Geschiedenis van de Stethoscoop - Deel XI
In het eerste deel van de 20ste eeuw was er een aanzienlijke interesse voor het ontwikkelen van stethoscopen die de intensiteit van de hart- en longgeluiden onderscheidden. Belangrijke voorbeelden waren de differentiaal stethoscoop van O. Leyton en de Symballophone van William J. Kerr.
De unieke “Leyton Differential Stethoscoop”, circa 1918. Dr. O. Leyton baseerde zijn ontwikkeling op de differentiaal stethoscopen ontwikkeld door H. Bock en M. Y. Oertel. De differentiaal stethoscoop werd gebruikt om de relatieve intensiteiten van de hartgeluiden te bepalen. Het schroefmechanisme kon aangepast worden voor een grotere of mindere transmissie van geluid door de kamer en registreerde daardoor de geluidsintensiteit. De hierboven getoonde kop van de stethoscoop werd verkocht met of zonder binaurale oorstukken.
 De stethoscoop van Down Brothers met een Ford klok uit aluminium, circa 1920 |
 De Oertel stethoscoop werd gebruikt in 1920 |
 Een minatuur phonendoscope met een scharnierende lokalisatie stok, circa 1920; |
 De Pilling Bracelet stethoscoop met metalen band voor de arm en een diafragmaknop om het meten van de bloeddruk te vergemakkelijken, circa 1920 |
Ondanks de unieke uitvinding van de stethoscoop waren er toch nog altijd artsen die de oude methode verkozen, zoals blijkt uit deze foto uit Feer's “Textbook of Pediatrics” uit 1922
Een Western Electric "3A" stethoscoop, circa 1925. Het toestel was draagbaar (6,5 kg) en het volume en de filter van de auscultatorische geluiden konden aangepast worden door aan de knop op het amplifieer paneel te draaien. Links op de foto ziet u het borststuk en rechts de Y-vormige aansluiting voor het binaurale oorstuk. Een tweede "consultant" kon meeluisteren.
 Een vroege stethoscoop van Sprague-Bowles met Ford klok en Bowles diafragma binnen een borststuk met hefboom om te kunnen switchen tussen beide en een Herschelklem om de spanning van het oorstuk aan te passen, circa 1926 |
 Een Sprague-Bowles stethoscoop met een typische hefboomklep om te kunnen switchen tussen Ford klok en Bolwes diafragmaborststuk, circa 1929; |
 De Teske stethonoscoop, circa 1930; |
 De hartslagstethoscoop van Pilling met spanningsaanpassing van het diafragma, circa 1930. |
 De Bowles Stethoscoop, circa 1930. |
 De Meredith Swivel stethoscoop met “faux tortoise shell” diafragma en klok, circa 1930. |
Het toestel hieronder is heel interessant omdat het het binaurale oorstuk van een stethoscoop combineert met een zeer lange buis en brede klok karakteristiek als hoorhulp of zelfs conversatiebuis. Het stuk is inderdaad geen stethoscoop of hoorhulp, maar eerder een "re-educative” binaurale buis die de patiënt toeliet zichzelf te beluisteren of te spreken en aldus via natuurlijke wijze van de stem het inactieve hoorcentrum te stimuleren om op die manier doofheid van het middenoor te behandelen, circa 1931
Re-educative scope,
circa 1931.
De Rieger-Bowles stethoscoop met een verbeterde hefboomklep om te switchen tussen Ford klok en Bowles diafragma borststuk, circa 1932;
William J. Kerr
In 1927 werd Dokter William J. Kerr (1889-1965) aangesteld tot full-time Professor en voorzitter van het departement Geneeskunde aan de “University of California San Francisco (UCSF) School of Medicine”. Dr. Kerr's speciale interesse was de cardiologie, meer bepaald het gebruik van toestellen om een precieze diagnose van cardiovasculaire ziekten te kunnen voorspellen. In 1937, beschreef hij in de “American Hart Journal” een aangepaste stethoscoop voor het lateraliseren en vergelijken van geluid" en in 1940 kreeg hij het patent voor zijn symballofoon.
