DE4342768A1 - Elektronisches Stethoskop mit binauralem Ohrendstück - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektroni­ sche Stethoskope und insbesondere elektronische Stethoskope mit binauralen Ohrendstücken bzw. Muscheln (Hörkapseln).

Stethoskope werden seit langer Zeit von Ärzten ver­ wendet, um auskultierte Töne abzuhören. Typischerweise wur­ den Stethoskope aus einem Kopf- oder Brustteil, einer Ton­ übertragungsvorrichtung und einer Ohrendstückanordnung gebildet. Das Brustteil wird geeignet in der Nähe oder an der Haut bzw. dem Körper eines Patienten angeordnet, um die auskultierten Töne zu erhalten. Die Tonübertragungsvorrich­ tung überträgt die erhaltenen Töne an ein Ohrendstück oder an ein als binaurales Ohrendstück bezeichnetes Paar von Ohrendstücken, durch die der Arzt oder eine andere im Ge­ sundheitswesen tätige Person den Ton mithören kann.

Kürzlich wurde bei einigen Stethoskopen zumindest für einen Teil des Tonverarbeitungspfads eine elektronische Schaltung verwendet. Bei den meisten dieser Vorrichtungen wird der Hörton durch ein Mikrofon aufgenommen, das norma­ lerweise in einer Empfangsvorrichtung angeordnet ist, die in ihrem äußeren Erscheinungsbild dem Brustteil eines herkömm­ lichen akustischen Stethoskops gleicht. Das elektrische Si­ gnal vom Mikrofon wird anschließend elektronisch verarbeitet und einem Lautsprecher bzw. mehreren Lautsprechern zuge­ führt, wo das elektrische Signal wieder in einen hörbaren Ton umgewandelt wird, um vom Arzt empfangen zu werden. Na­ türlich können durch die Signalverarbeitungseinrichtung zu sätzlich zur üblichen Zurückwandlung in einen hörbaren Ton auch andere elektronische Analysen oder Darstellungen der auskultierten Töne durchgeführt werden.

Das Einfügen einer elektronischen Schaltung in ein Ste­ thoskop stellte für den Ingenieur ein beträchtliches Kon­ struktionsproblem dar. Normalerweise nimmt durch die elek­ tronische Schaltung die physikalische Größe der Stethoskop- Baueinheit zu. Entweder nimmt die Größe des Brustteils we­ sentlich zu oder es wird zwischen dem Brustteil und der Ohrendstückanordnung ein zusätzliches Gehäuse zum Aufnehmen der Elektronik angeordnet oder beides. In beiden Fällen ist das erhaltene Stethoskop voluminös, unhandlich zu verwenden und zwischen den Verwendungen nicht leicht aufzubewahren.

Außerdem stellt die Anordnung und das Unterbringen des Umwandlers der elektrischen in akustische Signale bzw. des Lautsprechers im elektronischen Stethoskop ein Problem dar.

In einem Fall kann der Lautsprecher im Brustteil ange­ ordnet werden. Hierbei muß das akustische Signal durch lange Rohre geleitet werden, um schließlich das Ohr des Anwenders zu erreichen. Durch den physikalischen Weg, den dieses aku­ stische Signal zurücklegen muß, wird die Verstärkungslast des elektronischen Stethoskops erhöht und wird die Wahr­ scheinlichkeit der Beimischung von ungewünschten und nicht sachgemäßen Tönen erhöht.

Bei einem anderen Fall kann der Lautsprecher entweder in einem separaten Gehäuse oder anderweitig innerhalb der rohrförmigen Elemente in der Nähe des Ohrs des Anwenders angeordnet werden. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der erforderliche Verstärkungsgrad sowie die Wahrscheinlichkeit der Beimischung von Untergrundgeräuschen verringert werden kann. Der Nachteil dieses Verfahrens be­ steht jedoch darin, daß am Lautsprechergehäuse eine stark schallabschirmende Einrichtung angeordnet und/oder für jedes Ohrendstück ein separater Lautsprecher verwendet werden muß. Beide dieser Punkte schränken die Anwendbarkeit des elek­ tronischen Stethoskops ein.

