Problems on analysing heart sounds and murmurs—II

Abstract

A study on the standardization of phonocardiography was made, based upon the analysis of frequency-intensity of heart sounds and murmurs using a calibrated microphone system.

In order to calibrate the microphone under the same conditions as in actual use, the authors devised a vibrometer which provided desirable results.

The frequency distributions of various extra sounds and murmurs were classified in four groups, i.e. low, medium, high and medium-high frequency bands.

The optimum frequency range of the low frequency band to be registered was from about 25 to 100 c/s, that of the medium frequency band from about 100 to 200 c/s and that of high was above about 300 c/s.

The velocity of heart sounds and murmurs had a decline rate of about 12 to 18 dB/oct. in the high frequency range and of 6 to 12 dB/oct. in the low frequency range.

The relation between the amplitude frequency spectrum of vibration phenomena and the decline rate of filters was clarified.

Based upon these results three filters for clinical use were offered.

The validity of the system was demonstrated by analysing the results overall responses of the phenomena after passing through these filters.

Résumé

Se basant sur une analyse de la fréquence et de l'intensité des bruits et souffles du coeur, les auteurs ont étudié la standardisation de la phonocardiographie. Cette analyse avait été réalisée à l'aide d'un système de microphone approprié. Pour obtenir les résultats désirés, les auteurs ont créé un vibromètre permettant d'étalonner le microphone dans des conditions identiques à celles présidant à l'usage normal. Les fréquences des différents bruits et souffles pathologiques ont été classées en 4 groupes, à savoir: basses fréquences, fréquences moyennes, hautes fréquences, et fréquences semihautes. La gamme optimale des basses fréquences à enregistrer se plaçait entre 25 et 100 c/s, celle des fréquences moyennes entre 100 et 200 c/s, et celle de la bande de fréquences hautes au-dessus de 300 c/s. La rapidité des bruits et souffles du coeur accusait un amortissement d'env. 12–18 db/oct. dans les hautes fréquences, et de 6–12 db/oct. dans les basses fréquences. Les relations entre le spectre de fréquence de l'amplitude des phénomènes de vibration et l'amortissement par filtres, ont été élucidées. Sur la foi de ces résultats, on recommande 3 filtres pour l'usage clinique. Pour démontrer la fidélité du système, on a analysé la fréquence totale des signaux ayant passé par ces filtres.

Zusammenfassung

Es wurde eine Studie zur Standardisierung der Phonokardiographie durchgeführt, bei welcher sich die Autoren auf eine Analyse von Frequenz und Intensität der Herztöne und-geräusche stützten, welche mittels eines geeichten Mikrofonsystems vorgenommen worden war. Um das Mikrofon unter den gleichen Bedingungen wie bei normalem Gebrauch eichen zu können, haben die Autoren ein Vibrometer geschaffen, welches die gewünschten Resultate lieferte. Die Frequenz-Verteilung von verschiedenen pathologischen Herztönen und-geräuschen wurde in 4 Kategorien eingeteilt, und zwar: Nieder—, Mittel—, Hoch-und Mittelhoch-Frequenzbänder. Der optimale Frequenzbereich des zu registrierenden Nieder frequenzbandes lag zwischen 25 und 100 c/s, der des Mittelfrequenzbandes zwischen 100 und 200 c/s und der des Hochfrequenzbandes lag über 300 c/s. Die Schnelligkeit der Herztöne und-geräusche zeigte eine Dämpfung von etwa 12–18 db/okt im Hochfrequenzbereich, und von 6–12 db/okt in dem Niederfrequenzbereich. Die Beziehungen zwischen dem Amplituden-Frequenzspektrum der Schwingungsphänomene und der Filterdämpfung wurden geklärt. Aufgrund dieser Resultate werden 3 Filter für klinischen Gebrauch empfohlen. Um die Zuverlässigkeit des Systems zu demonstrieren, wurde der Gesamtfrequenzgang der Sgnale nach dem Durchlaufen dieser Filter analysiert.

Резюме

С целью стандартизации фонокардиографии была произведена исследовательская работа, при которой авторы опирались на анализ частоты и интенсивности биения и шумов сердца, произведенный с помоцью соответствуюцей микрофонной системы. Для зталонирования микрофона в тех-же условиях, в которых оно призводится при обычном пользовании микрофонами, авторами был создан виброметр, который дал требуемые результаты. Частота различных паталогических стуков и шумов сердца была подразделена на 4 категории, а именно на полосы низкой, средней, высокой и средне-высокой частоты. Оптимальный диапазон регистрируемой полосы низкой частоты находился в пределах между 25 и 100гч, полосы средней частоты между 100 и 200гч, и полосы высокой частоты — свыпе 300гч. Скорость виения и шумов сердца в полосе высокой частоты показывала глушение величиной примерно 12–18 дб/лкм, а в полосе низкой частоты—6–12 дв/окм. Было выяснено соотношение между амплитудночастотным спектром колебателыных феноменов и фильтровым глушением. На основании полученных результатов было предложено з типа фильтров для применения в клинических условиях. Для демонстрации надежности зтой системы была проанализирована общая полоса пропускания сигналов после прохождения ими зтих фильтров.