Adzerikho I.E., Lutsik I.L., Kazakova M.I.
Belarusian Medical Academy of Post-Graduate Education, Minsk
Auscultation in practice of the doctor: possibilities and method prospects
Резюме. Представлен обзор литературы об аускультации как методе диагностики. Описаны основные акустические характеристики стетоскопа. Выделены основные проблемы аускультации. Представлены новые возможности и перспективы метода компьютер-ассоциированной аускультации.
Ключевые слова: аускультация, стетоскопы, акустические свойства стетоскопов.
Медицинские новости. – 2014. – №6. – С. 38–42.
Summary. The literature review about auscultation as diagnostics method is presented. The basic acoustic characteristics of a stethoscope are reflected. The basic auscultation problems are allocated. New possibilities and prospects of a method the computer-assisted auscultation are presented.
Keywords: auscultation, stethoscopes, acoustic properties of stethoscopes.
Meditsinskie novosti. – 2014. – N6. – P. 38–42.
Первая половина XIX века стала переломным периодом в развитии новых диагностических методов оценки состояния сердечно-сосудистой системы. В 1819 г. Рене Лаэннек опубликовал свой великий труд «О посредственной аускультации или распознавании болезней легких и сердца», посвященный открытию нового изобретения, названного автором «стетоскопом». Разработанный ученым прибор состоял из двух деревянных частей, которые можно было соединять между собой или использовать по отдельности, в зависимости от конкретных целей (рис. 1). С помощью стетоскопа Лаэннек смог с максимальной эффективностью проводить свои исследования по патанатомии, клинике и диагностике заболеваний легких, описал аускультативные признаки пороков сердца. Так родился метод посредственной (или опосредованной) аускультации, совершивший переворот в диагностике.
![](/UserFiles_ypocom/Image/statji_MN/2014/38-6/r1-4.jpg)
Согласно литературным данным, аускультация представляет собой получение механических колебаний от поверхности тела, которые охватывают диапазон звуковых частот [35]. Вибрации ниже этого диапазона (<20 циклов в секунду) определяются как «инфразвуковые», и, хотя не слышны, они, как правило, легко ощутимы и видимы и представляют собой источник информации, дополняющий основные звуки. В практическом обиходе под аускультацией понимают выслушивание звуков, возникающих в организме человека в процессе работы основных систем жизнедеятельности – сердечно-сосудистой, респираторной и желудочно-кишечного тракта [1]. Она принадлежит к одним из наиболее известных и широко применяемых пассивных методов диагностики состояния организма [2], ценность которого обусловлена простотой процедуры при большом объеме информации, получаемой врачом, а также экономической эффективностью при выборе дополнительного обследования [5]. Эволюция стетоскопа представляет собой последовательные этапы совершенствования конструкции прибора (рис. 2–4).
Поиск технических средств аускультации привел к созданию первичных преобразователей – датчиков, регистрирующих звуки жизнедеятельности. Первым вариантом внедрения подобных датчиков стало введение Лаэннеком стетоскопа, заложившее основы современных методов физической диагностики. При работе со стетофонендоскопом датчики предназначались для съема звука с поверхности тела и передачи его на слуховые органы врача [2].
Впервые исследование акустических свойств стетоскопов было предложено Frederick H.A. и Dodge H.F. [11]. Они изучали интактный стетоскоп, однако их данные были лимитированы недостаточным количеством акустических испытательных инструментов в то время. Johnston F.D. и Kline E.M. выполнили объективное акустическое исследование компонентов стетоскопа на модели сердца у трупов [19]. Они предположили, что дизайн стетоскопа является важной предпосылкой в формировании его «ответа». Rappaport M.B. и Sprague H.B., изучив шланг трубки стетоскопа, указали, что физические свойства шланга трубки значительно влияют на эффективность стетоскопа [32, 33]. Groom D. оценивал возможности действия стетоскопа посредством субъективных исследований [13, 15]. Он акцентировал внимание на важности подходящих наушников и ухудшении работы стетоскопа, вызванном воздушными «несостоятельностями» и уровнем окружающего шума.
