전자청진기와 일반청진기의 소리비교 (논문요약)
일반적인 청진기의 주파수 응답 측정

요약 :  이것은 일반적인 청진기의 음향특성에 관한 연구입니다. 각 청진기의 주파수 응답은 ear tube가 있을 때와 없을 때를 측정하였습니다. 결과는 ear tube와 진동판(diaphragm)이 청진기의 소리를 결정하는 중요 요소임을 나타냅니다.

개요
좋은 음질을 가진 청진기의 정의는 당연히 의사에게서 결정된다. 이 연구에서는 선택된 일반적인 청진기들의 음향특성이 측정되었습니다. 목적은 의사들의 말하는 “좋은 음질의 청진기”를 음향 특성적으로 측정하여 정의 하는 것입니다. 또한 우리는 청진기의 소리를 구성하는 물리적 특성을 결정하는 것입니다.

청진기 음향에 관한 좋은 연구가 이미 나와있습니다. 예를 들면 P. Y. Ertel et al. [1] 과 M. B. Rappaport et al. [2]의 저서입니다.

실험방법
실험방법은 P. Y. Ertel et al. 의 연구에 기초 되어 있습니다. 밀폐된 스피커가 신호소스로 사용되었습니다. 이 신호는 소스와 청진기의 끝에서 측정되고 증폭되고 데이터 수집기에 의해 디지털화 되어 컴퓨터에 저장되었고 Electret(콘덴서) 마이크를 측정에 사용하여 청진기의 주파수 응답특성이 얻어졌습니다. 측정된 신호는 컴퓨터에 저장되어 Matlab으로 처리되었습니다. 청진기는 ear tube가 있을 때와 없을 때를 측정하였습니다.

결과
결과의 일부가 다음의 그림들에 나타나 있습니다. 그림 1은 ear tube가 있을 때와 없을 때의 진동판쪽에서 측정된 심음청진기의 헤드(chest piece)의 주파수 응답을 나타냅니다. 튜브가 없을 때의 하나의 공명정점은 헤드부분의 용적 때문에 생기고 튜브가 있을때의 다중 공명점은 튜브의 빈공간에 의하여 발생됩니다.

[그림 1.] 튜브가 있을 때(A)와 없을 때(B)의 심음청진기 진동판의 주파수응답

[그림 2.] 튜브가 있을 때 측정된 심음청진기와 일반 청진기의 주파수 응답

그림 3은 심음 청진기의 진품과 복제품의 주파수 응답을 나타냅니다. 청진기는 튜브가 그대로 있는 상태에서 진동판쪽에서 측정되었습니다. 청진기 B는 청진기 A와 아주 유사하나 진동판 재질에 그 주요 차이가 있습니다. 정점들은 거의 같은 주파수대에 있으며 이것은 두개의 튜브가 동일한 길이이기 때문입니다. 청진기 B의 주파수 응답은 A와 유사하나 20~2000Hz범위에서 다른 재질의 진동판 때문에 감쇄 되었습니다.

[그림 3.] 두개의 유사한 심음청진기의 주파수 응답

토론
결과는 어쿠스틱 청진기에서 소리를 결정하는 가장 큰 요인은 튜브임을 나타냅니다. 이것은 청진기의 튜브의 유무에 따른 주파수 응답을 비교하면 간단히 알 수 있습니다. 청진기 헤드의 주파수 응답은 공명주파수인 약 1KHz까지는 비교적 평평합니다. 튜브가 부착된 후에는 더 많은 공명들이 나타나고 이것들은 심음의 주파수 범위에 속합니다.

다른 결정요소는 진동판입니다. 그림3의 두개의 주파수 응답을 비교 해보면 진동판 청진기의 소리에 중요한 역할을 함을 알 수 있습니다.
전체적인 감쇠와 나쁜 저역 주파수 응답이 확인됩니다.

심음청진기와 일반청진기의 차이점의 예는 그림2에 나타나 있습니다. 일반청진기(B)는 심음청진기(A)보다 약 10dB 정도 덜 민감함을 알 수 있습니다. 이것은 작은 튜브 직경에 의한 것일 수 있습니다. 또한 A는 나쁜 저역 주파수 응답을 명백히 보여줍니다.

결론
청진기 간의 차이는 얻어진 측정치로 간단히 확인할 수 있습니다. 청진기가 좋은 음질 또는 나쁜 음질을 가졌는지의 분류는 주파수응답의 측정치에 기초할 수 있습니다. 나쁜 음질을 가진 청진기는 좋은 심음청진기 보다 전체적으로 소리가 감쇄합니다. 이상적인 진동판은 소리의 낮은 주파수만을 감쇄시키고 높은 주파수는 그대로 유지합니다.

이 연구는 전자청진기개발의 일부분으로 이루어졌습니다. 결과는 현대기술로 청진기의 소리를 재생시키는 것이 별문제가 없음을 나타냅니다. 그리고 전자청진기가 어쿠스틱 청진기보다 성능에서 동등하지 못할 이유가 없으며 오히려 월등히 뛰어나다는 것을 보여줍니다.  물론 충분히 검증된 전자청진기를 말합니다.


   일반청진기의 문제점

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   청진법(Auscultation)_업데이트 버전

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