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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektronische Stethoskope
und insbesondere elektronische Stethoskope mit binauralen Ohrendstücken bzw.
Muscheln (Hörkapseln).
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Stethoskope
werden seit langer Zeit von Ärzten
verwendet, um auskultierte Töne
abzuhören.
Typischerweise wurden Stethoskope aus einem Kopf- oder Brustteil,
einer Tonübertragungsvorrichtung
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 Tonübertragungsvorrichtung 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 Gesundheitswesen tätige Person
den Ton mithören
kann.
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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 normalerweise in einer Empfangsvorrichtung
angeordnet ist, die in ihrem äußeren Erscheinungsbild
dem Brustteil eines herkömmlichen
akustischen Stethoskops gleicht. Das elektrische Si gnal vom Mikrofon
wird anschließend elektronisch
verarbeitet und einem Lautsprecher bzw. mehreren Lautsprechern zugeführt, wo
das elektrische Signal wieder in einen hörbaren Ton umgewandelt wird,
um vom Arzt empfangen zu werden. Natürlich können durch die Signalverarbeitungseinrichtung
zusätzlich
zur üblichen
Zurückwandlung
in einen hörbaren
Ton auch andere elektronische Analysen oder Darstellungen der auskultierten
Töne durchgeführt werden.
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Das
Einfügen
einer elektronischen Schaltung in ein Stethoskop stellte für den Ingenieur
ein beträchtliches
Konstruktionsproblem dar. Normalerweise nimmt durch die elektronische
Schaltung die physikalische Größe der Stethoskop-Baueinheit zu. Entweder
nimmt die Größe des Brustteils
wesentlich 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.
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Außerdem stellt
die Anordnung und das Unterbringen des Umwandlers der elektrischen
in akustische Signale bzw. des Lautsprechers im elektronischen Stethoskop
ein Problem dar.
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In
einem Fall kann der Lautsprecher im Brustteil angeordnet 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 akustische Signal zurücklegen
muß, wird
die Verstärkungslast
des elektronischen Stethoskops erhöht und wird die Wahrscheinlichkeit
der Beimischung von ungewünschten
und nicht sachgemäßen Tönen erhöht.
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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 besteht 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 elektronischen Stethoskops ein.
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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
angeordneten Gehäuse
angeordnet. Das Gehäuse,
in dem der Lautsprecher angeordnet ist, ist von einer elektrischen
Leitungsschnur akustisch abgedichtet, die das Lautsprechergehäuse elektrisch und
mechanisch mit dem Brustteil (Detektorvorrichtung) verbindet.
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In
der US-A-4071694 wird ein Stethoskop mit sowohl einer elektronischen
als auch einer akustischen Verwendungsfähigkeit 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 elektronisch-akustischen Vorrichtung
ist der Lautsprecher daher so angeordnet, daß im rein akustischen Betriebsmodus
ein Umleitungskanal für
den Ton gebildet wird. Der den Lautsprecher/Empfänger enthaltende Gehäuseabschnitt ist
vom flexiblen Rohr, das den Lautsprecher/Empfänger mit dem Brusteil verbindet,
akustisch abgedichtet.
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In
der US-A-4170717 wird ein elektronisches Stethoskop mit einem Brustteil
mit einem länglichen Gehäuse beschrieben,
das ein Körperteil
mit einem Ring mit kreisförmigem
Querschnitt aufweist, der am Körper
des Patienten angeordnet wird. Ein elektrisches Kabel verbindet
das Brustteil mit einem in einem Gehäuse angeordneten Lautsprecher.
Das akustische Ausgangssignal des Lautsprechers wird in den Abschnitt eines
einzelnen Schlauchs gekoppelt, der mit einer herkömmlichen
binauralen Ohrendstückanordnung
verbunden ist.
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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 Lautsprecher enthält. Der Lautsprecher ist vom
Inneren der flexiblen Leitung, die das Lautsprechergehäuse mit dem
Brustteil verbindet, akustisch abgeschirmt. Eine andere flexible
Leitung mit einer vorgegebenen Länge "h" koppelt das Ausgangssignal des Lautsprechers
akustisch in eine binaurale Ohrendstückanordnung.
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In
der US-A-4723555 und in der US-A-4878501 wird ein elektronisches
Stethoskop mit einem Brustteil mit einer Membran an einer Seite und
einem trichterförmigen
Element an der anderen Seite beschrieben, das dafür geeignet
ist, innere Töne
abzuhören.
Das elektrische Signal wird einem drahtlosen Sender oder einer Lautsprecher/Ohrendstück-Buchse
zugeführt.
