Устройство для дистанционной аускультации пациентов

Полезная модель относится к области медицинской диагностической техники, а именно к диагностической аппаратуре, и может быть использована для обследования по акустическим сигналам внутренних органов человека, например, выслушивание шумов и тонов сердца, дыхательных шумов, шумов трения плевры, хрипов легких, перистальтических звуков желудка и кишечника, тонов сердца плода беременных женщин в норме и патологии.
Известен электронный фонендоскоп (RU 2585141, МПК А61В 7/04, 2015), который содержит корпус, микрофон, устройство фильтрации и усиления, контроллер для обработки сигнала и устройство беспроводной передачи и приема, при этом, в качестве указанного микрофона применен МЭМС-микрофон с цифровым выходом, устройство фильтрации и усиления, контроллер и устройство беспроводной передачи и приема выполнены в виде одной микросхемы, с которой соединен цифровой выход МЭМС-микрофона, при этом устройство фильтрации и усиления, контроллер и устройство беспроводной передачи и приема, МЭМС-микрофон и источник питания расположены на одной печатной плате, а в качестве устройства беспроводной передачи и приема использовано устройство беспроводной передачи и приема, обеспечивающее применение технологии интернета.
Недостатком известного устройства является техническая сложность элементов, затруднения при эксплуатации устройства пациентом, находящимся в одиночестве.
Известен фонендоскоп-стетоскоп электронный (RU 2173538, МПК А61В 7/04, 1997), содержащий акустический приемник, выполненный в виде пьезоэлектрического датчика, блок усилителя и фильтрации, телефон с проводящими звук трубками, оголовье с «оливами». Кроме того, устройство имеет аналого-цифровой анализатор, выход которого и выход блока эталонных фонограмм соединены с входами блока анализа.
Недостатком известного устройства является наличие помех, из-за излучения электронного блока и отсутствие возможности распознать тихие шумы передающихся звуковыми колебаниями от телефонов по трубкам и «оливам» к мембране уха, а также необходимость присутствия специалиста во время проведения процедуры выслушивания.
Известен оптоэлектронный фонендоскоп (RU 86434, МПК А61В 7/04, 2009), содержащий корпус и приемник акустического сигнала. Внутри корпуса, выполненного из пластмассы, помещен оптоэлектронный блок с усилителем и аналого-цифровым преобразователем, блок программного анализа полученных данных, карта памяти, источник автономного питания. Вход оптоэлектронного блока посредством кабеля оптической связи, состоящего из двух оптических волокон, через разъем, гнездо которого находится на корпусе устройства, соединен с приемником акустического сигнала. Приемник выполнен в виде оптического микрофона, который расположен в раструбе. Выход оптоэлектронного блока посредством кабеля электропроводной связи через разъем соединен с телефонами-наушниками. На передней поверхности корпуса находится панель управления с дисплеем, а на боковых поверхностях корпуса располагаются - гнездо для штекера шнура для соединения с компьютером и гнездо для подзарядки источника автономного питания. В качестве источника автономного питания используют аккумулятор. Передняя крышка корпуса выполнена с возможностью откидывания. Устройство является разборным и состоит из трех отдельных заменяемых блоков: корпуса, светового микрофона с кабелем оптической связи и телефонов-наушников, соединенных посредством разъемов.
Недостатком известного устройства является необходимость присутствия врача во время проведения процедуры выслушивания, необходимость совершения подзарядки аккумулятора, громоздкость устройства, малый срок службы при частой или длительной эксплуатации.
Известен портативный наручный электронный фонендоскоп(RU 146979, МПК А61В 7/00, 2014), содержащий приемник акустического сигнала, внутри корпуса, выполненного из пластмассы, помещен усилитель, оптоэлектронный блок, включающий в себя аналого-цифровой преобразователь, устройство записи, хранения и воспроизведения информации, блок программного анализа полученных данных, карту памяти, источник автономного питания. Вход оптоэлектронного блока посредством кабеля оптической связи, состоящей из двух оптических волокон, соединен через усилитель с микрофоном. На передней поверхности корпуса находится панель управления с дисплеем. Оптоэлектронный блок дополнительно включает в себя устройство беспроводной связи и устройство управления нагревательным элементом. Оптический микрофон расположен на передней поверхности корпуса рядом с панелью управления, также на передней поверхности корпуса помещена миниатюрная цифровая камера с возможностью фото- и видеосъемки. Панель управления выполнена в виде сенсорного экрана. В качестве источника автономного питания используется аккумулятор.
