Cough-generated vibroacoustic signals analysis in chronic pulmonale diseases

Abstract

Kaszel jest jednym z najbardziej uciążliwych i jednocześnie najbardziej powszechnych objawów w przebiegu przewlekłych chorób układu oddechowego. Dotychczasowe tradycyjne metody badań częstości i natężenia kaszlu polegają na obserwacji chorego, rejestracji audio-wideo, a następnie na zliczaniu występujących incydentów. Międzynarodowe organizacje zajmujące się chorobami układu oddechowego (European Respiratory Society, American College of Chest Physicians) zalecają stosowanie skomputeryzowanych i zautomatyzowanych metod pomiarowych, pozwalających na ambulatoryjną, obiektywną ocenę kaszlu u chorych. Zjawisko kaszlu wywołuje drgania klatki piersiowej chorego z jednoczesną emisją charakterystycznych zaburzeń akustycznych. Rejestracja i analiza powyższych sygnałów wibroakustycznych umożliwia zarówno monitorowanie częstości kaszlu, jak i ocenę jego natężenia zatem metoda ta będzie przydatna do oceny skuteczności procesu leczenia chorych. W artykule przedstawiono metodę badań oraz wyniki pilotażowych pomiarów, przeprowadzonych przy współpracy Centrum Techniki Morskiej (CTM) z Akademią Medyczną w Gdańsku oraz Collegium Medicum Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Bydgoszczy. Rejestrowano sygnały wibroakustyczne generowane podczas kaszlu u pacjentów z chorobą obturacyjną układu oddechowego i rakiem płuc. Do badań zastosowano system analizatora typu PULSE produkcji Bruel & Kjaer. Wykonano jednoczesną rejestrację sygnałów akustycznych i drgań, a następnie sygnały te poddano analizie.Cough is one of the most bothersome and frequent symptoms of chronic pulmonary diseases. Traditional examination methods rely on patient observation, audio-video registration and incidents counting. European Respiratory Society and American College of Chest Physicians recommend using computer based and automated measuring methods, which allow objective evaluation of patients cough. Cough phenomenon produces chest vibrations with simultaneous characteristic acoustic disturbances. Registration and analysis of those vibroacoustic signals enable cough frequency and intensity monitoring, which means that this method will be useful for evaluation of the therapy effectiveness. This paper presents the method and pilot study results that were obtained by R&D Marine Technology Centre in cooperation with the Medical University of Gdańsk and Collegium Medicum in Bydgoszcz. Cough vibroacoustic signals of patients with chronic pulmonary diseases and lun| cancer were recorded. Bruel & Kjaer Pulse analyzer has beer used during the examination. Registration and analysis of the acoustic and vibration has been performed