Чем можно заменить стетоскоп в домашних условиях
Как сделать электронный стетоскоп
Стетоскопы ассоциируются, прежде всего, с медицинскими приборами, служащими для диагностирования заболеваний по шумам работы лёгких, сердца. Однако помимо этого они находят большое применение и в других областях, например, используются автомеханиками для выслушивания посторонних звуков при работе двигателя. А если стетоскоп будет обладать большой чувствительностью, то, закрепив его датчик на стене, можно будет легко услышать разговор людей по ту сторону стены – однако стоит помнить, что подслушивание чужих разговоров запрещено, да и просто аморально. Представленная схема стетоскопа как раз-таки и обладает высоким усилением, обеспечивающим хорошую чувствительность, особенно с хорошим датчиком.
Описание схемы
В первых двух каскадах стетоскопа используется малошумящий операционный усилитель OPA350, что весьма актуально, ведь лишний шум в звуковом тракте сделает полезный сигнал менее разборчивым. Указанный на схеме OPA350 довольно дорог, заменить его можно на дешёвый и доступный NE5532, который так же считается малошумящим, пусть и с ухудшением параметров – именно так я и сделал. Коэффициент усиления определяется номиналом резистора R18 в цепи обратной связи усилителя, номинал в 10 МОм может оказаться даже избыточен, при возникновении самовозбуждений или просто чрезмерной чувствительности его можно уменьшить.
На выходе операционного усилителя стоит переменный резистор – регулятор громкости. Практика показала, что нужная громкость достигается уже при небольшом угле поворота регулятора от минимума. Далее по схеме следует блок регулировки АЧХ и соответствующий регулятор, с его помощью можно корректировать АЧХ сигнала в области высоких частот, что в некоторых случаях поможет сделать принимаемый сигнал разборчивее. На последнем транзисторе собран повторитель, который коммутирует наушники, показанные на схеме в виде динамической головки. Выход схемы – моно, а наушники имеют вход под правый и левый канал, они просто соединяются параллельно. Использовать схему с подключенным на выходе динамиком бессмысленно, так как не получится избавится от акустической обратной связи, учитывая очень большое усиление схемы. Порой акустическая связь возникает даже с наушниками, если они находятся близко к датчику.
Напряжение питания схемы составляет 9..12 вольт, при этом важно, чтобы источник питания был максимально чистым и не давал пульсаций на выходе, так как они легко могут попасть в звуковой сигнал стетоскопа. Поэтому хорошим источником, в данном случае, будет батарейка на 9 вольт, учитывая, небольшой ток потребления схемы.
Скачать плату можно тут:
Датчик стетоскопа
На схеме датчик обозначен как «Micro1» и находится в самой левой её части. В качестве датчика будет использоваться пьезопластина – самая обычная пищалка, какие стоят во многих игрушках, мультиметрах и другой электронике. Её латунная подложка припаивается к земле схемы, а сам пьезокристалл – ко входу, при пайке пьезопластин следует быть осторожным, так как они теряют свои свойства от нагрева. Разные пьезопластины могут давать разный результат по чувствительности, хороший результаты показали крупные экземпляры (диаметр 4 см), также, по некоторым сведениям, отличную чувствительность дают отечественные ЗП-3 и другие из этой серии. Пьезопластину можно использовать в голом виде, приклеивая двусторонним скотчем к объекту, который нужно прослушать, либо сделать из неё полноценный датчик, смонтировав в корпусе и сделав подпружиненную иглу-звукосниматель – это даст хороший прирост чувствительности. Пьезопластина припаивается ко входу схемы гибким экранированным проводом, я использую для этого МГТФЭ.
Сборка конструкции
Собирается стетоскоп на довольно просторной печатной плате, которая будет приложена в архиве. Печатная плата предполагает использование выводных элементов, кроме операционного усилителя – он в SMD корпусе.
