Запись звуков легких
С древнейших времен известны такие звуковые явления при аускультации легких, как хрипы и стридор, которые выслушиваются на расстоянии. В V веке до н.э. Гиппократ начал использовать метод непосредственной аускультации - прослушивание больного ухом, приложенным к грудной стенке. Развитие аускультации связано с именем французского врача Р. Лаэнека, который в 1816 г. Изобрел стетоскоп. Произошла переориентация медиков на акустический метод диагностики. Аускультация быстро распространилась и заняла прочное положение в мировой медицине, поскольку была быстрым, дешевым, легко осуществимым «полевым» методом исследования, применимым при любом состоянии и возрасте пациента.
С введением в широкую практику рентгенологических и эндоскопических методов исследования значение аускультации легких было принижено. Некоторые ученые стали рассматривать ее как некое «уважительное отношение к традиции, прикроватный ритуал». Такое отношение имело под собой и веские основания, связанные с субъективизмом метода. Неслучайно аускультация расценивается как медицинское искусство.
Основным способом объективизации восприятия дыхательных шумов, позволяющим проводить их точную регистрацию и анализ, стало использование систем аппаратной аускультации. Первые попытки создания подобных устройств были предприняты уже в первой четверти прошлого века Р. Martini и Н. Mueller. Методы работы подобных аппаратов были основаны на автоматической записи дыхательных шумов с помощью микрофона. Далее сигналы проходили через фильтр на экран осциллоскопа или выводились графическим записывающим устройством.
В 50-х годах прошлого столетия быстро развивалась звукозаписывающая техника, что позволило улучшить регистрацию дыхательных шумов, дало возможность проводить их акустический анализ и расширить представления о причинах возникновения.
Использование с начала 70-х годов ХХ века компьютерной техники для записи дыхательных шумов позволило преодолеть такие трудности аппаратной аускультации легких, как взаимодействие звуковых волн и большой объем информации. Впервые данная методика была использована R. Murphy и R. Sorensen у больных асбестозом. В последующие годы большинство работ, посвященных анализу дыхательных шумов, выполнялось с использованием быстрого преобразователя Фурье.
В настоящее время методика анализа дыхательных шумов предусматривает сходные этапы: определение, запись, графическое представление сигнала. Записывающие системы состоят из датчика, который улавливает звуковые колебания, усилителя, фильтров низких частот и магнитного накопителя (кассета или компьютерный диск). Особое значение придается качеству датчиков. Наиболее распространенные датчики - конденсаторные, электретные и пьезоэлектрические (акселерометры) микрофоны.
Перед записью проводится усиление и фильтрация дыхательных шумов. При усилении происходит увеличение реального сигнала, вольтаж которого на выходе мал, до уровня, достаточного для записи. Фильтрация необходима для отсева артефактов, которые возникают вследствие работы мышц сердца, пульсации кровеносных сосудов. В последующем электрические импульсы поступают в блок сбора данных компьютера, затем с помощью быстрого преобразователя Фурье строятся пространственные графики зависимости амплитуды от частоты и времени. В настоящее время созданы рентабельные системы, в том числе работающие в реальном времени, которые позволяют проводить подсчет и анализ коротких и продолжительных добавочных дыхательных шумов.
Существуют различные подходы к выбору места регистрации шумов при аппаратной аускультации, что связано с целями исследования. Обычно выбирают либо комплекс точек на поверхности грудной клетки, распределенных над проекцией легких, либо область трахеи. Первый способ имеет определенное преимущество: близкое положение датчика по отношению к очагу теоретически позволяет проводить топическую диагностику. На практике, для того чтобы точно установить глубину источника шума, требуется его одновременная регистрация (пеленгование) из нескольких точек, что создает дополнительные технические проблемы. Кроме того, регистрация дыхательных шумов при данной методике обычно занимает много времени.
Разработан способ оценки шумов, при котором датчик помещается с помощью загубника в полость рта больного с последующей математической обработкой полученного дыхательного паттерна. В 1989 г. G.L. Shechter et al. внедрили метод трахеофонографии, при котором датчик располагается на шее, то есть трахеальную аускультацию легких. В 1992 г. Ю.В. Кулаковым и др. запатентовано выполнение трахеофонографии на форсированном выдохе.