Фонокардиография. Специфические особенности проведения, достоинства и недостатки процедуры

Фонокардиография — это специальная методика графического распознавания тонов и шумов сердца с помощью аппарата под названием фонокардиограф. Пройти же это исследование можно в любом медицинском центре, где имеется этот прибор, а при отсутствии возможности приехать в больницу, процедуру можно пройти даже на дому.

Методики проверки состояния сердца

Существует пять основных методов исследования сердца — аускультация, фонокардиография, эхокардиография, электрокардиография и рентгенологические методики. Каждый из них широко используется в наших краях, поэтому в первую очередь нужно разобраться, в чем их отличие друг от друга.

1. Аускультация позволяет выслушать все звуки, которые возникают при работе сердца, путем прикладывания к груди стетоскопа.
2. Фонокардиография позволяет зафиксировать все сердечные шумы и тоны в диапазоне 15-1000 Гц, то есть является дополнением к предыдущему методу.
3. Эхокардиография исследует крупные сосуды и сердце, основываясь на отражении ультразвукового сигнала с помощью специального датчика, содержащего кристалл.
4. Электрокардиография дает возможность рассчитать частоту и характер ритмов сердца, а также выяснить особенности электрических процессов, которые происходят в нем, тем самым позволяя вовремя диагностировать нарушение сердечного ритма.
5. Рентгенологические методики точно определяют размеры и форму как всего сердца целиком, так и его отделов, указывают на наличие жидкости в перикарде и состояние кровообращения в легких, а также отмечают пульсацию сердца.

Для чего нужна процедура

Как мы уже выяснили, фонокардиография — это дополнение к аускультации, позволяющее услышать даже те шумы и тоны, которые возникают при работе сердца и не слышны с помощью стетоскопа. Фонокардиограф, с помощью которого проводится это исследование, позволяет уловить самые плохо различимые звуки, которые раздаются, когда сердце ритмично перекачивает кровь, поочередно работают сердечные клапаны и происходит ритмичное сокращение миокарда. И в соответствии с длительностью зафиксированных звуков, интервалами между ними, наличием изменения тонов и дополнительных щелчков, можно судить о наличии тех или иных патологий сердца.

Фиксирование звуков

Узнав, что аускультация и фонокардиография позволяют услышать различные звуки, которые возникают при работе сердца, давайте разберемся, какие именно они бывают и какие у них имеются характеристики, чтобы точно понять всю необходимость процедур:

1. Сила звука исчисляется в децибелах и представляет собой звуковую энергию, переносимую за 1 секунду на 1 см². Она пропорциональна амплитуде звуковых колебаний, поэтому чем она выше, тем громкость ударов сердца сильнее.
2. Частота звука исчисляется в герцах и представляет собой количество звуковых колебаний, которые происходят за одну секунду. Человек же может услышать в среднем частоту звука в пределах 20-20000 Гц.
3. Чистые тоны сердца на фонокардиографии встречаются очень редко и представляют собой звуковые колебания с одной единственной частотой звука.
4. Сложные тоны получаются, когда смешивается определенное количество чистых тонов, что случается гораздо чаще.
5. Шумы — множественные звуковые колебания, не связанные друг с другом верным соотношением, поэтому их наличие чаще всего свидетельствует о присутствии патологий.

Кому назначают исследование

Теперь давайте выясним, кому же назначают фонокардиографию (ФКГ) и с какими симптомами пациент направляется на подобное исследование. Итак, эта процедура обязательно назначается тем, кто страдает из-за любых пороков клапанного аппарата, врожденных аномалий сердца и ревматизма, который сопровождается воспалением органа.

Кроме того, на подобное обследование направляют пациентов, которые приходят к кардиологу или терапевту с жалобами на одышку, возникающую во время физической нагрузки, или боли в груди и сердце, а также тех, кто ранее перенес инфаркт миокарда, имеет увеличенный размер органа, и тех, у кого были отмечены посторонние звуки во время осмотра с помощью стетоскопа.