Выполнялась печатная плата обычным ЛУТ-методом, который неоднократно описывался в интернете. Переменные резисторы впаиваются прямо на плату, рядом с ними предусмотрены гнёзда 3,5 мм для подключения штекера наушников (выход) и пьезопластины (вход), питание подаётся по двум проводкам. Собранная плата без корпуса будет неплохо ловить наводки, особенно при приближении к сетевым проводам. Чтобы этого избежать, плату можно поместить в металлический корпус, который соединяется с землёй схемы, наружу вывести только экранированный провод до датчика. Собранный стетоскоп обладает действительно неплохими характеристиками, с его помощью можно отчётливо услышать разговор людей, находящихся через нетолстую стену, даже при использовании примитивного датчика.
Самый дешевый способ получить электронный стетоскоп или «а если тут немного напильником…»
Некоторое время назад один мой читатель, которому я очень благодарен, прислал мне материал, на основе которого я написал эту статью.
Итак, самый дешевый способ получить электронный стетоскоп — это сделать его самостоятельно. Я этого сам не делал, признаюсь. Но ниже Вы найдете несколько видео, где подробно показано, как это можно сделать, используя головку стетоскопа и микрофон. Это действительно просто.
Замечу, что на самом деле в результате получится не совсем стетоскоп. Видео описывает, как сделать микрофон для сердца. Использовать это устройство можно для записи звука сердца, но слушать сердце, используя только это устройство, нельзя. Да и не надо, хороший традиционный стетоскоп может дать столь же качественный звук, как и электронный, если не лучше. Впрочем, при желании можно кое что добавить, и тогда слушать Вы так же сможете. Чуть ниже расскажу.
Добавлю немного про качество звука:
1. Качество звука будет тем выше, чем выше качество взятой головки стетоскопа и микрофона.
2. Если записывать звук в компьютер напрямую, то качество записи будет посредственным. Лучше использовать аудиоинтерфейс, он же звуковая карта, он же аналогово-цифровой преобразователь. Это специальное устройство, предназначенное для превращения звука в цифровой код. Компьютер это делает хуже. Такие устройства кое-чего стоят, поэтому имеются скорее у музыкантов и аудиофилов. Альтернативный вариант — записывать на портативный аудиорекордер. Я думаю, что качество записи будет выше, чем при записи на РС. Например на ZOOM H2N. Этой моделью я пользовался, так что могу сказать точно. Этот диктофон имеет гнездо для подключения внешнего микрофона. Есть так же возможность подключить наушники. В этом случае Вы сможете не только записывать звук, но и слушать его. Словом, записывать звук на диктофон и проще, и качественнее. Эта модель — ZOOM H1 — дешевле, но так же должна подойти.
Очень хороший вариант для визуализации звука сердца я описал в предыдущей статье.
Теперь про программы для анализа и обработки звука. Есть несколько неплохих бесплатных вариантов. Первый — Audacity. Это мощная программа для записи и обработки аудио. Есть упрощенный вариант Thinklabs Audacity. Вот видео для иллюстрации:
Второй вариант — TwistedWave Online. Программа работает в браузере и в бесплатном варианте имеет некоторые ограничения. Нуу, принимает файлы моно и не длиннее 5 минут. Больше Вам и не надо.
Зачем Вам эти программы?
1. Визуализация звука очень помогает понять, что же именно Вы слышите. Это один из мощнейших инструментов обучения аускультации.
2. Звук можно обработать. Обработать как и зачем? Полезно и интересно эквалайзером убрать одни частоты и сделать громче другие. Например, обрезать частоты ниже 100 Гц и получить эффект выслушивания через мембрану. Или, наоборот, убрать все, что выше 100 Гц и получить эффект выслушивания через воронку. Или поискать диапазон, где находится интересный звук, и сделать его громче, заметнее.
Есть ряд профессиональных программ. Я очень люблю TRIUMPH от AUDIOFILE.