Недостатком известного устройства является техническая сложность, необходимость присутствия специалиста для подготовки прибора и снятия полученных данных, необходимость подзарядки устройства, не высокий срок службы при частой или длительной эксплуатации, ограниченная область применения.
С момента разработки первых моделей стетофонендоскопа он не претерпел каких-либо усовершенствований, кроме использования двусторонней поворотной головки, предложенной в конце 40-х годов прошлого столетия русским врачом Яковом Львовичем Рапопортом.
Современный стандартный стетофонендоскоп предназначен для прослушивания физиологических и патологических звуковых колебаний при работе легких, сердца и сосудов, а также для определения артериального давления, распознавания артериовенозных аневризм. Стетофонендоскоп используется также при исследовании органов пищеварения, а также при исследовании суставов (шум трения внутрисуставных поверхностей).
Современные изобретатели данную проблему пытаются решать путем усложнения конструкции современными компонентами, которые являются потребителем электрической энергии, необходима подзарядка у пациента не всегда будет возможность провести обследование и разрабатываемые устройства не всегда отличаются высокой надежностью.
Пациент и врач физически находятся в одном помещении, и врач сам передвигает устройство по участкам тела пациента.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для преобразования механического стетофонендоскопа в электронный (RU 188636, МПК А61В 5/08, А61В 7/04, А61В 7/00, 2018), содержащее головку стетофонендоскопа, электрический провод, соединяющие микрофон и разъем. Имеется металлический наконечник цилиндрической формы, для соединения с головкой стетофонендоскопа типа SpragueRappaport, с помощью резьбового соединения, расположенного с торца наконечника. У основания резьбового соединения, в центре наконечника, расположен электретный микрофон (например, Panasonic wm61a, Япония) со следующими характеристиками: чувствительность-35дб, частотный диапазон от 20 до 20000 Гц, соотношение сигнал/шум 62дб, к микрофону жестко закреплен экранированный кабель (например, RG-174A/U, Китай), зафиксированный в наконечнике с помощью установочного винта. С противоположной стороны к кабелю жестко закреплен аудио коннектор формата mini-jack 3.5 мм (например, Sennheiser, Китай) для соединения с записывающим устройством (компьютер, смартфон).
Недостатком известного устройства является низкая чувствительность при передаче сигнала в области низких частот. Электретный микрофон не позволяет улавливать сигналы на всех необходжимых частотах. Это резко снижает эффективность применение этого устройства в реальной практике. Недостатком этого устройства является также необходимость непосредственного контакта пациент-врач.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение качества и чистоты исходного сигнала, другими словами, увеличение эффективности, за счет четкости звучания, высокой чувствительности и возможность проведения исследования пациента дистанционно (без прямого физического контакта пациент-врач).
Технический результат достигается тем, что устройство для дистанционной аускультации пациентов, включает головку стетофонендоскопа, электронный микрофон и аудиоразъем, согласно полезной модели, головка стетофонендоскопа соединена с прорезиненной трубкой, электронный микрофон вмонтирован на противоположном конце указанной прорезиненной трубки, причем электронный микрофон выполнен с возможностью преобразования акустической волны от головки стетофонендоскопа в электрический сигнал и передачи электрического сигнала по электрическому проводу в частотный корректор, который соединен электрическими проводами с одной стороны с автономным источником питания и встроенным передатчиком с кнопкой его включения, с другой - с аудиоразъемом, при этом головка стетофонендоскопа снабжена эластичной присоской, расположенной по ее краю.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для дистанционной аускультации пациентов; на фиг. 2 - частотный и динамический диапазон слуха человека; на фиг. 3 - частотная характеристика электретного микрофона; на фиг. 4 - представлена схема корректора операционного усилителя.
Устройство для дистанционной аускультации пациентов, содержит головку стетофонендоскопа 1 с эластичной резиновой присоской расположенной по ее краю, соединенную с прорезиненной трубкой 2. На противоположном конце трубки вмонтирован электронный микрофон 3 преобразующий акустическую волну от головки 1 в электрический сигнал. Далее сигнал по электрическому проводу 4 поступает на частотный корректор 5
Необходимость частотной коррекции частотным корректором 5 объясняется следующим: головкастетофонендоскопа1 при аускультации излучает звуковую волну на частотах порядка единиц-десятков герц. Ухо человека воспринимает звук на частотах 10 Гц и выше.
Для получения неискаженного сигнала необходимо передать диапазон частот от 10 Гц и выше, а современные микрофоны возможные к применению в устройстве имеют заметный спад на низких частотах.