В период с 1944 по 1957 г. акустические методы испытаний стандартизировались Американской ассоциацией стандартов (The American Standards Association). Оценивались многие акустические устройства: наушники, микрофоны, громкоговорители, однако стандартных методов тестирования стетоскопов найдено не было.
Мониторинг звуковых волн с поверхности тела посредством стетоскопа – важный источник клинической информации. В большинстве случаев аускультация сердца с использованием стетоскопа является первичным скрининговым инструментом, используемым в медицинских учреждениях. Несомненными преимуществами инструментальной аускультации можно считать возможность локализации звуков, выслушивания их в любом месте тела и, с помощью гибких стетоскопов, при любом положении больного (что особенно важно для тяжелых больных); большее удобство выслушивания для врача; безусловную гигиеничность метода; возможность детального обследования определенного участка тела.
К сожалению, сегодня ряд авторов считает анахронизмом, что стетоскоп с 1819 г. остается необходимым медицинским инструментом [15]. Хотя однозначных стандартов, которые устанавливали бы его акустические характеристики, нет. Большинство замечаний сводится к отсутствию способности этого стандартного механического инструмента хранить и воспроизводить звуки, недостаточной визуализации изображения и, конечно, невозможности обработки звукового сигнала. Кроме того, нет никакой информации об акустическом взаимодействии человеческого уха со стетоскопом [24].
Хотя технику аускультации сердца, согласно классическим канонам медицины, необходимо освоить каждому будущему врачу, в том числе практикующему, как считают Mangione S. и соавт. [26], этот навык имеет второстепенное значение, потому что ту же информацию легко получить посредством новых технических средств.
Рост числа кардиохирургических вмешательств неизбежно повышает ответственность за точность диагностического обследования, которое включает в себя аускультацию [12]. Вместе с тем, если врач использует стетоскоп с ограниченным выслушиванием частотного спектра, он может пропустить ряд серьезных состояний, что может говорить о недостаточной акустической производительности инструмента [19].
American Standards Association было отмечено, что акустика человеческих ушей является неотъемлемой частью акустики стетоскопов, в связи с тем что человеческие уши способны изменять интерпретацию аускультативных данных [3].
Исследования Tavel M.E. и соавт. показали, что даже опытные врачи часто имели разногласия в интерпретации аускультативных данных, особенно таких, как низкочастотные третий и четвертый тоны сердца [36]. Некоторые авторы отмечали неопытность приглашенных для участия в исследовании людей как один из факторов, искажающих однозначное трактование аускультативной картины [18,20]. Эти сведения позволяют предположить определенные ограничения человеческого слухового аппарата, которые включают в себя нечувствительность к низким частотам, медленные ответы на быстро возникающие, короткие звуковые события, а также маскировку громкими звуками возникающих одновременно мягких [34].
Следует отметить, что зачастую упускается из виду критический характер интерпретации аускультативных данных любого стетоскопа. Клинически значимые звуки, которые находятся вблизи порога слышимости [16], могут вовсе не прослушиваться, если стетоскоп ослабляет их всего на 3 дБ. Важны также акустические особенности собственного стетоскопа [30]. По мнению Ertel P.Y. и соавт., немаловажным в любом стетоскопе считается отсутствие эффекта ослабления звуков при любой клинически значимой частоте [6].
Fletcher H. указывает, что при низких уровнях звука ухо может отличить колебания шумов до 1 дБ в идеальных условиях и в звуконепроницаемой комнате [9]. Вместе с тем, окружающие шумы в клинических ситуациях способны повысить уровень дискриминации до 3 дБ и более.
Groom D. было отмечено, что низкочастотные компоненты смешанной звуковой волны имеют более высокие компоненты частоты и воспринимаются слушателем, в то время как высокочастотные компоненты могут проявляться «провалом» [16]. Это понятие особенно подходит для интерпретации акустики фильтрации диафрагмы. Когда диафрагма выборочно отфильтровывает низкие частоты, их маскирующий эффект также нивелируется. В результате усиливаются высокочастотные звуки. С другой стороны, диафрагма не является избирательной и способна значительно уменьшать все звуковые частоты. Даже если она фильтрует только низкие частоты, аускультация стетоскопом дает возможность слышать далеко не все высокие частоты.