Чего я не знаю, так это как подключить стетоскоп к iPhone. Есть, как кажется, хорошая программа для фонокардиографии Thinklabs Stethoscope App, но я уже несколько лет не могу подключить стетоскоп к этой программе. Так же ничего не могу сказать про Android.
Тарек Лоубани
На рынке медицинского оборудования явная проблема с ценообразованием. Похоже, что производители продают товар гораздо выше себестоимости. По крайней мере, такой вывод напрашивается сам собой, если посмотреть на разработку палестинского медика Тарека Лоубани (Tarek Loubani). Он напечатал на 3D-принтере стетоскоп, который по качеству не уступает коммерческой модели за 200 долларов.
Лоубани с коллегами начал работу над проектом Glia после 2012 года, когда Израиль осуществил вторжение в сектор Газа. У палестинских медиков началась острая нехватка медикаментов и оборудования. Им приходилось прислушиваться к сердцебиению раненых пациентов просто прикладывая ухо к груди.
Напечатанный на 3D-принтере стетоскоп стал настоящим хитом среди врачей в больницах, и не только в Палестине, но и во многих других странах.
Тарек Лоубани рассказал о своём проекте на хакерском собрании Chaos Communications Camp, которое проходило в немецком городе Цеденик с 13 по 17 августа 2015 года.
Стетоскоп
Лоубани говорит, что в одном из госпиталей сектора Газа был всего один отоскоп на всех (инструмент для осмотра наружного слухового прохода и барабанной перепонки) и несколько стетоскопов. Это было абсолютно неприемлемо. Качественный западный инструмент такого рода стоил месячной зарплаты палестинского врача.
Поэтому не оставалось ничего другого, как изготовить инструмент своими силами. Тесты с построением кривой чувствительности по аудиочастотам показали, что самодельный стетоскоп даже превосходит по качеству американскую модель Littmann Cardiology III стоимостью 200 долларов.
Такие высокие цены сформировались после изобретения современной конструкции стетоскопа в начале 60-х годов прошлого века и были связаны, вероятно, с лицензионными отчислениями автору патента Давиду Литману (David Littmann). Срок действия патентов истёк, но цены почему-то не снизились после этого.
Лоубани абсолютно уверен в качестве самодельного стетоскопа. Он считает, что его можно изготавливать с себестоимостью 4-5 долларов, а модель для печати должна распространяться свободно и бесплатно, чтобы кто угодно в любом уголке мира мог напечатать его при необходимости.
Сейчас палестинские активисты работают над созданием других медицинских приборов и инструментов, в том числе пульсоксиметра для неинвазивного измерения уровня сатурации кислородом капиллярной крови, электрокардиографа и аппарата для гемодиализа («искусственная почка»).
По словам Лоубани, это три самых распространённых и самых дорогих жизненно важных инструмента в любой клинике.
Изобретатель опубликовал модель стетоскопа на Github. Он сравнивает проект Glia с движением за свободное программное обеспечение. Доктор говорит, что это «Apache в мире медицины», и надеется, что через пару десятков лет самодельные стетоскопы высокого качества будут использоваться повсеместно.
Как сделать собственный стетоскоп
Сделайте собственный стетоскоп и послушайте своё сердцебиение. Может быть, вы не настоящий доктор, но вы можете использовать медицинское оборудование для занимательного учебного проекта.
Вы можете сравнить частоту сердечного ритма в спокойном состоянии и после физических упражнений. Есть ли разница?
Как сделать собственный стетоскоп
Что вам понадобится:
1. Возьмите трубку и прикрепите воронки с каждой стороны.
2. Растяните воздушный шарик, надув его, а затем выпустив воздух.
3. Отрежьте верхнюю треть шарика ножницами.
4. Плотно натяните верхнюю треть шарика на широкую часть одной из воронок. При необходимости используйте резинку, чтобы закрепить её на месте.
Как использовать стетоскоп:
1. Найдите, где находится ваше сердце, прикладывая руку к груди. Ищите слева от центра
2. Вокруг должно быть тихо. Поместите воронку с натянутым шариком на это место, прямо на кожу.