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In
der FR-A-2659007 wird ein Stethoskop mit einem in einem abgeschlossenen
Hohlraum angeordneten Mikrofon und einem in einem zweiten abgeschlossenen
Hohlraum angeordneten Lautsprecher beschrieben. Der den Lautsprecher
enthaltende abgeschlossene Hohlraum ist mit dem das Mikrofon enthaltenden
ersten abgeschlossenen Hohlraum über
einen Elektrizitätsleiter
verbunden. Das Ausgangssignal des Lautsprechers wird akustisch an
ein binaurales Ohrendstück übertragen.
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Ein
bei dem vorstehend erwähnten
Stand der Technik auftretendes wesentliches Problem besteht darin,
daß der
Lautsprecher 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 dieser 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
aufgrund des ungenügenden
akustischen Volumens an der "Rückseite" des Lautsprechers
wesentlich eingeschränkt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Stethoskop
mit einem Lautsprecher bereitzustellen, der in einem in der Nähe des binauralen
Ohrendstücks
befindlichen kleinen Gehäuse
angeordnet ist. Anstatt den Lautsprecher 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 Stethoskops verbindet. Durch den akustischen Hohlraum kann der
Lautsprecher "atmen", weil sowohl "vor", d.h. vom Lautsprecher
zu den Ohrendstücken,
als auch "hinter" dem Lautsprecher,
d.h. vom Lautsprecher nach hinten zum Brustteil, ein akustischer
Raum gebildet wird.
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Bei
einem typischen binauralen elektronischen Stethoskop 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
Hohlraum 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
Person eine genaue Darstellung des gewünschten auskultierten Tons
zu erhalten.
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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 Brustteil zusammenwirkender akustischer Wandler
empfängt
die auskultierten Töne
und wandelt die auskultierten Töne
in ein elektrisches Eingangssignal um. Eine Signalverarbeitungseinrichtung
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 wandelt 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 Element
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, wodurch ein ausgeglichenes akustisches
Verhalten erhalten wird.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der akustische Hohlraum des ersten rohrförmigen Elements im wesentlichen 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.
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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.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
hat der Lautsprecher eine direkte akustische Verbindung zum zweiten
und zum dritten rohrförmigen
Element. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Lautsprecher
in einem Gehäuse
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 anderen 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.
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Die
vorstehenden Vorteile, der Aufbau und die Funktion des erfindungsgemäßen Stethoskops werden
anhand der nachstehenden Beschreibung und der beigefügten Abbildungen
verdeutlicht; es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Stethoskops, bei dem das erfindungsgemäße binaurale
Ohrendstück
verwendet wird;
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2 ein
zweckmäßiges Blockdiagramm
eines Stethoskops, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird;
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3 eine
Detailansicht des bei der vorliegenden Erfindung verwendbaren Lautsprechergehäuses;
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4 eine
Querschnittansicht des Lautsprechergehäuses von 3;
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5 eine
detailliertere Ansicht der Verbindung zwischen dem Brustteil und
dem Verbindungsrohr bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stethoskops;
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6 ein
vereinfachtes Blockdiagramm eines typischen Signalverarbeitungspfads
eines elektronischen Stethoskops; und
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7A und 7B Diagramme
zur Darstellung des verbesserten Frequenzgangs des erfindungsgemäßen elektronischen
Stethoskops.
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Der
Frequenzgang elektronischer Stethoskope muß demjenigen ihrer herkömmlichen
akustischen Gegenstücke
zumindest gleich sein. Außerdem
müssen
elektronische Stethoskope ein ähnliches
Gewicht besitzen wie ihre herkömmlichen
akustischen Gegenstücke
und müssen
sich ähnlich
anfühlen
und ähnlich
leicht zu verwenden sein wie ihre herkömmlichen akustischen Gegenstücke. Damit
der Arzt den vorteilhaftesten Nutzen aus dem Stethoskop zieht, muß durch
das Stethoskop die höchstmögliche Klarheit
des auskultierten Tons vom Körper
des Patienten sowie die größtmögliche Abschirmung
von jeglichen Fremdtönen
erreicht werden. Außerdem
muß bei
den elektronischen Stethoskopen eine Abschirmung von den Geräuschen der
Umgebung erreicht werden, in der das Stethoskop verwendet wird.
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Das
in 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 angepaßt
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 Position
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, zurück in den akustischen Bereich,
wo die Ohrendstückrohre 22 und 24 die
akustischen Töne
jeweils zu den Ohrendstücken 18 bzw. 20 übertragen.
