DE3830412A1 - Diagnosegeraet zum akustischen erfassen der lokalen geraeuschbildung im menschlichen oder tierischen koerper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Diagnosegerät zum akustischen Erfassen der lokalen Geräuschbildung im menschlichen oder tierischen Körper.

In vielen Fällen der humanmedizinischen und veterinärmedizinischen Diagnose ist die Erfassung der Geräuschbildung im Körper von großer Bedeutung. Insbesondere bei Peristaltik-Diagnosen lassen sich aus den Darm- und Magengeräuschen wesentliche Erkenntnisse ableiten. In der klinischen Routine wird das von Darmbewegungen ausgehende akustische Signal für kurze Zeit mit einem Stethoskop abgehört und nach wenigen Kriterien bewertet (lebhafte, mäßige, fehlende Darmgeräusche, klingende oder plätschernde Geräusche beim obstruktiven Ileus (Darmverschluß)). Bei einiger Erfahrung ist durch Ansetzen des Stethoskopes an verschiedenen Stellen eine grobe Lokalisation von Stellen mit lauteren und leiseren Darmgeräuschen möglich. Invasive Verfahren setzen voraus, daß Meßsonden oral oder rectal in dem Magen-Darm-Trakt eingeführt werden, was zumindest für die klinische Routine und zur längerfristigen Beobachtung ein nur schwer anwendbares, für den Patienten schmerzhaftes und deswegen nur selten angewendetes Verfahren ist. Außerdem sind bis auf wenige Ausnahmen (Verschlucken von Sendern oder radioaktivem Material) in der Regel nur der Magen-Darm-Trakt oder Dickdarmabschnitte dieser Art der Diagnostik zugänglich. Radiologische Meßverfahren wie die Darmbreipassage mit Kontrastmitteln lassen zu wenigen Zeitpunkten Momentaufnahmen des Füllungszustandes und auch der Transportgeschwindigkeit erkennen. Auch die mit einem EKG über Dickdarmabschnitte nachweisbaren Spannungsänderungen (4-12 min) wurden mit intraluminal gemessenen Dickdarmtonusänderungen korreliert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Diagnosegerät anzugeben, mit dem die Geräuschbildung im Körper nichtinvasiv analysierbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit dem angegebenen Diagnosegerät wird es ermöglicht, die Geräuschbildung im Körper über einen längeren Zeitraum zu erfassen und zu analysieren. Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, daß in den auftretenden Geräuschen je nach Anwendungsfall nur ein bestimmtes Frequenzband für die Auswertung relevant ist und die außerhalb dieses Frequenzbandes liegenden Signalfrequenzen nur störend sind. Zur akustischen Auswertung der Peristaltik hat sich ein Frequenzband von 100 Hz bis 5 kHz als sehr brauchbar erwiesen. Pathologisch unter Spannung stehende Darmabschnitte verursachen im Mittel höher frequente Töne als gesunde. Z. B. entstehen bei obstruktiven Darmerkrankungen "klingende" Darmgeräusche. Diese Geräusche sind meist von starken Dauerhintergrundgeräuschen des Darmes, von Gelenkbewegungen, durch Gefäßgeräusche, Herztöne und Lungengeräusche so stark überlagert, daß sie mit dem Stethoskop nicht analysierbar sind, aber durch die­ angesprochene Bandpaßschaltung weitgehend ausgefiltert werden.

Das Diagnosegerät nach Anspruch 2 bietet den wesentlichen Vorteil, daß ein stereophones oder Multikanal-Signal ausgewertet werden kann, mit dem die einzelnen Stellen im Körper, an denen die Geräusche entstehen lokalisierbar sind. Damit läßt sich eine "Topographie" der Geräuschbildung im Körper erstellen, wobei mittels der Signalausgabe bzw. Auswerteeinheit alle diejenigen Geräusche, die uninteressant erscheinen ausgeblendet werden können. Insbesondere lassen sich dabei die Geräusche nach ihrer Art, ihrer Dauer und der Häufigkeit ihres Auftretens bewerten.