3. Поднесите другую воронку к уху. Вы услышите медленное биение.
4. Используйте секундомер, чтобы посчитать, сколько ударов вы услышите за 20 секунд. Умножьте это количество на три (используйте калькулятор, если сложно умножить в уме), и вы узнаете, сколько ударов совершает ваше сердце в минуту.
5. Проведите ещё несколько тестов, например, побегав около 5 минут и снова измерив сердцебиение. Сравните свои показатели с результатами братьев, сестёр, родителей и даже домашних животных. Будет ли разница?
Знаете ли вы, что когда доктор слушает ваше сердцебиение стетоскопом, он слушает два звука? Первый звук более долгий и низкий, а второй звук более короткий и высокий.
Более низкий звук создаётся при закрытии двух сердечных клапанов, когда кровь течёт из сердца. Более высокий звук создаётся двумя другими клапанами, когда кровь течет в сердце. Если человек делает упражнения или занимается какой-либо физической активностью, сердце бьётся быстрее, чтобы накачать больше крови и подать кислород к мышцам, которые задействованы в процессе. Закрытие сердечных клапанов издаёт звук, который заставляет вибрировать натянутый воздушный шарик. А шарик заставляет вибрировать воздух в трубке, и она передаёт звуковые вибрации вашему уху.
ТОП лекарств от кашля
Кашель – защитная рефлекторная реакция организма, направленная на очищение закупоренных или раздраженных дыхательных путей. Половая принадлежность, возраст и генетика в данном случае значения не имеют. Лающий, мучительный, с мокротой или без нее, возникающий в течение всего дня, только в определенное время суток или при употреблении определенных продуктов – существуют совершенно разные типы кашля. Он может быть разделен, во-первых, по продолжительности (острый и хронический кашель), а во-вторых, по отношению к выделяемому секрету (сухой, продуктивный и кровохарканье).
Чтобы подобрать лучшее средство от кашля, следует обратиться к врачу. Только специалист, после проведения обследования и постановки диагноза, может назначить эффективный препарат, который не только устраняет симптом, но и борется с причиной его возникновения.
Какие виды кашля бывают
Сухой (раздражающий)
Называется непродуктивным или кашлем без мокроты. Вызван раздражением дыхательных путей. Острый сухой кашель может возникать, например, в начале бронхита, при небольших легочных эмболиях (закупорка легочного кровеносного сосуда), плеврите, а также при вдыхании раздражающих газов, пыли и других инородных тел.
Хронический сухой кашель может быть вызван, например, хроническим насморком или хронической синусовой инфекцией, рефлюксной болезнью и астмой. Кроме того, хронический сухой кашель также может быть побочным эффектом ингибиторов АПФ (сердечно-сосудистых средств).
Продуктивный (кашель с мокротой)
Сопровождается большим количеством слизистого образования. Слизь в основном прозрачная. Желтоватая мокрота, отходящая из нижних дыхательных путей, связана с воспалительными клетками. Зеленоватый бронхиальный секрет указывает на бактериальную инфекцию.
Острый продуктивный кашель может возникать, например, в рамках пневмонии, а также на более поздней стадии острого бронхита. Хронический продуктивный кашель может быть признаком хронического бронхита или ХОБЛ (хронической обструктивной болезни легких).
Кровохарканье
Причины возникновения кашля
Существует много провоцирующих факторов. Перед назначением лекарственной терапии назначается комплексное обследование для уточнения причины. Самолечение в данном случае недопустимо, т. к. может привести к развитию необратимых последствий для здоровья.
Простуда
Поражение верхних дыхательных путей вирусами. Обычно сопровождается кашлем, насморком, заложенностью носа и общим ухудшением самочувствия. Если не начать лечить кашель на данном этапе, то происходит прогрессирование патологического процесса и развитие поражения верхних дыхательных путей или легких.
