Comment fonctionnent les stéthoscopes

Le premier stéthoscope a été inventé au début du XIXe siècle par le médecin français René Laennec. Son invention l'a aidé à entendre plus clairement les sons du corps, oui, mais Laennec essayait en fait d'atteindre un objectif assez différent : la distance médecin-patient. L'hygiène dans les années 1800 n'était pas ce qu'elle est aujourd'hui, et le médecin en avait assez de presser son visage contre des corps sales, malodorants et infestés de poux [source : NPR ].

Le stéthoscope de Laennec était essentiellement un tube creux. D'autres innovateurs ont créé des conceptions de plus en plus complexes, culminant avec le stéthoscope du docteur David Littman, basé à Harvard, qui est à peu près le même que celui qui pend aujourd'hui autour du cou des prestataires de soins de santé [source : NPR ]. Ces stéthoscopes peuvent capter des sons aussi faibles que les battements cardiaques du fœtus à peine six semaines après le début d'une grossesse. Et bien que leur utilisation la plus courante soit la détection du cœur , de la respiration et, en conjonction avec les brassards de tensiomètre, les sons sanguins, ils peuvent également être des outils cruciaux pour détecter les anomalies des systèmes digestif et veineux [source : EoS ].

Comment? C'est en fait une approche assez basique pour exploiter les propriétés du son. Pour comprendre comment un stéthoscope transmet, par exemple, le "lub-lub" d'un battement cardiaque d'un cœur aux oreilles d'un médecin, nous commencerons par les composants de base de l'outil. Il s'avère qu'il n'y en a qu'une poignée.

Les stéthoscopes d'aujourd'hui sont bien loin d'un tube creux, mais pour ce qu'ils peuvent accomplir, ce sont des appareils remarquablement simples. Dans un stéthoscope acoustique de base, qui est encore le type le plus couramment utilisé aujourd'hui, vous regardez trois sections principales et un total de cinq parties cruciales [source : MyStethoscope ].

Pavillon : C'est la partie qui entre en contact avec le patient, capturant le son. Il y a deux côtés du pavillon. D'un côté se trouve le diaphragme , un disque plat en métal qui contient à son tour un disque plat en plastique. Le diaphragme est le plus gros composant du pavillon. De l'autre côté se trouve la cloche , un morceau de métal creux en forme de cloche avec un petit trou sur le dessus. La cloche capte mieux les sons graves, tels que les souffles cardiaques (le "whoosh" susmentionné); le diaphragme excelle dans la gamme des aigus, qui comprend les sons respiratoires et les battements de cœur normaux ("lub-lub") [source : IPAT ].

Tube : Une configuration en forme de Y de tubes en caoutchouc va du pavillon au casque. Les sons captés par le pavillon voyagent initialement à travers un seul tube, se divisant finalement en deux canaux à mesure qu'ils s'approchent du casque afin que l'auditeur puisse l'entendre dans les deux oreilles. Le tube du stéthoscope mesure généralement entre 18 et 27 pouces (45 à 68 centimètres) de long.

Casque : le tube en caoutchouc se termine par un ensemble de tubes métalliques qui transportent le son vers les embouts dans les oreilles de l'auditeur. Les embouts sont en caoutchouc souple, non seulement pour le confort, mais aussi pour créer un joint qui aide à bloquer le bruit ambiant.

Ce n'est pas une machine sophistiquée. Le stéthoscope capte le son comme le font nos tympans. La grande différence est dans la façon dont le son y arrive.

Variantes

Certaines variantes modernes du stéthoscope acoustique traditionnel incluent le diaphragme accordable, qui combine la cloche et le diaphragme d'un côté du pavillon; des éléments antibruit dans les oreillettes pour bloquer davantage de sons extérieurs ; et l'électronique dans le pavillon qui enregistre et produit le son sous forme de fichiers numériques.

