聴診器
聴診器
現代の聴診器
分類医療機器
業界薬
応用聴診
発明家1816年にルネ・ラエンネックが作曲。 1851年にアーサー・リアードがバイノーラル版を作曲。
発明された1816 （1816年）

聴診器（古代ギリシャ語のστῆθος ( stêthos ) 「乳房」とσκοπέω ( skopéō ) 「見る」に由来）は、聴診、つまり動物や人体の内部の音を聞くための医療機器です。通常は、裸の肌に当てる小さな円盤状の共鳴器と、2つのイヤピースに接続された1つまたは2つのチューブを備えています。聴診器を使用すると、心臓、肺、または腸から発せられる音や、動脈と静脈の血流を聞くことができます。手動血圧計と組み合わせて、血圧を測定するときによく使用されます。1816年にルネ・ラエンネックによって発明され、1851年にアーサー・リアードによって両耳バージョンが発明されました。

聴診音を増幅する聴診器は、フォネンドスコープと呼ばれます。

歴史

この初期の聴診器はラエンネックの所有物でした。（ロンドン科学博物館）
初期の聴診器
象牙製のトラウベ型聴診器

聴診器は1816年にフランスで、パリのネッケル小児病院のルネ・ラエンネックによって発明されました。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]聴診器は木製の管で構成され、片耳でした。ラエンネックが聴診器を発明したのは、女性の心臓の音を聞くために自分の耳を直接女性の胸に当てることに抵抗があったからです。[ 4 ] [ 5 ]彼は、女性の胸と耳の間に巻いた紙を置くと、物理的に接触することなく心臓の音を増幅できることを観察しました。[ 6 ]ラエンネックの装置は、歴史的な補聴器の一種である一般的な耳あなに似ていました。実際、彼の発明は、一般に「マイクロフォン」と呼ばれていた耳あなと構造と機能においてほとんど区別がつきませんでした。ラエンネックは自身の装置を「聴診器」[ 7 ]（stetho- + -scope、つまり「胸部聴診器」）と呼び、その使用法を「介在聴診」と呼んだ。これは、患者の体と医師の耳の間に介在する器具を用いた聴診であったからである。（今日では、 「聴診」という言葉は、介在の有無にかかわらず、このような聴診全般を指す。）最初のフレキシブル聴診器は、1829年当時はあまり明確に記述されていなかった関節式両耳聴診器であった可能性がある。[ 8 ] 1840年、ゴールディング・バードは、自身が使用していたフレキシブルチューブ付き聴診器について記述した。バードはそのような聴診器の記述を初めて発表した人物であるが、論文の中で、それ以前に存在した（彼自身はあまり実用的ではないと考えていた）「蛇の耳トランペット」と呼ばれる設計について言及している。バードの聴診器は片耳のイヤピースであった。[ 9 ]

バイノーラルデバイス

1851年、アイルランドの医師アーサー・リアードは両耳聴診器を発明しました。翌年、ニューヨーク市で開業していた医師ジョージ・フィリップ・カムマンは、両耳にプラグが付いた聴診器の設計を完成させ、商業生産に至りました。[ 10 ]改良は重ねられてきましたが、彼の設計はそれ以来基本的に変わっていません。カムマンはまた、改良された両耳聴診器によって可能になった聴診による診断に関する主要な論文も執筆しました。1873年までに、わずかに異なる場所に接続することでわずかなステレオ効果を生み出すことができる差動聴診器の記述がありましたが、これは臨床現場での標準的なツールにはなりませんでした。

サマービル・スコット・アリソンは1858年、王立協会でステソフォンの発明について発表しました。ステソフォンには2つの独立したベルがあり、使用者は2つの異なる場所から発せられる音を聞き比べることができました。これは両耳聴覚と聴覚処理に関する決定的な研究に用いられ、音源定位に関する知識を進歩させ、最終的には両耳融合の理解につながりました。[ 1 ]

医学史家のジャカリン・ダフィンは、聴診器の発明は、病気を症状の集合体として捉える概念から、目に見える症状がなくても解剖学的システムの問題として捉える現在の概念へと再定義する上で大きな一歩を踏み出したと主張している。ダフィンは、この再概念化は、聴診器が登場する以前には、体内の解剖学的構造を観察するための非致死的な器具が存在しなかったことに一因があると主張している。[ 11 ]

ラパポートとスプラグは1940年代に新しい聴診器を設計し、これが他の聴診器の基準となりました。この聴診器は2つの側面から構成され、片方は呼吸器系用、もう片方は循環器系用です。ラパポート＝スプラグ式聴診器は重く、長さは46～61cm（18～24インチ）と短く、2本の独立した大きなラテックスゴムチューブが、露出した板バネで接合されたF字型のクロムメッキ真鍮製両耳用耳管と、デュアルヘッドのチェストピースを繋いでいるため、古風な外観をしていました。

初期のフレキシブルチューブ聴診器。左がゴールディング・バードの聴診器。右が聴診器。[ 1 ]

