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Die
Erfindung betrifft ein elektronisches Stethoskop.
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Ein
herkömmliches
Stethoskop weist einen Y-förmigen
Schlauch, einen Schallaufnehmer und zwei Hörmuscheln auf. Der biegsame
Y-förmige Schlauch
umfasst ein Hauptschlauchteil, das mit dem Schallaufnehmer verbunden
ist, und zwei Zweigteile, die über
zwei Hörschläuche mit
den Hörmuscheln
verbunden sind. Der Schallaufnehmer steht über Leitungsdrähte, welche
durch den Y-förmigen
Schlauch und die Hörschläuche geführt sind,
mit den Hörmuscheln
in elektrischer Verbindung. Der Schallaufnehmer nimmt die von einem
Teil des menschlichen Körpers,
wie zum Beispiel dem Herz, den Lungen und dem Darm, erzeugten Geräusche auf
und erzeugt dann für
die Hörmuscheln
ein Tonsignal, welches diesen Geräuschen entspricht. Die Hörmuscheln übernehmen
das Tonsignal und erzeugen ein Tonausgangssignal in Entsprechung
zu dem Tonsignal.
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Wenn
medizinisches Personal das herkömmliche
Stethoskop zur Auskultation eines Teils des Körpers eines Patienten verwendet,
dann lassen sich Geräusche
aus der Umgebung nicht vermeiden. Wenn außerdem ein Patient während der
Diagnose durch das herkömmliche
Stethoskop in unpassender Weise spricht oder atmet, so führt das
Tonausgangssignal, das auch Geräusche
aus der Umgebung enthält,
zu einer ungenauen Diagnosestellung.
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Da
außerdem
der Schallaufnehmer bei einem herkömmlichen Stethoskop normalerweise
Geräusche
aufnimmt, deren Frequenzen innerhalb eines speziellen Frequenzbands
liegen, werden zusätzliche
Schallaufnehmer benötigt,
welche zum Aufnehmen von Geräuschen
in der Lage sind, deren Frequenzen innerhalb verschiedener Frequenzbänder liegen,
was zu vergleichsweise hohen Kosten führt und während der Benutzung unbequem
wird.
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Es
ist auch schon ein elektronisches Stethoskop bekannt (
DE 196 13 261 A1 ), das
versehen ist mit einer Aufnahmeeinrichtung zum Empfang stethoskopisch
erfaßbarer
Geräuschsignale
und zur Erzeugung entsprechender elektrischer Signale, einer ersten
Verstärkereinrichtung,
die funktionell mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden ist, um die
elektrischen Signale zu verstärken,
eine Erfassungseinrichtung, die funktionell mit der ersten Verstärkereinrichtung zur
Erfassung und Filterung der elektrischen Signale verbunden ist,
einer zweiten Verstärkereinrichtung, die
funktionell mit der Erfassungseinrichtung zur Verstärkung der
erfassten und gefilterten elektrischen Signale verbunden ist, und
einem Ausgangswandler, der funktionell mit der zweiten Verstärkereinrichtung verbunden
ist, um solche hörbaren
Signale zu erzeugen, die den Geräuschsignalen
entsprechen.
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Es
ist weiterhin ein Stethoskop bekannt (
DE 41 00 607 A1 ), das ein an den menschlichen
Körper anlegbares
elektrisches Mikrofon zur Erfassung von Körpergeräuschen aufweist. Diese Körpergeräusche werden
von einem tragbaren Verstärker
in einem Gehäuse übertragen,
wobei wenigstens ein elektroakustischer Wandler für die Ausgangssignale
des Verstärkers
vorgesehen ist. Hierdurch können
die erfassten Körpergeräusche verstärkt werden,
wobei durch Einflussnahme auf die Übertragung und den elektrischen
Verstärker
Störgeräusche sowie
unerwünschte
Nebengeräusche
ausgeblendet werden können.
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Schließlich ist
auch noch ein weiteres elektronisches Stethoskop bekannt (WO 96/24287
A1), das versehen ist mit einem Mikrofon, einer Verstärkereinrichtung,
einem Lautsprecher für
den Benutzer und einer einstellbaren Filtereinheit. Die Filtereinheit weist
einen Bandpassfiltereffekt auf, wobei die Zentralfrequenz und die
Bandbreite des Passbandes je nach dem hörbaren Bereich durch den Benutzer nach
Wahl eingestellt werden können.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Stethoskop
zu schaffen, welches bei vergleichsweise geringen Kosten je nach
einer gewünschten
Betriebsart ein externes Tonsignal problemlos und genau verarbeiten
kann.
