Учебное пособие
Вариант 8 (18 ноября 2016 г.)
Цель работы – изучение методов возбуждения и регистрации перкуссионных звуков на поверхности в грудной клетки.
Лабораторная работа выполняется с использованием следующей аппаратуры:
1) смартфон с установленной программой Sound Analyser Pro как средство регистрации перкуссионных звуков.
2) ноутбук 1 с программой Spectralab/SpectraPLUS, подающий цифровой сигнал на вход ЦАП звуковой карты для генерации вибраций и регистрирующий ускорения.
3) ноутбук 2, регистрирующий перкуссионные звуки от стетоскопа Jabes.
4) телефоны с подключенными наушниками, используемые для генерации "стандартных звуковых сигналов".
5) электронный стетоскоп Jabes и программное обеспечение к нему.
6) аппаратно-программный комплекс (АПК), включающий в себя:
· звуковую карту с одним каналом ЦАП и двумя каналами АЦП, усилители ЦАП и АЦП. Электронный блок обеспечивает подачу управляющего сигнала на вибрационную головку и регистрацию ускорений вибратора и акселерометра, находящегося на поверхности грудной клетки на некотором расстоянии от вибратора.
· вибрационную головку, содержащую: подвижный цилиндрический вибратор (пуансон), расположенный внутри неподвижной индукционной катушки; акселерометр, обеспечивающий измерение ускорения подвижного вибратора.
· акселерометр, обеспечивающий измерение ускорения поверхности грудной клетки на некотором расстоянии от вибратора.
· матобеспечение, включающее драйверы звуковой карты и программу Spectralab/SpectraPLUS.
7) имитатор грудной клетки, используемый при записи "стандартных звуковых сигналов - легочных шумов".
8) вспомогательный компьютер, на котором ведется «журнал лабораторной работы» в виде текстового файла с именем «дата_номер группы».
9) линейка для измерения расстояния между анатомически выделенными областями и микрофоном смартфона или местом нанесения перкуссионного постукивания. Сантиметровая лента для измерения длины окружности грудной клетки. Двусторонняя липкая лента для фиксации пуансона и акселерометра на поверхности тела.
10) анализ сигналов выполняется студентами самостоятельно с использованием программы Spectralab или SpectraPLUS.
Лабораторную работу необходимо выполнять в такой последовательности.
- Ознакомиться с содержанием данного учебного пособия и с дополнительной литературой (в ходе внеаудиторной самостоятельной работы).
- Получить у преподавателя допуск к выполнению лабораторной работы (допуск дается на основании проверки знания пособия и дополнительной литературы).
- Освоить проведение измерений в программе и обработки сигналов в программе Spectralab/SpectraPLUS.
- Распределить роли студентов в ходе выполнения лабораторной работы: 1) Обследуемый студент (без заболеваний органов дыхания или с поставленным диагнозом); 2) студент, ведущий «журнал лабораторной работы»; 3) студент, держащий смартфон, стетоскоп или вибратор, контактирующий с грудной клеткой обследуемого и регистрирующий дыхательные звуки; 4) студент, записывающий «стандартные дыхательные сигналы – легочные шумы» на имитаторе грудной клетки; 5) студент, работающий с программой Jabes Analyzer; 6) студент, с помощью программы Spectralab управляющий генерацией вибрации и регистрацией сигналов с поверхности грудной клетки; 7) студент, осуществляющий перкуссию. В процессе выполнения работы студенты меняются ролями.
- Приготовить смартфон и программу Sound Analyser Pro.
Для этого:
5.1 Скачайте мобильное приложение Sound Analyser Pro.
5.2 Ознакомьтесь с интерфейсом приложения, который представлен на рис. 1: 1 – поиск звуковых файлов на устройстве, 2 – сохранение записываемого файла, 3 – основное меню приложения; Start/Stop – начало и остановка записи, Reset – старт новой записи; верхний график – спектр сигнала, нижний – спектрограмма.
Рисунок 1 – Интерфейс приложения
5.3 Откройте основное меню приложения, зайдите в настройки (Settings). В разделе Display Settings в строке Recording time установите время записи 15 секунд. В разделе FFT Settings в строке Sampling frequency выберите 44100 Гц.