Достоинства ФКГ

Некоторые думают, что, если есть возможность пройти аускультацию, то фонокардиография сердца больше не нужна. Однако это совсем не так, ведь у этой процедуры имеется целый ряд достоинств. И главное из них заключается в том, что такое исследование позволяет исключить все субъективные факторы, которые могут возникнуть в результате аускультационной методики фиксации звуков. Ведь в таком случае на него может повлиять слух врача, различные посторонние шумы, поломка устройства, а при фонокардиографии все звуки фиксирует машина, так что здесь результат будет стопроцентно правдив и позволит дать точную оценку силы и частоты звука, длительности шумов да тонов, а также интервалов, которые возникают между ними. А уж если провести одновременно ФКГ и ЭКГ, то результат исследования поможет врачу увидеть самую ясную картину состояния сердца больного и назначить ему соответствующее лечение.

Недостатки ФКГ

Однако все не так уж и хорошо, ибо у метода фонокардиографии есть не только достоинства, но и значительные недостатки. И основным из них является то, что у фонокардиографа отмечается очень слабая чувствительность аппарата по сравнению с ухом человека, из-за чего слабенькие звуки, которые хорошо слышащий врач сможет различить при аускультации, будут не видны на фонокардиограмме.

Кроме того, из нее невозможно будет определить характер шума, пусть даже субъективный, который является совершенно уникальным при некоторых случаях патологий клапана сердца. Ну и, наконец, в случае смещения сердца или дилатации и гипертрофии его камер, очень тяжело найти место, где следует разместить микрофон фонокардиографа.

Наличие противопоказаний

По словам кардиологов и терапевтов, фонокардиография — это процедура, которая практически не имеет противопоказаний. К тому же этот метод исследования совершенно безопасный и безболезненный, так что его назначают даже тем больным, которые находятся в тяжелом состоянии. Однако все-таки имеется несколько факторов, из-за которых микрофон фонокардиографа невозможно будет приложить вплотную к груди, и они могут стать противопоказаниями для этой процедуры.

К таким факторам можно отнести тяжелую степень ожирения, а также нарушение целостности кожи груди вроде травм, ожогов или ран. Кроме того, ФКГ не рекомендуется проводить пациентам, которые пили утром кофе, так как он повышает давление, а значит, результат исследования будет недостоверным.

Процесс проведения исследования

Исследование по методике фонокардиографии — это процедура, которая проводится с помощью фонокардиографа, состоящего из микрофона и усилителя, которые помогают расслышать все звуки работы сердца, частотного фильтра, устраняющего помехи и делающего звук более четким, и регистрирующего устройства, благодаря которому мы получаем на руки фонокардиограмму с подробным описанием силы и частоты звука, а также всех шумов и тонов сердца.

Чтобы получить верный результат, перед креплением на груди шести микрофонов врач выслушивает пациента, а затем кладет его горизонтально, устанавливает на груди элементы прибора и на протяжении десяти минут исследует работу сердца.

При необходимости пациента во время процедуры могут попросить перевернуться на бок, задержать дыхание или сделать глубокий вздох. Параллельно с ФКГ пациенту дополнительно делают ЭКГ, что позволяет сопоставить все звуки, зарегистрированные фонокардиографом, с электрической активностью сердца. Вся процедура в таком случае занимает максимум 10 минут.

Исследование работы сердца плода

Также с помощью фонокардиографии физиологию звуковых волн, издаваемых работающим сердцем ребенка в чреве матери, можно исследовать, чтобы выяснить, как развивается плод и нет ли каких-либо осложнений. В этом случае микрофон крепят к тому участку живота беременной женщины, где лучше всего слышны тона сердечка плода.

А когда мамочка начинает рожать, микрофон передвигают еще ниже, к лобковому симфизу. И в этом случае ФКГ уже делается с самых схваток и до родов, чтобы знать, что они проходят нормально, ориентируясь на показатели фонокардиограммы, где должно быть видно, что тоны сердца ровные и прослушиваются через одинаковые промежутки времени. Единственное, когда женщина тужится и у нее начинаются схватки, то повышается амплитуда второго тона, однако затем высота снова выравнивается.