Ertel P.Y. и соавт. на примере 28 моделей интактных колпаковых стетоскопов показали, что использование мелких насадок чревато потерей высоких частот, несмотря на наличие двойных трубок [6]. Вместе с тем однотрубная конструкция неизменно приводила к снижению слышимости на высоких частотах. Авторы акцентировали внимание на важности аускультации как низкочастотных звуков, так и высокочастотных. При этом у высокочастотных звуков отмечалось наличие гармоников, или обертонов, музыкальных образцов звука, которые могут интерпретироваться как различные музыкальные инструменты. Они же имели способность к локализации на ограниченном участке грудной клетки [7].
По данным Butterworth J.S. и соавт. [4], наличие высокочастотных компонентов позволяет отличить такие сердечные пороки, как недостаточность митрального клапана и «журчание» дефекта межжелудочковой перегородки. Groom D. [14] показал, что некоторые шумы (например, шум аортальной недостаточности), которые имеют очень низкую интенсивность, приближающуюся к порогу слышимости, состоят почти исключительно из высокочастотных составляющих.
Стремясь улучшить существующие недостатки классической аускультации, ряд авторов предложили различные варианты модификации техники аускультации [8, 10, 17, 22, 36, 37].
Первоначально Ertel P.Y. с соавт. провели сравнение современных стетоскопов с аппаратом Лаэннека [6]. Авторы отметили как одно из положительных свойств последнего наличие монофонии и, как следствие, более высокой чувствительности [23]. Однако стетоскоп Лаэннека был признан громоздким и жестким устройством, что устраняет сомнения по поводу удобства использования и эстетического внешнего вида современных стетоскопов.
В дальнейшем для решения проблем сниженной чувствительности к низкочастотным звукам [8] был предложен стетоскоп с устройством типа колокола, способствующим сохранению низкочастотного звука и препятствующим значительному усилению звукового сигнала из данной области [22]. Как один из способов преодоления нечувствительности к низкочастотным звукам были использованы электронные устройства, обеспечивающие селективное усиление субъективного приема звука в этой области [10]. Кроме того, процесс электронного усиления или увеличения частоты слабо слышимых низкочастотных звуков направлен на облегчение их выявления [17].
В устройствах электронной аускультации датчики используются для преобразования звукового сигнала в электрический, подлежащий последующей аналоговой или цифровой обработке. Интерес к созданию электронных средств аускультации обусловлен большим объемом содержащейся в аускультативных звуках полезной информации, который может быть использован для диагностики и долговременного мониторинга состояния организма [20].
С целью преодоления некоторых ограничений человеческого слуха, визуального отображения звуковых данных оказалось чрезвычайно полезным использование постоянной записи данных аускультации [37]. Миниатюрные устройства в настоящее время коммерчески доступны и способны обеспечить непосредственное графическое представление о сердечно-сосудистых звуках [36]. С помощью этих устройств можно точно измерять промежутки времени, четко отображать низкочастотные звуки, которые трудно услышать, отображать контуры шумов и их временное отношение к различным другим звуковым событиям.
Опираясь на вышеперечисленное, следует отметить, что метод классической аускультации посредством стетоскопа претерпел ряд изменений как в отношении субъективного восприятия врача, так и со стороны интерпретации данных исследования в контексте появления новых технически усовершенствованных средств и методов анализа выслушиваемых звуков. Дополнительные диагностические методы исследования, включая УЗИ сердца (эхокардиографию), сердечную катетеризацию, компьютерную томографию (КТ), магнитно-резонансную томографию (МРТ), способны предоставить гораздо более детальную информацию в данной области. Вместе с тем их доступность ограничена возможностью подготовки высококвалифицированного персонала для сбора и интерпретации информации. Аускультация имеет бесспорное преимущество как наиболее экономически эффективный скрининг многих форм сердечно-сосудистых заболеваний. Внедрение и широкое использование современных портативных электронных средств для сбора данных способно улучшить интерпретацию звуковых волн и обеспечить постоянный учет и усовершенствованную обработку сигнала.
Компьютер-ассоциированная аускуль-тация (КАА) с использованием электронного стетоскопа является на протяжении последнего десятилетия перспективно новой технологией, позволяющей повысить информативность стандартного метода аускультации.