Из характеристики электретного микрофона (фиг. 3) видно, что на частотах ниже 63 Гц уровень передачи сигнала микрофона сильно снижается, а посему необходимо частотная компенсация. Эту функцию выполняет частотный частотный корректор (усилитель-корректор) 5. Известно несколько типов микросхем, выполняющих эту функцию. Например - пятиполосный двухканальный корректор CXA1352AS фирмы Sony Corporation, LA 3600, LM 3915 и многие другие. Их особенность в том, что они предназначены для многополосных звуковых стереосистем и потому весьма избыточны с точки зрения аппаратного исполнения. Применение в качестве корректора операционного усилителя является оптимальным.
Сигнал с выхода частотного корректора 5 передается при помощи переключателя (на фиг. не показан) по электрическому проводу 4на встроенный передатчик 6 для беспроводной связи по радиоканалу Bluetooth (работает от автономного источника питания 7), либо через электрический провод4 с помощью аудиоразема 8, например 3,5 мм для непосредственного подключения к приемнику (компьютер, телефон и т.д.).
В качестве автономного источника питания 7 используется две Li-ion батарейки типа CR2032 напряжением 3В каждая. Емкость этих элементов, питающих электронный микрофон 3, частотный корректор 5 и передатчик 6 достаточна для долгой работы полезной модели во время эксплуатации вреальных условиях.
Встроенный передатчик 6 включается с помощью кнопки 9, его наличие обусловлено дополнительной возможностью передавать информацию на приемник (компьютер, телефон и т.д.) по радиоканалу.
От электронного микрофона 3 электрический сигнал по электрическому проводу 4 передается в частотный корректор 5 и поступает в аудиоразъем 8.
Выполнение трубки 2 прорезиненной связано с тем, что такой материал эластичен, прочен, обеспечивает сохранность и неподвижность элементов, заключенных в нее.
Головка 1 стетофонендоскопа с эластичной присоской, расположенной по ее краю, является стационарной, и ее замена не является необходимой, так как она подходит и для детей, и взрослых. Функция присоски позволяет пациенту зафиксировать головку 1 в нужном месте и не создавать дополнительных шумов при движении руки, в которой головка находится, если у пациента, например тремор.
Длина прорезиненной трубки 2 между головкой стетофонендоскопа 1 и электронным микрофоном 3, определена необходимостью естественной интерференции звуковых волн и должна быть достаточной для перемещения головки стетофонендоскопа 1 по телу пациента и проведения обследования, например, сердца, легких.
Устройство для дистанционной аускультации пациентов работает следующим образом.
Пациент звонит лечащему врачу. После ответа врача, пациент рассказывает свои жалобы и по рекомендации врача берет в руки устройство для дистанционной аускультации пациентов, соединяет его с внешним источником питания (компьютером или телефоном) при помощи аудиоразъема 8, или включает встроенный передатчик 6 с помощью кнопки 9. В режиме онлайн пациент сам прикладывает устройство к различным участкам поверхности тела, например, в области сердца, легких. Головка стетофонендоскопа 1 с эластичной резиновой присоской по ее краю принимает и передает звук от обследуемого органа человека по прорезиненной трубке 2 и затем поступает в электронный микрофон 3, где преобразуется в электрический сигнал и по электрическому проводу 4 передается в частотный корректор 5 и далее сигнал поступает в аудиоразъем8 с помощью электрического провода 4 или через встроенный передатчик 6 по радиоканалу.
По сети сигнал поступает на приемник (компьютер, телефон и т.д.) находящийся у лечащего врача, который дистанционно в режиме реального времени - online прослушивает пациента. Врач получает четкий, чистый звуковой сигнал и с высокой достоверностью может оценить состояние пациента и дать свои рекомендации.
Для того, чтобы пациент мог без посторонней помощи прикладывать устройство к недоступным участкам тела по рекомендации специалиста, например, на спине, предусмотрено вспомогательное приспособление, например, телескопическая раздвижная трубка, которая крепится к головке устройства для дистанционной аускультации пациентов (на фиг. не показана). Длина резиновой трубки 2 устройства для дистанционной аускультации пациентов это позволяет.
Устройство просто в изготовлении, удобно в эксплуатации, надежно, качество аудиосигнала достаточно для корректной диагностики причин, вызывающих дискомфорт у пациента.
Использование устройства позволит пациенту дистанционно в режиме online консультироваться с врачом, а лечащему врачу получать достоверную информацию о состоянии здоровья пациента и передавать ему необходимые рекомендации. Компактное устройство может стать надежным помощником для всех.