HISTORIA STETOSKOPU

Doniesienia o praktyce osłuchiwania bezpośredniego można znaleźć na długo przed wynalezieniem stetoskopu. Metoda ta stosowana była jednak z rzadka i przez nielicznych medyków. Osłuchiwanie jako sposób badania było ściśle związane z tzw. opukiwaniem. Te dwie techniki obejmowały metody diagnostyki klatki piersiowej. Podstawy opukiwania zostały opisane w 1761 roku przez austriackiego lekarza Leopolda Auenbruggera w jego publikacji „Inventum novum”. Prace poświęcone opukiwaniu i osłuchiwaniu prowadzone były przez Nicolasa Corvisarta, osobistego lekarza Napoleona Bonaparte.

Historia wynalezienia stetoskopu jest doskonale znana i opisana. Dokonał tego w roku 1816 Rene Laennec (1781-1826), uczeń Corvisarta. Lekarz obdarzony akustyczną wrażliwością zdobytą w praktyce opukiwania i doskonałym słuchem (grał z zamiłowaniem na flecie). Bezpośrednie osłuchiwanie uchem przyłożonym do ciała pacjenta zastąpił próbą osłuchiwania przy użyciu zwiniętego w cylinder arkusza papieru. Zaskoczony czystszym i wyraźniejszym dźwiękiem bijącego serca niż w dotychczasowym sposobie bezpośredniego przykładania ucha postanowił zbudować solidniejsze narzędzie niż zaimprowizowana papierowa konstrukcja.

Po trzech latach doświadczeń z testowaniem różnych materiałów, doskonaleniem kształtu i praktycznych ćwiczeniach opracował instrument w kształcie drewnianego cylindra o średnicy 2,5 cm i długości 25 cm. Nadał mu nazwę stetoskop od greckich słów stethos – klatka piersiowa oraz skopos – obserwator. Wysłuchiwanie dzwięków stało się dokładniejsze i łatwiejsze.

 Był to początek dużego postępu w diagnostyce medycznej. Dzięki osłuchiwaniu z użyciem przyrządu lekarze zyskali dystans do pacjenta w czasie badania. Tradycyjne chusteczki stosowane w trakcie osłuchiwania bezpośredniego nie były już konieczne. W czasach, gdzie kąpiel nie była społeczną normą a pacjenci często byli zarobaczeni Laennec znalazł doskonałą alternatywę dla kontaktowego osłuchiwania. Kto wie, być może to właśnie przesądziło o popularyzacji nowej metody.

W sierpniu 1819 roku Laennec opublikował książkę „ De l’Auscultation Médiate ou Traité du Diagnostic des Maladies des Poumons et du Coeur” w której opisał swoje doświadczenia. Została ona uznana za klasykę literatury medycznej.

Przed lekarzami ukazał się opis nowych możliwości w identyfikacji takich chorób jak zapalenie oskrzeli, zapalenie opłucnej, zapalenie płuc, odma, zgorzel, zapalenie otrzewnej, gruźlica i bardzo wiele innych chorób. Laennec wprowadził do terminologii medycznej nowe nazwy : stetoskop, osłuchiwanie pośrednie, rzężenie, szmer oddechowy, egofonia, trzeszczenia, metaliczne dzwonienie i inne. Ta książka stworzyła nowe podstawy diagnostyki.

Wprowadzanie istotnych innowacji do codziennej praktyki jest zwykle trudne. Większość współczesnych jemu lekarzy odnosiła się z rezerwą do wynalazku uznając, że posługiwanie się stetoskopem będzie ograniczone do praktyki szpitalnej. Jak pokazały późniejsze doświadczenia pogląd ten był niesłuszny a stetoskop stał się niezbędnym narzędziem pracy większości lekarzy.

Wielką zasługą Laenneca było nie tylko odkrycie stetoskopu, ale ogromna praca jaką wykonał, aby wynalazek ten został wprowadzony do powszechnego użytku. Zmarł on w 1826 roku w wieku zaledwie 45 lat. Wcześniejsze badanie z użyciem stetoskopu przyczyniło się do zdiagnozowania u niego gruźlicy. Zaledwie w ciągu dziesięciu lat stetoskop zyskał wielu zwolenników, znalazł dodatkowo zastosowanie w położnictwie i ortopedii.

