Jak działają stetoskopy

Pierwszy stetoskop został wynaleziony na początku XIX wieku przez francuskiego lekarza René Laenneca. Jego wynalazek pomógł mu wyraźniej słyszeć odgłosy ciała, tak, ale Laennec próbował osiągnąć zupełnie inny cel: odległość lekarz-pacjent. Higiena w XIX wieku nie była tym, czym jest dzisiaj, a lekarz miał dość przyciskania twarzy do brudnych, śmierdzących, pokrytych wszy ciałami [źródło: NPR ].

Stetoskop Laenneca był w zasadzie pustą rurką. Inni innowatorzy stworzyli coraz bardziej złożone projekty, których kulminacją był stetoskop doktora Davida Littmana z Harvardu, który jest prawie taki sam, jak ten, który obecnie wisi na szyjach świadczeniodawcom opieki zdrowotnej [źródło: NPR ]. Te stetoskopy mogą odbierać dźwięki tak słabe, jak bicie serca płodu już po sześciu tygodniach ciąży. I chociaż ich najczęstszym zastosowaniem jest wykrywanie serca , oddechu oraz, w połączeniu z mankietami do pomiaru ciśnienia krwi, dźwięków krwi, mogą być również kluczowymi narzędziami w wykrywaniu nieprawidłowości w układzie pokarmowym i żylnym [źródło: EoS ].

W jaki sposób? Właściwie jest to dość podstawowe podejście do ujarzmiania właściwości dźwięku. Aby zrozumieć, w jaki sposób stetoskop przenosi, powiedzmy, „lub-lub” bicia serca z serca do uszu lekarza, zaczniemy od podstawowych elementów narzędzia. Jak się okazuje, jest ich zaledwie garstka.

Dzisiejsze stetoskopy są dalekie od pustej rurki, ale pod względem tego, co mogą osiągnąć, są niezwykle prostymi urządzeniami. W podstawowym stetoskopie akustycznym, który nadal jest najczęściej używanym typem, patrzysz na trzy główne sekcje i łącznie pięć kluczowych części [źródło: MyStethoscope ].

Napierśnik: jest to część, która kontaktuje się z pacjentem, przechwytując dźwięk. Napierśnik ma dwie strony. Z jednej strony znajduje się membrana , płaska, metalowa tarcza, która z kolei zawiera płaską, plastikową tarczę. Membrana jest większym elementem napierśnika. Po drugiej stronie znajduje się dzwon , wydrążony kawałek metalu w kształcie dzwonu z małym otworem na górze. Dzwonek lepiej odbiera dźwięki o niskim tonie, takie jak szmery serca (wspomniane „szum”); przepona wyróżnia się w zakresie wyższych tonów, które obejmują normalne odgłosy oddechu i bicie serca („lub-lub”) [źródło: IPAT ].

Rurki: Konfiguracja gumowych rurek w kształcie litery Y biegnie od głowicy do zestawu słuchawkowego. Dźwięki odbierane przez głowicę początkowo wędrują przez pojedynczą rurkę, ostatecznie rozdzielając się na dwa kanały, gdy zbliżają się do zestawu słuchawkowego, aby słuchacz mógł usłyszeć je w obojgu uszach. Rurki stetoskopu zazwyczaj mają długość od około 18 do 27 cali (45 do 68 centymetrów).

Zestaw słuchawkowy: Gumowa rurka kończy się zestawem metalowych rurek, które przenoszą dźwięk do końcówek usznych w uszach słuchacza. W oliwki są wykonane z miękkiej gumy, nie tylko komfort, ale także stworzyć uszczelkę, która pomaga blokować hałasu środowiskowego.

To nie jest wymyślna maszyna. Stetoskop odbiera dźwięk podobnie jak nasze bębenki uszne. Duża różnica polega na tym, jak dźwięk tam dociera.

Wariacje

Niektóre nowoczesne zwroty w tradycyjnym stetoskopie akustycznym obejmują przestrajalną membranę, która łączy dzwon i membranę po jednej stronie głowicy; elementy redukujące hałas w słuchawkach, aby zablokować więcej dźwięków z zewnątrz; i elektronikę w korpusie, która nagrywa i odtwarza dźwięk jako pliki cyfrowe.

Jeśli czytałeś Jak działa słyszenie , wiesz, że dźwięk jest zasadniczo zaburzeniem ciśnienia powietrza. Kiedy na przykład grasz na strunie gitary, ta struna wibruje (tak jak nasze struny głosowe, kiedy mówimy). Wibracje te powodują wahania ciśnienia powietrza, gdy poruszają się na zewnątrz, przemieszczając się falami. Kiedy te fale zmian ciśnienia docierają do naszych bębenków, nasze bębenki wibrują, a nasz mózg interpretuje te wibracje jako hałas.