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Die
Merkmale der zur Lösung
dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus Anspruch
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Die
Erfindung wird im Folgenden in Form eines Ausführungsbeispiels anhand der
Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein schematisches Stromschaltbild des
erfindungsgemäßen elektronischen
Stethoskops und
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2 eine perspektivische Darstellung
des elektronischen Stethoskops.
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Das
in den 1 und 2 dargestellte elektronische
Stethoskop 2 weist einen Schallaufnehmer 20, eine
Filtereinheit 21, einen Analog-Digital-Wandler 22,
eine Betriebseinheit 23, einen Prozessor 24 und
eine Tonwiedergabeeinheit 25 auf.
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Der
Schallaufnehmer 20 ist so ausgebildet, dass er ein externes
Tonsignal, das einem Teil des menschlichen Körpers zuzuordnen ist, beispielsweise
dem Herzen, den Lungen oder dem Darm, aufnehmen kann. Bei diesem
Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei dem Schallaufnehmer 20 um ein bekanntes
elektrisches Kondensatormikrophon mit einem darauf vorgesehenen
scheibenförmigen
Aufnahmekopf 201 zum Aufnehmen von Geräuschen, wie 2 dies zeigt. Ganz allgemein weisen Geräusche, die
durch die biologische Tätigkeit
des Herzens erzeugt werden, Frequenzen innerhalb eines Frequenzbandes
von etwa 20 bis 230 Hz auf, und Geräusche, die durch die biologische
Tätigkeit
der Lungen erzeugt werden, besitzen eine Frequenz im Bereich von
etwa 100 bis 800 Hz, wohingegen Geräusche, die durch die biologische
Tätigkeit
des Darms erzeugt werden, Frequenzen innerhalb eines Frequenzbands
von etwa 20 bis 500 Hz besitzen. Damit liegt die Frequenz des mit
dem Schallaufnehmer 20 auskultierten Signals im Bereich
von 20 bis 800 Hz.
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Mit
dem Schallaufnehmer 20 ist zum Übernehmen und Filtern des aufgenommenen
Tonsignals eine Filtereinheit 21 elektrisch so gekoppelt,
dass diese einen Satz dem Tonsignal entsprechende Objektsignale
(= gefilterte Tonsignale) ausgibt. Dabei besitzt jedes Objektsignal
eine Frequenz innerhalb eines speziellen Frequenzbandes. Bei diesem
Ausführungsbeispiel
weist die Filtereinheit 21 einen Satz Bandpassfilter 211, 212, 213 auf,
von denen jedes ein (hier nicht dargestelltes) Tiefpassfilter und
ein Hochpassfilter aufweist. Das Bandpassfilter 211, das sich
zum Ausfiltern des Tonsignals eignet, das dem menschlichen Herzen
zuzuordnen ist, besitzt eine Frequenzbandbreite von 20 bis 230 Hz,
was bedeutet, dass das Tiefpassfilter im Bandpassfilter 211 eine Sperrfrequenz
von 230 Hz besitzt, um Geräusche auszufiltern,
deren Frequenzen über
230 Hz liegen; das Hochpassfilter des Bandpassfilters 211 besitzt eine
Sperrfrequenz von 20 Hz, um Geräusche
auszufiltern, deren Frequenzen unter 230 Hz liegen, so dass sich
auf diese Weise Aliasfehler dementsprechend verhindern lassen. In ähnlicher
Weise besitzt das Bandpassfilter 212, das sich zum Ausfiltern
des Tonsignals eignet, das der menschlichen Lunge zuzuordnen ist,
ein Frequenzband zwischen 100 und 800 Hz. Das Bandpassfilter 213,
das sich zum Ausfiltern des Tonsignals, das dem menschlichen Darm zuzuordnen
ist, eignet, besitzt ein Frequenzband von 20 bis 500 Hz.
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Das
elektronische Stethoskop 2 weist ferner einen Vorverstärker 26 auf,
der mit dem Schallaufnehmer 20 und der Filtereinheit 21 elektrisch
gekoppelt ist, um das vom Schallaufnehmer 20 übernommene
Tonsignal so zu verstärken,
dass Quantifizierungsfehler infolge schwacher Tonsignale, wie zum Beispiel
des der menschlichen Lunge zuzuordnenden Tonsignals, vermieden werden
können.