In der US-A-3790712 wird ein elektronisches Stethoskop mit einem Brustteil beschrieben, das die Größe und die Form eines großen, rechteckigen Kastens besitzt, in dem die elektronische Schaltung des Stethoskops untergebracht ist. Der Kasten hat ein hervorstehendes Element mit einem vorne befindlichen Lippenabschnitt, der mit einer Hautoberfläche in Kontakt gebracht wird. Ein Lautsprecher ist in einem an der Verbindungsstelle der separaten Ohrendstückrohre ange­ ordneten Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse, in dem der Laut­ sprecher angeordnet ist, ist von einer elektrischen Lei­ tungsschnur akustisch abgedichtet, die das Lautsprecherge­ häuse elektrisch und mechanisch mit dem Brustteil (Detektorvorrichtung) verbindet.

In der US-A-4071694 wird ein Stethoskop mit sowohl ei­ ner elektronischen als auch einer akustischen Verwendungsfä­ higkeit beschrieben. Das Brustteil des Stethoskops hat eine herkömmliche Form und führt eine herkömmliche Funktion aus. Ein Lautsprecher/Empfänger ist an der Verzweigungsstelle der Ohrendstückrohre angeordnet und ist durch Drähte integral mit dem Hörrohr verbunden. Bei dieser kombinierten elektro­ nisch-akustischen Vorrichtung ist der Lautsprecher daher so angeordnet, daß im rein akustischen Betriebsmodus ein Umlei­ tungskanal für den Ton gebildet wird. Der den Lautspre­ cher/Empfänger enthaltende Gehäuseabschnitt ist vom flexi­ blen Rohr, das den Lautsprecher/Empfänger mit dem Brustteil verbindet, akustisch abgedichtet.

In der US-A-4170717 wird ein elektronisches Stethoskop mit einem Brustteil mit einem länglichen Gehäuse beschrie­ ben, das ein Körperteil mit einem Ring mit kreisförmigem Querschnitt aufweist, der am Körper des Patienten angeordnet wird. Ein elektrisches Kabel verbindet das Brustteil mit ei­ nem in einem Gehäuse angeordneten Lautsprecher. Das akusti­ sche Ausgangssignal des Lautsprechers wird in den Abschnitt eines einzelnen Schlauchs gekoppelt, der mit einer herkömm­ lichen binauralen Ohrendstückanordnung verbunden ist.

In der US-A-4254302 wird ein elektronisches Stethoskop mit einem Brustteil zum Abhören der auskultierten Töne vom Körper des Patienten beschrieben. Im Brustteil sind ein Mikrophon zur Tonaufnahme und eine elektronische Signalverarbeitungseinrichtung angeordnet. Eine flexible Leitung, die einen elektrischen Draht umschließt, verbindet das Brustteil mit einem Gehäuse, das einen kleinen Lautspre­ cher enthält. Der Lautsprecher ist vom Inneren der flexiblen Leitung, die das Lautsprechergehäuse mit dem Brustteil ver­ bindet, akustisch abgeschirmt. Eine andere flexible Leitung mit einer vorgegebenen Länge "h" koppelt das Ausgangssignal des Lautsprechers akustisch in eine binaurale Ohrendstückan­ ordnung.

In der US-A-4723555 und in der US-A-4878501 wird ein elektronisches Stethoskop mit einem Brustteil mit einer Mem­ bran an einer Seite und einem trichterförmigen Element an der anderen Seite beschrieben, das dafür geeignet ist, in­ nere Töne abzuhören. Das elektrische Signal wird einem drahtlosen Sender oder einer Lautsprecher/Ohrendstück-Buchse zugeführt.

In der FR-A-2659007 wird ein Stethoskop mit einem in einem abgeschlossenen Hohlraum angeordneten Mikrofon und ei­ nem in einem zweiten abgeschlossenen Hohlraum angeordneten Lautsprecher beschrieben. Der den Lautsprecher enthaltende abgeschlossene Hohlraum ist mit dem das Mikrofon enthalten­ den ersten abgeschlossenen Hohlraum über einen Elektrizi­ tätsleiter verbunden. Das Ausgangssignal des Lautsprechers wird akustisch an ein binaurales Ohrendstück übertragen.

