Sesin üç ölçüsü: şiddet, frekans, süre
Bir sesi fiziksel olarak hangi ölçülerle tarif edersiniz?
Kısa cevapHer ses üç ölçüyle tarif edilir: şiddet (amplitüd), frekans ve süre. Kulağınız bunları sesin gürlüğü, perdesi ve uzunluğu olarak duyar. Bir solunum sesini adlandırmak için bunlara sesin solunumun hangi anında ve göğsün neresinde duyulduğunu eklersiniz.
Ses nedir?
Önceki derste sesin yolculuğunu kısaca gördünüz. Bu derste sesin kendisine bakıyoruz, çünkü sonraki bütün derslerde aynı üç ölçüyü kullanacağız.
Ses, havada ya da dokuda yayılan bir basınç dalgalanmasıdır. Titreşen bir kaynak çevresindeki ortamı art arda sıkıştırır ve gevşetir. Bu dalgalanma göğüs duvarını, oradan da stetoskobun diyaframını titreştirir ve kulağınıza ulaşır.
Basıncın zaman içindeki değişimini çizdiğinizde sesin dalga şeklini elde edersiniz. Üç ölçünün üçü de bu çizimden okunur. Dalganın yüksekliği şiddeti, saniyede kaç kez tekrar ettiği frekansı, ne kadar devam ettiği ise süreyi gösterir.
Şiddet nedir ve neye bağlıdır?
Şiddet, basınç dalgalanmasının büyüklüğüdür. Fizikte buna amplitüd denir, kulak ise onu sesin gürlüğü olarak duyar. Şiddet desibel (dB) ile ölçülür. Desibel logaritmik bir ölçektir: amplitüd iki katına çıktığında yaklaşık 6 dB, on katına çıktığında 20 dB artar.
Göğüs duvarında duyduğunuz şiddeti üç şey belirler. İlki kaynağın gücü, yani hava akımıdır. Bu, birinci kuralın sonucudur: akım yoksa ses yok. Derin nefeste ses gürleşir, yüzeyel nefeste kısılır. İkincisi yoldur. Araya giren sıvı, hava ya da kalın bir göğüs duvarı sesi zayıflatır. Bu da ikinci kuraldır. Üçüncüsü tekniktir, çünkü stetoskobun cilde oturması, kıl ve giysi de şiddeti değiştirir.
Bu yüzden şiddeti mutlak bir değer olarak değil, karşılaştırarak okursunuz. Karşı taraftaki aynı noktayla, aynı pozisyonda ve benzer nefes derinliğinde karşılaştırın. Sağlıklı insanda iki taraf yaklaşık simetriktir ama birebir aynı değildir.
Ek seslerde şiddet her zaman ağırlığı göstermez. Stridor uzaktan bile duyulacak kadar gür olabilir. Wheezing'in şiddeti ise obstrüksiyonun ağırlığını söylemez, çünkü çok ağır obstrüksiyonda akım düşer ve wheezing susabilir. Buna sessiz göğüs denir ve bir alarm bulgusudur.
Akım mı değişti? O bölgeye az hava mı gidiyor? Yol mu değişti? Araya sıvı ya da hava mı girmiş? Yoksa stetoskop cilde iyi oturmuyor mu?
Frekans nedir ve kulak onu nasıl duyar?
Frekans, dalganın bir saniyede kaç kez tekrar ettiğidir ve birimi hertzdir (Hz). Saniyede 100 kez tekrar eden bir dalganın frekansı 100 Hz'dir. Kulak frekansı perde olarak duyar: düşük frekans pes, yüksek frekans tiz duyulur.
İnsan kulağı kabaca 20 ile 20.000 Hz arasını duyar. Göğüs duvarındaki normal solunum sesinin enerjisi ise çoğunlukla birkaç yüz Hz'in altındadır. Trakeal ses ve ek sesler daha yükseğe, 1.000–2.000 Hz'e kadar uzanabilir.