De Symballofoon van Kerr geleek fel op het differentiaal model van Alison, maar gebruikte twee diafragma borststukken in plaats van klokborststukken. Bovendien konden de geluiden van elk borststuk in beide oren gehoord worden, zodat de onderzoeker de geluiden, uitgezonden op verschillende plaatsen van de borst, kon vergelijken. Op de foto de “Kerr Symballophone”, circa 1940. Noteer de metalen borststukken en een close-up van de buis met dubbele looping voor de connectie van de binaurale oorstukken, zodat ieder oor het geluid van elk borststuk kon horen.
De
stethoscoop van Klagges, circa 1940, had een plastieken Ford klok
en Bowles diafragma borststukken. Een metalen dekseltje werd op het
Bowles borststuk geplaatst om het plastieken diafragma te beschermen bij
niet-gebruik.
De Pollard stethoscoop met spanningsschroeven om de spanning van het diafragma aan te
passen circa 1940
“Fleischer
Triple Head” stethoscoop, circa 1940
De Rappaport Sprague binaurale stethoscoop.
De originele Rappaport-Sprague stethoscoop werd ontwikkeld door de beroemde cardioloog Howard Sprague en electrisch ingenieur Maurice Rappaport. In 1925, toen Sprague lid was van de “Cardiac Clinic” in het “Massachusetts General Hospital”, leverde hij klinisch werk dat leidde tot de combinatie van een klok- en diafragmastuk in één enkel toestel, gebruikt om het hart te onderzoeken. Om het acoustische te testen, wendde hij zich tot Rappaport, die voor de “Boston's Sanborn Company” werkte. Samen onderzochten zij verschillende vormen van stethoscopen, lengte van buizen, materialen, diktes van diafragma en andere factoren. De resultaten van hun bevindingen, gepubliceerd in 1941, bevatten het volgende:
- Hoe groter de diameter van het stethoscoop borststuk, hoe beter zijn respons op lage tonen.
- Het diafragmatype borststuk is vooral nuttig in het opsporen van zwakke, hoge tonen.
- Een buis met 1/8-inch diameter levert een stethoscoop op van veel hogere efficientie.
- De test met 60 en 600 cycli per seconde, die de meeste auscultatoire gebieden inhoudt, toont aan dat de binaurale auscultatiemethode door rubberen buizen, gemiddeld 20 decibel is.
De nieuw ontworpen stethoscoop werd een standaard waarmee andere stethoscopen vergeleken werden. Vandaag zijn er toch nog altijd cardiologen die de originele Rappaport-Sprague beschouwen als de stethoscoop met de fijnste acoustiek. Thans worden heel wat Rappaport-Sprague copieën in China vervaardigd. De Rappaport-Sprague stethoscoop was zwaar, herkenbaar aan zijn twee lange onafhankelijke rubberen buizen.
De RCA "Acoustische" Stethoscoop, circa 1943.
Met de komst van de x-stralen, moesten de artsen zich niet meer inbeelden hoe de binnenzijde van de borst eruit zag, zij konden het nu met eigen ogen zien. In 1945, concludeerde een officieel debat, gehouden in de ‘Royal Society of Medicine’ in Londen, dat de stethoscoop niet langer het diagnostisch hulpmiddel bij uitstek was. Niettemin behield de stethoscoop een voorsprong, ondanks de vlugge ontwikkeling van de x-ray technologie. Ze waren namelijk draagbaar, niet invasief en relatief goedkoop. Door het gebruik van de stethoscoop, kon de getrainde arts meteen informatie bekomen zonder hulp van andere specialisten. Deze feedback kon aanwijzingen opleveren over de juiste natuur van de aandoening, helpen bepalen of verdere tests aangewezen waren, een vermoedelijke diagnose bevestigen of evidentie leveren die een in overweging genomen diagnose kon elimineren. Tijd en ervaring toonden aan dat, eerder dan de stethoscoop te vervangen door high tech hulpmiddelen, beide samen konden gebruikt worden (elk omwille van hun uniek voordeel) om artsen de breedst mogelijke reeks opties te leveren. De stethoscoop werd inderdaad niet afgedankt, hij werd zelfs verbeterd en verfijnd.