Mansy H.A. и соавт. обнаружили, что компьютерный анализ сосудистых звуков может быть полезен при наблюдении сосудистой проходимости [27]. Кроме того, они заявили о целесообразности дальнейшего тестирования с помощью продольных исследований.
Watrous R.L. и др. отметили, что 50–70% детей с бессимптомными пороками, направленных на эхокардиографию или консультацию специалиста по поводу шумов, не имеют выявленных заболеваний сердца [40]. Исследователи предположили, что КAA может повысить чувствительность и специфичность метода аускультации. В своем исследовании авторы использовали 100 предварительно записанных звуков сердца пациента (55 невинных шумов, 30 патологических шумов и 15 без шумов). Чувствительность при обнаружении шумов значительно увеличилась с использованием КAA (с 76,6 до 89,1%, р<0,001); специфичность осталась неизменной (80,0 против 81,0%). КАА улучшила чувствительность правильно идентифицированных патологических шумов с 82,4 до 90,0%, а специфичность правильно идентифицированных доброкачественных случаев (с невинными или отсутствующими шумами) с 74,9 до 88,8% (р<0,001). При использовании КAA отмечалось увеличение чувствительности с 86,7 до 92,9%, специфичности с 63,5 до 78,6% (р<0,001). Авторы пришли к выводу, что КAA является новой перспективной технологией для работы врачей первичного звена.
Системы автоматизированных элек-тронных аускультативных устройств отличаются от фонокардиограмм возможностью включения компьютерного анализа сердечных звуков. Центр Medicare и Medicare Services (CMS, 1997) установил, что фонокардиография и векторкардиографические диагностические тесты «устарели и имеют недостаточное клиническое значение».
Баллистокардиография, как один из методов отражения работы сердца, ссылается на запись движений тела, вызванных сердечными сокращениями, и связана с потоком крови. Она дает возможность исследования при измерении сердечного выброса (ФВ) и других аспектов сердечной функции. Taylor B.C., Sheffer D.B. заявили, что термодилюция является предпочтительным методом измерения ФВ [38]. Баллистокардиография и другие средства выявления ФВ, такие как импеданс-кардиография, в настоящее время используются в клинике.
McKay W.P. и др. описали измерение ФВ, используя новый метод для получения и анализа длинной оси баллистокардиограммы [28], что менее инвазивно, чем термодилюция легочной артерии. Было изучено 39 пациентов на фоне синусового ритма с термодилюционными катетерами или радиальными катетерами легочной артерии. Авторы пришли к выводу, что баллистокардиография в сочетании с гемодинамическими и демографическими данными – менее инвазивный способ оценки ФВ, чем термодилюция.
Оптическая виброкардиография (ВКГ) – новый, бесконтактный, метод мониторинга сердечной деятельности. Morbiducci U. и соавт. [29] описали использование ВКГ для мониторинга сердечных сокращений (ЧСС), основанное на измерении движений грудной клетки, индуцированных насосной деятельностью сердца, как суррогатное проявление электрокардиограммы (ЭКГ) в оценке частоты сердечных сокращений и вариабельности сердечного ритма (ВСР). Метод основан на оптической записи движений грудной стенки с помощью лазерной допплеровской интерферометрии. Авторы пришли к выводу, что оптическая ВКГ обеспечивает надежную оценку анализа и ВСР без статистически значимых различий по полу. Они отметили, что оптическая ВКГ представляется перспективной в качестве бесконтактного метода мониторинга сердечной деятельности при определенных условиях (например, в магнитно-резонансной среде или с целью снижения воздействия на лиц, работающих в опасных условиях труда). Этот метод может быть использован также для мониторинга в случаях с тяжелыми ожогами, при которых контакт с кожей следует свести к минимуму.
Mahnke C. отметил, что выполненная надлежащим образом сердечная аускультация – недорогой, широко доступный метод выявления и лечения сердечно-сосудистых заболеваний [25]. К сожалению, интерпретация сердечных звуков в первичной медицинской помощи чревата неточностями, ведущими к ошибочным диагнозам заболеваний и/или чрезмерным расходам, связанным с оценкой нормальных вариантов. Таким образом, автоматизированный анализ звуковых сигналов сердца, также известный как КAA, имеет потенциал, чтобы стать рентабельным скринингом в диагностике учреждений первичной медицинской помощи.