5.4 Для начала записи нажмите Reset, после остановки записи с помощью кнопки Stop нажмите на иконку сохранения (обозначена «2» на рис. 1). Во всплывающем окне «Save sound file as» назовите файл по образцу «Фамилия испытуемого_место расположения микрофона_Фамилия владельца телефона_номер исследования» или «Имитатор_Фамилия владельца телефона_номер исследования», используемые сокращения (ВГ – выше границы, НГ – ниже границы).
5.5 Записанные и сохраненные файлы можно просмотреть, нажав на иконку поиска, обозначенного «1» на рис. 1, и выбрав нужный файл.
6. 
Приготовить стетоскоп для записи.
6.1 Проверить заряд аккумуляторов.
Если заряд недостаточен для работы, заменить аккумуляторы на запасную пару. Отсек для аккумуляторов показан на рис.2.Стетоскоп работает от двух аккумуляторов типа «ААА».
Рисунок 2
6.2 Режимы работы
W (wide) – широкий/ЖКТ, диапазон частот 20-1000 Гц
B (bell) – сердце, диапазон частот 20-200 Гц
D (diaphragm) – легкие, диапазон частот 200-500 Гц
6.3 На рабочем столе компьютера найти программу 
JABES Analyzer, открыть её. Внешний вид главного окна программы показан на рис.3.
Рисунок 3 – Внешний вид главного окна программы JABES Analyzer
6.4 Включить стетоскоп нажатием кнопки "Power" на головке стетоскопа. Кнопкой "Mode" выбрать режим "W".
Замечание: Стетоскоп остается включенным определенный промежуток времени, после чего автоматически выключается. Чтобы он снова заработал, надо нажать кнопку «Power» на головке стетоскопа.
6.5 Создать необходимое количество файлов типа.wav в указанной папке с названием по шаблону « Фамилия испытуемого_место расположения стетоскопа_номер исследования» или «Имитатор_номер исследования».
6.6 Установить длительность записи. Для этого нажать на кнопку 
и ввести «15» во всплывающем окне.
7 Приготовить устройство для генерации стандартного звукового сигнала.
8 Подать "стандартный звуковой сигнал" и зарегистрировать с помощью имитатора грудной клетки.
9 Проверить качество регистрации сигнала с помощью программы Sound Analyser Pro (спектрограмма)
10 Сохранить звуковой файл для последующей обработки.
11 Повторить пункты 7-10 со стетоскопом.
12 Обследуемый студент - доброволец знакомится с Информацией об исследовании и заполняет бланк "Информированного согласия".
13 Обследуемый студент раздевается сверху до пояса так, чтобы поверхность грудной клетки была доступна для регистрации звуков.
14 Измерить и записать в журнал лабораторной работы длину окружности грудной клетки обследуемого при трех объемах легких: остаточном объеме (максимальный выдох), функциональной остаточной емкости (спокойный выдох), общей емкости легких (максимальный вдох).
15 Записать в файл «журнал лабораторной работы» следующие данные: ФИО обследуемого студента; его дату рождения; вес; рост; отметить особенности состояния системы дыхания обследуемого (без заболеваний органов дыхания или с поставленным диагнозом); расположение области регистрации сигналов (расстояние отсчитывается по горизонтали от центральной линии (на спине или на груди) на поверхности грудной клетки, по вертикали отсчитывается от ключицы, лопатки или других характерных зон, хорошо определяемых на грудной клетке).
16 Разместить на грудной клетке обследуемого акселерометрический датчик (убрала про вибрационную пластину) при помощи двойной липкой ленты (в местах, указанных преподавателем).
17 Подключить акселерометр к входу звуковой карты.
18 Подключить вибратор к выходу звуковой карты.
19 Приготовить программу Spectralab к генерации вибрации и регистрации сигнала, выставив амплитуду, частоту и форму колебаний по указанию преподавателя и частоту дискретизации 11025 Гц.
20 Для выполнения измерений ускорения вибратора и акселерометра в размерных физических единицах необходимо через опции «Options – Calibration – Calibration File – Load» подключить калибровочный файл C:\SPECLAB\cal\Перкуссия.cal. После этого программа Spectralab в окне «Time Series» будет показывать ускорения в размерных единицах. Если измерения были выполнены без подключения калибровочного файла, то калибровочный файл можно подключить на этапе обработки данных.
21 С помощью программы Spectralab проверить наличие входного сигнала акселерометра и программно-управляемое перемещение наконечника вибратора.
Важно! Отключить ноутбук от сети питания 220 В!