Okres pierwszych 100 lat od wynalezienia nazywano złotym wiekiem stetoskopu. Powstawało wiele konstrukcji opartych na pomyśle wynalazcy. Nazywano je pałką, cylindrem, sonometrem, medyczną trąbką, etc. Miał różne kształty, długości, średnice i zakończenia. Już na początku lat trzydziestych XIX wieku pojawiły się pierwsze pomysły, aby stetoskop miał elastyczną rurę i był dwuuszny. Powstawało wiele konstrukcji, które zwykle nazywano imieniem ich twórców : Piorry, Stokes, Fox, Davies, Walshe, Fergusson, itd. Były to modyfikacje nie różniące się nazbyt istotnie od pierwowzoru. Pierwsza istotna zmiana została przedstawiona w 1829 roku przez ucznia Leanneca, Charlesa Williamsa i później Johna Forbesa. Stetoskop miał część przykładaną do ciała w kształcie trąbki wykonanej z mahoniu przykręcaną do łącznika zaopatrzonego w dwie zagięte rurki. Problemem było odpowiednie zakończenie rurek i kontakt z uchem. Wraz z rozwojem technologii wulkanizacji gumy pojawiły się nowe możliwości materiałowe. W 1851 opatentowano wzór dwuusznego stetoskopu z użyciem gumowych rurek, Niestety do obsługi tego stetoskopu potrzebne były trzy dłonie.

Dr George Camman opublikował w 1855 roku rozwiązanie stetoskopu z dwoma elastycznymi przewodami, drewnianą głowicą i gumową taśmą napinającą ramiona liry z końcówkami usznymi z kości słoniowej. Aż do lat 90-tych XIX wieku metalowa sprężyna liry stetoskopu nie była w użyciu. Konstrukcja Cammana upowszechniała się bardzo opornie. Szczególnie w Europie panowało przekonanie, że rozwiązanie typu Laenneca dokładniej przenosi dzwięki. Praktycznie dopiero w okresie I Wojny Światowej stetoskop ten wszedł do powszechnego użycia.

Wśród różnych pomysłów oryginalnością wyróżniał się model stetoskopu stworzony w 1884 r. przez Dr. Aydona Smitha. Wyprodukował on instrument, który mógł pracować jako jedno- lub dwuuszny. Dodatkowo mógł być użyty jako opaska uciskowa, wziernik do uszu, rura do płukania żołądka, młotek do opukiwania, lejek do podawania płynów, etc. Najwyraźniej jednak ta uniwersalność nie wzbudziła specjalnego zachwytu bo żywot tej konstrukcji był krótki.

Głowice stetoskopów wykonywane były z różnych materiałów, głównie z drewna egzotycznego, również z drewna krzewu róży. W użyciu był ebonit, kość słoniowa czy nawet szkło. Pierwsze metalowe głowice pojawiły się w latach 70-tych XIX wieku. W 1889 r. James Murray opisał użycie pierścienia gumowego na obrzeżu lejka stetoskopu. Poprawiało to uszczelnienie kontaktu głowicy z ciałem pacjenta i komfort dotyku. Zmieniał się również profil lejka, najpierw w kształcie stożka później dzwonu lub przypominający zakończenie trąbki.

 Różnorodność form była bardzo duża. Wprowadzono tzw. stetoskopy edukacyjne, gdzie istniała możliwość jednoczesnego osłuchiwania przez kilka osób. Pierwszą konstrukcję głowicy z zastosowaniem membrany przedstawił w 1894 r. Robert Bowles. Dalsze ukazują się na początku XX wieku. Membrany są wykonywane z gumy, celuloidu oraz metalu.

Pojawia się określenie fonendoskop lub stetoskop rezonacyjny. Powstaje rozwiązanie z głowicą dwustronną i obrotowym tłoczkiem przełączającym pracę  pomiędzy trybem membrany i lejka. Najbardziej popularny model tego typu tworzy w 1926 roku Howard Sprague. Rappaport i Sprague są autorami opublikowanej w 1941 roku pracy o fizycznych zasadach osłuchiwania. W 1926 r. Sato i Nukiyama opisują stetoskop z elektrycznym wzmocnieniem sygnału akustycznego.

 

Dr David Littmann w 1961 r. publikuje „An approach to the ideal stethoscope”. Od tego czasu jego prosty model z zastosowanym monolitycznym drenem w kształcie Y i dwustronną głowicą staje się najbardziej popularnym modelem stetoskopu. Dwustronna głowica, z jednej strony w kształcie otwartego lejka, przeznaczona do wysłuchiwania tonów o niskiej częstotliwości oraz z drugiej strony, zamknięta sztywną, plastikową membraną odfiltrowywującą te tony.

Ilość rozwiązań konstrukcyjnych i materiałowych stosowanych w stetoskopach jest bardzo duża. W samych Stanach Zjednoczonych ilość patentów zgłoszonych w latach 1976-2000 wyniosła 318. Trzeba jednak przyznać, że ostatnie 50 lat nie przyniosło rewolucyjnych zmian w budowie stetoskopów akustycznych. Uwaga producentów skupiła się na zastosowaniu nowych materiałów do produkcji podzespołów w celu zwiększenia trwałości i niezawodności sprzętu, poprawie ergonomii kształtów i komfortu używania oraz estetyki. Głowice stetoskopów wykonywane są z metalu, tańsze z aluminium lub mosiądzu, droższe ze stali nierdzewnej. Bardzo duży postęp przyniósł rozwój przemysłu tworzyw sztucznych. Takie elementy jak dreny akustyczne, membrany, pierścienie głowicy czy końcówki uszne wykonywane są z tworzyw do niedawna nieznanych. Dzięki właściwościom tych materiałów możliwa jest poprawa szczelności akustycznej, transmisji dźwięków, wymogów higieny i wygody lekarzy.