聴診器にはその後もいくつかの小さな改良が加えられ、1960年代初頭、ハーバード大学医学部の教授であったデイビッド・リットマンが、以前のモデルよりも軽量で音響特性を改善した新しい聴診器を開発しました。[ 12 ] [ 13 ] 1970年代後半、3M-リットマンはチューナブル・ダイアフラムを発表しました。これは非常に硬い (G-10) ガラスエポキシ樹脂製のダイアフラム部に、集音面に対するダイアフラム部の Z 軸方向の移動量を増やすことができる、オーバーモールドされたシリコン製の柔軟な音響サラウンドを備えたものです。[ 14 ]共振周波数が低い方への左シフトにより、同心円状の音響サラウンドに吊り下げられた硬いダイアフラム部の変位量が増加することで伝播する波が長くなり、一部の低周波音の音量が増加します。逆に、聴診器のダイヤフラム表面を、対象となる生理学的音の上にある解剖学的領域にしっかりと押し当てることで、横隔膜の変位を制限すると同時に、音響サラウンドは、同心円状のフレットに対する「Z」軸方向の圧力に対する横隔膜の変位を減衰させるためにも使用できます。これにより波長が短くなり、周波数バイアスが高まり、より高音域の生理学的音を聴診できるようになります。

1999年、リチャード・デスローリエは、世界初の外部ノイズ低減聴診器「DRGピュアトーン」の特許を取得しました。この聴診器は、2つの平行ルーメンに2つのスチールコイルを内蔵し、侵入ノイズを聞こえない熱エネルギーとして消散させました。スチールコイルの「断熱材」により、聴診器1台あたりの重量は0.30ポンド増加しました。

現在の実践

医師が患者の腹部に聴診器を当てて腸の音を聞いている

聴診器は医療従事者の象徴です。医療従事者はしばしば首に聴診器を装着している姿が描かれています。2012年の研究論文によると、聴診器は他の医療機器と比較して、医療従事者の信頼性に最も高いプラスの影響を与えることが示されています。[ 15 ] [ 16 ]

現在の臨床現場における聴診器の有用性に関する一般的な見解は、医療の専門分野によって異なります。研究によると、聴診スキル（すなわち、聴診器を通して聞こえる音に基づいて診断を下す能力）は長らく低下しており、一部の医療教育者は聴診スキルの再確立に取り組んでいます。[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

一般診療では、膨張式カフと聴診器を備えた機械式血圧計を使用した従来の血圧測定は、徐々に自動血圧モニターに置き換えられつつある。[ 20 ]

種類

音響

両耳聴診器の各部
ベルを上に向けた音響聴診器

音響聴診器は、チェストピースから空気で満たされた中空のチューブを介して、音を聴診器の耳に伝達します。チェストピースは通常、患者に当てて音を感知する2つの側面、つまりダイヤフラム（プラスチック製の円盤）とベル（中空のカップ）で構成されています。ダイヤフラムを患者に当てると、体の音がダイヤフラムを振動させ、音圧波を発生させ、この音圧波がチューブを通って聴診器の耳まで伝わります。ベルを患者に当てると、皮膚の振動が直接音圧波を発生させ、聴診器の耳まで伝わります。ベルは低周波の音を伝え、ダイヤフラムは高周波の音を伝えます。音響エネルギーを主にベルまたはダイヤフラムのどちらかに伝えるため、ベルとダイヤフラムの間のチャンバーに接続するチューブは片側のみが開いており、回転できます。ベルに接続すると、この開口部が見えます。チューブをヘッド内で180度回転させると、ダイヤフラムに接続されます。この両面聴診器は、20 世紀初頭にラパポートとスプレーグによって発明されました。

電子

電子聴診器

電子聴診器（またはステソフォン）は、体内音を電子的に増幅することで低音レベルを克服します。しかし、聴診器の接触アーチファクトの増幅、およびコンポーネントのカットオフ（電子聴診器のマイク、プリアンプ、アンプ、およびスピーカーの周波数応答しきい値）により、中音域の音が増幅される一方で高音域と低音域の音は同時に減衰されるため、電子増幅聴診器の全体的な有用性が制限されます。現在、多くの企業が電子聴診器を提供しています。電子聴診器では、音響音波を電気信号に変換し、それを増幅して処理することで最適な聴診を実現します。すべて同じ物理学に基づいている音響聴診器とは異なり、電子聴診器のトランスデューサーは多種多様です。音を検出する最も単純かつ最も効果の低い方法は、チェストピースにマイクを配置することです。この方法は周囲のノイズ干渉の影響を受けやすく、あまり好まれません。ウェルチ・アレン社のメディトロン聴診器で使用されている別の方法は、金属シャフトの先端に圧電結晶を配置し、シャフトの底部をダイヤフラムに接触させるというものです。3M社も、厚いゴムのようなダイヤフラムの裏側のフォーム内に圧電結晶を配置しています。シンクラボ社のリズム32は、導電性の内面を持つ電磁ダイヤフラムを使用して静電容量センサーを形成しています。このダイヤフラムは音波に反応し、電界の変化が気圧の変化と置き換わります。エコ・コアは、心音をスマートフォンやタブレットにワイヤレスで送信できます。エコ・デュオは、心電図だけでなく心エコー図も取得できます。これにより、医師は従来の聴診器では不可能だった心不全などの病状のスクリーニングが可能になります。 [ 21 ] [ 22 ]