Зато, если фонокардиография плода покажет шумы в сердце, увеличение или уменьшение частоты ритма, изменение тона или силы звука или его расщепление, это может свидетельствовать о перитональной асфиксии, и тогда гинеколог должен что-то предпринять, чтобы роды далее проходили нормально.

Амплитуда звуков

Главный фактор, который исследует фонокардиография — амплитуда звуков, увеличение или уменьшение которой свидетельствует о наличии у пациента различных заболеваний.

1. Появление на фонокардиограмме III и IV тонов может свидетельствовать об инфаркте миокарда либо гипертензии, при этом первый частенько сигнализирует о сердечной недостаточности, а второй — об усиленном сокращении предсердий либо гипертрофии желудочков.
2. Увеличение II тона может свидетельствовать о легочной либо артериальной гипертонии, а его уменьшение — об ухудшении движения крови по легочной артерии либо о недостаточности аортального клапана.
3. Усиление I тона можно наблюдать при гипертириозе, малокровии либо стенозе двухстворчатого клапана, а его ослабление — о расширении бронхиол, воспалении перикарда либо экссудативном плеврите легкого с левой стороны, кроме того, слабый первый тон бывает у людей с избыточным весом.
4. Увеличение амплитуды I тона может свидетельствовать о митральном стенозе, а его уменьшение — о патологии сердечной мышцы, декомпенсации сердца либо замедлении атриовентрикулярной проводимости.
5. Сокращение интенсивности I тона на фонокардиограмме может быть вызвано проблемами с сократительной функцией левого желудочка. Это явление частенько можно наблюдать при таких заболеваниях, как хроническая сердечная ишемия, дистрофия миокарда, ревмокардит либо кардиомиопатия.

Шумы сердца

Немаловажное значение при расшифровке фонокардиограммы играют зафиксированные шумы в сердце, по которым также можно судить о том, хорошо ли функционирует этот человеческий орган.

1. Пресистолический шум может свидетельствовать о развитии митрального стеноза.
2. Овальная либо ромбовидная формы шума на фонокардиограмме свидетельствуют о развитии аортального стеноза.
3. Диастолический шум может предвещать развитие аортальной недостаточности.
4. Лентовидный систолический шум, который возникает с низкой частотой, может свидетельствовать о недостаточности трикуспидального клапана.
5. Функциональные шумы бывают только у детей и могут свидетельствовать как о развитии у них тех или иных патологий, так и о здоровье ребенка, поэтому о них нужно судить лишь в совокупности со всеми остальными факторами ФКГ и ЭКГ.

Кафедра фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій » Компьютерный фонокардиограф

Автор: Dmytro · Дата: 23 Октябрь 2014 · Пока нет комментариев

В настоящее время в клинической практике большое внимание уделяется объективным и точным методам получения информации о звуковых явлениях работающего сердца. Ранее сердечные тона (тоновый сигнал сердца) человека исследовали с помощью аускультации, то есть обычного прослушивания. При таком методе выявление патологии в большой степени зависит от профессиональности врача, разрешающей способности его уха и других субъективных факторов. К тому же в таком случае не все тона доступны слуховому восприятию человека (например, третий или четвертый). Поэтому на смену метода аускультации пришла фонокардиография.

Фонокардиография представляет собой метод графической регистрации звуков, возникающих при работе сердца. Этот метод позволяет исследовать шумы и тоны сердца, не всегда определяемые при аускультации, дает возможность объективно проводить качественный и количественный анализ тонов и шумов сердца, при которых кардиограмма может оказаться практически нормальной.