Visagie C. и соавт. [39] представили результаты исследования с помощью аускультации куртки со встроенными электронным стетоскопом и программным обеспечением систем классификации, способных дифференцировать нормальные и определенные аускультативные нарушения. Целью исследования была демонстрация потенциала такой системы для полуавтоматической диагностики в недостаточно обслуживаемых местах, например в сельской местности или в развивающихся странах. Чувствительность метода составила 84%, специфичность 86%. Результаты исследования показали потенциал такой системы в качестве быстрого и экономически эффективного инструмента для скрининга сердечной патологии.
Резюмируя вышесказанное, следует отметить, что КAA имеет определенный потенциал для скрининга и диагностики сердечной патологии. Ее использование позволяет усовершенствовать ряд недочетов классической аускультации: трудности выслушивания и сохранения аускультативной информации, отсутствие программного обеспечения для комплексного анализа сигнала. Кроме того, автоматизированная аускультация сердца дает информативный характер сердечных звуков, позволяющий быстро, точно, объективно, документально и экономически эффективно провести медицинское обследование, анализ и сравнение архивных данных.
Несомненный прорыв в области аускультации связан с появлением электронных стетоскопов нового поколения 3M™ Littmann® 3200 (рис. 5).
![](/UserFiles_ypocom/Image/statji_MN/2014/38-6/r5.jpg)
Клинические исследования, проведенные в 2005 г. компанией 3М в сотрудничестве с медицинской школой университета Джонса Хопкинса [40], показали значительные преимущества стетоскопов Littmann® 3200: технология понижения шума окружающей среды (устранение до 85% фонового шума), электронное 24X усиление звука (режим обычного колокола/диафрагмы и расширенный режим), беспроводная передача данных по технологии Bluetooth® (рис. 6), использование программного обеспечения 3M™ Littmann® StethAssist™ для визуализации сердечных и легочных звуков (рис. 7); возможность записи и сохранения выслушиваемых звуков до 20 секунд благодаря встроенному цифровому устройству.
![](/UserFiles_ypocom/Image/statji_MN/2014/38-6/r6-7.jpg)
Таким образом, модернизация классической аускультации сегодня является перспективным направлением медицины. Данная тенденция поднимает аускультативный метод на более высокий уровень развития как за счет улучшения качества современного диагностического процесса, так и за счет получения более широкого спектра диагностической информации [31]. Такой прогрессивно новый этап в развитии метода аускультации с использованием стетоскопа показывает, что инновации способны сделать гораздо более информативным и эффективным обследование больного как на первичном этапе, так и в динамике.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Гринченко В.Т., Макаренкова А.А. // Акустичний вiсник. – 2007. – Т.10, N1. – С.17–29.
2. Abella M., Formolo J., Penney D.G. // J. Acoust. Soc. Amer. – 1992. – Vol.91, N4, Pt.1. – P.2224–2228.
3. American Standards in Acoustics. New York // Amer. Standards Association. – 1944. –1957. – Z24.3–Z24.22.
4. Butterworth J.S. et al. Cardiac Auscultation, ed.2. – New York: Grune & Stratton, Inc., 1960. – P.50.
5. Craige E. // N. Engl. J. Med. – 1988. – Vol.318. – P.1611–1613.
6. Ertel P.Y. et al. // Circulation. – 1966. – Vol.34. – P.889.
7. Faber J. J., Burton A.C. // Circulation Research. – 1962. – Vol.11. – P.96.
8. Feigen L.P. // Am. J. Cardiol. – 1971. – Vol.28. – P.131–133.
9. Fletcher H. // D. Van Nostrand Co. – 1953. – P.145.
10. Fletcher H., Munson W.A. // J. Acoust. Soc. Am. – 1933. – Vol.5. – P.82–108.
11. Frederick H. A., Dodge H.F. // Bell. Sys. Tech. J. – 1924. – Vol.3. – P.531.
12. Friedberg C. K. Surgical procedures in the cardiac patient. In Diseases of the Heart, ed. 2. – Philadelphia: W.B.Saunders Co., 1956. – P.1100.