22 С помощью двусторонней липкой ленты обеспечить хороший постоянный механический контакт интендера вибратора с поверхностью грудной клетки обследуемого. Качество контакта определяется визуально по следующим признакам: видно, как поверхность кожи грудной клетки перемещается в сторону грудной клетки и обратно, амплитуда перемещений плессиметра равна примерно 0,5 мм.
23 Обследуемый студент выполняет дыхательный маневр (маневр ФОЕ): максимально глубокий спокойный вдох, максимально глубокий спокойный выдох, максимально глубокий спокойный вдох, спокойный выдох до достижения объема легких, равного ФОЕ. После завершения спокойного выдоха обследуемый расслабляет дыхательные мышцы и другие мышцы грудной клетки. Вход в дыхательные пути не перекрывает надгортанником. Для достижения такого состояния можно совершать очень медленный выдох.
24 Студент 3 легко прижимает вибратор к поверхности грудной клетки.
25 Студент 6 запускает программу, создающую колебания вибратора и регистрацию ускорений.
26 В течение 10-15 с регистрируются ускорение самого вибратора и ускорение грудной клетки.
27 Сохранить файл с названием по образцу «Фамилия испытуемого_место расположения акселерометра_номер исследования». В файле «журнал лабораторной работы» записать номер измерения (маневра), время, название файла с данными. В примечаниях указать особенности дыхательного маневра или измерения.
28 Выполнить пп. 22 – 27 не менее 5 раз. Один маневр выполняется в условиях, когда ударник-вибратор находится на большом расстоянии от грудной клетки обследуемого студента. При этом другим акселерометром измеряется уровень «шумовых» колебаний поверхности грудной клетки при данном объеме легких.
29 Переместить акселерометр и вибратор в следующее положение на поверхности грудной клетки обследуемого студента (в места на поверхности грудной клетки, указанные преподавателем).
30 Повторить пп 22 – 29 для нескольких положений акселерометра и вибратора (по указанию преподавателя).
31 Снять акселерометр с поверхности грудной клетки обследуемого студента.
32 В этих же точках повторить пункты 22-30 для регистрации перкуссионных звуков с помощью микрофонов разных моделей смартфонов.
33 В этих же точках повторить пункты 22-30 для регистрации перкуссионных звуков с помощью электронного стетоскопа Jabes.
34 Стетоскоп устанавливают на исследуемой точке и плотно прижимают к коже (в течение записи стетоскоп не следует отрывать от поверхности тела!). Студент 3 кивком головы дает беззвучный сигнал, что он готов к записи. Студент 5 нажимает кнопку «Запись» 
.
Запись длится 15 секунд. Во время записи кнопка () подсвечивается голубым цветом. По истечении 15 секунд, когда запись закончена, она снова подсвечивается белым цветом.
По завершении записи студент 5, который работает с программой «JABES Analyzer», даёт команду, что запись закончена.
35 После завершения записи перкуссионных звуков первой точки нажать кнопку «Сохранить» 
и выбрать созданный в п.6.5 файл, название которого соответствует данной записи.
Переход к перкуссии, осуществляемой студентом/преподавателем.
36 К поверхности грудной клетки (по указанию преподавателя) студент 3 легко прижимает смартфон в зоне регистрации перкуссионных звуков и запускает программу регистрации звуков.
37 Студент/преподаватель в течение 15 секунд производит легкие перкуссионные постукивания по грудной клетке рядом с микрофоном смартфона.
38 Сохранить файл.
39 Посмотреть полученные спектрограммы (пункт 5.5). Убедиться, что записываются колебания, вызванные перкуссионными постукиваниями.
40 Выполнить пп. 36 – 39 не менее 5 раз, сохраняя звуковые файлы.
41 Повторить пп. 36 – 40 для других указанных зон перкуссии.
42 Повторить пп. 36 – 41 со стетоскопом.
43 Повторить пп. 36 – 41 с акселерометром.
44 После этого обследуемый студент может полностью одеться.
45 Записать на компьютер со смартфонов следующие файлы: 1) «журнал лабораторной работы» в виде текстового файла с именем «номер группы - Фамилия обследуемого студента»; 2) звуковые файлы с регистрацией звуков.
46 Выключить компьютеры.
47 Приступить к обработке и анализу полученной информации. Завершить обработку и анализ в ходе внеаудиторной самостоятельной работы.