Bir sesin hangi frekanslardan oluştuğunu frekans grafiği, yani spektrum gösterir. Yatay eksen frekansı, dikey eksen o frekanstaki şiddeti gösterir. Aşağıdaki grafik sitedeki üç normal sesin spektrumunu tarayıcınızda hesaplar.
Periferde normalde yumuşak olan bir seste tiz bileşen artmışsa ya kaynak ya da yol değişmiştir. Konsolidasyon ikinci duruma örnektir, çünkü katılaşan akciğer tizleri süzmeden göğüs duvarına taşır.
Müzikal ses gürültüden nasıl ayrılır?
Bir ses tek bir frekansta düzenli olarak tekrar ediyorsa kulak onu müzikal bir ton olarak duyar. Wheezing, ronküs, stridor ve squawk böyle seslerdir. Bu seslerde titreşen tek bir yapı, örneğin daralmış bir hava yolu duvarı, aynı hızda salınır.
Birçok frekansın düzensiz karışımı ise gürültüdür. Normal solunum sesi bir gürültüdür, çünkü hava yollarındaki girdapların her biri farklı bir frekansta ses üretir. Ral de geniş bir frekans aralığına yayılan kısa bir patlamadır, bu yüzden müzikal duyulmaz.
Müzikal bir sesin temel frekansının tam katlarında daha zayıf tonlar da bulunur. Bunlara harmonik denir. Örneğin 200 Hz'lik bir wheezing'in harmonikleri 400, 600 ve 800 Hz'dedir. Harmonikler ayrı birer ses değildir, sesin tınısını belirler. Harmoniği zayıf olan ses temiz duyulur. Ronküs ve stridor gibi harmoniği güçlü sesler ise sert ve pürüzlü duyulur.
Bu bilgi monofonik ve polifonik wheezing'i ayırır. Monofonik wheezing tek bir temel frekanstan, yani tek bir tondan oluşur. Harmonikleri olsa da kulak onu tek ton olarak duyar. Polifonik wheezing'de ise aynı anda, birbirinin katı olmayan birkaç temel frekans vardır. Bu da aynı anda birkaç hava yolunun titreştiğini gösterir.
Wheezing'in perdesi hava yolunun çapını doğrudan söylemez. Perdeyi akım, basınç ve duvarın sertliği birlikte belirler (Ek sesler nasıl oluşur?).
Süre neyi ayırır?
Süre, bir sesin ne kadar devam ettiğidir. Solunum seslerinde süreyi milisaniye (ms) ile ölçeriz ve bir saniye 1.000 ms'dir. Erişkinde istirahatte bir solunum fazı ise yaklaşık 1–3 saniye sürer.
Ek sesleri iki büyük aileye ayıran ölçü süredir. Süreksiz sesler çok kısadır. Tek bir ral genellikle 20 ms'den kısa sürer, bu yüzden kulak onu tek tek patlamalar olarak duyar. Sürekli sesler ise uzundur. CORSA'ya göre wheezing genellikle 100 ms'den uzun sürer. Hasta başında wheezing ve ronküs çoğu zaman ekspiryumun büyük bölümünü kesintisiz doldurur, stridor ise inspiryum boyunca sürer.
Squawk bu iki ailenin arasında durur. Müzikal bir tondur ama kısadır. CORSA'ya göre süresi nadiren 400 ms'yi aşar.
Süre klinikte de bilgi verir. Wheezing'in fazın ne kadarını doldurduğu, obstrüksiyonun derecesi ve tedaviye yanıt hakkında fikir verir. Akut astımda wheezing solunum döngüsünün büyük bölümünü doldurabilir ve bronkodilatörden sonra bu oran azalır. Normal seslerde ise fazların süresi önemlidir. Veziküler seste ekspiryum kısa ve siliktir. Ekspiryumun belirgin uzaması hava akımı obstrüksiyonunu düşündürür (Dört normal ses).
Üç ölçü bir arada nasıl görünür?
