfell des Zuhörers.

Die Wellen hoher Töne, wie Atem- und Herzschläge, bewegen sich mit höheren Frequenzen, was bedeutet, dass sie in einem bestimmten Zeitraum eine größere Anzahl von Druckschwankungen verursachen. Höhere Töne bringen die Oberfläche der großen, flachen Scheibe (und der darin befindlichen Kunststoffscheibe) direkt zum Vibrieren. Das bedeutet im Wesentlichen, dass die Schallwellen, die zum Beispiel durch das Öffnen und Schließen einer Arterie verursacht werden, dieselben sind, die durch den Stethoskopschlauch zu den Ohren des Zuhörers wandern.

The bell works somewhat differently. Rather than picking up the vibrations caused by the artery's movement directly, it picks up the vibrations in the skin caused by that movement. The smaller, hollow bell contacts the patient with less surface area -- just the thin, metal rim. Lower-pitch sounds, which may have a harder time vibrating the large diaphragm, still vibrate the skin as they move outward. The skin then vibrates the bell.

Because the vibrations hitting the chestpiece are funneled into a narrow tube, instead of being allowed to travel outward at will, more of them reach the eardrum. In this way, the sounds they're carrying are amplified.

Es ist ein netter Trick. Mit einem Stethoskop kann eine Person, die mehr als 0,6 Meter von der Brust eines Patienten entfernt ist, lautere Herztöne hören als eine Person, deren Ohr in direktem Kontakt mit dem Patienten ist. Diagnostisch macht dies das Stethoskop zu einem unschätzbaren medizinischen Hilfsmittel.

Olfaktorisch ist es ein Glücksfall, falls einige Patienten heute noch Hygiene nach dem Standard des frühen 19. Jahrhunderts praktizieren. Auch in der Medizin tut Distanz manchmal gut.

Mach dein eigenes

Jeder kann ein Stethoskop kaufen, aber es kann auch ein interessantes DIY-Projekt sein. Sie können einen mit Gegenständen herstellen, die Sie wahrscheinlich gerade im Haus herumliegen haben. Nehmen Sie einfach eine Papierhandtuchrolle aus Pappe und befestigen Sie mit Klebeband einen kleinen Küchentrichter an einem Ende (die konkave Seite zeigt nach außen). Voilà, ein Stethoskop.

Ursprünglich veröffentlicht: 19. Februar 2013

Wofür wird ein Stethoskop verwendet?

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Was ist ein Bluetooth-Stethoskop?

Warum ist ein Stethoskop teuer?

Aus wie vielen Teilen besteht ein Stethoskop?

Anmerkung des Verfassers

Ich habe mich dafür entschieden, nur kurz auf die Natur und das Verhalten von Geräuschen einzugehen, da es mehrere Artikel gibt, die sich tief mit dem Thema befassen. Das vielleicht beste unter diesen ist Wie das Hören funktioniert , das ich im Abschnitt „Aufnehmen von Geräuschen“ erwähnt habe. Auch die Seite zum Thema Sound ist einen Blick wert; und für diejenigen, die wirklich tief graben wollen, lesen Sie How Virtual Surround Sound Works , The Sound of Silence und, einer meiner persönlichen Favoriten, Kann man mit zwei Dosen und einer Schnur wirklich über eine Distanz sprechen? (OK, das letzte ist nicht so tief, aber Sie wissen, dass Sie sich gefragt haben.)

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