Основні фізичні характеристики тонів і шумів серця - звукова симптоматика набутих вад серця
З позицій колебательно-хвильової теорії звуку необхідно систематизовано викласти основні характеристики тонів і шумів серця. Звук має наступні ознаки: 1) інтенсівность- 2) частотну характеристику, характер ( «забарвлення»), тембр- 3) тривалість, швидкість виникнення і зникнення.
Грунтуючись на викладених вище положеннях про фізику звуку, ми дозволимо собі дати перш за все чисто теоретичні уявлення про тонах і шуми серця, дотримуючись наведених трьох пунктів. Що стосується ряду деталей і точних цифрових виразів (головним
1 Детально на спектральному аналізі звуків з застосуванням магнітного запису ми зупинимося в розділі IX.
чином щодо частотної характеристики), то ми докладніше зупинимося на цьому питанні нижче.
Інтенсивність тонів і шумів визначається амплітудою коливань, що входять в даний звук. Наша суб`єктивна оцінка при аускультації інтенсивності тону і шуму не завжди відповідає об`єктивній (фізичної) інтенсивності звуку. Це пов`язано з особливостями нашого слухового аналізатора, неоднаково чутливого до звуків різної частоти. При такій оцінці два звуки з однаковою амплітудою, але різною частотою можуть бути сприйняті як звуки різної інтенсивності. Це має місце при сприйнятті низьких і високих частот. До останніх вухо більш відчутно. Так, наприклад, щоб для нашого слуху по силі однаково прозвучали звуки частотою в 50 і 4000 Гц, перші повинні мати інтенсивність 10 ~ 10 Вт / см2, а другі 10-1в вт / см2, т. Е. Перші повинні бути інтенсивніше на 106 (!).
Резюмуючи, слід сказати, що існують об`єктивна і суб`єктивна оцінки сили тонів і шумів. Перша залежить лише від амплітуди коливань, друга - від особливостей слухового аналізатора.
Дуже невелика кількість робіт присвячено вивченню інтенсивності тонів і шумів серця. Частина цих робіт дає уявлення лише про максимальну (сумарної) інтенсивності тону або шуму, без розподілу енергії по частотним складовим.
В. В. Єфімов (1952) визначає інтенсивність тонів серця в 10 ~ 10 Вт / см2. Це менше інтенсивності шепітної мови (10-9 Вт / см2).
Раппопорт і Спрег (Rappoport, Sprague, 1941) вказують на те, що межа інтенсивності тонів і шумів серця 10 дб.
Н. М. Ливенцев визначає інтенсивність тонів через стетоскоп у 10 дб.
Лепешкин [США (Lepeschkin)] визначав інтенсивність тонів і шумів за допомогою спеціально сконструйованої апаратури, в яку входить електричний стетоскоп. У 1957 р їм були отримані наступні дані: I тон у здорових людей в точці максимальної інтенсивності мав від 20 до 60 дБ, II тон на аорті - 30- 70 дБ, на легеневої артерії - 25-65 дБ. Систолічний шуми коливалися від (-) 20 (не чутні вухом) до 40 дБ, високочастотний музичний шум до 50 дБ.
Річард (Richard) при вивченні частотної характеристики тонів і шумів отримував інтенсивність їх до 40 дБ.
С. Ф. Олійник, застосувавши звукомерний стетоскоп (модифікація звукомерного стетоскопа Бокка), отримав наступні дані: інтенсивність нормальних тонів в межах 40-50 дБ, систолічний шум середньої гучності 20-35 дБ.
Таким чином, інтенсивність тонів і шумів серця лежить в широких межах: від нечутні нашим вухом (20 дБ) до досить інтенсивних звуків в 50-70 дБ.
Наведені дані про інтенсивність тонів і шумів, як видно, вельми суперечливі. Це пояснюється складністю і недосконалістю методики вимірювання останньої.
Великий інтерес представляють дані про частотній характеристиці тонів шумів серця.
Встановлення розподілу енергії по частотах неминуче пов`язане з вивченням частотної характеристики тонів і шумів серця, їх спектрального складу. До викладу цього боку характеристики тонів і шумів ми і переходимо.