Spektrogram üç ölçüyü tek bir resimde gösterir. Yatay eksen zamanı, dikey eksen frekansı, parlaklık ise şiddeti gösterir. Bu yüzden müzikal bir ton yatay ya da yavaşça inen bir çizgi, ral ise ince dikey bir çizgi olarak görünür. Normal solunum sesi alt frekanslarda yumuşak ve dağınık bir parlaklık oluşturur.
Aşağıdaki tablo sitedeki seslerin frekans yapısını ve süresini özetler. Spektrogramı ayrıntılı okumayı Spektrogram nasıl okunur? dersinde göreceksiniz.
| Ses | Frekans yapısı | Süre |
|---|---|---|
| Veziküler ses | Gürültü. Enerjisi düşük frekanslarda toplanır. | İnspiryum boyunca gür. Ekspiryumda kısa ve silik. |
| Bronşiyal solunum | Gürültü. Tiz bileşen daha güçlüdür. | Ekspiryum en az inspiryum kadar uzun. |
| Wheezing | Müzikal ton. CORSA'ya göre genellikle 100 Hz'in üstünde. | Uzun. Çoğu zaman ekspiryumun büyük bölümü. |
| Ronküs | Pes müzikal ton. CORSA'ya göre 300 Hz'in altında, harmonikleri güçlü. | Uzun. Çoğu zaman ekspiryumda. |
| Stridor | Gür müzikal ton, güçlü harmonikler. | Çoğunlukla inspiryum boyunca. Darlığın yerine göre ekspiryumda ya da iki fazda da duyulabilir. |
| Squawk | Kısa müzikal ton. | Kısa. Nadiren 400 ms'yi aşar. |
| Ral | Geniş bantlı patlama. İnce ral görece tiz, kaba ral görece pes. | Çok kısa. Genellikle 20 ms'den kısa. |
| Plevral sürtünme sesi | Geniş bantlı, gıcırtılı. | Kısa darbe kümeleri. |
Üç ölçüye hangi bilgiler eklenir?
Şiddet, frekans ve süre sesin kendisini tarif eder. Hasta başında bunlara iki bilgi daha eklersiniz: sesin solunumun hangi anında ve göğsün neresinde duyulduğu. Bu yüzden bütün derslerde dört soru sorarız. Üç ölçü "Nasıl?" sorusunun cevabıdır. "Ne zaman?" zamanlamayı, "Nerede?" yeri sorar. "Neyle değişiyor?" ise öksürük, derin nefes ya da tedaviyle ne olduğunu sorar.
Zamanlama çoğu zaman sesin tipinden daha çok şey söyler. Örneğin inspiryumun başında duyulan raller hava yolu hastalığını ve sekresyonu, sonunda duyulanlar fibrozisi ve konjesyonu düşündürür (Ralleri tarif etmek).
Yer de olası nedenleri daraltır. Tek bir bölgede sabit duyulan bir bulgu lokal bir sorunu, iki tarafta simetrik bir bulgu ise yaygın bir süreci düşündürür. Her bulguyu hastanın kendi önceki muayenesiyle karşılaştırın, çünkü tek bir normal solunum sesi yoktur (Normalin sınırları).
- Her ses üç ölçüyle tarif edilir: şiddet (amplitüd), frekans ve süre. Kulak bunları gürlük, perde ve uzunluk olarak duyar.
- Şiddet en çok akıma ve yola bağlıdır. Onu mutlak değil, karşı tarafla aynı koşullarda karşılaştırarak okuyun.
- Tek bir frekansta düzenli tekrar eden ses müzikaldir. Birçok frekansın düzensiz karışımı gürültüdür.
- Monofonik wheezing tek bir tondur. Polifonik wheezing'de aynı anda, birbirinin katı olmayan birkaç ton vardır. Harmonikler ayrı ton sayılmaz.
- Süre ek sesleri ayırır. Ral genellikle 20 ms'den kısa, wheezing 100 ms'den uzundur ve çoğu zaman fazın büyük bölümünü doldurur.