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Das
Tonübertragungssystem
des Stethoskops 10 kann vollständig elektronisch oder kombiniert
akustisch und elektro nisch oder dual akustisch und elektronisch
ausgebildet werden. Ein vereinfachtes Blockdiagramm des elektronischen Übertragungssystems 30 ist
in 2 dargestellt. Ein akustisch/elektronischer Wandler,
ein Mikrophon 32, wird entlang 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 Mikrofon 32 und führt mehreren
Signalverarbeitungseinrichtungen mit verschiedenen Übertragungsfunktionen
bzw. Frequenzbandfiltern (36a, 36b, ... 36n)
ein verstärktes
Signal zu. Eine oder mehrere Übertragungsfunktionen
(36a, 36b, ... 36n) können durch einen Schalter 38 ausgewählt werden.
Das verarbeitete 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
Spannungszufuhrschaltung 44 von der Spannung von einer
Batterie 46 zugeführt. Die
Spannungszufuhrschaltung 44 wird durch einen Spannungs-Ein-Aus-Schalter 48 gesteuert.
Typischerweise sind das Mikrofon 32, der Vorverstärker 34,
die Übertragungsfunktionen
(36a, 36b, ... 36n), die Schalter 38 und 48,
der Leistungsverstärker 40, die
Lautstärkesteuereinrichtung 42,
die Spannungszufuhrschaltung 44 und die Batterie 46 gemeinsam im
Brustteil 12 angeordnet. Der Lautsprecher 28 ist das
einzige elektronische Bauteil, das außerhalb des Brustteils 12 angeordnet
ist.
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Details
des Gehäuses 26 und
andere mit dem Lautsprecher 28 im Zusammenhang stehende Details
sind aus den 3 und 4 ersichtlich.
Das Verbindungsrohr 16 verbindet das Gehäuse 26 mechanisch
und elektrisch mit dem Brustteil 12 (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 Gehäuse 26 einstückig mit
dem Verbindungsrohr 16 und einer Ba sis 54 ausgebildet. Die
Basis 54 ist ein U-förmiges
Formteil, in dem an der Oberseite jeder Seite des "U" Öffnungen
für die Ohrendstückrohre 22 bzw. 24 vorgesehen
sind. Die Basis 54 ist mit dem oberen Abschnitt des Gehäuses 26 einstückig 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 Gehäuse 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.
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Der
Lautsprecher 28 wird im Gehäuse 26 auf einer Achse
angeordnet, die im wesentlichen parallel zur Längsachse des Verbindungsrohrs 16 verläuft. Vorzugsweise
wird der Lautsprecher 28 durch die elastische Kraft des
Gehäusematerials
ohne die Verwendung von Klemmen, O-Ring-Dichtungen oder anderen
Dichtungen in das Gehäuse
eingeschlossen bzw. im Gehäuse
festgehalten. Um eine maximale Tonwiedergabequalität zu erhalten,
wird der Lautsprecher 28 in der Nähe bzw. entlang 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 Ohrendstückrohren 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.
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Aufgrund
des engen Raums (Gehäuse 26), in
dem der Lautsprecher 28 angeordnet wird, ist dessen Frequenzgang
begrenzt. Wenn der untere Abschnitt des Gehäuses 26 vom Verbindungsrohr 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 Lautsprechermembran ermöglicht wird, um einen größeren Frequenzgang
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.
Vorzugsweise 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 Verbindungsrohr 16 gebildete
akustische Hohlraum nicht merklich beeinflußt. Bei einer Ausführungsform wird
das Verbindungsrohr 16 aus Polyvinylchlorid gebildet, ist
ca. 50–60
Zentimeter lang und hat einen Innendurchmesser von ca. vier Millimetern.
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Gegebenenfalls
kann der innerhalb des Verbindungsrohrs 16 gebildete akustische
Hohlraum mit einem akustischen Material mit einer geringen Dichte verfüllt werden,
um die akustische Niedrigfrequenzimpedanz zusätzlich zu steuern. Beispiele
solcher akustischen Materialien mit geringer Dichte sind lose gepackte
Fiberglas- oder Polyesterelemente, Dacron 88TM oder
HollowfillTM, das von E.I. Dupont de Demours,
Inc. erhältlich
ist. Außerdem
wird durch die Länge
des Verbindungsrohrs 16 und das Vorhandensein des akustischen
Materials mit geringer Dichte die Wahrscheinlichkeit für die Aufnahme
von Tönen
aus der Umgebung minimiert, durch die Störgeräusche zu den an den Arzt oder
eine andere im Gesundheitswesen tätige Person übertragenen
Informationssignalen beigemischt werden.
