聴診器

1851年、アイルランドの医師アーサー・リアードが両耳聴診器を発明した。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・カマンは、両耳にプラグが付いた聴診器のデザインを商業生産用に完成させた。^{[ 10 ]}改良は加えられたものの、彼のデザインはそれ以来基本的に変わっていない。カマンはまた、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重要な論文も執筆した。1873年までに、わずかに異なる場所に接続してわずかな立体効果を生み出すことができる差動聴診器の説明があったが、これは臨床現場での標準的なツールにはならなかった。

サマービル・スコット・アリソンは1858年に王立協会で聴診器の発明について発表した。聴診器には2つの独立したベルがあり、ユーザーは2つの異なる場所から発せられる音を聞き分けて比較することができた。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、音源定位の知識を進歩させ、最終的には両耳融合の理解につながった。^{[ 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ことから、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考え方へと再定義する上で大きな一歩となったと主張している。ダフィンによれば、この再概念化は、聴診器以前には体内の解剖学的構造を調べるための非致死的な器具が存在しなかったことが一因となっているという。^{[ 11 ]}

ラッパポートとスプラグは1940年代に新しい聴診器を設計し、それが他の聴診器の基準となった。この聴診器は2つの面から構成され、片面は呼吸器系用、もう片面は循環器系用だった。ラッパポート・スプラグモデルの聴診器は重くて短く（46～61cm ）、古風な外観をしており、露出した板バネで連結された一対の対向する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つなぐ2本の大きな独立したラテックスゴム管が特徴的だった。  

1960年代初頭、ハーバード大学医学部の教授であるデビッド・リットマンが、以前のモデルよりも軽量で音響特性が向上した新しい聴診器を開発するまで、聴診器には他にもいくつかの小さな改良が加えられてきました。^{[ 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導入しました。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材と、音響集音面に対してZ軸方向にダイアフラム部材の可動範囲を拡大できるシリコン製の柔軟な音響サラウンドで構成されています。^{[ 14 ]}共振周波数を低く左にシフトすると、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材の可動範囲が拡大することで伝播する波が長くなるため、一部の低周波音の音量が大きくなります。逆に、聴診器のダイヤフラム表面を、聴診対象となる生理音の部位にしっかりと押し当てることでダイヤフラムの可動範囲を制限すると、音響サラウンドを用いて、同心円状のフレットに対するz軸方向の圧力に対するダイヤフラムの可動範囲を減衰させることもできる。これにより波長が短くなり、周波数バイアスが高まり、より広い範囲の生理音を聴診できるようになる。

1999年、リチャード・デローリエは、初の外部ノイズ低減聴診器であるDRGピュアトーンの特許を取得した。この聴診器は、2つの平行なルーメン内に2つのスチールコイルを内蔵しており、侵入するノイズを耳に聞こえない熱エネルギーとして放散する仕組みになっていた。このスチールコイルによる「断熱」の ため、聴診器1台あたり0.30ポンドの重量が追加された。

音響聴診器は、胸部から空気で満たされた中空の管を通して聴診者の耳に音が伝わる仕組みになっています。胸部は通常、音を感知するために患者に当てる2つの面、すなわちダイヤフラム（プラスチック製の円盤）またはベル（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、体内の振動によってダイヤフラムが振動し、音圧波が発生して管を通って聴診者の耳に伝わります。ベルを患者に当てると、皮膚の振動によって直接音圧波が発生し、聴診者の耳に伝わります。ベルは低周波音を、ダイヤフラムは高周波音を伝達します。音響エネルギーをベルまたはダイヤフラムのどちらかに優先的に伝達するために、ベルとダイヤフラムの間のチャンバーに接続する管は片側のみが開いており、回転可能です。開口部はベルに接続されているときに確認できます。管をヘッド内で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世紀初頭にラッパポートとスプラーグによって発明された。

電子聴診器（またはステトフォン）は、体内の音を電子的に増幅することで、低い音量を克服します。しかし、聴診器の接触アーチファクトの増幅や、コンポーネントのカットオフ（電子聴診器のマイクロフォン、プリアンプ、アンプ、スピーカーの周波数応答閾値）により、電子増幅聴診器の全体的な有用性は制限され、中音域の音が増幅される一方で、高周波および低周波域の音が同時に減衰されます。現在、多くの企業が電子聴診器を提供しています。電子聴診器は、音響音波を電気信号に変換し、それを増幅および処理して最適な聴診を実現します。すべて同じ物理法則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大きく異なります。最も単純で効果の低い音検出方法は、チェストピースにマイクロフォンを配置することです。この方法は周囲のノイズ干渉を受けやすく、好まれなくなっています。ウェルチ・アリン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、シャフトの底部がダイヤフラムに接触するようにするものです。3M も厚いゴム状のダイヤフラムの後ろのフォーム内に圧電結晶を配置しています。Thinklabs の Rhythm 32 は、導電性の内面を持つ電磁ダイヤフラムを使用して容量センサーを形成します。このダイヤフラムは音波に反応し、空気圧の変化の代わりに電界の変化が生じます。Eko Core 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。Eko Duo は心電図と心エコー図の両方を取得できます。これにより、臨床医は従来の聴診器では不可能な心不全などの状態をスクリーニングできます。 ^{[ 21 ] [ 22 ]}

電子聴診器は、音が電子的に伝送されるため、無線機器、録音機器として機能し、ノイズ低減、信号強調、視覚出力と音声出力の両方を提供できます。2001年頃、Stethographics社は、心臓および呼吸器系の音をグラフィックで表現した心音図を生成し、関連するアルゴリズムに基づいて解釈できるPCベースのソフトウェアを発表しました。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して、記録された心音を分析することで、病的な心雑音や無害な心雑音を特定するのにも使用される。

胎児聴診器または胎児聴診器は、聴診ラッパ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聞きます。^{[ 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ーンとも呼ばれています。

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。反射波の周波数がドップラー効果によって変化することで動きが検出されます。そのため、ドップラー聴診器は、拍動する心臓などの動く物体を扱うのに特に適しています。 ^{[ 28 ]} 最近、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実証されました。ドップラー聴診は、大動脈弁逆流の検出において84%の感度を示しましたが、従来の聴診器による聴診では58%の感度でした。さらに、ドップラー聴診は、心室弛緩障害の検出において優れていました。ドップラー聴診と従来の聴診の物理的原理が異なるため、両方の方法が互いに補完し合う可能性があると示唆されています。^{[ 29 ] [ 30 ]} 騒音に強い軍用ドップラー式聴診器が最近開発され、騒音の大きい環境（最大110 dB）での患者の聴診に使用されています。 

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プリンティングによって製造されています。^{[ 31 ]}この3D聴診器は、タレク・ルー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年夏にメディアで広く取り上げられました。

3D聴診器の必要性は、ガザ地区の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じた。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働いていた。1960年代のリットマン・カーディオロジー3聴診器が、ルバニ氏が開発した3Dプリント聴診器の基礎となった。^{[ 32 ]}

1960年代以前は、食道聴診器は日常的な術中モニタリングの一部であった。^{[ 33 ]}