Si vous avez lu How Hearing Works , vous savez que le son est essentiellement une perturbation de la pression atmosphérique. Lorsque vous grattez une corde de guitare, par exemple, cette corde vibre (tout comme nos cordes vocales lorsque nous parlons). Ces vibrations provoquent des fluctuations de la pression atmosphérique lorsqu'elles se déplacent vers l'extérieur, se déplaçant par vagues. Lorsque ces ondes de variations de pression atteignent nos tympans, nos tympans vibrent et notre cerveau interprète ces vibrations comme du bruit.

Nos tympans, comme le côté le plus large du pavillon d'un stéthoscope, sont des diaphragmes.

Lorsqu'un médecin ou une infirmière place un diaphragme de stéthoscope sur la poitrine d'un patient, les ondes sonores traversant le corps du patient font vibrer la surface plane du diaphragme. Ces vibrations se déplaceraient vers l'extérieur si le diaphragme était un appareil autonome, mais comme l'objet vibrant est attaché à un tube, les ondes sonores sont canalisées dans une direction spécifique.

Chaque onde rebondit ou se reflète sur les parois intérieures du tube en caoutchouc, un processus appelé réflexion multiple. Ainsi, chaque onde, successivement, atteint les embouts, ou les picots en caoutchouc aux extrémités de l'appareil, et enfin les tympans de l'auditeur.

Les ondes de sons aigus, comme la respiration et les battements cardiaques, se déplacent à des fréquences plus élevées, ce qui signifie qu'elles provoquent un plus grand nombre de fluctuations de pression au cours d'une période donnée. Les sons plus aigus feront vibrer directement la surface du grand disque plat (et le disque en plastique à l'intérieur). Cela signifie essentiellement que les ondes sonores causées par l'ouverture et la fermeture d'une artère, par exemple, sont les mêmes que celles qui traversent le tube du stéthoscope jusqu'aux oreilles de l'auditeur.

La cloche fonctionne un peu différemment. Plutôt que de capter directement les vibrations causées par le mouvement de l'artère, il capte les vibrations de la peau causées par ce mouvement. La petite cloche creuse entre en contact avec le patient avec moins de surface - juste le fin rebord métallique. Les sons plus graves, qui peuvent avoir plus de mal à faire vibrer le grand diaphragme, font toujours vibrer la peau lorsqu'ils se déplacent vers l'extérieur. La peau fait alors vibrer la cloche.

Parce que les vibrations frappant le pavillon sont canalisées dans un tube étroit, au lieu d'être autorisées à se déplacer vers l'extérieur à volonté, davantage d'entre elles atteignent le tympan. De cette façon, les sons qu'ils transportent sont amplifiés.

C'est une bonne astuce. À l'aide d'un stéthoscope, une personne à plus de 0,6 mètre (2 pieds) de la poitrine d'un patient peut entendre des sons cardiaques plus forts qu'une personne dont l'oreille est en contact direct avec le patient. Sur le plan diagnostique, cela fait du stéthoscope un outil médical inestimable.

Olfactivement, cela en fait une aubaine, juste au cas où certains patients d'aujourd'hui pratiquent encore l'hygiène selon les normes du début du XIXe siècle. Parfois, même en médecine, la distance a du bon.

Faire votre propre

Tout le monde peut acheter un stéthoscope, mais cela peut aussi être un projet de bricolage intéressant. Vous pouvez en créer un en utilisant des objets que vous avez probablement dans la maison en ce moment. Prenez simplement un tube d'essuie-tout en carton et, à l'aide de ruban adhésif, fixez un petit entonnoir de cuisine à une extrémité (côté concave vers l'extérieur). Voilà, un stéthoscope.

Publié à l'origine : 19 février 2013

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Note de l'auteur

J'ai choisi de n'aborder que brièvement la nature et le comportement du son car il existe plusieurs articles qui approfondissent le sujet. Le meilleur d'entre eux est peut-être How Hearing Works , que j'ai mentionné dans la section "Capter les sons". La page sur le son vaut également le détour ; et pour ceux qui veulent vraiment creuser en profondeur, consultez How Virtual Surround Sound Works , The Sound of Silence et, l'un de mes favoris personnels, Deux canettes et une ficelle peuvent-elles vraiment être utilisées pour parler à distance ? (OK, ce dernier n'est pas si profond, mais vous savez que vous vous êtes demandé.)

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