Як зазначалося вище, сучасні методи аналізу звуку засновані на заміні безпосереднього аналізу звуку аналізом електричних коливань. Звук, що сприймається мікрофоном, перетворюється в електричні коливання і посилюється. Мікрофон і підсилювач при цьому, зрозуміло, не повинні вносити істотних спотворень.
Вивчення частотної характеристики тонів і шумів серця представляє великий теоретичний і практичний інтерес, оскільки дозволяє вирішити питання про їх фізичну природу, з`ясувати генез деяких з них, уточнити діагностику клапанного ураження. В принципі це може бути здійснено так само, як і вивчення частотної характеристики будь-якого звуку.
Для вивчення частотного складу тонів і шумів серця застосовується ряд методів. Кожен з них має певні переваги і недоліки. Доцільно лише коротко зупинитися на їх перерахування, так як кожен з методів технічно досить складний, має серйозне-фізичне обґрунтування і вимагає спеціального вивчення. Опис їх зайняло б занадто багато місця,
Одне з перших повідомлень про спеціальний вивчень частотної характеристики серцевих (і легеневих), звуків відноситься до 1925 р, коли американські дослідники Кебот і Додж. (Cabot, Dodge) застосували для цієї мети так званий електричний стетоскоп. Суть методу полягала в перетворенні звукових коливань в електричні. Останні пропускали через електричний фільтр-роздільник, за допомогою якого всі компоненти будь-якого звуку вище і нижче бажаної частоти віддалялися.
Застосовувалася система «нізкопроводящіх», «високопроводящей» і «узкопроводящіх» фільтрів. Не зупиняючись на подробицях цієї методики, слід лише зауважити, що вона мала ряд недоліків. По-перше, по суті мова йшла не про розгорнутому поданні про всіх частотах, що входять в той чи інший звук, а про виключення тієї чи іншої смуги частот. По-друге, електроакустична апаратура того часу володіла малорухомої інерційною системою (наприклад, не було електронно-променевої трубки), що вносило велику ступінь спотворень. Це підтверджується також тим, що зіставлення даних частотної характеристики тонів і шумів серця, отриманих Кебот і Доджем, з сучасними даними показує велику ступінь розбіжностей.
У 1926 р була опублікована робота Вільямса і Доджа (Williams, Dodge), присвячена аналізу серцевих тонів, також із застосуванням електричного стетоскопа.
Повідомлення Раппопорта і Спрег (1941) також засновані на застосуванні електричного стетоскопа, але більш складною і більш досконалої конструкції.
Сміт, Едвардс і Каунц (Smith, Edwards, Kountz) використовували для запису серцевих коливань і їх подальшого аналізу катодний промінь (1941) ..
Маннхеймер (Mannheimer.) Для вивчення частотної характеристики тонів і шумів серця (1941) застосував кристалічний мікрофон і фонокардіографія з системою фільтрів двох типів - високопропускающіх і нізкопропускающіх. Ці фільтри поділяють весь спектр серцевих звуків на окремі групи частот ( «калиброванная фонокардіографія»).
У зв`язку з розвитком фонокардіографії цілий ряд Даних частотної характеристики тонів і шумів серця
отриманий цим методом з прімбненіем різних фільтрів [Маасі і Вебер (Maass, Weber.) - Луізада, Річмонд і Араваніс (Luisada, Richmond, Aravanis) - Шліттер і Шельмеріх (Schlitter, Scholmerich) - Холлдак і Вольф (Holldack, Wolf) - Уеллс , Джаконія і Фрідленд (Wells, Jacono, Friedland) і ін.].
Розробка спеціальних методів дослідження із застосуванням сучасної акустичної апаратури дозволила протягом кількох останніх років успішно вивчати частотну характеристику тонів і шумів серця. У зв`язку з цим слід перш за все згадати роботи американських дослідників: Гекелер, Ликов, Месон, Різ і Вірт (1954), Мак Кузик, Телбот і Вебб (1954), Родбард, Мендельсон і Елісберг (1955), Річард (1957k Агресс і Філдс (1959).