Слуховой анализатор человека воспринимает звуковые колебания в широком диапазоне: от 16 колебаний в секунду (герц) до 20 000 Гц. Порог восприятия – 16 Гц. Колебания от 1 до 16 Гц – инфразвук. Они ниже порога слышимости и не улавливаются ухом. Частота выше 20 000 Гц – ультразвук. Они также не улавливаются ухом. Колебания разной частоты соответствуют различной частоте тонов: чем больше частота колебаний, тем выше тон, и чем меньше частота колебаний, тем ниже тон. Большая часть звуковых колебаний, обусловленных тонами и шумами, находится вне пределов звукового восприятия. Поэтому, важное значение имеет фонокардиография, которая позволяет регистрировать звуковые колебания, находящиеся за пределами восприятия ухом. По мнению большинства исследователей, тоны сердца содержат низкие частоты: от 50 до 400–500 Гц, но в среднем чаще всего число колебаний для I тона – 30–120 Гц, для II – 70–150 Гц, для III – 10–70 Гц. При патологии тоны могут иметь высокие частоты – до 700–900 Гц и более. III и IV (предсердный) тоны выслушиваются редко. Это объясняется их низкой частотой и малой интенсивностью. III тон чаще всего имеет частоту 10 – 70 Гц, IV тон 16 –35 Гц. При фонокардиографии их лучше удается зарегистрировать на низкочастотных каналах.

Так называемые тоны сердца на самом деле являются короткими, быстро затухающими шумами. Возникают они, как правило, в момент внезапного изменения состояния сердца при переходе от одного периода сердечного цикла к другому. Подавляющая часть энергии тонов сердца приходится на частоты, не превышающие 150–200 Гц. В патологических случаях в образовании тонов сердца значительное участие могут принимать составляющие более высокой частоты.

Шумы сердца, как правило, обусловлены движением крови в течение какого-либо периода сердечного цикла или в течение нескольких периодов. Обычно они продолжительнее тонов, часто образованы колебаниями более высокой частоты, достигающей для многих шумов величин порядка 400–1000 Гц.

Кроме интенсивности и частоты состава звуков сердца большое значение придается их положению во времени. При исследовании временных соотношений акустические проявления сердечной деятельности – тоны сердца и их отдельные компоненты, начало и конец шумов, их нарастание, максимум и убывание – сопоставляются во времени между собой и с другими проявлениями сердечной деятельности (элементы электрокардиограммы, сфигмограммы, кардиограммы, флебограммы и т.

д.).

Согласно представленной структурной схеме фонокардиографическая приставка состоит из таких основных блоков:

– микрофон

– усилитель

– темброблок (для корректировки АЧХ микрофона)

– АЦП

– блок управления (МК)

– USB-UART адаптер

При проведении анализа технических параметров доступных в продаже микрофонов, был выбран электретный микрофон фирмы BESTAR BCM9767, имеющий следующие технические характеристики:

Параметр	Значение
Диапазон частот	20-20000 Гц
Чувствительность	-40±3 дБ (0 дБ=1 В/Па, 1 кГц)
Выходной импеданс	1 кОм при 1 кГц
Потребление	0.5 мА
Питание	1. 1-10 В
Нелинейность	-3 дБ

 

Усилитель и темброблок, обеспечивающий коррекцию АЧХ микрофона, был построен на базе операционного усилителя общего применения TL074 производства TEXAS INSTRUMENTS TI. При низкой стоимости данный ОУ предоставляет разработчику неплохие рабочие характеристики, а именно: 4 независимых канала; входное сопротивление 10¹² Ом; полоса пропускания 3 МГц; напряжение смещения U

см 3 мВ; напряжение питания ±3,5÷18 В; коэффициент гармонических искажений 0,01%; коэффициент ослабления синфазных помех 86 dB.

Управление работой фонокардиографической приставки, оцифровка и первичная обработка сигнала были возложены на управляющий микроконтроллер семейства AVR фирмы ATMEL ATmega48 со встроенным 10-битным АЦП. АЦП имеет абсолютную погрешность ±2 МЗР, интегральную нелинейность ±0.5 МЗР при быстродействии до 15 тыс. выборок/с.

Связь с персональным компьютером обеспечивается с помощью микросхемы преобразователя интерфейсов СР2102.

