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A Mobile Cough Strength Evaluation Device Using Cough Sounds

机译：利用咳嗽声的移动式咳嗽强度评估装置

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摘要

Although cough peak flow (CPF) is an important measurement for evaluating the risk of cough dysfunction, some patients cannot use conventional measurement instruments, such as spirometers, because of the configurational burden of the instruments. Therefore, we previously developed a cough strength estimation method using cough sounds based on a simple acoustic and aerodynamic model. However, the previous model did not consider age or have a user interface for practical application. This study clarifies the cough strength prediction accuracy using an improved model in young and elderly participants. Additionally, a user interface for mobile devices was developed to record cough sounds and estimate cough strength using the proposed method. We then performed experiments on 33 young participants (21.3 ± 0.4 years) and 25 elderly participants (80.4 ± 6.1 years) to test the effect of age on the CPF estimation accuracy. The percentage error between the measured and estimated CPFs was approximately 6.19%. In addition, among the elderly participants, the current model improved the estimation accuracy of the previous model by a percentage error of approximately 6.5% (p < 0.001). Furthermore, Bland-Altman analysis demonstrated no systematic error between the measured and estimated CPFs. These results suggest that the developed device can be applied for daily CPF measurements in clinical practice.
机译：尽管咳嗽峰值流量（CPF）是评估咳嗽功能障碍风险的一项重要指标，但是由于某些设备的结构负担，某些患者无法使用常规的测量仪器，例如肺活量计。因此，我们先前基于简单的声学和空气动力学模型开发了一种使用咳嗽声的咳嗽强度估算方法。但是，以前的模型没有考虑年龄，也没有用于实际应用的用户界面。这项研究阐明了使用改进的模型在青年和老年参与者中的咳嗽强度预测准确性。另外，开发了用于移动设备的用户界面，以使用所提出的方法记录咳嗽声并估计咳嗽强度。然后，我们对33位年轻参与者（21.3±0.4岁）和25位老年人参与者（80.4±6.1岁）进行了实验，以测试年龄对CPF估算准确性的影响。测量的和估计的CPF之间的百分比误差约为6.19％。此外，在老年参与者中，当前模型通过大约6.5％的百分比误差提高了先前模型的估计准确性（p <0.001）。此外，Bland-Altman分析表明，测得的和估计的CPF之间没有系统误差。这些结果表明，该开发的设备可用于临床实践中的每日CPF测量。

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