У Судетської Союзі непрямі дані про частотній характеристиці тонів ішумов серця також були отримані головним чином на основі фонокардіографіческого методу дослідження (Н. Н. Савицький, І. І. Савченков, А. І. Кобленц-Мишкові, В. В. Соловйов, Р. Б. Мінкін і деякі інші). Першим спеціальним дослідженням частотної характеристики звуків серця у нас в країні була робота С. Ф. Олійника. Однак його методика, на нашу думку, не позбавлена ряду недоліків (візуальне спостереження з екрану спектрометра з подальшою замальовкою, неможливість виділення окремих компонентів серцевого звукового циклу). В. Н. Дзяк також вважає, що слід віддати перевагу фотореєстрації з екрану спектрометра.
Л. Н. Гончарова (1962) повідомила про застосування аналогічної методики спектрального аналізу звуків серця, однак, так само як і С. Ф. Олійник, без виділення окремих компонентів серцевого циклу.
Нами (Г. І. Кассирский) в 1957 р була розроблена методика частотного аналізу тонів і шумів серця за допомогою звукового спектрометра з застосуванням попередньої магнітного запису їх.
Для вивчення частотної характеристики тонів і шумів серця був використаний інфразвуковий спектрометр ССП-10 виробництва НДР.
Принцип пристрою спектрометра наступний (рис. 8). Вхідний сигнал потрапляє в систему паралельно включених фільтрів. Кожен з фільтрів пропускає певну вузьку смугу частот, в сумі покриваючи весь діапазон досліджуваних частот. Для всіх фільтрів витримується лінійність шкали амплітуд, що забезпечує на виході з кожного фільтра отримання однакових амплітуд напруги. Підсилювач також не вносить суттєвих викривлень. 
Мал. 8. Спрощена блок-схема звукового аналізатора.
ПУ - попередній усілітель- Фх-ФЯ - фільтри-У - усілітель-
Д - детектор- / С2 - коммутатори- Б - батарея- Л1 - мотор КА- кіноаппарат- Е - електронно-променева трубка.
Система комутатора виробляє «збір свідчень фільтрів» і забезпечує ступеневу розгортку на екрані електронно-променевої трубки. Зазвичай в секунду відбувається 10-15 повних обертів повзунків комутатора, т. Е. За 1 секунду картина повторюється на екрані 10-15 разів. Це створює для ока цілісне зображення, яке може бути сфотографоване одномоментно або за допомогою кінокамери.
Кінозйомка при обліку швидкості розгортки апарату може вестися лише з частотою менше 10 кадрів в секунду. При більшій швидкості ми побачимо в кожному кадрі лише ту частину спектра, яка встигла розвернутися.
Використовувався нами спектрометр має 27 фільтрів, сумарно покривають діапазон від 8,7 до 713 Гц1. Нижче наводиться таблиця фільтрів і пропускають частот.
1 Назва «інфразвуковий спектрометр», дане приладу фірмою, неточно. Правильніше було б назвати його «переважно низькочастотних спектрометром».
Фільтр № | Частотав Гц | Фільтр | Частотав Гц | Фільтр | Частотав Гц |
1 | 8,7 | 10 | 100 | 19 | 283 |
2 | 19,5 | 11 | 112 | 20 | 318 |
3 | 30 | 12 | 126 | 21 | 360 |
4 | 40 | 13 | 141 | 22 | 400 |
5 | 50 | 14 | 159 | 23 | 500 |
6 | 60 | 15 | 178 | 24 | 550 |
7 | 70 | 16 | 200 | 25 | 566 |
8 | 80 | 17 | 225 | 26 | 636 |
9 | 90 | 18 | 252 | 27 | 713 |
Кожній частоті на екрані електронно-променевої трубки відповідає світиться стовпчик (27 світних стовпчиків для зручності спостереження розташовані з дещо більшим інтервалом через кожні 3 стовпчика, рис. 9). 
Мал. 9. Розгортка на екрані електронно трубки звукового спектрометра.
Принцип визначення на апараті частотного спектра звуку наступний. Вхідний сигнал являє собою електричні коливання, що виникли в мікрофоні, сприйняли звукові коливання. Якщо, наприклад, ми впливаємо на мікрофон звуком, який буде представляти собою тон в 50 Гц, то на екрані електронно-променевої трубки 5-й стовпчик, відповідний частоті
в 50 Гц, виросте. Висота стовпчика буде пропорційна силі звуку (енергії даної частоти). При впливі на мікрофон складного звуку, що містить певну смугу частот, на екрані електронно-променевої трубки стовпчики всіх розміщених в звуці частот піднімаються. При цьому висота кожного з них буде відповідати енергії даної частоти.