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Der
Analog-Digital-Wandler 22 ist zum Umwandeln des Satzes
von Objektsignalen in einen Satz digitaler Signale elektrisch mit
der Filtereinheit 21 gekoppelt. Außerdem weist das elektronische Stethoskop 2 des
weiteren einen Hauptverstärker 27 auf,
der mit der Filtereinheit 21 und dem Analog-Digital-Wandler 22 zum
Verstärken
der von der Filtereinheit 21 kommenden Objektsignale elektrisch
so gekoppelt ist, dass die Objektsignale vom Rauschen deutlich unterschieden
werden können.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
weist die Betriebseinheit 23, die auf einem Gehäuse 30 angebracht
ist, einen Tastenschalter 231 zum Umschalten des Betriebsmodus,
eine Taste 232 zur Lautstärkeregelung und eine Taste 233 zur
Auswahl der Übertragung
auf. Der Tastenschalter 231 zur Betriebsartumstellung lässt sich
in der Weise betätigen,
dass er in Entsprechung zu einer gewählten Betriebsart ein Eingangsmodussignal
erzeugt, also einer ersten Betriebsart zur Herzdiagnose, einer zweiten
Betriebsart zur Lungendiagnose und einer dritten Betriebsart zur Darmdiagnose,
um so eines der digitalen Signale auszuwählen.
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Der
Prozessor 24 ist zum Übernehmen
des Satzes digitaler Signale und des Eingangsmodussignals elektrisch
mit dem Analog-Digital-Wandler 22 und der Betriebseinheit 23 gekoppelt.
Der Prozessor 24 verarbeitet eines der digitalen Signale,
das entsprechend dem Eingangsmodussignal ausgewählt wurde, und gibt dieses
aus. Wenn, mit anderen Worten, die Betriebseinheit 23 entsprechend
der ersten Betriebsart das Eingangsmodussignal erzeugt, verarbeitet
der Prozessor 24 eines der digitalen Signale und gibt dieses
aus, welches dem Objektsignal vom Bandpassfilter 211 entspricht.
Wenn die Betriebseinheit 23 das Eingangsmodussignal entsprechend
der zweiten Betriebsart erzeugt, verarbeitet der Prozessor 24 eines
der digitalen Signale, das dem Objektsignal vom Bandpassfilter 212 entspricht,
und gibt dieses aus. Wenn die Betriebseinheit 23 das Eingangsmodussignal
entsprechend der dritten Betriebsart erzeugt, verarbeitet der Prozessor 24 eines
der digitalen Signale, welches dem Objektsignal vom Bandpassfilter 213 entspricht,
und gibt dieses aus.
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Die
Tonwiedergabeeinheit 25 ist zur Übernahme und Wiedergabe der
Ausgangssignale des Prozessors 24 mit diesem elektrisch
gekoppelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
umfasst gemäß der Darstellung
in 2 die Tonwiedergabeeinheit 25 zwei
Hörmuscheln 251.
Dabei lässt
sich die Taste 232 zur Lautstärkeregelung so betätigen, dass
sie ein Steuersignal in der Weise erzeugt, dass der Prozessor 24 in
der Lage ist, die Lautstärke
des von der Tonwiedergabeeinheit 25 reproduzierten Ausgangssignals
zu regeln.
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Des
Weiteren ist auf dem Gehäuse 30 eine Anzeigevorrichtung 28,
wie zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige,
angebracht, die zum Anzeigen von Informationen in der gewählten Betriebsart
elektrisch mit dem Prozessor 24 gekoppelt ist. Wenn zum
Beispiel das elektronische Stethoskop 2 in der ersten Betriebsart
betrieben wird, erscheinen auf der Anzeigevorrichtung 28 Zeichen
wie „Herz"; wenn das elektronische
Stethoskop 2 in der zweiten Betriebsart eingesetzt wird,
erscheinen auf der Anzeigevorrichtung 28 Zeichen wie „Lungen", oder wenn das elektronische
Stethoskop 2 in der dritten Betriebsart betrieben wird,
dann erscheinen auf der Anzeigevorrichtung 28 Zeichen wie „Darm". Auf diese Weise
liefern die auf der Anzeigevorrichtung 28 angezeigten Informationen
Aufschluss über
die gewählte
Betriebsart, um so die Benutzung zu vereinfachen.
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Um
eine genaue Diagnose zu erhalten, wird des Weiteren ein externes
elektronisches Gerät
zur Auswertung der Ausgangssignale des Prozessors 24 eingesetzt.
