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.

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).

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.

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.