Справа на екрані, за 27-м стовпчиком, розташовані 4 градуювальних стовпчика. При калібрування апаратури прагнуть до того, щоб величина кожного з них відповідала певної інтенсивності (10, 20, 30 і 40 дБ). Однак така точна калібрування дуже складна, вимагає постійної перевірки і залежить від режиму роботи апарату. Тому можна орієнтуватися на відносну величину інтенсивності тієї чи іншої частоти (зберігається кратне відношення 1: 2: 3: 4). Наприклад, звук, який має частоту від 10 до 200 Гц, дасть підйом стовпчиків від 2-го до 16-го.
При цьому ми вирішили прийняти за частоти з максимальною інтенсивністю (максимальною енергією) такі, які становлять не менше 3/4 рівня інтенсивності, т. Е. Дають підйом до 3-го градуювального стовпчика і вище.
У спектрометр звук може бути поданий не тільки за допомогою мікрофона, а й із звукозаписною апаратури - магнітофона. У цьому випадку ми отримаємо частотну характеристику записаного звуку з урахуванням спотворень, внесених цією апаратурою.
При аналізі звуку на звуковому спектрометрі дуже важливо враховувати тривалість аналізованого звуку. Як зазначалося вище, система комутаторів в апараті працює з певною швидкістю, т. Е. Для аналізу звуку потрібен певний час - один повний оборот повзунка комутатора (збір свідчень усіх 27 фільтрів). Для инфразвукового спектрометра ССП-10 час аналізу становить 0,1 секунди. Тому звук тривалістю менше 0,1 секунди не може бути підданий аналізу при одноразовій подачі його. Більш того, навіть більш тривалий, але одноразовий звук не може бути підданий аналізу, так як невідомо, в який момент (в якому становищі комутатора) він потрапив в звуковий спектрометр. Інакше кажучи, не буде синхронізації початку звуку і початки аналізу.
В. А. Красильников ( «Звукові хвилі». М., 1954) пише, що автоматичний метод аналізу придатний тільки для періодично повторюваних процесів (звуків). Якщо процес одноразовий, то його необхідно перетворити в періодично повторюється, для чого використовують будь-якої метод звукозапису (найчастіше магнітний). Отриману на магнітній стрічці запис той чи інший спосіб багаторазово повторюють, при цьому в аналізатор надходить періодично повторюється звук. З огляду на ці особливості звукового спектрометра, ми не можемо уявити собі отримання правильних даних частотної характеристики тонів і шумів серця при виробництві аналізу шляхом безпосереднього дослідження звуків, що потрапляють в мікрофон при накладенні його на область серця. По-перше, звуки серця (окремо I і II тони, шуми) хоча і повторюються з частотою, що відповідає частоті серцевого ритму, але кожен окремо (особливо тони) має невелику тривалість, а інтервали між ними (наприклад, між I тоном і систолічним шумом) зовсім незначні (практично відсутні). Якщо врахувати час аналізу апарату, а також післясвітіння екрану, то роздільний аналіз всіх компонентів звукового серцевого циклу (особливо в патології) неможливий. У цьому випадку ми будемо мати лише сумарну частотну характеристику звуків всього серцевого циклу. Однак тут криється і друга помилка, так як початок аналізу не буде збігатися з початком серцевого циклу, т. Е. Буде відсутній синхронізація.
Ми вважаємо за доцільне застосування не одномоментною зйомки, а кінозйомки зі швидкістю 8 кадрів в секунду (кожен кадр займає, отже, Vs секунди, або 0,125 секунди). Це дозволяє вловити мінімальні коливання спектра. У той же час ця швидкість не суперечить часу аналізу апарату (0,125 секунди на один кадр при часу аналізу апарату 0,1 секунди).