Die Weiterbildung nach Anspruch 3 führt zu dem Vorteil, daß das Audiosignal besser auswertbar ist.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 ermöglicht die Aufzeichnung der Signale über einen längeren Zeitraum, wobei die aufgezeichneten Signale anschließend nach den erforderlichen Kriterien ausgewertet werden können.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5, bei der die analogen Signale in Digitalsignale umgewandelt und in einem Computer gespeichert werden, lassen sich bequem Auswertungen nach den verschiedensten Kriterien durchführen, indem beispielsweise die Information der Hüllkurven abgespeichert, nach bestimmten Formen von Hüllkurven gesucht wird, die für die Diagnose charakteristisch sind und die Auswertung beispielsweise nach der Häufigkeit der Amplitude und der lokalen Lage der Geräuschbildung durchgeführt wird.

Die Weiterbildung nach Anspruch 6 bietet den Vorteil, daß während der Diagnose zusätzlich zur magnetischen Aufzeichnung gleichzeitig ein Mithören über Kopfhörer oder Lautsprecher möglich ist.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Prinzipschaltbilds wird die vorliegende Erfindung näher erläutert. Das dargestellte Gerät weist n Mikrophone 1 a bis 1 n auf, deren Ausgangssignale jeweils separat über Verstärker 2 a bis 2 n verstärkt werden. Die Ausgänge der Verstärker 2 a bis 2 n sind an eine Bandpaßschaltung 3 angeschlossen, in der die einzelnen Mikrophonsignale in ihrer Frequenz beschnitten werden, in dem beispielsweise nur der Frequenzbereich zwischen 100 Hz und 5 kHz durchgelassen wird. Ein Bandpaß kann in seiner einfachsten Form aus zwei Parallelresonanzkreisen mit einem dazwischen liegenden kapazitiven oder induktiven Element bestehen. Es empfiehlt sich steilflankige aktive Filter einzusetzen. An die Bandpaßschaltung schließt sich eine Schaltvorrichtung 4 an, die im wesentlichen aus n Kontaktbrücken 4 a bis 4 n und zwei Schiebeschaltern 5 a und 5 b besteht. Mit den Schiebeschaltern 5 a, 5 b lassen sich wahlweise Signale aus zwei ausgewählten Mikrophonen auskoppeln und in der angeschlossenen Verstärkerschaltung 6 auf ein Kopfhörerpaar 7 oder einen Lautsprecher 8 geben. Über das Kopfhörerpaar kann damit stereophon das Signal aus zwei ausgewählten Mikrophonen hörbar gemacht werden. An die Schaltvorrichtung 4 schließt sich ein Hüllkurvengenerator 9 an, mit dem aus den einzelnen Signalen 1-n die Hüllkurve erzeugt wird. Ein Hüllkurvengenerator besteht in seiner einfachsten Form aus einer Diode mit einem daran angeschlossenen Parallelschaltkreis aus Kondensator und Widerstand. Bei einem eingangsseitigen Wechselspannungssignal mit wechselnder Frequenz und Amplitude erfolgt das Ausgangssignal am Kondensator praktisch nur den Amplitudenspitzen des Eingangssignals. An den Hüllkurvengenerator 9 schließt sich ein n-kanaliger Analog/Digital-Wandler 10 an, der die Ausgangssignale des Hüllkurvengenerators 9 digitalisiert, um sie für die Auswertung in einem digital arbeitenden Computer aufzubereiten. Die einzelnen Schaltungsteile liegen an einer gemeinsamen Stromversorgung 11.

