ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ФОНЕНДОСКОП

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к диагностической аппаратуре.
Одним из основных инструментов врача является стетофонендоскоп (фонендоскоп), разработанный в 40-е годы 20 столетия.
Стетофонендоскоп - бинауральный акустический прибор с гибким звукопроводом - является простым, удобным в эксплуатации прибором. Прототипом современного стетофонендоскопа является стетоскоп, предложенный французским врачом Лаэннэком (R.T.H Laennec) в 20-е годы 19 века.
Стетофонендоскоп имеет, как правило, два раструба, расположенных в головке: стетоскопический (без мембраны) и фонендоскопический (с мембраной). Стетоскопический раструб служит для выслушивания низко- и среднечастотных, фонендоскопический - средне- и высокочастотных аускультативных (выслушиваемых) признаков.
Более простым устройством является фонендоскоп - прибор, в котором используется мембрана, находящаяся в раструбе головки, с помощью которой происходит усиление звуковых колебаний, образующихся при функционировании органов пациента, проводимых с помощью гибких трубок и «олив» к органу слуха врача. Диапазон выслушиваемых и проводимых звуков в фонендоскопе зависит от физических параметров мембраны.
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 Раппопортом.
Современный стандартный фонендоскоп предназначен для прослушивания физиологических и патологических звуковых колебаний при работе сердца, легких и сосудов, а также для определения артериального давления, распознавания артерио-венозных аневризм; фонендоскоп используется также при исследовании органов пищеварения, а также для исследования суставов (шум трения внутрисуставных поверхностей) (БМЭ, Т.2, с.366-368, М., 1975).
Однако с помощью стандартного фонендоскопа не всегда возможно «уловить» органом слуха слабые звуки. Кроме того, регистрация и интерпретация полученных звуковых параметров фиксируется врачом только в истории болезни в описательном виде (в виде записи). При этом объективность оценки регистрируемых параметров зависит не только от квалификации врача, но и от возможностей его органа слуха.
Введение в практику здравоохранения электронных историй болезни и использованием компьютера позволяет фиксировать не только в письменном виде интерпретированные данные аускультативного обследования пациента, но и ввести их в его память, а, следовательно, в электронную историю болезни.
Поэтому в конце XX - начале XXI в.в. были начаты разработки электронных фонендоскопов. В основе данных устройств лежит использование датчика - акустического микрофона, подключенного к электронному блоку, одной из функций которого является формирование частотных характеристик. При этом передача звуковых колебаний с электронного блока, воспроизводимых с помощью телефонов, осуществляется посредством передачи колебаний воздушного столба по гибким трубкам на мембрану органа слуха.
В последующем были введены регистрирующие и запоминающие блоки устройств, жидкокристаллический дисплей для поиска и просмотра получаемой информации.
В различных вариантах эти электронные фонендоскопы отображены в патентах RU 2173538, RU 21966512, CN 2011311755, KR 20030018702, KR 20040003938, JR 2007135611 и др. Большинство представленных в перечисленных источниках электронных устройств, несмотря на наличие различных функций не нашли широкого распространения и не получили должного признания у врачей - практиков, т.к. все они имеют значительный недостаток - плохую помехозащищенность, и при аускультации пациента выслушиваются посторонние звуки. Кроме того, электронные фонендоскопы не могут быть использованы в помещениях с магнитными и электромагнитными полями, т.е. при наличии работающей другой аппаратуры из-за возникновения электропомех в электронном блоке устройства.
Поэтому задачей настоящей полезной модели было создание современного устройства для аускультации, обладающего как всеми перечисленными достоинствами в имеющихся аналогах, так и имеющего оптимальную помехозащищенность и от посторонних звуков при аускультации, и помех, вызываемых электромагнитным излучением.
В качестве ближайшего аналога нами взято устройство фонендоскоп-стетоскоп электронный (патент RU 2173538), 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 аналога, как и перечисленных выше устройств, является, прежде всего, наличие помех, возникающих как в самом электронном блоке, так и в воздушном столбе, передающем звуковые колебания от телефонов по трубкам и «оливам» к мембране уха.
Эти недостатки современных электронных фонендоскопов могут быть устранены заменой акустического микрофона оптическим (световым) микрофоном, который работает следующим образом: в микрофонной головке находится тоненькая зеркальная мембрана, которая колеблется в такт звуковым волнам и отражает пучок света, направленный на нее через оптическое волокно. Отраженный свет воспринимается другим волокном и проводится к фотодиоду, который превращает колебания освещенности в колебания тока, которые усиливаются и затем преобразуются в звуковые колебания с помощью обычных телефонных наушников. Серийный выпуск световых микрофонов производит немецкая фирма «Зеннхайзер»; ООО «Прогресстех» (Россия) выпускает миниатюрный (вес около 1 гр) сверхчувствительный, широкополосный оптический микрофон ОСА-ЛМ1.