При освоєнні цього методу нами спочатку була зроблена спроба вивчити частотний спектр тонів і шумів серця шляхом накладення мікрофона на область серця. Так як ми при цьому застосували кінозйомку, а не візуальне спостереження, то відразу виявили різнобій в результатах. Повторне дослідження у того ж хворого через кілька хвилин давало зовсім інші цифри.
Тому ми прийшли до висновку про необхідність застосування попередньої магнітного запису тонів і шумів серця з виділенням з неї окремих компонентів серцевого звукового циклу (тони, шуму) і його подальшим аналізом *. 
Мал. 10. Кардіоспектрограмма за методом спектральної фонокардіографії (з роботи Гекелера, Ликова, Месона, Риза та Вірта): спектрограмма і стандарт ступеня зачернения при різних рівнях інтенсивності в децибелах.
Підтвердження своїх висновків ми знайшли в роботах Річарда, Гекелера, Ликова, Месона, Риза та Вірта, Мак Кузика, Вебба, Брейшау і Телбота (McKusick, Webb, Brayshaw, Talbot), Оберхоффера, агресії і Філдса, які застосовували для частотного аналізу тонів і шумів магнітний запис.
Ми не вважаємо за доцільне детально зупинятися на методах перерахованих авторів. Ними завжди застосовувалася спеціально сконструйована апаратура, заснована також на автоматичному аналізі звуків з застосуванням фільтрів і фіксацією даних за допомогою фото- і кінозйомки.
- Техніка виділення компонентів буде описана нижче.
Річард користувався апаратурою, за конструкцією близькою до описаної нами. Він також виділяв з магнітного запису окремі компоненти серцевого звукового циклу (тон, шум). Однак зображення на екрані виходило не у вигляді стовпчиків, а в вигляді суцільного нашарування кривих, що записуються променем електронно-променевої трубки. За вертикальної осі також відзначалася інтенсивність, по горизонтальній - частоти. 
Мал. 11. Зворотний бік вирізаного ділянки стрічки.
Н - початок-К - кінець.
У роботах Гекелера, Ликова, Месона, Риза та Вірта, Мак Кузика, Брейшау і Телбота застосовувалася так звана спектральна фонокардіографія. На кардіоспектрограммах (рис. 10) тривалість звуків відзначається по горизонтальній осі, частоти - по вертикальній, а інтенсивність визначається ступенем чорноти (остання порівнюється зі стандартом, зображеним на малюнку). Метод цих авторів дозволяє обмежитися виділенням одного серцевого звукового циклу, але також з багаторазовим його повторенням. Кардіоспектрограмми дають можливість на відміну від інших методів враховувати всі три характеристики: час, частоту, інтенсивність (наш метод - частоту і інтенсивність). Однак визначення інтенсивності за ступенем чорноти не може бути здійснено досить точно. На це справедливо вказує і А. І. Кобленц-Мишкові.
Отже, наша методика частотного аналізу складається з наступних етапів:
- Магнітна запис тонів і шумів серця у хворого. Вона здійснюється із суворим дотриманням правил і умов запису (запис в більшості випадків велася при швидкості 770 мм / сек). На спеціальних картках докладно фіксуються всі найважливіші дані з історії хвороби. Дані аускультації записуються додатково після самостійного аускультативного дослідження.
- Виділення необхідного компонента серцевого звукового циклу. Воно проіаводітся наступним чином. Прослуховуючи запис, зупиняють стрічку зазвичай перед першим тоном. Потім вручну повільним поворотом приймальні і подає касет на слух і по відхиленню стрілки контрольного приладу визначають початок звуку (I тону, II тону, шуму). На зворотному боці плівки (там, де немає феромагнітного шару) м`яким олівцем роблять позначку. Її слід наносити точно проти зазору звуковідтворювальної головки. Аналогічним способом, відзначають кінець відповідного компонента.
Мал. 12. Відрізок стрічки, склеєний в кільце.
Здійснення такого виділення компонентів, особливо при складній звуковий симптоматиці, вимагає вироблення навички.
Ділянка стрічки між двома позначками вирізують, на зворотному боці його олівцем наносять обліковий номер, і відзначають початок і кінець звуку або напрямки руху (рис. II).
Для отримання періодичного повторення звуку відрізок стрічки склеюють в кільце (рис. 12). При цьому кінці стрічки повинні заходити один на одного мінімально на 3-4 мм. Це забезпечує достатню міцність склеювання і не призводить до суттєвого спотворення звуку.