Ein bei dem vorstehend erwähnten Stand der Technik auf­ tretendes wesentliches Problem besteht darin, daß der Laut­ sprecher in einem relativ kleinen Gehäuse angeordnet ist. Diese Anordnung wird teilweise deshalb gewählt, weil der Lautsprecher nahe bzw. so nahe wie möglich an der binauralen Ohrendstückanordnung angeordnet werden soll. Bei jeder die­ ser Veröffentlichungen ist die akustische Umgebung we­ sentlich beeinträchtigt, weil hinter dem Lautsprecher kein oder nur ein relativ geringes Volumen vorhanden ist. D.h., durch das kleine Lautsprechergehäuse ergibt sich kein oder nur ein geringer Raum an der Seite der Lautsprechermembrane, die gegenüberliegend von dem Rohr bzw. den Rohren angeordnet ist, die direkt mit den Ohrendstücken verbunden sind. Durch diesen Aufbau wird die Bewegung der Lautsprechermembran auf­ grund des ungenügenden akustischen Volumens an der "Rückseite" des Lautsprechers wesentlich eingeschränkt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektro­ nisches Stethoskop mit einem Lautsprecher bereitzustellen, der in einem in der Nähe des binauralen Ohrendstücks befind­ lichen kleinen Gehäuse angeordnet ist. Anstatt den Lautspre­ cher an der "Rückseite" akustisch abzuschließen, wird durch die vorliegende Erfindung eine akustische Verbindung vom Lautsprecher zu einem akustischen Hohlraum ermöglicht, der durch das Innere des Rohrs gebildet wird, das das Lautsprechergehäuse mechanisch mit dem Brustteil des Stetho­ skops verbindet. Durch den akustischen Hohlraum kann der Lautsprecher "atmen", weil sowohl "vor", d. h. vom Lautspre­ cher zu den Ohrendstücken, als auch "hinter" dem Lautspre­ cher, d. h. vom Lautsprecher nach hinten zum Brustteil, ein akustischer Raum gebildet wird.

Bei einem typischen binauralen elektronischen Stetho­ skop begrenzt die elektronische Schaltung den Frequenzgang des erzeugten elektrischen Signals auf einen Bereich von 30 Hertz bis 500 Hertz. Bei einem typischen Beispiel hat sich gezeigt, daß durch den erfindungsgemäßen akustischen Hohl­ raum ein verbessertes Ansprechen von ca. 12 dB bei niedrigen Frequenzen von 30 Hertz bis 50 Hertz erhalten wird. Dieser deutlich erhöhte Frequenzgang für niedrige Frequenzen hilft dem Arzt bzw. einer anderen im Gesundheitswesen tätigen Per­ son eine genaue Darstellung des gewünschten auskultierten Tons zu erhalten.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein binaurales elektronisches Stethoskop zum Empfangen von auskultierten Tönen von einem Körper und zum Übertragen der auskultierten Töne an einen Anwender bereitgestellt. Ein Brustteil wird zusammenwirkend mit dem Körper verwendet. Ein mit dem Brust­ teil zusammenwirkender akustischer Wandler empfängt die auskultierten Töne und wandelt die auskultierten Töne in ein elektrisches Eingangssignal um. Eine Signalverarbeitungs­ einrichtung verarbeitet das elektrische Eingangssignal, um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen. Ein erstes rohrförmiges Element verbindet das Brustteil mit einem Gehäuse. Ein Lautsprecher ist im Gehäuse angeordnet und wan­ delt das elektrische Ausgangssignal in ein akustisches Ausgangssignal um. Der Lautsprecher ist mit dem elektrischen Ausgangssignal elektrisch verbunden. Ein zweites und ein drittes rohrförmiges Element sind mit dem Gehäuse verbunden und akustisch mit dem Lautsprecher gekoppelt. Ein erstes und ein zweites Ohrendstück ist jeweils mit dem zweiten bzw. dem dritten rohrförmigen Element verbunden und empfangen das akustische Ausgangssignal und führen das akustische Ausgangssignals dem Anwender zu. Das erste rohrförmige Ele­ ment weist einen akustischen Hohlraum auf, der mit dem Lautsprecher im Gehäuse akustisch verbunden ist. Auf diese Weise bilden der akustische Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements und das zweite und das dritte rohrförmige Element sowohl vor als auch hinter dem Lautsprecher Tonkanäle, wo­ durch ein ausgeglichenes akustisches Verhalten erhalten wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der akusti­ sche Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements im wesentli­ chen über die gesamte Länge des ersten rohrförmigen Elements ausgebildet. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der akustische Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements vom Brustteil abgeschlossen.

Bei einer anderen Ausführungsform ist der akustische Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements zur Umgebung hin offen. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der akustische Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements von der Umgebung abgeschlossen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat der Lautsprecher eine direkte akustische Verbindung zum zweiten und zum dritten rohrförmigen Element. Bei einer anderen be­ vorzugten Ausführungsform ist der Lautsprecher in einem Ge­ häuse angeordnet, wobei die Achse des Lautsprechers im wesentlichen parallel zur Achse des ersten rohrförmigen Elements ausgerichtet ist. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Achsen des zweiten und des dritten rohrförmigen Elements im wesentlichen orthogonal zur Achse des ersten rohrförmigen Elements ausgerichtet. Bei einer an­ deren bevorzugten Ausführungsform weisen das zweite und das dritte rohrförmige Element im wesentlichen die gleiche Größe und die gleiche Form auf. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform füllt ein akustisches Material mit geringer Dichte den akustischen Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements im wesentlichen aus.