Программное обеспечение микроконтроллера было разработано в программной среде «AVR Studio». Отладка производилась с помощью программатора «STK500».

Для управления работой фонокардиографической приставки и проведения фонокардиографических исследований была разработана компьютерная программа. Программа написана на языке высокого уровня С++ в среде разработки Borland C++ Builder 6.0 и позволяет работать с операционными системами Windows XP, Windows Vista, Windows 7.

Алгоритм работы программного обеспечения фонокардиографической приставки представлен на следующей блок-схеме:

 

Опытные образцы фонокардиографа

 

Опытные образцы компьютерного фонокардиографа  были разработаны выпускником кафедры ФБМЭ и КИТ Марцинкевичем Денисом Александровичем в 2011 году.

Разработка выполнена в рамках дипломного проекта под руководством Мустецова Николая Петровича.

Данный проект позволил дипломнику приобрести навыки работы с современными микроконтроллерами, освоить среду разработки приложений для ПК, получить опыт при разработке схематических решений медицинского оборудования.

По вопросам сотрудничества, внедрения прибора обращаться:
Заступник першого проректора з наукової роботи (начальник науково-дослідної частини університету)
доктор фізико-математичних наук, професор
Катрич Віктор Олександрович
Тел.: +38 (057) 705-12-61, 707-56-24
Адреса: пл. Свободи 4, м. Харків, 61022, кiмната: 6-54
Факс: +38 (057) 705-12-61
E-mail: [email protected]

Рубрика: Наші розробки ·  

Что такое фонокардиограмма | Эко

Нормальная кривая тонов сердца без аннотации

Обзор

Фонокардиограмма (ФКГ) представляет собой высокоточный график изменения тонов сердца во времени. Пример обычного PCG можно найти выше. PCG являются полезными инструментами, которые можно использовать для определения общего состояния здоровья сердца посредством обнаружения неслышных звуков и шумов. PCG количественно определяют характеристики звуков сердца (

например, интенсивность, время и продолжительность) и являются эффективным методом отслеживания прогрессирования заболевания и воздействия лекарств на сердце.

Упрощенный PCG

Упрощение PCG на отдельные компоненты упрощает диагностику заболеваний. В упрощенной форме интенсивность звука (громкость) представлена ​​по оси Y и увеличивается по мере удаления от центральной линии. Плоская линия представляет тишину. Первый (S1) и второй (S2) тоны сердца представлены толстыми вертикальными линиями с высотой, прямо пропорциональной их интенсивности. Пример нормального звука сердца можно увидеть выше.

Систолический шум

Время звуков относительно сердечного цикла важно при анализе тонов сердца и PCG. Шум, который начинается во время или после первого тона сердца (S1) и заканчивается до или во время второго тона сердца (S2), называется систолическим шумом, потому что в этот период времени происходит выброс крови из желудочков (систола).

 Диастолический шум

Точно так же диастолический шум начинается во время или после второго тона сердца (S2) и заканчивается до или во время первого тона сердца (S1), поскольку этот период времени соответствует расслаблению желудочков (диастоле).

Непрерывный шум

Непрерывный шум начинается в систолу, достигает максимума около второго тона сердца (S2) и продолжается частично или полностью во время диастолы.

Crescendo 

Шумы дополнительно классифицируются по точкам наивысшей интенсивности звука, которые можно увидеть в виде отчетливых форм на обычной и упрощенной фонокардиограммах (ФКГ). Например, ропот крещендо выше со временем постепенно усиливается.

Decrescendo

Шумы Decrescendo со временем постепенно уменьшаются по интенсивности.

Crescendo-decrescendo 

Шум crescendo-decrescendo будет постепенно увеличивать интенсивность, достигать максимума, а затем постепенно уменьшаться по продолжительности.

Плато

Шум плато сохраняет относительно постоянный объем и интенсивность. Он представлен прямоугольником в упрощенной PCG.

Время

Шумы могут быть дополнительно классифицированы в зависимости от точки их максимальной интенсивности в сердечном цикле.