Deshalb umfasst das elektronische Stethoskop 2 außerdem ein
Datenübertragungsmodul 29,
das elektrisch mit dem Prozessor 24 gekoppelt und so ausgelegt
ist, dass es elektrisch mit einem externen elektronischen Gerät 4 verbunden
werden kann. Dass Datenübertragungsmodul 29 ist
so ausgelegt, dass es das Ausgangssignal des Prozessors 24 zu
dem elektronischen Gerät 4 zur
Auswertung übertragen
kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist
das Datenübertragungsmodul 29 ein
universelles asynchrones Sender-/Empfängerteil (UART) 291 auf,
das mit dem Prozessor 24 elektrisch verbunden ist, sowie
eine Schnittstelle 292, beispielsweise eine Schnittstelle
vom Typ RS232, in der Art einer USB-Schnittstelle, einer Schnittstelle nach IEEE1394,
eine Infrarotschnittstelle, eine Bluetooth-Schnittstelle oder dgl.,
die mit dem Sender-/Empfängerteil 291 elektrisch
verbunden und so ausgelegt ist, dass sie elektrisch mit dem elektronischen
Gerät 4 gekoppelt
werden kann. Das Sender-/Empfängerteil 291 wandelt
die Ausgangssignale des Prozessors 24 in Daten um, deren
Format sich zur Übertragung über die
Schnittstelle 292 eignet. Die Taste 233 zur Auswahl
der Übertragung
auf der Betriebseinheit 23 lässt sich in der Weise betätigen, dass
sie ein Steuersignal für
den Prozessor 24 in der Form erzeugt, dass der Prozessor 24 in
der Lage ist, sein Ausgangssignal zu dem elektronischen Gerät 4 zu übertragen.
Gemäß der Darstellung
in 2 handelt es sich
bei dem elektronischen Gerät 4 um
einen PC, der ein Hauptmodul 42, einen Bildschirm 41 und ein
Eingabegerät
mit einer Tastatur 43 und einer Maus 44 umfasst.
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Zusammengefasst
nimmt bei diesem Ausführungsbeispiel
dann, wenn das elektronische Stethoskop 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Diagnose eines Teils des menschlichen Körpers eingeschaltet
wird, der Schallaufnehmer 20 ein externes Tonsignal auf,
das dem Teil des menschlichen Körpers
zuzuordnen ist. Das Tonsignal wird vom Vorverstärker 26 verstärkt und
anschließend
von der Filtereinheit 21 in der Weise ausgefiltert, dass
drei Objektsignale ausgegeben werden. Dann werden die Objektsignale
vom Hauptverstärker 27 verstärkt und
von dem Analog-Digital-Wandler 22 in drei digitale Signale
umgewandelt. Der Prozessor 24 verarbeitet die digitalen
Signale dann weiter; beispielsweise filtert er Rauschen aus den
digitalen Signalen aus und gibt je nach dem Eingangsmodussignal
aus der Betriebseinheit 23 eines der digitalen Signale,
welches einem unter einer ersten, zweiten und dritten Betriebsart
gewählten
Modus entspricht, an die Tonwiedergabeeinheit 25 so aus,
dass ein Benutzer, der die Hörmuscheln 251 angelegt
hat, Geräusche,
die bei der Organtätigkeit
des betreffenden Teils des menschlichen Körpers entstehen, hören kann.
Wird das elektronische Stethoskop 2 durch Betätigen der
Taste 231 zur Betriebsartumschaltung auf einen anderen
Modus unter der ersten, zweiten und dritten Betriebsart geschaltet,
schaltet der Prozessor 24 die Anzeigevorrichtung 28 frei,
damit diese Informationen entsprechend der gewählten Betriebsart darstellt,
und schaltet auch die Tonwiedergabeeinheit 25 frei, damit
diese die Ausgangssignale des Prozessors 24 wiedergibt.
Im Vergleich zu dem eingangs erwähnten
herkömmlichen
Stethoskop 1 ermöglicht
das elektronische Stethoskop 2 gemäß der vorliegenden Erfindung
die Diagnose unterschiedlicher Körperteile
bei vergleichsweise geringen Kosten.
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Dabei
ist festzustellen, dass die Filtereinheit 21 sich nicht
nur auf die Verwendung von drei Bandpassfiltern 211, 212, 213 beschränkt. Beispielsweise kann
in die Filtereinheit des Stethoskops gemäß dieser Erfindung auch ein
zusätzliches
Bandpassfilter mit einem speziellen Frequenzband für einen
speziellen Teil des menschlichen Körpers, zum Beispiel Gelenke,
einbezogen werden.