Die vorstehenden Vorteile, der Aufbau und die Funktion des erfindungsgemäßen Stethoskops werden anhand der nachste­ henden Beschreibung und der beigefügten Abbildungen verdeut­ licht; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Stethoskops, bei dem das erfindungsgemäße binaurale Ohrendstück verwendet wird;

Fig. 2 ein zweckmäßiges Blockdiagramm eines Stetho­ skops, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird;

Fig. 3 eine Detailansicht des bei der vorliegenden Er­ findung verwendbaren Lautsprechergehäuses;

Fig. 4 eine Querschnittansicht des Lautsprechergehäu­ ses von Fig. 3;

Fig. 5 eine detailliertere Ansicht der Verbindung zwi­ schen dem Brustteil und dem Verbindungsrohr bei einer Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Stethoskops;

Fig. 6 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines typischen Signalverarbeitungspfads eines elektronischen Stethoskops; und

Fig. 7A und 7B Diagramme zur Darstellung des verbes­ serten Frequenzgangs des erfindungsgemäßen elektronischen Stethoskops.

Der Frequenzgang elektronischer Stethoskope muß demje­ nigen ihrer herkömmlichen akustischen Gegenstücke zumindest gleich sein. Außerdem müssen elektronische Stethoskope ein ähnliches Gewicht besitzen wie ihre herkömmlichen akusti­ schen Gegenstücke und müssen sich ähnlich anfühlen und ähn­ lich leicht zu verwenden sein wie ihre herkömmlichen aku­ stischen Gegenstücke. Damit der Arzt den vorteilhaftesten Nutzen aus dem Stethoskop zieht, muß durch das Stethoskop die höchstmögliche Klarheit des auskultierten Tons vom Kör­ per des Patienten sowie die größtmögliche Abschirmung von jeglichen Fremdtönen erreicht werden. Außerdem muß bei den elektronischen Stethoskopen eine Abschirmung von den Ge­ räuschen der Umgebung erreicht werden, in der das Stethoskop verwendet wird.

Das in Fig. 1 dargestellte elektronische Stethoskop 10 besteht aus einem Brustteil bzw. einem Stethoskopkopf 12, einer binauralen Anordnung 14 und einem Verbindungsrohr 16. Die binaurale Anordnung 14 weist zwei Ohrendstücke 18 und 20 auf, die so ausgebildet sind, daß sie in das Ohr oder in der Nähe des Ohrs eines Anwenders, typischerweise eines Arztes oder einer anderen im Gesundheitswesen tätigen Person ange­ paßt werden können. Ohrendstückrohre 22 und 24 sind jeweils mit den Ohrendstücken 18 bzw. 20 akustisch verbunden. Durch ein an der Verbindungsstelle der Rohre 22 und 24 mit dem Verbindungsrohr 16 angeordnetes Gehäuse 26 wird eine Posi­ tion für einen Lautsprecher 28 (nicht dargestellt) gebildet. Der Lautsprecher 28 überträgt die auskultierten Töne, die durch das Brustteil 12 aufgenommen werden und in den elektrischen Bereich umgewandelt und verarbeitet werden, zu­ rück in den akustischen Bereich, wo die Ohrendstückrohre 22 und 24 die akustischen Töne jeweils zu den Ohrendstücken 18 bzw. 20 übertragen.