Nachfolgend werden die Benutzung dieses Diagnosegerätes, das in der Zeichnung nur schematisch dargestellt ist und seine Funktionsweise noch etwas näher erläutert. Die einzelnen Mikrophone 1 a-1 n werden beispielsweise auf den Unterleib eines Patienten einzeln aufgelegt und beispielsweise mit Heftpflaster befestigt. Die von den Tonaufnehmern gelieferten Signale werden in dem Bandpaß bei Verwendung aktiver Filter gleichzeitig verstärkt. Im Bedarfsfall kann man auch einen logarithmischen Verstärker nachschalten. Die den Bandpaß 3 passierenden Signale lassen sich über die Schaltvorrichtung 4 auf dem Kopfhörerpaar akustisch wahrnehmen, wobei durch die Schiebeschalter 5 a, 5 b einzelne Mikrophone ausgewählt werden können. Über eine modifizierte Schaltvorrichtung 4 können auch Mikrophongruppen für das linke und rechte Ohr zusammengeschaltet werden. Gleichzeitig oder wahlweise zur akustischen Wiedergabe über das Kopfhörerpaar 7 kann die Aufzeichnung der Signale erfolgen. In der dargestellten Ausführungsform werden die Hüllkurven in einem Mehrkanalsystem aufgezeichnet. Statt der Hüllkurven kann man selbstverständlich auch die Signale aus dem Bandpaß 3 einzeln aufzeichnen. Bei Verwendung eines für die Auswertung angeschlossenen Computers empfiehlt sich die Auswertung der linearen oder logarithmischen Hüllkurven, wie es in dem Ausführungsbeispiel dargestellt ist, dadurch vorzunehmen, daß diese Hüllkurven über einen Analog/Digital-Wandler 10 digitalisiert und die erhaltenen Digitalwerte im Computer abgespeichert werden. Ein angeschlossener Computer bietet die Möglichkeit über eine entsprechende Programmierung eine Topographie der Geräusche über die Phasenverschiebungen, gegebenenfalls auch unter Berücksichtigung der Signalpegelunterschiede zwischen den einzelnen Kanälen zu erzeugen und durch ihre Hüllkurve spezifische Geräusche wie in der Sprachanalyse zu selektieren und nach ihrer Häufigkeit, zeitlichen Folge etc. auszuwerten.

Claims (6)

1. Diagnosegerät zum akustischen Erfassen der lokalen Geräuschbildung im menschlichen oder tierischen Körper, gekennzeichnet durch wenigstens ein auf die Körperoberfläche auflegbares Mikrophon (1), einem daran angeschlossenen Bandpaßschaltkreis (3) und einer Signalausgabe bzw. Auswerteeinheit (7, 8, 10).

2. Diagnosegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Mikrophone (1 a-1 n) vorgesehen sind, die auf voneinander beabstandeten Stellen des Körpers auflegbar sind, daß die Signale der einzelnen Mikrophone (1 a-1 n) in dem Bandpaßschaltkreis (3) einzeln behandelt werden, und daß die Signalausgabe bzw. Auswerteeinheit (7, 8, 10) als Mehrkanaleinheit ausgebildet ist.

3. Diagnosegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausgabe bzw. Auswerteeinheit (7, 8, 10) einen Hüllkurvengenerator (9) enthält, der im wesentlichen einen Gleichrichterschaltkreis und einen gedämpften Integrator aufweist.

4. Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausgabe bzw. Auswerteeinheit (7, 8, 10) einen magnetischen Aufzeichnungsträger enthält.

5. Diagnosegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Aufzeichnungsträger Teil eines Computers ist, mit dem eine Signalauswertung durchgeführt wird, wobei der Computer einen Analog-Digital-Konverter (10) enthält, der die analogen Signale in digitale Signale umwandelt.

6. Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung (4) vorgesehen ist, mit der das durch die Bandpaßschaltung (3) gefilterte Signal wenigstens eines Mikrophons auskoppelbar und akustisch auf einem Kopfhörerpaar (7) und/oder Lautsprecher (8) wiedergebbar ist.