Nel 1816 un medico di nome René Théophile Laennec per cercare di capire meglio i disturbi cardiaci di un suo paziente ebbe l’idea grandiosa di arrotolare un foglio di carta, ponendone un estremo sul torace del paziente lo usò come amplificatore nell’ascolto dei battiti cardiaci ottenendo dei suoni più nitidi.
Dopo svariati studi e applicazioni ideò il primo modello di Stetoscopio costituito da un cilindro di legno di circa 30 cm di lunghezza e 4,5 cm di diametro.
Nel 1852 Common e Leader migliorarono ulteriormente la qualità del suono applicandovi due tubi di gomma e dando la possibilità di poter utilizzare lo strumento con entrambi gli orecchi.
Il modello più diffuso nel campo della medicina fu quello di David Littman che nel 1961 apportò ulteriori modifiche. Lo Stetoscopio divenne affusolato e in acciaio, leggero e molto pratico; perfezionato nel 1987 nel modello Littman Classic.
La storia ci fa sempre appassionare su ogni argomento, l’evoluzione di uno strumento per applicazioni mediche o scientifiche in generale ci affascina e l’elettronica contribuisce costantemente avendo un ruolo molto importante.
In questo caso pensare ad uno Stetoscopio Elettronico sembra apparentemente distruggere il passato dello strumento stesso, e la sua evoluzione; invece nel momento in cui si pensa che uno strumento sia giunto al massimo delle sue capacità di utilizzo, l’elettronica porta ancora un tassello in più alla sua evoluzione. Ci affascina solamente il pensare che uno strumento così possa esistere e quali capacità possa raggiungere.

Eccovi un progetto per la realizzazione di uno Stetoscopio Elettronico. Il circuito è a 3 stadi. Il primo è composto fondamentalmente dai pre-amplificatori U1a e U1b a basso rumore, e il sensore per i battiti cardiaci. U1a ha un guadagno di circa 3.9 utile a generare la giusta impedenza di uscita, rendendo compatibile il sensore posto in input con il resto del circuito.
U1b a sua volta ha un guadagno di circa 1.6 e svolge la funzione di filtro passa-basso Sallen e Key (risposta Butterworth) con una frequenza di taglio pari a 103 Hz. Variando i condensatori C3 e C4 si può aumentare la frequenza di taglio sino ad 1 KHz rendendo lo Stetoscopio idoneo anche in altri ambiti come ad esempio la respirazione o suoni meccanici.

Il condensatore C2 è molto importante, il suo alto valore è necessario per far passare i suoni relativi ai battiti cardiaci che mostrano una frequenza tra i 20 e i 30 Hz.

Il secondo stadio è composto dall’amplificatore operazionale U4 ed è utile per il controllo del LED bicolore, ha un guadagno pari a 71.
Con l’amplificatore U5 del terzo stadio possiamo controllare qualsiasi tipo di cuffie, anche di 8 Ω ed ha un guadagno pari a 20.

Lo strumento può essere assemblato in questo modo:

I. Montare il circuito utilizzando Veroboard (stripboard), ma si consiglia un PCB.
II. Utilizzare un cavo schermato per il microfono, come indicato sullo schema.
III. Fissare il microfono alla testa di un manicotto in gomma isolante, porlo ad un livello più interno (vedi schema). Il microfono deve essere distanziato dalla pelle durante la rilevazione, ma la testa dello Stetoscopio vi deve essere premuta, isolando così il microfono da rumori di fondo ed evitare il feedback acustico nelle cuffie.
IV. Il microfono posto nella testa dello Stetoscopio non deve essere spostato durante l'ascolto dei battiti cardiaci per evitare rumori dovuti ad attrito.
V. Per proteggere il tuo udito il microfono va tenuto lontano dalle cuffie, questo evita il feedback acustico.

Link di riferimento:
http://www.electronics-lab.com/projects/science/003/index.html