Das Tonübertragungssystem des Stethoskops 10 kann voll­ ständig elektronisch oder kombiniert akustisch und elektro­ nisch oder dual akustisch und elektronisch ausgebildet wer­ den. Ein vereinfachtes Blockdiagramm des elektronischen Übertragungssystems 30 ist in Fig. 2 dargestellt. Ein aku­ stisch/elektronischer Wandler, ein Mikrophon 32, wird ent­ lang des akustischen Tonübertragungspfads typischerweise in oder sehr nahe am Brustteil 12 und noch typischer in der Nähe der Unterseite des Brustteils 12 angeordnet, um in der Nähe der Quelle der auskultierten Töne angeordnet zu sein. Ein Vorverstärker 34 empfängt das elektrische Signal vom Mi­ krofon 32 und führt mehreren Signalverarbeitungseinrichtun­ gen mit verschiedenen Übertragungsfunktionen bzw. Frequenz­ bandfiltern (36a, 36b,. . .36n) ein verstärktes Signal zu. Eine oder mehrere Übertragungsfunktionen (36a, 36b,. . .36n) können durch einen Schalter 38 ausgewählt werden. Das verar­ beitete elektrische Signal von den Frequenzbandfiltern (36a, 36b,. . .36n) wird anschließend in einem Leistungsverstärker 40 verstärkt und/oder kombiniert, der durch eine Lautstärkesteuereinrichtung 42 gesteuert wird. Die Spannung zur Signalverarbeitungseinrichtung 30 wird über eine Span­ nungszufuhrschaltung 44 durch die Spannung von einer Batte­ rie 46 zugeführt. Die Spannungszufuhrschaltung 44 wird durch einen Spannungs-Ein-Aus-Schalter 48 gesteuert. Typi­ scherweise sind das Mikrofon 32, der Vorverstärker 34, die Übertragungsfunktionen (36a, 36b,. . .36n), die Schalter 38 und 48, der Leistungsverstärker 40, die Lautstärkesteuerein­ richtung 42, die Spannungszufuhrschaltung 44 und die Batte­ rie 46 gemeinsam im Brustteil 12 angeordnet. Der Lautspre­ cher 28 ist das einzige elektronische Bauteil, das außerhalb des Brustteils 12 angeordnet ist.

Details des Gehäuses 26 und andere mit dem Lautsprecher 28 im Zusammenhang stehende Details sind aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich. Das Verbindungsrohr 16 verbindet das Ge­ häuse 26 mechanisch und elektrisch mit dem Brustteil 12 (Fig. 1). Das Gehäuse 26 ist mechanisch und elektrisch mit den Ohrendstückrohren 22 und 24 verbunden, die einen Teil der binauralen Anordnung 14 bilden. Vorzugsweise ist das Ge­ häuse 26 einstückig mit dem Verbindungsrohr 16 und einer Ba­ sis 54 ausgebildet. Die Basis 54 ist ein U-förmiges Form­ teil, in dem an der Oberseite jeder Seite des "U" Öffnungen für die Ohrendstückrohre 22 bzw. 24 vorgesehen sind. Die Ba­ sis 54 ist mit dem oberen Abschnitt des Gehäuses 26 ein­ stückig zu einem einzigen Formteil ausgebildet. Ähnlich ist der obere Abschnitt des Verbindungsrohrs 16 so ausgebildet, daß er den unteren Abschnitt des Gehäuses 26 und damit eine einstückige Form bildet. Wenn das untere Ende der Basis 54 mit dem oberen Ende des Verbindungsrohrs 16 verbunden wird, wird das Gehäuse 26 gebildet. Vorzugsweise bildet das Ge­ häuse 26 einen Zwischenraum, der etwas größer ist (ca. 13.5 Millimeter) als der Innendurchmesser (6.35 Millimeter) des Verbindungsrohrs 16 und ausreichend groß ist, um darin den Lautsprecher 28 anzuordnen.

Der Lautsprecher 28 wird im Gehäuse 26 auf einer Achse angeordnet, die im wesentlichen parallel zur Längsachse des Verbindungsrohrs 16 verläuft. Vorzugsweise wird der Laut­ sprecher 28 durch die elastische Kraft des Gehäusematerials ohne die Verwendung von Klemmen, O-Ring-Dichtungen oder an­ deren Dichtungen in das Gehäuse eingeschlossen bzw. im Ge­ häuse festgehalten. Um eine maximale Tonwiedergabequalität zu erhalten, wird der Lautsprecher 28 in der Nähe bzw. ent­ lang der Mittellinie des Verbindungsrohrs 16 angeordnet. Der Lautsprecher 28 ist über elektrische Drähte 56 und 58, die innerhalb des Verbindungsrohrs 16 verlegt sein können, mit der im Brustteil 12 angeordneten elektronischen Schaltung verbunden. Der Lautsprecher 28 ist direkt akustisch mit der Basis 54 verbunden, die direkt akustisch mit den Ohrend­ stückrohren 22 und 24 verbunden ist. Vorzugsweise bildet der Verbindungsabschnitt der Basis 54 mit dem Verbindungsrohr 16 einen im wesentlichen rechten Winkel mit den Seiten der U- förmigen Basis 54.