Een voorbeeld
van de Symballofoon van Kerr, circa 1950. Noteer dat de
borststukken nu uit licht bakeliet gemaakt zijn in plaats van metaal en dat de
rubberen buizen zeer long zijn, waarschijnlijk omdat op die manier ver
uiteenliggende delen van de borst kunnen geausculteerd en vergeleken worden.
De Rieger-Bowles stethoscoop wet opvouwbaar oorstuk, circa 1950.
De Fleischer Stethoscoop met de lokalisatiestok in het diafragma
geschroefd, circa 1950;
De Faraday "Sonoscoop", circa 1956.
Er werden andere kleinere verfijningen aan de stethoscoop gemaakt tot David Littmann, begin van de jaren 1960, een nieuwe stethoscoop ontwierp die lichter was dan de vorige modellen en een verbeterde akoestiek had.
David Littmann
David Littmann (1906-1981) was een eminent cardioloog en een internationale autoriteit op het vlak van elektrocardiografie. In 1961 beschreef hij de "ideale" stethoscoop in de “Journal of the American Medical Association”. De stethoscoop bevatte een borststuk voor de beoordeling van lage klankgeluiden, een gesloten borststuk met een stijf plastieken diafragma om de lage klankgeluiden uit te filteren, stevige buizen met één enkele lumen boring, de kortste praktische totaallengte,een veer met precisiespanning om de oorbuizen apart te houden en licht en makkelijk om te dragen en te gebruiken. Er waren twee modellen, de dokterstethoscoop en de verpleegsterstethoscoop. De Littmann stethoscoop werd zeer vlug de keuzestethoscoop in Amerika en zijn oorspronkelijke design is vandaag nog altijd de basis voor de meeste, in de medische praktijk gebruikte stethoscopen. .
De originele Littmann
stethoscoop, circa 1961. Het gebruik van roestvrij staal en stevig tygon (in plaats van rubberen) buizen gemaakt
van plastiek zorgde voor een fabricatie van een model van amper 85 gram.
Een andere flexibele binaurale, differentiaal stethoscoop, door S. Scott Alison in 1960 uitgevonden, liet de artsen toe om geluiden te beluisteren vanuit twee verschillende delen van de borst. Hij had twee plooibare buizengemaakt uit metaaldraad, elk met een eigen borststuk, voor consecutieve of simultane beluistering.
Het mechanisme om binaurale oordopjes op hun plaats te houden is steeds een continue uitdaging geweest in de ontwikkeling van de moderne stethoscoop. Een heel interessant mechanisme werd korte tijd geleden ontwikkeld en vertegenwoordigt de continue vindingrijkheid die de ontwikkeling van de stethoscoop in zijn lange geschiedenis kenmerkte.
In 1980 moest de pas afgestudeerde Janson M. Pope Jr, een 22-jarige psychiatrische technieker, dikwijls worstelen met opgewonden patiënten als hij zijn stethoscoop wilde plaatsen voor het afnemen van “vital signs”. Hij paste de Littmann stethoscoop aan en ontwikkelde een binauraal hoofdset spanningsmechanisme om een soort schaaractie uit te lokken, zodat de stethoscoop met één hand kon gegrepen en geknepen worden zoals getoond in de rechter tekening, wat toeliet de twee buisdelen van het oorstuk toeliet te openen en ze makkelijk in of uit de oren te steken.