Derinleşmek isteyenler içinasistan · uzman · sayılar ve kaynaklar
Şiddet: sayılar
- Desibel, iki şiddetin oranının logaritmasıdır. Amplitüd oranı için dB = 20 · log₁₀(A₁/A₂) kullanılır. Bu yüzden amplitüdün iki katı yaklaşık 6 dB, on katı 20 dB eder.
- Akım ile ses arasındaki ilişki bir üs yasasıyla tanımlanabilir (A = k·Uα). Nefes tutma spektrumu çıkarıldığında spektral alan üssü ortalama 1,66 ± 0,35 bulundu. Bu değer bir protokolü tanımlar, evrensel bir yasa değildir.
- Akım eşleştirildiğinde inspiratuvar göğüs duvarı amplitüdü, ekspiratuvar amplitüdün 1,99–2,43 katıdır.
- Bir çalışmada sol posterior baz, karşılık gelen sağ noktadan yaklaşık %32 daha gür ölçüldü.
- "Amplitüd" ses basıncı, voltaj, RMS, tepe değer ya da bant enerjisi olabilir. Bunlar birbirinin yerine kullanılamaz. Kalibre edilmemiş bir kayıt fiziksel şiddeti göstermez.
Spektrum: indeksler ve sayılar
- Sık kullanılan indeksler tepe frekans, F50, F25 ve F75, spektral merkez, SEF95 ve yüksek frekans eğimidir (dB/oktav). F50, yani medyan frekans, gücün yarısının altında kaldığı frekanstır.
- Her kümülatif indeks analiz bandına bağlıdır. Örneğin 100–600 Hz bandındaki F50, 50–2.000 Hz bandındaki F50 ile eşdeğer değildir.
- Sağlıklı kişilerde yüksek frekanslardaki düşüş inspiryumda 13–15 dB/oktav, ekspiryumda noktaya göre yaklaşık 13–20 dB/oktavdır.
- Akımı standardize edilmiş inspiratuvar F50 astımda 239 ± 19 Hz, kontrollerde 206 ± 14 Hz, KOAH'ta 201 ± 21 Hz idi. Yani obstrüktif hastalıklar spektrumu aynı yönde değiştirmez.
- Bebeklerde yaklaşık 300 Hz'in altındaki görece güç daha azdır.
Süre ve zamanlama: sayılar
- CORSA ölçütlerine göre wheezing genellikle 100 ms'den uzun sürer, tek bir ral ise genellikle 20 ms'den kısadır.
- CORSA'ya göre squawk'ın süresi nadiren 400 ms'yi aşar. Bu süre wheezing ile örtüşür ve evrensel bir süre eşiği yoktur.
- Süre oranı (I:E) ile akustik enerji oranı aynı şey değildir.
- Akut astımla yapılan bir çalışmada wheezing'in solunum döngüsünde kapladığı süre oranı (Tw/Ttot) bronkodilatörle %86'dan %31'e düştü.
- Ral zamanlamasıyla ilgili sayılar Ralleri tarif etmek dersinin derinleşme bölümündedir.
Yer: sayılar
- Altı sağlıklı genç erkekle yapılan küçük bir çalışmada akım eşleştirildi. Yan yatan kişide alttaki akciğerin üzerinde şiddet daha yüksekti.
- Bir çalışmada mekanik ventilasyondaki 35 hastada PEEP 0'dan 15 cmH₂O'ya çıkarıldığında ses enerjisi apikal bölgelerden diyafragmatik bölgelere kaydı. Bu bulgu, alveollerin açıldığını doğrudan ölçmez.
- Yüzey haritası anatomik bir görüntü değildir. Ses doğduktan ve iletildikten sonra göğüs yüzeyinde oluşan akustik alanı ölçer.
Kaynaklar için kaynakçaya bakın.
Kendini yokla
4 kısa soru. Cevabınızı seçince açıklama açılır.