Система электронной аускультации: модель построения электронного стетоскопа

Цель исследования - повышение разнообразия конструкций систем электронной аускультации с измеренными характеристиками и апробированием. Серия статей включает в себя разработку модели системы электронной аускультации, разработку конструкции электронного стетоскопа, изготовление экспериментального образца, разработку методики измерения амплитудно-частотных характеристик электронных и классических стетоскопов, апробирование предложенных моделей и методов, анализ аускультативных данных. В статье предложена модель построения систем электронной аускультации с целью расширения разнообразия технических средств электронной аускультации, предложен экспериментальный образец на основе предложенной модели.

Методы. Исследования базировались на отечественных публикациях и разработках в области электронной аускультации. Для повышения качества записываемых данных на основе классической головки стетоскопа разработана головка электронного стетоскопа, обеспечивающая высокую чувствительность к дыхательным шумам в широком диапазоне частот и в рабочем диапазоне частот равномерную АЧХ.

Результаты. На основе предложенной модели разработан экспериментальный образец системы электронной аускультации.

Заключение. Предложены модель системы электронной аускультации и конструкция головки электронного стетоскопа с широкой полосой пропускания. В дальнейшем требуется апробирование и измерение амплитудно-частотных характеристик системы электронной аускультации.

1. Silverman B., Balk M. Digital Stethoscope - Improved Auscultation at the Bedside // The American Journal of Cardiology. 2019. Vol. 123, is. 6. P. 984-985.

2. Рыбочкин А. Ф., Калугина Н. М. Методы и средства анализа акустических шумов легких человека // Научный вестник. 2016. № 2. С. 50-62.

3. Сафронова М. А., Ширяев А. Д., Коренбаум В. И. Анализ гармоник свистящих звуков в шумах форсированного выдоха человека // Акустический журнал. 2021. Т. 67, № 4. С. 454-464. https://doi.org/10.31857/S0320791921040122.

4. Stethoscope Acoustics. The Doctor and His Stethoscope / Ertel Paul Y. [et al.]. Waltham: Circulation, 1966. Vol. 34. P. 889-898.

5. Madrid. Non-invasive devices for respiratory sound monitoring / A. Troncoso, J. A. Ortega, R. Seepold, N. Martmez // Procedia Computer Science. 2021. Vol. 192. P. 30403048.

6. Исаков Р. В., Алексеева И. И. Биотехническая система регистрации виброакустических сигналов человека // Биотехносфера. 2017. № 5(53). С. 28-31.

7. Патент 188636 Российская Федерация. Устройство для преобразования механического стетофонендоскопа в электронный / Малинин С. В., Фурман Е. Г. Опубл. 18.04.19, Бюл. № 11. 4 с.

8. Патент 182368 Российская Федерация. Электронный стетоскоп / Усков А. И., Ямпольский И. И. Опубл. 15.08.18, Бюл. № 23. 8 с.

9. Патент 2644546 Российская Федерация. Электронный медицинский стетоскоп / Борисов Е. Г., Борисова Л. И., Семенов А. Г. Опубл. 12.02.18, Бюл. № 5.

10. Федотов А. А., Акулов С. А. Измерительные преобразователи биомедицинских сигналов систем клинического мониторинга. М.: Радио и связь, 2013. 250 с.

11. Степанов Д. А. Электронный стетоскоп: адаптация концепции под российские социально-экономические реалии // Здоровье - основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения: труды Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Санкт-Петербург, 19-21 ноября 2015 г.: в 2 ч. / Санкт- Петербургский политехнический университет Петра Великого. СПб., 2015. С. 413-415.

12. Гончарук М. Е. Электронный стетоскоп. Проблемы электронной аускультации // Наука, техника, промышленное производство: история, современное состояние, перспективы: материалы региональной научно-практической конференции студентов и аспирантов, Владивосток, 08-28 декабря 2020 года / Дальневосточный федеральный университет. Владивосток, 2021. С. 341-344.

13. Макалов А. О., Соболенкова В. С., Смирнов В. А. Проблемы и задачи в области электронной аускультации // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 6. С. 45-50.

14. Биомедицинские сигналы и изображения в цифровом здравоохранении: хранение, обработка и анализ / В. С. Кубланов, А. Ю. Долганов, В. Б. Костоусов [и др.]; под общ. ред. В. С. Кубланова. Екатеринбург: Издательство Уральского университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, 2020. 240 с.

15. Nowak L. J., Nowak K. M. An experimental study on the role and function of the diaphragm in modern acoustic stethoscopes // Applied Acoustics. 2019. Vol. 155. P. 24-31.

16. Polat H., Guler I. A simple computer-based measurement and analysis system of pulmonary auscultation sounds // J. Med. Syst. 2004. N 28(6). Р. 665-672. https://doi.org/10.1023/b:joms.0000044968.45013.ce.

17. Box G. E. P., Jenkins G. M., Reinsel G. C. Time Series Analysis: Forecasting and Control. 3rd ed. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall, 1994.

18. Кубланов В. С., Борисов В. И., Долганов А. Ю. Анализ биомедицинских сигналов в среде MATLAB. Екатеринбург: Издательство Уральского университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, 2016. 120 с.

19. Changes in the breath sound spectrum with bronchodilation in children with asthma / Mariko Nukaga, Hideyuki Tabata, Mayumi Enseki, Kota Hirai, Hiroyuki Furuya, Masahiko Kato, Hiroyuki Mochizuki // Respiratory Investigation. 2018. Vol. 56, is. 5. P. 392-398.

20. Злобин Д. В. Методика и устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик датчиков электронной аускультации // Вестник ИжГТУ. 2012. № 4. С. 110-115.