13. Groom D. // Amer. Heart J. – 1956. – Vol.52. – P.781.
14. Groom D. // Exp. Med. Surg. – 1956. – Vol.14. – P.239.
15. Groom D. // In: The Theory and Practice of Auscultation, ed. by B.L.Segal. – Philadelphia: F.A.Davis Co., 1964. – P.291.
16. Groom D. // Postgrad Med. – 1957. – Vol.22. – P.360.
17. Halloway G., Watkins D. // J. Biomed Eng. – 1978. – Vol.2. – P.59–64.
18. Ishmail A.A., Wing S., Ferguson J. et al. // Chest. – 1987. – Vol.91. – P.870–873.
19. Johnston F.D., Kline E.M. // Arch Intern. Med. – 1940. – Vol.65. – P.328.
20. Jones A., Jones D., Kwong K., Siu S.C. // Proc. 20th Ann. Int. Conf. IEEE. Dept. Rehabilitation Sci. – Hong Kong, 1998. – Vol.6. – P.3219–3222.
21. Jordan M.D., Taylor C.R., Nyhuis A.W., Tavel M.E. // Arch. Intern. Med. – 1987. – Vol.147. – P.721–726.
22. Kindig J.R., Beeson T.P., Campbell R.W. et al. // Amer. Heart J. – 1982. – Vol.104. – P.269–275.
23. Langfeld H.S. // New York, John Wiley & Sons, Inc., 1951. – P.996.
24. Luisada A.A. In: From Auscultation to Phonocardiography. St. Louis, C.V.Mosby Co., 1965. – P.54.
25. Mahnke C. // Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. – 2009. – P.3115–3118.
26. Mangione S., Nieman L.Z., Gracely E., Kaye D. // Ann. Intern. Med. – 1993. – Vol.119. – P.47–54.
27. Mansy H.A., Hoxie S.J., Patel N.H., Sandler R.H. // Med. Biol. Eng. Comput. – 2005. – Vol.43, suppl.1. – P.56–62.
28. McKay W.P., Gregson P.H., McKay B.W., Militzer J. // Clin. Invest. Med. – 1999. – Vol.22, suppl.1. – P.4–14.
29. Morbiducci U., Scalise L., De Melis M., Grigioni M. // Ann. Biomed. Eng. – 2007. – Vol.35, suppl.1. – P.45–58.
30. Nadas A. S. Pediatric Cardiology, ed. 2. – Philadelphia: W.B.Saunders Co., 1963. – P.9.
31. Rangayyan R.M., Lehner R.J. // Crit. Rev. Biomed. Eng. – 1988. – Vol.15. – P.211–236.
32. Rappaport M. B., Sprague H.B. // Amer. Heart. J. – 1941. – Vol.21. – P.257.
33. Rappaport M. B., Sprague H.B. // Amer. Heart. J. – 1951. – Vol.42. – P.605.
34. Selig M.B. // Am. Heart. J. – 1993. – Vol.126. – P.262–268.
35. Tavel M.E. // Clinical Phonocardiography and External Pulse Recording. 4th ed. – Chicago. Ill: Yearbook Medical Publishers. – 1985. – Vol.7.
36. Tavel M.E., Brown D.D., Shander D. // Arch. Intern. Med. – 1994. – Vol.154. – P.893–898.
37. Tavel M.E. // Clinical Phonocardiography and External Pulse Recording. 4th ed. – Chicago. Ill: Yearbook Medical Publishers. – 1985. – Vol.1.
38. Taylor B.C., Sheffer D.B. // Biomed. Instrum. Technol. – 1990. – Vol.24, Suppl.3. – P.188–197.
39. Visagie C., Scheffer C., Lubbe W.W., Doubell A.F. // Australas Phys. Eng. Sci Med. – 2009. – Vol.32, Suppl.4. – P.240–250.
40. Watrous R.L., Thompson W.R., Ackerman S.J. // Clin. Cardiol. – 2008. – Vol.31, Suppl.2. – P.79–83.
Медицинские новости. – 2014. – №6. – С. 38-42.
Внимание! Статья адресована врачам-специалистам. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.