Rozwój elektroniki spowodował, że pojawiły się tzw. stetoskopy elektroniczne. Pierwsze rozwiązania polegały na umieszczeniu mikrofonu w głowicy stetoskopu i elektrycznym wzmocnieniu sygnału akustycznego. Później zaczęto stosować materiały piezoelektryczne sprzężone z membraną. Dalszy rozwój tych konstrukcji oparł się o technologię cyfrowego przetworzenia odbieranego sygnału. To stworzyło możliwości komputerowej analizy i programowego obrabiania danych oraz ich zapisu i przesyłania.

Historia rozwoju stetoskopu pokazuje, że każda istotna zmiana budowy i funkcji tego narzędzia zyskiwała zwolenników i przeciwników w środowisku lekarzy. Podobnie jest ze stetoskopem elektronicznym, na którego temat opinie są podzielone. Przewaga tradycyjnych, akustycznych stetoskopów polega na ich trwałej, mocnej budowie i ergonomice kształtów, niestety osłabiają one sygnał akustyczny nieproporcjonalnie w zakresie badanych częstotliwości a odbieranego dźwięku nie możemy wzmocnić. Zaletą elektronicznie wspomaganych instrumentów jest możliwość wzmocnienia sygnału i jego bardziej wyrównany charakter w pełnym zakresie częstotliwości. Są one niestety bardzo czułe na tzw. szumy tła.

Póki co, większość lekarzy wypowiada się sceptycznie o praktycznym użytkowaniu tego typu stetoskopu. Za tą opinią przemawiają takie argumenty jak komplikacja obsługi, wysoka cena, delikatna budowa, odmienna praktyka osłuchiwania. Pada argument, że stetoskop powinien służyć do szybkiego, prostego, wstępnego rozpoznania. Jeżeli zachodzą konkretne podejrzenia, pacjent i tak kierowany jest na badania przy użyciu specjalistycznego sprzętu. Wiąże się jednak nadzieje z dalszym rozwojem tego typu rozwiązania. Jako narzędzie pracy akustyczny stetoskop jest symbolicznie łączony z zawodem lekarza. To charakterystyczne, że prawie wszyscy producenci stetoskopów elektronicznych upodobniają wygląd produktu do tradycyjnego wyglądu stetoskopu akustycznego, choć z powodów technicznych nie jest to wcale konieczne.

Na przestrzeni wielu lat ludzie wypowiadali różne opinie na temat roli jaką odgrywa stetoskop w praktyce lekarskiej. Z pewnością jest to podstawowe narzędzie pracy używane w tym zawodzie. Oczywistym jest, że przyniósł on nam wiele korzyści. Są jednak i takie opinie, że postawił chorego człowieka na swoim jednym końcu a lekarza na drugim tworząc między nimi półmetrowy dystans.

Idea Laenneca stworzyła proste narzędzie, chociaż zawsze wymagające od użytkownika talentu, zręczności, cierpliwości i wieloletniej pracy w zdobywaniu koniecznego doświadczenia. Kluczowym elementem determinujący użyteczność akustycznego stetoskopu jest umiejętność lekarza w rozpoznaniu i ocenie tego co jest normalne a co nie. Ci którzy wyrażają dzisiaj opinie, że posługiwanie się stetoskopem w pracy lekarza traci na znaczeniu powinni zadać sobie pytanie, czy mają dostateczne umiejętności, aby to ocenić.

Badanie z użyciem stetoskopu pozostaje nadal najtańszym, najszybszym i najbardziej powszechnym sposobem wstępnego rozpoznania wielu chorób. Wciąż bywają miejsca i sytuacje, gdzie może stanowić jedyne dostępne lekarzowi wsparcie w stawianej diagnozie.

 

Literatura :

1. MD Blaufox "An Illustrated history of the evolution of the stethoscope"

2. PJ Bishop "Evolution of the stethoscope" Journal of the Royal Society of Medicine, Volume 73 June 1980

3. JS Morris "Laennec's stethoscope - the Welsh connection" Journal of the Royal Society of Medicine, Volume 97 March 2004

4. K Mangion "The stethoscope" Malta Medical Journal, Volume 19 June 2007

 

Warszawa, pażdziernik 2012

 

Autor: mgr inż. Radosław Filipowicz