電子聴診器は、音を電子的に伝送するため、ワイヤレス機器として、録音機器として、またノイズ低減、信号増幅、そして視覚と音声の両方の出力が可能です。2001年頃、Stethographics社はPCベースのソフトウェアを発表しました。このソフトウェアは、心音図（心臓音と肺音のグラフ表示）を作成し、関連するアルゴリズムに従って解釈することを可能にしました。これらの機能はすべて、遠隔医療（遠隔診断）や教育 に役立ちます。

電子聴診器は、コンピューター支援聴診プログラムと併用され、記録された心音の病的な心雑音や無害な心雑音を分析するために使用されます。

録音

一部の電子聴診器には、ノートパソコンやMP3レコーダーなどの外部録音機器に接続できる直接音声出力機能が搭載されています。同じ接続で、以前に録音した聴診音を聴診器のヘッドホンで聞くことも可能です。これにより、一般的な研究のためのより詳細な調査だけでなく、特定の患者の状態に関する評価や相談、遠隔医療（遠隔診断）にも活用できます。[ 23 ]

スマートフォンを聴診器として使えるアプリがいくつかあります。 [ 24 ] 少なくとも1つは、スマートフォンのマイクを使って音を増幅し、視覚化し、結果をメールで送信します。これらのアプリはトレーニング目的やノベルティとして利用できる可能性がありますが、専門的な医療用途ではまだ認められていません。[ 25 ]

スマートフォンアプリと連携できる最初の聴診器は2015年に導入された [ 26 ]。

胎児

ウガンダの米陸軍予備役看護師が使用するピナールホルン

胎児聴診器（または胎児鏡）は、聴診用のトランペットのような形をした音響聴診器です。妊婦の腹部に当てて胎児の心音を聴診します。[ 27 ]胎児聴診器は、フランスの産科医アドルフ・ピナール（1844–1934）にちなんでピナールホルンとも呼ばれています。

ドップラー

ドップラー聴診器は、体内の臓器から反射された超音波のドップラー効果を測定する電子機器です。動きは、ドップラー効果による反射波の周波数の変化によって検出されます。そのため、ドップラー聴診器は、拍動している心臓などの動く物体の検査に特に適しています。 [ 28 ] 連続ドップラーにより、成人の聴診器による心臓検査では検出されない弁の動きや血流音を聴診できることが最近実証されました。ドップラー聴診は大動脈弁逆流の検出感度が 84% であったのに対し、従来の聴診器による聴診では 58% でした。さらに、ドップラー聴診は心室弛緩障害の検出に優れていました。ドップラー聴診と従来の聴診の物理的性質は異なるため、両方の方法が互いに補完し合う可能性があることが示唆されています。[ 29 ] [ 30 ] 騒音環境（最大110dB）での患者の聴診用に、軍用の耐ノイズ性ドップラー聴診器が最近開発された。

3Dプリント

3Dプリントされた聴診器

3Dプリント聴診器は、聴診を目的としたオープンソースの医療機器であり、3Dプリント技術を用いて製造されています。[ 31 ]この3D聴診器は、タレク・ルバニ博士と医療および技術の専門家チームによって開発されました。この3D聴診器はGliaプロジェクトの一環として開発され、その設計は当初からオープンソースです。この聴診器は2015年夏に広くメディアで取り上げられました。

3D聴診器の必要性は、ガザ地区封鎖により聴診器やその他の重要な医療機器が不足したことから生まれました。パレスチナ系カナダ人のルバニ氏は、 2012年のガザ紛争中に救急医としてガザ地区で勤務していました。1960年代に製造されたリットマン・カーディオロジー3聴診器が、ルバニ氏が開発した3Dプリント聴診器のベースとなりました。[ 32 ]

食道

1960年代以前は、食道聴診器は術中の日常的なモニタリングの一部でした。[ 33 ]

イヤーピース

聴診器には通常、ゴム製のイヤピースが付属しており、装着感を高め、耳との密着性を高めることで、聴診器の音響機能を向上させます。標準のイヤピースを成形イヤピースに交換することで、聴診器の改造が可能になり、装着感と音の伝達性が向上します。成形イヤピースは、聴覚専門医が鋳造することも、キットを使って聴診器のユーザー自身が作ることもできます。

参照

参考文献

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  3. ^ラエンネック、RTH；フォーブス、ジョン、卿、『胸部疾患および介助聴診に関する論文』（1835年）。ニューヨーク：サミュエル・ウッド・アンド・サンズ；フィラデルフィア：デシルバー・トーマス・アンド・カンパニー。
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  • 「聴診器の発明：心臓病学における画期的な出来事」、BibNum上の Laennec のテキスト (1819) の分析[英語版を表示するには、[à télécharger] をクリックしてください]。
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