Het “Clinical Research Institute of Montreal” kreeg in 1991 de opdracht een haalbaarheidsstudie te doen voor het bepalen van de verkoopbaarheid van een elektronische stethoscoop. De resultaten van deze grote klinische studie leverden de ideale designvereisten op van een superieure stethoscoop. Na het beëindigen van de studie in 1994 werd een nieuwe elektronische stethoscoop ontwikkeld, de ‘Stethos”. Vijf jaar later, in 1999, werd een verbeterde versie voorgesteld, die dank zij de uitgebreide micro-elektronische kenmerken, de auscultatiemogelijkheden van de arts uitbreidde tot: 1) een geluidsversterking die 14 keer groter was dan de klassieke akoestische stethoscoop met 8 niveaus van volumecontrole; 2) een volledige elektronische design die het geluidsverlies en de resonantie van de klassieke stethoscopen elimineerde, waardoor de geluidskwaliteit verbeterde; 3) een nieuwe uitgebreide diafragmamode voor het opsporen van hoge frequentie geluiden, kenmerken van mechanische hartkleppen; 4) geavanceerde microelectronische kenmerken, zoals de filtering van handbeven en omgevingsgeluid, krachtige geluidsdemping, programmeerbare volumecontrole, indicator van lage batterijspanning, automatisch uitzetten
Modern
binaurale stethoscoop, 1998, uit roestvrij staal, rubber, nylon en
plastiek
In 1999 patenteerde Richard Deslauriers de DRG Puretone, de eerste stethoscoop die externe geluiden uitsloot,. Hij had twee parallelle lumens die twee stalen spiralen bevatten, die het binnendringende geluid verdreven. Tussen 1998 en 2007 ontwikkelde Marc Werblud, een andersvalide paramedisch/medisch student een lichtgewicht stethoscoop van 81 cm lengte, die eveneens de ruisen verdreef, waardoor de geluidskwaliteit verbeterde en die ook de nekdruk verminderde. De akoestische eigenschappen van de specifieke materialen, gebruikt voor het maken van de onderdelen van de stethoscoop werden eerste getest om hun 'interne frequentie' te bepalen. De resultaten van de individuele testen van de akoestische componentmaterialen onthulden hoe hun collectieve interacties het dominante toonkarakter van het toestel bepaalden evenals de frequentierespons van de stethoscoop, wat vele hoogbetrouwbare stethoscopen opleverde die eveneens de akoestische ruis uitsloten. Sommige modellen wogen amper 132.8 grams, de helft van sommige cardiologische stethoscoop uit de jaren 1960-70, en bevatten een unieke set diafragma’s die de frequentierespons verhoogden dat voor iedere hygiënisch kon verwisseld worden.
W. Proctor Harvey
Tot aan zijn dood in 2007 was Professor W. Proctor Harvey de naam die het meest aan de stethoscoop gekoppeld werd. Hij werd beschouwd als de meest bedreven beoefenaar van auscultatie, met het talent om cardiale aandoeningen op te sporen door naar de harttonen te luisteren.. Dr. Harvey verhief de discipline van cardiovasculaire diagnose tot een kunstvorm. Hij doceerde de differentiële auscultatie door gebruik te maken van klassieke muziek om een generatie clinici te trainen een hart te diagnosticeren door eerst te leren luisteren naar de individuele instrumentenklanken binnen een symfonie. Harvey vond de akoestische stethoscopen uit die onder het merk Tycos verkocht warden: de Harvey Triple-head en de "stethophone," het eerste auscultatietoestel met elektronische amplificatie.
Een voorbeeld van
een moderne differentiaal stethoscoop met metalen diafragmaborststukken,
circa 2000
Ds32a digitale stethoscoop
Digitale stethoscoop Littmann 3000
Elektronische Stethoscoop Master Elite WA
Elektronische stethoscoop Littmann 4100-WS met software
Onlangs werd zelfs een draadloze stethoscoop voorgesteld, bestaande uit een auscultatiestuk dat los zat van het hoorstuk. In het auscultatiestuk zit een conventionele radiofrequentiechip die een microfoon bevat die de draadloze transmissie van radiofrequentie mogelijk maakt. Een transmissiesysteem is geborgen binnen een auscultatiestuk, terwijl het hoorstuk een ontvanger is die radiosignalen opvangt, die draadloos verzonden warden vanuit het transmissiesysteem.
De onderzoeken van de laatste jaren spitsen zich toe op het elimineren van de resonantie veroorzaakt door het bewegen van de rubberen buizen. Daarom werden stethoscopen ontwikkeld die via kabeltjes en elektronische oortjes het geluid kunnen overbrengen en waardoor die vervelende resonantie uitgesloten wordt.
De gedigitaliseerde stethoscoop i-scope 200
En de meest recente elektronische stethoscopen bieden zelfs de mogelijkheid om een ECG tracé te bekijken of de SpO2 van de patiënt te meten. Bovendien versterken ze de geluiden tot 32 maal en de prijzen zakken langzaam naar het niveau van die van de goede oude akoestische stethoscoop
De Visual Electronic Stethoscope