Наведемо деякі розрахунки довжини відрізка стрічки. При швидкості 770 мм / сек довжина відрізка стрічки зі звуком тривалістю 0,1 секунди буде 77 мм (7,7 см), зі звуком тривалістю 0,2 секунди - 15,4 см. Получавшиеся відрізки стрічки із записом тонів і шумів серця коливалися від 9,5 до 16 см. Це дозволяє до певної міри судити про тривалість тону або шуму.
- Відтворення кільця на магнітофоні. Для відтворення кільця на магнітофоні ми використовували магнітофон МАГ-8м. При цьому треба було створення спеціального пристрою, що дозволяє отримати безперервний рух кілець з різними діаметрами. Для цього на магнітофоні були встановлені додаткова маленька магнітна головка відтворення,
напрямні ролики і пружна відтяжка (рис. 13).
Таким чином, при включенні відтворення звук на кільці безперервно повторювався зі швидкістю 5-7 разів на секунду. Правильний напрямок обертання кільця визначалося його правильною установкою за відмітками на зворотному боці стрічки. 
Мал. 13. Верхня панель магнітофона маг-% м з додатковою головкою відтворення.
/ -додаткова Головка відтворення з екраном (кришка знята) -
2 - кільце магнітної стрічки-3 - напрямні ролики і пружна
відтяжка.
При відтворенні здійснюється на слух контроль через динамік з встановленням номінального вихідного рівня по контрольного приладу відтворення.
- Отримання свідчень звукового спектрометра. Магнітофон підключається до звуковому спектрометру (що передбачено конструкцією останнього). Правила роботи зі звуковим спектрометром викладені в що додається до нього. Особливе значення має правильна установка посилення і обрання максимальної тривалості післясвітіння екрану (є можливість регулювання), так як останнім забезпечує гарне спостереження за спектром.
Перш ніж приступити до кінозйомки за допомогою спеціально доданої до спектрометру кінокамери, доцільно провести візуальне спостереження і записати показники. Після візуального орієнтування проводиться кінозйомка серією в 10-20 кадрів (1-2 секунди
зйомки). Для відмежування на кінострічці наступної групи кадрів (іншого звуку) проводиться зйомка 3-4 порожніх кадрів (без звуку) *. За цим кадрам також можна добре судити про відсутність перешкод. Після прояви кінострічки розшифровка ведеться переглядом її на білому тлі з допомогою лупи (стрічка шириною 16 мм). Максимальна ширина спектра визначається по крайнім реагує (піднімається) столбікам- інтенсивність частоти, т. Е. Розподіл енергії частот, по висоті стовпчиків. За максимальні, як ми зазначали вище, приймаються стовпчики висотою, рівній висоті 3-го градуювального стовпчика, або вище.
* Зйомка одиночних кадрів передбачена конструкцією кіно камери.
Ми також враховували коливання ширини спектра та інтенсивності на підставі вивчення всієї серії кадрів, що відповідало різним відрізкам звуку.
Ми використовували негативну кіноплівку, так як виробляли з неї збільшення відбитків, які відображали картину спектра так, як вона виглядала на екрані (фон темний, стовпчики світлі).
Перш ніж перейти до викладу результатів наших досліджень, необхідно зупинитися на питанні про частотних спотвореннях і обмеження, пов`язані з апаратурою.
Як видно з опису спектрометра, діапазон досліджуваних частот обмежений знизу 8,7 Гц, а зверху - 713 Гц. Застосування инфразвукового стектрометра ми знайшли більш доцільним, ніж спектрометра, що має фільтри більш високої частоти (наприклад, використовувався в роботі С. Ф. Олійника). Програючи на деякому зрізанні високих частот (згадаємо, що більшість авторів називають верхньою межею звуків серця 4000 Гц), ми виграли на більш докладному поданні про низьких частотах. Однак ми, так само як і названі нами вище дослідники, котрі застосовували попередню магнітну запис звуків серця, вели відлік від 40 Гц (а не від 8,7 Гц). Це обумовлено частотної характеристикою магнітного запису *. Таким чином.