Aufgrund des engen Raums (Gehäuse 26), in dem der Laut­ sprecher 28 angeordnet wird, ist dessen Frequenzgang be­ grenzt. Wenn der untere Abschnitt des Gehäuses 26 vom Ver­ bindungsrohr 16 akustisch abgedichtet würde, wäre auf der Rückseite des Lautsprechers 28 ein sehr begrenzter Luftraum für die Bewegung der Lautsprechermembran verfügbar. Dieser begrenzte Luftraum würde den Frequenzgang für die niedrigen Frequenzen des Lautsprechers 28 begrenzen. Daher ist es sehr wichtig, daß der Lautsprecher 28 an seiner Rückseite einen akustischen Hohlraum erhält, damit die Bewegung der Laut­ sprechermembran ermöglicht wird, um einen größeren Frequenz­ gang für niedrige Frequenzen zu erhalten. Das Gehäuse 26 ist zum Inneren des Verbindungsrohrs 16 hin offen. Dadurch wird ein Abschnitt oder die gesamte Länge des Verbindungsrohrs 16 für das Volumen eines akustischen Raums geöffnet, um den Frequenzgang des Lautsprechers 28 zu verbessern. Vorzugs­ weise wird die gesamte bzw. im wesentlichen die gesamte Länge des Verbindungsrohrs 16 für diesen Zweck verwendet. Durch das Vorhandensein der elektrischen Drähte 56 und 58 innerhalb des Verbindungsrohrs 16 wird der im Verbindungs­ rohr 16 gebildete akustische Hohlraum nicht merklich beein­ flußt. Bei einer Ausführungsform wird das Verbindungsrohr 16 aus Polyvinylchlorid gebildet, ist ca. 50-60 Zentimeter lang und hat einen Innendurchmesser von ca. vier Milli­ metern.

Gegebenenfalls kann der innerhalb des Verbindungsrohrs 16 gebildete akustische Hohlraum mit einem akustischen Mate­ rial mit einer geringen Dichte verfüllt werden, um die aku­ stische Niedrigfrequenzimpedanz zusätzlich zu steuern. Bei­ spiele solcher akustischen Materialien mit geringer Dichte sind lose gepackte Fiberglas- oder Polyesterelemente, Dacron 88 ^TM oder Hollowfill^TM, das von E.I. Dupont de Nemours, Inc. erhältlich ist. Außerdem wird durch die Länge des Verbin­ dungsrohrs 16 und das Vorhandensein des akustischen Materi­ als mit geringer Dichte die Wahrscheinlichkeit für die Auf­ nahme von Tönen aus der Umgebung minimiert, durch die Stör­ geräusche zu den an den Arzt oder eine andere im Gesund­ heitswesen tätige Person übertragenen Informationssignalen beigemischt werden.

Bei einigen Verhältnissen kann es wünschenswert sein, den im Verbindungsrohr 16 gebildeten akustischen Hohlraum zur Umgebung bzw. zur Atmosphäre hin zu öffnen. Wenn dies gewünscht wird, kann, wie in Fig. 5 dargestellt, eine Ent­ lüftungsöffnung 60 vorgesehen werden. Alternativ kann der im Verbindungsrohr 16 gebildete akustische Hohlraum von der Um­ gebung bzw. von der Atmosphäre abgeschlossen werden, wobei er vorzugsweise an der Verbindungsstelle des Verbindungs­ rohrs 16 mit dem Brustteil 12 abgeschlossen wird.

Dadurch, daß ein einzelner Lautsprecher 28 in der Nähe der Verbindungsstelle der Ohrendstückrohre 22 und 24 in der Basis 54 angeordnet wird, entsteht der Vorteil einer ausgeglichenen Belastung auf den Lautsprecher 28 und wird gewährleistet, daß die exakt gleiche akustische Information sowohl zum rechten als auch zum linken Ohr des Arztes oder einer anderen im Gesundheitswesen tätigen Person übertragen wird, die das Stethoskop verwendet. Dies wird unterstützt, wenn die Arme der Basis 54 die gleiche Form und die gleichen Abmessungen erhalten und wenn die Ohrendstückrohre 22 und 24 die gleiche Form und die gleichen Abmessungen erhalten.

Die akustische Ausgangsbelastung des Lautsprechers 28 wird durch die Auswahl der Größe und der Länge der Ohrend­ stückrohre 22 und 24 den elektrischen Kenngrößen des Laut­ sprechers angepaßt. Die akustische Entlastung der Lautsprechermembran wird durch die Größe und die Länge des Verbindungsrohrs 16 genau angepaßt. Die akustische Impe­ danzanpassung wird durch eine Frequenzganganalyse durchge­ führt.