Ранний пик

Ранний пик шума имеет точку наибольшей интенсивности, расположенную вблизи начала систолы или диастолы. Например, ранний диастолический шум достигает максимальной интенсивности в начале диастолы (S2).

Средние пики

Средние пиковые шумы имеют точку наибольшей интенсивности, расположенную близко к середине систолы или диастолы.

Поздний пик

Шумы с поздним пиком имеют точку наибольшей интенсивности, расположенную в конце систолы или диастолы. Поздний систолический шум плато, подобный вышеописанному, может распространяться до S2.

Голосистолический

Голосистолический шум начинается с первого тона сердца (S1) и заканчивается вторым тоном сердца (S2), без больших вариаций интенсивности (плато). Интенсивность звука присутствует и почти постоянна между S1 и S2.

Голодиастолический

Голодиастолический шум выслушивается на протяжении всей диастолы практически постоянной интенсивности. Он начинается со второго тона сердца (S2) и заканчивается первым тоном сердца (S1).

Фонокардиограмма | eKuore — Estetoscopios digitales y Dispositivos Médicos

Аускультация продолжает оставаться традиционным методом и первым основным инструментом, применяемым для оценки функционального состояния сердца. Но что на самом деле анализирует врач при аускультации? Как фонокардиограмма помогает в диагностике больного?

Фонокардиограмма (ФКГ) представляет собой графическую запись в виде волны, на которой можно увидеть тоны сердца, полученные с помощью стетоскопа.

Благодаря цифровому стетоскопу eKuore Pro мы можем не только слышать звук аускультации, но и захватывать, записывать, измерять и графически отображать аускультацию на так называемой фонокардиограмме.

 

Какие данные предоставляет фонокардиограмма?

Фонокардиограмма позволяет предоставить данные о времени, относительной интенсивности, частоте, качестве, тоне, тембре и точном расположении различных компонентов сердечного тона объективным и воспроизводимым образом. Таким образом, специалист может идентифицировать и анализировать звуки, из которых состоит тон сердца, по отдельности, чтобы впоследствии произвести синтез извлеченных характеристик.

Какой сигнал записывает PCG?

Звук, записанный в PCG, обусловлен вибрацией сердца во время сердечного цикла. Эта вибрация создает акустическую волну, которая распространяется через стенку грудной клетки.

Частота сердечных сокращений является основным компонентом акустической волны , но каждая часть самого сердца имеет особое строение со своими биомеханическими характеристиками: собственные частоты, эластичность, демпфирование, механические и акустические импедансы.

Это означает, что как вибрация сердца, так и производимая им акустическая волна охватывают широкий спектр частот , который может варьироваться от 1 Гц или менее до более 1500 Гц. Амплитуда акустического сигнала составляет около 80 дБ.

При аускультации сердца в норме мы обнаруживаем в основном два шума: S1 («немой»), который представляет собой широкую вибрацию, обусловленную движением крови во время систолы желудочков, закрытием митрального клапана. и трикуспидального клапанов и к заднему отверстию легочного и аортального клапанов; и S2 («ванна»), что связано с замедлением и обратным током крови в аорте и легочной артерии, закрытием аорты и легочных артерий и открытием трикуспидальной и митральной артерий. Этот звук короче и острее и совпадает с окончанием зубца Т.

Систолическое разделение обоих шумов обычно составляет около двух третей их диастолического разделения. Тоны и шумы сердца возникают из-за вибраций, вызванных ускорением или замедлением кровотока согласно различным теориям.

Как зарегистрировать ФКГ

Для получения фонокардиограммы необходим преобразователь, преобразующий акустическую волну в пропорциональный электрический сигнал.

Инструмент, традиционно используемый для записи тонов сердца, — стетоскоп , целью которого является передача тонов сердца с наименьшим возможным искажением и потерей амплитуды.

EKuore Pro — это первый электронный стетоскоп на рынке:

Излучатель состоит из раструба, расположенного в грудном отделе там же, где и в сердце.