ми аналізували частоти від 40 до 713 Гц. Зрізання нижньої межі ми не вважаємо серйозним дефектом методу, так як в своїй роботі ставили за мету з`ясування частотної характеристики в порівнянні з даними аускультації (т. Е. Від нижньої межі в 16-20 Гц).
* Магнітофон, записує без істотних спотворень звуки з частотою від 40 Гц і до частот, які значно перевищують верхню межу характеристики тонів і шумів серця.
З`ясування наявності в тонах і шуми серця інфра-та ультразвукових коливань може служити предметом спеціального дослідження.Наскрізна частотна характеристика всього акустичного тракту: мікрофон - підсилювач запису - записує головка - стрічка - відтворює головка - підсилювач відтворення - вихідний сигнал була коригувати з допуском мінімальних помилок, не позначилися на достовірності даних. Нерівномірність рівня в наших дослідженнях для діапазону від 70 до 713 Гц становила ± 3 дБ, для діапазону від 40 до 70 Гц дорівнювала ± 5 дБ щодо рівня на частоті 1000 Гц. Мак Кузик зі співавторами користувався апаратурою з лінійною характеристикою від 30 Гц, завалом в 5-10 дБ для 20 Гц і 20 дБ для 15 Гц по відношенню до рівня 30 Гц.
За кордоном кількість робіт, присвячених спеціальному дослідженню частотної характеристики тонів і шумів серця, збільшується з кожним роком. Зазначимо на основні результати, отримані в дослідженнях Луізада з співавторами, Мак Кузика з співавторами, Гекелера, Ликова, Вірта, Месона, Риза, Річарда, Вільямса, Уеллса, Джаконія, Фрідленд, Тренделенбурга, Оберхоффера, Шліттера, Шелмеріха, Маннхеймера (Luisada a. oth., McKiisick a. oth., Geckeler, Likoff, Wirth, Mason, Riesz, Richard, Williams, Wells, Jacono, Friedland, Trendelenburg, Oberhoffer, Schlitter, Scholmerich, Mannheimer).
За отриманими ними даними, тони і шуми серця містять частоти до 1000 Гц. Лише деякі з авторів (Мак Кузик, Вебб і ін.) Вказують на можливість наявності в шумах більш високих частот - до 1400 Гц, а в акцентованих тонах - до 3000 Гц, проте власних спостережень з такими результатами вони не призводять.
Більшість дослідників вважає також, що в нормі тони містять переважно низькі частоти (до 400-500 Гц), причому I тон більш низької частоти, ніж II. І в I і в II тоні максимальна енергія в нормі падає на частоти до 100-150 Гц. У патології тони можуть мати високі частоти - до 700-900 Гц і більше.
Кілька слів про нормальних III і IV (предсердном) тонах. Обидва вони аускультіруются рідко. Це пояснюється їх низькочастотної характеристикою і малою інтенсивністю. Джаконія і Фрідленд пишуть, що III -тон має найчастіше до 60-100 Гц, IV тон - до 60-120 Гц. При фонокардіографічне дослідженні їх краще вдається зареєструвати на низькочастотних каналах.
Шуми, як правило, включають ширшу смугу частот, ніж тони з різноманітним розподілом енергії. Якщо переважає енергія в області низьких частот, шуми носять низькочастотний характер, якщо переважають високі частоти (600-1000 Гц) -високочастотний характер. При більш-менш рівномірний розподіл енергії шум має характер суцільного, широкосмугового звуку.
Як ми вже вказували, тембр звуку, «забарвлення звуку» визначається присутністю обертонів. Можливість розрізняти звуки музичних інструментів (рояля, скрипки, труби, камертона), а також відрізняти голос одного співака від голосу іншого заснована на різниці тембрів музичних звуків. Характер серцевих тонів і шумів (в останніх існує більше відтінків) не може бути повністю адекватний поняттю «тембр». У істота тембру вкладається поняття про музичних звуках, які, хоча і є складними, складаються з ряду простих тонів з кратним відношенням частот.
Існує великий словесний набір для визначення характеру зустрічаються серцевих шумів. Зазвичай наводиться великий перелік найрізноманітніших визначень і порівнянь шумів, що демонструє, з одного боку, їх різноманітність, а з іншого - суб`єктивність авторів, які давали ці визначення і порівняння.