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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 5 dargestellt, eine Entlüftungsöffnung 60 vorgesehen
werden. Alternativ kann der im Verbindungsrohr 16 gebildete
akustische Hohlraum von der Umgebung bzw. von der Atmosphäre abgeschlossen
werden, wobei er vorzugsweise an der Verbindungsstelle des Verbindungsrohrs 16 mit dem
Brustteil 12 abgeschlossen wird.
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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.
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Die
akustische Ausgangsbelastung des Lautsprechers 28 wird
durch die Auswahl der Größe und der
Länge der
Ohrendstückrohre 22 und 24 den elektrischen
Kenngrößen des
Lautsprechers angepaßt.
Die akustische Entlastung der Lautsprechermembran wird durch die
Größe und die
Länge des Verbindungsrohrs 16 genau
angepaßt.
Die akustische Impedanzanpassung wird durch eine Frequenzganganalyse
durchgeführt.
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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 Gehäuse 26 angeordnet
und an seinem Umfang zum Gehäuse
hin abgedichtet, 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 heißgetauchtem
Polyvinylchlorid hergestellt und mit VC 1 Vinylklebstoff abgedichtet,
der von Schwartz Chemical Company, New York erhältlich ist.
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In
den 6 und 7 sind die
vorteilhaften Ergebnisse bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung
dargestellt. 6 zeigt in einem Blockdiagramm
einen vereinfachten, jedoch allgemein typischen Signalpfad durch
ein elektronisches Stethoskop, wobei das elektrische Signal durch
eine Übertragungsfunktion
verarbeitet wird, die als Entsprechung der "Membran"-Ansprechfunktion eines herkömmlichen
akustischen Stethoskops dargestellt ist, die für Ärzte und andere im Gesundheitswesen
tätige
Personen verständlich
ist. Ein Mikrofon 62 empfängt den auskultierten Ton und
wandelt das hörbare
Signal in ein elektrisches Signal um. Das elektrische Signal durchläuft daraufhin
eine Signalverarbeitungseinrichtung 60, die einen Niederfrequenzbegrenzungsfilter 64,
der so eingestellt ist, daß er
bei ca. 20 Hertz dämpft;
ein Formelement 68, das die geeignete Übertragungsfunktion bereitstellt;
und einen Hochfrequenzbegrenzungsfilter 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 Frequenzanteil über 600 Hertz, mit Ausnahme
einiger prothetischer Herzventile. Durch eine scharfe Niederfrequenzdämpfung werden
das Niederfrequenzrauschen, beispielsweise von der Gleichspannungszufuhr
und vorübergehendes
Rauschen, das durch das Bewegen des Brustteils über die Körperoberfläche verursacht wird, beseitigt.
Durch eine scharfe Hochfrequenzdämpfung
werden die Umgebungsgeräusche,
wie beispielsweise die menschliche Sprache, ausgeschlossen.
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Das
Ausgangssignal von der Signalverarbeitungseinrichtung 60 wird
durch einen Leistungsverstärker 70 verstärkt und
das verstärkte
Signal wird anschließend
durch den Lautsprecher 72 in den akustischen Bereich zurückverwandelt.
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Das
Ausgangssignal der Signalverabeitungseinrichtung 60 ist
in 7A in einem Diagramm dargestellt, bei dem die
Signalamplitude als Funktion der Frequenz dargestellt ist.
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Die
Linie 80 in diesem Diagramm zeigt den Frequenzverlauf des
gewünschten
Tonausgangssignals, und entspricht demjenigen eines herkömmlichen
akustischen Stethoskops zwischen ca. 20 Hertz und 600 Hertz. Das
als Ton zu den Ohren des Anwenders übertragene tatsächliche
Frequenzspektrum ist eine Funktion sowohl der elektronischen Schaltung
mit dem Verstärker 70,
dem Signalformungselement 68 und Filtern 64, 66 des
Stethoskops als auch des Lautsprechers 72. Der Lautsprecher 72 ist
ein elektro-mechanischer Wandler, der ein akustisches Ausgangssignal
erzeugt, das durch die physikalischen Kenngrößen des Stethoskops eingeschränkt ist,
die den Frequenzgang begrenzen. In 7B zeigt
die Linie 82 den Frequenzgang bei einem elektronischen
Stethoskop, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird. In 7B zeigt
die Linie 84 den Frequenzgang eines ähnlichen elektronischen Stethoskops,
das nicht die erfindungsgemäßen Merkmale
besitzt. Wie in 7B dargestellt ist, stellt die
Linie 82, die sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Stethoskops
ergibt, einen wesentlich verbesserten Frequenzgang bei niedrigen
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.