Der Lautsprecher 28 besitzt eine Impedanz im Bereich von 16 bis 32 Ohm und ist vorzugsweise ein 32 Ohm Zweidraht- Miniatur "Ear-Bud" -Lautsprecher mit einem Durchmesser von 13.6 Millimetern, der von Chia-Ping Enterprise Company LTD, Taipei, Taiwan geliefert wird. Der Lautsprecher wird im Ge­ häuse 26 angeordnet und an seinem Umfang zum Gehäuse hin ab­ gedichtet, um zu verhindern, daß der Schall nach außen dringt. Die Basis 54 ist im oberen Ende des Verbindungsrohrs 16 abgeschlossen, wodurch das Gehäuse 26 gebildet wird. Das Verbindungsrohr 16 und die Basis 54 werden aus heißgetauch­ tem Polyvinylchlorid hergestellt und mit VC 1 Vinylklebstoff abgedichtet, der von Schwartz Chemical Company, New York er­ hältlich ist.

In den Fig. 6 und 7 sind die vorteilhaften Ergeb­ nisse bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung darge­ stellt. Fig. 6 zeigt in einem Blockdiagramm einen verein­ fachten, jedoch allgemein typischen Signalpfad durch ein elektronisches Stethoskop, wobei das elektrische Signal durch eine Übertragungsfunktion verarbeitet wird, die als Entsprechung der "Membran"-Ansprechfunktion eines herkömm­ lichen akustischen Stethoskops dargestellt ist, die für Ärz­ te und andere im Gesundheitswesen tätige Personen ver­ ständlich ist. Ein Mikrofon 62 empfängt den auskultierten Ton und wandelt das hörbare Signal in ein elektrisches Si­ gnal um. Das elektrische Signal durchläuft daraufhin eine Signalverarbeitungseinrichtung 60, die einen Niederfrequenz­ begrenzungsfilter 64, der so eingestellt ist, daß er bei ca. 20 Hertz dämpft; ein Formelement 68, das die geeignete Über­ tragungsfunktion bereitstellt; und einen Hochfrequenzbegren­ zungsfilter 66 aufweist, der so eingestellt ist, daß er bei ca. 600 Hertz dämpft. Das normale Ohr ist im allgemeinen für Töne unterhalb von 20 Hertz unempfindlich und praktisch alle Körpertöne von Interesse besitzen keinen deutlichen Frequen­ zanteil über 600 Hertz, mit Ausnahme einiger prothetischer Herzventile. Durch eine scharfe Niederfrequenzdämpfung wer­ den das Niederfrequenzrauschen, beispielsweise von der Gleichspannungszufuhr und vorübergehendes Rauschen, das durch das Bewegen des Brustteils über die Körperoberfläche verursacht wird, beseitigt. Durch eine scharfe Hochfrequenz­ dämpfung werden die Umgebungsgeräusche, wie beispielsweise die menschliche Sprache, ausgeschlossen.

Das Ausgangssignal von der Signalverarbeitungseinrich­ tung 60 wird durch einen Leistungsverstärker 70 verstärkt und das verstärkte Signal wird anschließend durch den Lautsprecher 72 in den akustischen Bereich zurückverwandelt.

Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung 60 ist in Fig. 7A in einem Diagramm dargestellt, bei dem die Signalamplitude als Funktion der Frequenz dargestellt ist.

Die Linie 80 in diesem Diagramm zeigt den Frequenzverlauf des gewünschten Tonausgangssignals, und entspricht demjeni­ gen eines herkömmlichen akustischen Stethoskops zwischen ca. 20 Hertz und 600 Hertz. Das als Ton zu den Ohren des Anwen­ ders übertragene tatsächliche Frequenzspektrum ist eine Funktion sowohl der elektronischen Schaltung mit dem Ver­ stärker 70, dem Signalformungselement 68 und Filtern 64, 66 des Stethoskops als auch des Lautsprechers 72. Der Lautspre­ cher 72 ist ein elektro-mechanischer Wandler, der ein akustisches Ausgangssignal erzeugt, das durch die physikali­ schen Kenngrößen des Stethoskops eingeschränkt ist, die den Frequenzgang begrenzen. In Fig. 7B zeigt die Linie 82 den Frequenzgang bei einem elektronischen Stethoskop, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird. In Fig. 7B zeigt die Linie 84 den Frequenzgang eines ähnlichen elektronischen Stethoskops, das nicht die erfindungsgemäßen Merkmale be­ sitzt. Wie in Fig. 7B dargestellt ist, stellt die Linie 82, die sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Stethoskops ergibt, einen wesentlich verbesserten Frequenzgang bei nied­ rigen Frequenzen von ca. 12 dB über dem durch die Linie 84 dargestellten Frequenzgang am unteren Ende des verwendbaren Frequenzbereichs dar, was unmittelbar auf die Erfindung zurückzuführen ist.