Характер тонів і шумів серця залежить від переважання (по енергії) тих чи інших частот. Тому можна говорити про низький і високий серцевому тоні (I або І), про низькочастотному і високочастотному шумі.
С. Ф. Олійник, викладає це питання з правильною теоретичної позиції, все ж вважає за можливе вживання терміна «тембр серцевих шумів».
У зв`язку з викладеним представляється цікавим навести дані частотної характеристики звуків, які ми чуємо в природі і в побуті.
В. Г. Корольков наводить такі межі частотних діапазонів звучань (від нижнього до верхнього):
Барабан ................................................. ............ 80 4 000 Гц
Орган ................................................. ............. 16- 8 000 »
Рояль ................................................. ............. 30 8 000 »
Віолончель ........................................ 80-12 000 »
Скрипка ................................................. ........ 200-13 000 »
Труба ................................................. . 170- 8 000 »
Флейта ................................................. .......... 240-13 000 »
Чоловіча мова ...................................... 100 8 000 »
Жіноча мова ....................................... 500-10 000 »
Писк комара ................................................ 12 000-16 000 »
Г ром ................................................ ..................... 20 40 »
При аускультації так званих музичних шумів серця в ряді випадків визначається звук, близький (але не ідентичний) за своїм характером музичного (скрипка, флейта, волинка). По своїй фізичній суті він наближається до музичних звуків, що містить основний тон і обертони. Мак Кузик, Вебб, Хамфриз і Рід (Humphries a. Reid) пишуть, що музичні шуми мають більш-менш добре організовану гармонійну систему.
Таким чином, ми бачимо, що спектр частот тонів і шумів серця лежить в досить обмежених межах порівняно зі «звичайними» для нашого слуху звуками. Максимум енергії в цьому спектрі падає на ще більш обмежену область низьких частот.
Тривалість тонів і шумів, швидкість їх виникнення та зникнення. Дані про тривалість тонів досить великі і різноманітні (табл. 3).
Аналіз наведених даних дозволяє зробити висновок, що тривалість I і II тонів лежить в основному в межах від 0,07 до 0,15 секунди, в середньому складаючи 0,11 секунди.
Звуки такої тривалості оцінюються нашим слухом як короткіе- вони характеризуються швидким виникненням і швидким зникненням (загасанням коливань). Що стосується шумів, то тривалість їх дуже різна. А. І. Кобленц-Мишкові справедливо вказує, що в деяких випадках по тривалості звуку неможливо вирішити питання, тон це або шум. Однак більшість шумів займає більше половини відповідної фази - систоли або діастоли, і, отже, тривалість їх перевищує тривалість тонів.
Таблиця 3 Таблиця тривалості тонів (зведені дані)
Уеллс наводить такі дані щодо тривалості шумів: систолічний шум при стенозі гирла аорти - 0,18 секунди, «непатологіческіе систолічний шуми на верхівці серця» - 0,18-0,25 секунди, на підставі - 0,15-0,20 секунди.
Швидкість появи і зникнення шуму при такій тривалості також велика, практично шум з`являється раптово. Загасання шуму, очевидно, відбувається дещо повільніше.
Підводячи підсумок викладеного в цій главі даними, ми хотіли б дати більш-менш повне визначення фізичної характеристики серцевого тону і шуму на основі теоретичних уявлень акустики.
Тон серця по своїй фізичній характеристиці є швидко загасаючим звуком, що складається з апериодических коливань, що утворюють суцільний спектр.
Спектр частот тонів серця в нормі та патології характеризується тим або іншим шириною (частотної характеристикою) і розподілом енергії (інтенсивності) по частотах. У нормі в тонах серця переважає енергія низьких частот.
Серцевий шум по своїй фізичній характеристиці є більш тривалим і повільніше загасаючим, ніж тон серця-він також складається з апериодических коливань, що утворюють суцільний спектр. Переважання енергії (інтенсивності) низьких частот надає шуму низькочастотний характер, переважання високих частот - високочастотний характер.
Музичний шум серця має в своєму складі періодичні коливання (основний тон і обертони) і наближається до музичного звуку.