Грипп
Респираторная вирусная инфекция протекает тяжелее простой простуды. Болезнь начинается очень внезапно с высокой температурой, головной и мышечной болью. Также присоединяется боль в горле с затруднением глотания. При гриппе чаще всего возникает сухой кашель. Иногда пациенты также страдают от тошноты.
Хронический синусит
Сопровождается в основном сухим кашлем, который усиливается в положении лежа. Воспалительный процесс часто распространяется и на слизистую оболочку носовой полости, поэтому сопровождается хроническим насморком.
Бронхит
Воспаление респираторного тракта, которое часто сопровождается мучительным кашлем. При остром бронхите сначала возникает сухой, позже продуктивный кашель. Кроме того, у больных отмечается насморк и боль в горле. Диагноз хронический бронхит ставится тем, у кого был ежедневный кашель и мокрота в течение как минимум 3 месяцев подряд по 2-3 эпизода в год. Часто курение является причиной хронического бронхита.
Пневмония
Плеврит
Острое воспаление легких. Возможные причины включают инфекции, рак и легочную эмболию. Сухая форма плеврита сопровождается раздражающим кашлем, сильной, односторонней и болью в груди при вдохе.
Воздействие раздражающих факторов
При попадании жидкости или пищи в трахею, а не в пищевод, возникает сухой раздражающий кашель – организм пытается снова транспортировать инородные тела вверх к полости рта. То же самое происходит при вдыхании или проглатывании инородных тел.
Аллергия
Кашель, связанный с аллергией, может возникать, например, при аллергии на плесень, пищевой аллергии и аллергии на пылевые клещи. Люди с аллергией на пыльцу (сенная лихорадка) позже часто дополнительно заболевают астмой, для чего кашель и одышка являются первыми признаками.
Бронхиальная астма
Астма является широко распространенным хроническим заболеванием с воспалением и сужением дыхательных путей. Пациенты страдают преимущественно сухим кашлем (даже ночью) и судорожной одышкой.
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)
Дыхательные пути в легких хронически воспалены и сужены. Возникающий дискомфорт – это в первую очередь хронический кашель с мокротой, а также одышка при нагрузке. Основной причиной ХОБЛ является курение.
Коллапс легких (пневмоторакс)
Приводит к болезненному накоплению воздуха между внутренней и внешней легочной оболочкой. Причиной этого является, например, разрыв легочных пузырьков или травма легких. При коллапсе внезапно появляется боль в области груди, которая может иррадиировать в спину. Также усиливается нехватка воздуха.
Легочная эмболия
Рак легких
Подразумевает наличие различных злокачественных наростов. Упорный кашель является относительно ранним симптомом карцином, но также может указывать на многие другие заболевания. У некоторых пациентов также возникает кровохарканье. Основной причиной рака легких является курение.
Редкие причины
Некоторые лекарства могут вызвать хронический сухой кашель в качестве побочного эффекта, который часто возникает приступами. Речь идет о ингибиторах АПФ и бета-блокаторах. Обе группы лекарственных средств служат сердечно-сосудистыми препаратами и назначаются при сердечной недостаточности и гипертонии. Кроме того, прием противовоспалительного кортизона также может вызвать кашель.
У детей хронический кашель часто возникает из-за повышенной чувствительности дыхательных путей после вирусной инфекции и при рефлюксе кислотного содержимого желудка в пищевод. Причиной может стать отток слизи из носовых ходов в горло. Редкими причинами кашля у детей являются вдыхание инородных тел и кистозный фиброз.
Классификация препаратов от кашля
Лекарства дают при кашле только в том случае, если это абсолютно необходимо, или дискомфорт сильно влияет на состояние пациента. Поскольку кашель – это не болезнь, а симптом, перед его лечением обязательно следует диагностировать основное заболевание. Особенно длительный кашель может быть симптомом серьезного нарушения в организме. По этой причине перед составлением диагноза обязательно следует избегать препаратов, угнетающих кашель.
Таблица – Классификация препаратов от кашля