Claims (10)

1. Binaurales elektronisches Stethoskop zum Empfangen von auskultierten Tönen von einem Körper und zum Übertragen der auskultierten Töne an einen Anwender, mit:
einem Brustteil, das zusammenwirkend mit dem Kör­ per verwendet wird; einem mit dem Brustteil zusammen­ wirkenden akustischen Wandler zum Empfangen der auskul­ tierten Töne und zum Umwandeln der auskultierten Töne in ein elektrisches Eingangssignal; einer mit dem akustischen Wandler betrieblich gekoppelten Signalver­ arbeitungseinrichtung zum Verarbeiten des elektrischen Eingangssignals, um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen; einem Gehäuse; einem ersten rohrförmigen Ele­ ment zum Verbinden des Brustteils mit dem Gehäuse; ei­ ner im Gehäuse angeordneten Lautsprechereinrichtung zum Umwandeln des elektrischen Ausgangssignals in ein aku­ stisches Ausgangssignal; einer elektrischen Verbin­ dungseinrichtung zum Zuführen des elektrischen Aus­ gangssignals zum Lautsprecher; einem zweiten und einem dritten rohrförmigen Element, die mit dem Gehäuse ver­ bunden sind und akustisch mit dem Lautsprecher gekop­ pelt sind, um das akustische Ausgangssignal akustisch zu übertragen; einem ersten und einem zweiten Ohrend­ stück, die jeweils mit dem zweiten bzw. dem dritten rohrförmigen Element verbunden sind, zum Empfangen des akustischen Ausgangssignals und zum Zuführen des akustischen Ausgangssignals zum Anwender;
dadurch gekennzeichnet, daß das erste rohrförmige Element einen akustischen Hohlraum aufweist, der mit dem Lautsprecher im Gehäuse akustisch verbunden ist; wobei der akustische Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements und das zweite und das dritte rohrförmige Element sowohl vor als auch hinter dem Lautsprecher Tonkanäle bilden, wodurch ein ausge­ glichenes akustisches Verhalten erhalten wird.

2. Binaurales elektronisches Stethoskop nach Anspruch 1, wobei der akustische Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements im wesentlichen über die gesamte Länge des er­ sten rohrförmigen Elements ausgebildet ist.

3. Binaurales elektronisches Stethoskop nach Anspruch 2, wobei der akustische Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements vom Brustteil abgeschlossen ist.

4. Binaurales elektronisches Stethoskop nach Anspruch 3, wobei das Stethoskop in einer Umgebung betrieben wird und wobei der akustische Hohlraum des ersten rohrförmi­ gen Elements zur Umgebung hin offen ist.

5. Binaurales elektronisches Stethoskop nach Anspruch 3, wobei das Stethoskop in einer Umgebung betrieben wird und wobei der akustische Hohlraum des ersten rohrförmi­ gen Elements von der Umgebung abgeschlossen ist.

6. Binaurales elektronisches Stethoskop nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Lautsprecher eine direkte akustische Verbindung zum zweiten und zum dritten rohr­ förmigen Element hat.

7. Binaurales elektronisches Stethoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Lautsprecher eine Achse besitzt, die sich entlang der Richtung der Schallab­ strahlung vom Lautsprecher erstreckt und wobei der Lautsprecher innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Achse des Lautsprechers im wesentlichen parallel zur Achse des ersten rohrförmigen Elements verläuft.

8. Binaurales elektronisches Stethoskop nach Anspruch 7, wobei die Achsen des zweiten und des dritten rohrförmi­ gen Elements im wesentlichen orthogonal zur Achse des ersten rohrförmigen Elements ausgerichtet sind.

9. Binaurales elektronisches Stethoskop nach Anspruch 8, wobei das zweite und das dritte rohrförmige Element im wesentlichen die gleiche Größe und die gleiche Form aufweisen.

10. Binaurales elektronisches Stethoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem akustischen Material mit geringer Dichte, das den akustischen Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements im wesentlichen füllt.