Наличие серийно выпускаемых оптических микрофонов позволяет использовать их в различных оптоэлектронных устройствах, в том числе и предлагаемой нами полезной модели «Оптоэлектронных фонендоскоп».
Оптоэлектронный фонендоскоп схематически представлен на фиг.1
Он состоит из оптического микрофона 1, соединенного посредством кабеля 2 оптической связи (состоящего из двух светопроводящих волокон) с оптоэлектронным блоком аналогового преобразователя с усилителем 3, где проводиться усиление и преобразование световых колебаний в звуковые и аналогоцифровые для хранения в блоке электронной памяти 4; в блоке 4 также хранятся сведения о пациенте (паспортные данные, номер истории болезни, диагноз и т.д.), в блоке 5 проводится анализ полученных данных, которые выводятся в звуковом (частотном) варианте посредством электропроводов (кабеля электропроводной связи) 7 в наушники-телефоны 8, а также могут быть выведены на дисплей в виде графиков фонограмм. Питание оптоэлектронного фонендоскопа автономное и осуществляется с помощью батареи или аккумулятора 6.
Общий вид оптоэлектронного фонендоскопа представлен на фиг 2.
Он состоит из корпуса 9, выполненного из пластического материала, внутри которого помещен оптоэлектронный блок с усилителем и аналого-цифровым преобразователем, блок программного анализа полученных данных, карта памяти, источник автономного питания: батарея или аккумулятор с возможностью подзарядки.
Оптический микрофон 1 модели «ОСА-ЛМ1» расположен в раструбе 10, выполненном из пластического материала, при этом может быть использован раструб от обычного стетофонендоскопа. Оптический микрофон 1 соединен через кабель оптической связи 2 с выходом в оптоэлектронный блок через разъем, гнездо которого 11 находится на корпусе устройства. Телефоны-наушники 8 соединены с выходом оптоэлектронного блока посредством проводов кабеля электропроводной связи 7 через электроразъем, гнездо которого 12 находится на корпусе устройства. На передней поверхности устройства находится панель управления с дисплеем 13. На боковых стенках устройства имеется гнездо 14 для штекера шнура для соединения с компьютером и гнездо 15 для подзарядки аккумулятора.
Передняя крышка корпуса может быть откидной, что позволит увеличить площадь жидкокристаллического дисплея и панели управления.
Таким образом, оптоэлектронный фонендоскоп состоит из трех отдельных, заменяемых блоков: корпуса, светового микрофона с кабелем оптической связи и телефонов, соединенных посредством соответствующих разъемов.
Устройство оптоэлектронный фонендоскоп работает следующим образом:
1. Нажатием соответствующей кнопки на панели включают устройство
2. На дисплее устанавливают дату исследования и сведения о пациенте
3. Затем начинают процедуру выслушивания, устанавливая при этом необходимый для восприятия уровень звука и диапазон широт
4. Во время аускультации необходимые фрагменты фонограмм фиксируют в памяти устройства
5. По окончании аускультации устройство выключают
6. Для детального анализа фонограмм повторно прослушивают их и при необходимости изучают их графическое изображение на дисплее.
7. Внесенные в память устройства данные результатов обследования (аускультации) могут быть внесены в память компьютера для создания базы данных лечебного учреждения и в электронную историю болезни пациента. Эти данные могут быть воспроизведены для повторной оценки в динамике лечения, переданы по электронной почте и хранится в архиве в течение времени, отведенного для этого законом, что важно при проведении различных видов экспертиз, в том числе и судебной.
Преимущество предлагаемой полезной модели оптоэлектронного устройства перед аналогом следующие:
1. Отсутствие посторонних звуков при аускультации за счет использования светового микрофона.
2. Форма предлагаемого устройства похожа на привычный стандартный фонендоскоп. Это достигается тем, что раструб с микрофоном расположен не в корпусе устройства (как в электронных фонендоскопах), а на конце кабеля оптической связи. Это важно для врача, ранее работавшего с обычным стетофонендоскопом, строение которого является оптимальным, что подтверждается более чем полувековой его незаменимостью.
3. Гибкий оптический кабель, выносящий на достаточное расстояние оптический приемник акустических звуков - световой микрофон, помещенный в стандартный раструб, позволяет свободно перемещать его практически по всей поверхности тела.
4. Возможность отделения корпуса устройства позволяет использовать его в качестве флеш-карты для последующего подключения к компьютеру для просмотра и анализа полученных данных, что особенно важно при массовых осмотрах пациентов.
5. Оптоэлектронный фонендоскоп является дешевым и простым устройством для изготовления, т.к. в нем большинство деталей может быть использовано от стандартного фонендоскопа: раструб, звукопроводящие силиконовые трубки, внутри которых могут быть размещены - кабель оптической связи и кабель электропроводной связи, а в оливах - стерсотелефоны.