Nasze błony bębenkowe, podobnie jak większa część korpusu stetoskopu, to przesłony.

Kiedy lekarz lub pielęgniarka umieszcza membranę stetoskopu na klatce piersiowej pacjenta, fale dźwiękowe przemieszczające się przez ciało pacjenta powodują drgania płaskiej powierzchni membrany. Drgania te przemieszczałyby się na zewnątrz, gdyby membrana była samodzielnym urządzeniem, ale ponieważ wibrujący obiekt jest przymocowany do rury, fale dźwiękowe są kierowane w określonym kierunku.

Każda fala odbija się lub odbija od wewnętrznych ścianek gumowej rurki w procesie zwanym wielokrotnym odbiciem. W ten sposób każda fala, po kolei, dociera do końcówek usznych, gumowych wypustek na końcach urządzenia, a na końcu do bębenków usznych słuchacza.

Fale dźwięków o wysokim tonie, takie jak oddech i bicie serca, przemieszczają się z wyższymi częstotliwościami, co oznacza, że ​​powodują większą liczbę wahań ciśnienia w danym okresie. Dźwięki o wyższym tonie będą bezpośrednio wibrować powierzchnię dużego, płaskiego dysku (i plastikowego dysku wewnątrz). Zasadniczo oznacza to, że fale dźwiękowe spowodowane na przykład otwarciem i zamknięciem tętnicy są tymi samymi, które przechodzą przez rurkę stetoskopu do uszu słuchacza.

Dzwonek działa nieco inaczej. Zamiast odbierać bezpośrednio wibracje spowodowane ruchem tętnicy, odbiera wibracje skóry spowodowane tym ruchem. Mniejszy, wydrążony dzwonek kontaktuje się z pacjentem z mniejszą powierzchnią - tylko cienką, metalową obwódką. Dźwięki o niższym tonie, które mogą sprawiać większe trudności w wibrowaniu dużej przepony, nadal wibrują skórę, gdy poruszają się na zewnątrz. Skóra następnie wibruje dzwonkiem.

Ponieważ drgania uderzające w klatkę piersiową są kierowane do wąskiej rurki, zamiast swobodnie przemieszczać się na zewnątrz, więcej z nich dociera do błony bębenkowej. W ten sposób dźwięki, które niosą, są wzmacniane.

To fajna sztuczka. Używając stetoskopu, osoba znajdująca się w odległości większej niż 2 stopy (0,6 metra) od klatki piersiowej pacjenta może słyszeć głośniejsze dźwięki serca niż osoba, której ucho ma bezpośredni kontakt z pacjentem. Diagnostycznie czyni to stetoskop nieocenionym narzędziem medycznym.

Węchowo sprawia to, że jest to dar niebios, na wypadek gdyby niektórzy pacjenci nadal praktykowali higienę według standardów z początku XIX wieku. Czasami nawet w medycynie dystans to dobra rzecz.

Zrobić własny

Każdy może kupić stetoskop, ale może to być również ciekawy projekt DIY. Możesz zrobić jeden, używając przedmiotów, które prawdopodobnie masz teraz w domu. Wystarczy wziąć tekturową tubę ręcznika papierowego i za pomocą taśmy klejącej przymocować mały lejek kuchenny na jednym końcu (wklęsła strona skierowana na zewnątrz). Voila, stetoskop.

Pierwotna publikacja: 19 lutego 2013 r.

Do czego służy stetoskop?

Czy stetoskopy cyfrowe są dobre?

Co to jest stetoskop bluetooth?

Dlaczego stetoskop jest drogi?

Ile części ma stetoskop?

Notka autora

Zdecydowałem się omówić tylko pokrótce naturę i zachowanie dźwięku, ponieważ istnieje kilka artykułów, które zagłębiają się w ten temat. Być może najlepszym z nich jest How Hearing Works , o którym wspomniałem w sekcji „Picking Up Sounds”. Strona na dźwięk jest również warto wygląd; a dla tych, którzy naprawdę chcą kopać głęboko, sprawdź How Virtual Surround Sound Works , The Sound of Silence i, jeden z moich osobistych faworytów, Czy dwie puszki i struna naprawdę mogą być użyte do rozmowy na odległość? (OK, ten ostatni nie jest tak głęboki, ale wiesz, że się zastanawiałeś.)

Powiązane artykuły