Tracheal respiratory sounds analysis has been investigated as a non-invasive method to estimate respiratory flow and upper airway obstruction. However, the flow-sound relationship is highly variable among subjects which makes it challenging to estimate flow in general applications. Therefore, a robust model for acoustical flow estimation in a large group of individuals did not exist before. On the other hand, a major application of acoustical flow estimation is to detect flow limitations in patients with obstructive sleep apnea (OSA) during sleep. However, previously the flow--sound relationship was only investigated during wakefulness among healthy individuals. Therefore, it was necessary to examine the flow-sound relationship during sleep in OSA patients. This thesis takes the above challenges and offers innovative solutions. First, a modified linear flow-sound model was proposed to estimate respiratory flow from tracheal sounds. To remove the individual based calibration process, the statistical correlation between the model parameters and anthropometric features of 93 healthy volunteers was investigated. The results show that gender, height and smoking are the most significant factors that affect the model parameters. Hence, a general acoustical flow estimation model was proposed for people with similar height and gender. Second, flow-sound relationship during sleep and wakefulness was studied among 13 OSA patients. The results show that during sleep and wakefulness, flow-sound relationship follows a power law, but with different parameters. Therefore, for acoustical flow estimation during sleep, the model parameters should be extracted from sleep data to have small errors. The results confirm reliability of the acoustical flow estimation for investigating flow variations during both sleep and wakefulness. Finally, a new method for sleep apnea detection and monitoring was developed, which only requires recording the tracheal sounds and the blood's oxygen saturation level (SaO2) data. It automatically classifies the sound segments into breath, snore and noise. A weighted average of features extracted from sound segments and SaO2 signal was used to detect apnea and hypopnea events. The performance of the proposed approach was evaluated on the data of 66 patients. The results show high correlation (0.96,p < 0.0001) between the outcomes of our system and those of the polysomnography. Also, sensitivity and specificity of the proposed method in differentiating simple snorers from OSA patients were found to be more than 91%. These results are superior or comparable with the existing commercialized sleep apnea portable monitors.

O presente estudo tem como objetivo determinar se a gravidade da DPOC poderá ser estimada através da área do gráfico das intensidades sonoras dos sons respiratórios de pacientes com DPOC. O estudo realizado com 51 pacientes com DPOC leve, moderado, grave, muito grave e 7 indivíduos saudáveis não fumantes. Os sons respiratórios de cada participante, foram coletados através de estetoscópio adaptado com um mini microfone. O método compara as áreas das intensidades sonoras em função da frequência de pacientes de DPOC e indivíduos saudáveis. Neste contexto, para atender ao objetivo, um método foi proposto e testado baseado na combinação de técnicas de filtragem e TFTC, seguida de análise estatística, cálculo da média, desvio padrão e interpolação. Os resultados sugerem que a área do gráfico da variância da intensidade sonora em função da frequência diminui quando aumenta a gravidade da DPOC, exceto para os casos em que a bronquite crônica é predominante. / The present study aims to determine if the severity of COPD can be estimated through the chart area of the sound intensities of respiratory sounds in patients with COPD. The study included 51 patients with mild, moderate, severe, very severe COPD and 7 healthy non-smokers. The breathing sounds of each participant were collected through a stethoscope adapted with a mini microphone. The method compares the areas of intensity sonic densities as a function of the frequency of COPD patients and healthy individuals. In this context, to meet the objective, a method was proposed and tested based on the combination of filtering techniques and TFTC, followed by statistical analysis, calculation of the mean, standard deviation and interpolation. The results suggest that the area of the graph of frequency-frequency sound intensity variance decreases as the severity of COPD increases, except for cases where chronic bronchitis is predominant.

<p>Увод: Астма као хронично оболење представља велики здравствени, социјални и економски проблем широм света Ово оболење једно је од најчешћих хроничних оболења код деце и најчешћи узрок повећаног броја хоспитализација код деце млађе од 15 година. Резултати досадашњих студија говоре у прилог пораста преваленције астме и алергијских болести код деце у последњих десетак година. Епидемиолошка испитивања су значајна за разумевање природе астме, као и откривања могућих фактора за тренд пораста учесталости астме код деце. Разлика у географској дистрибуцији учесталости симптома астме унутар исте земље сугерише да фактори средине, више него можда генетски фактори, утичу на дистрибуцију преваленције симптома астме. У литератури се као најзначајнији фактори средине истичу загађење животне средине и климатски фактора. Доступне студије показују да постоји узрочна повезаност између повећане изложености загађењу животне средине и акутних респираторних симптома. Процењено је да је у Европи током 2000. године дошло до губитка 3,6 милиона година живота услед повећања концентрације респирабилних честица. И новије препоруке Светске здравствене организације одлучно предлажу смањење изложености деце загађујућим материјама. Резултати доступних студија сугеришу да ефекти загрејавања и топлотних таласа, као и ниских темепратура, утичу на морбидитет и учесталост хоспитализација деце са астмом. Циљеви истраживања били су одредити преваленцију симптома астме код деце узраста од 6 до 15 година на територији Републике Српске, затим одредити утицај загађујућих материја животне средине и климатских фактора на преваленцију симптома астме код деце узраста од 6 до 15 година на територији Републике Српске. Материјал и методе: Истраживање је проведено у облику студије пресека и обухватало је 3000 деце узраста од 6 до 15 година из 13 основних школа на територији Републике Српске. Преваленција симптома астме код деце узраста од 6 до 15 година одређивала се путем упитника Интернационалне студије за астму и алергије код деце (The International Study of Asthma and Allergies in Childhood &ndash; ISAAC). Овај упитник дизајниран је за потребе мултицентричне студије о преваленцији астме, алергијског ринитиса и екцема код деце. Мерење квалитета ваздуха обухватало је следеће параметре: сумпoр диoксид SO2 (&mu;g/m3), угљен мoнoксид CO (mg/m3), азот диоксид NO2 (&mu;g/m3), oзoн O3 (&mu;g/m3) и респирабилне честице PM10 (&mu;g/m3). Континуирана мерења компоненти загађености ваздуха вршила су се на метеоролошком опсерваторију гдје су се континуирано мерили имисионе концентрације стационарним еколошким лабораторијем. Мерења климатских фактора на станицама Републичког хидрометеоролошког завода Републике Српске вршила су се према стандардима Светске метеоролошке организације (WMO). Мерења су се вршила у оквиру метеорoлошког круга који се налази на отвореном простору да би се избегао вештачки утицај околине и у одређеним терминима у зависности од ранга станице. Подаци су анализирани уз помоћ статистичког софтвера IBM SPSS Statistics 21. Резултати: Визинг у последњих 12 месеци имало је 7,9% деце укључене у студију. Дијагнозу астме икада имало је постављено 3,5% испитаника. Статистички значајну учесталост недијагностиковане астме имала су деца са блажим симптомима астме у последњих 12 месеци. Сув кашаљ ноћу био регистрован је код 14,8% испитаника. Код дечака је била значајно виша преваленција визинга у последњих 12 месеци и сувог кашља него код девојчица. Код превремено рођене деце статистички значајно је виша преваленција свих симптома астме. Регистрована је и значајна релација између пушења међу укућанима и појаве визинга у последњих 12 месеци (&chi;2 (1, N=1956) = 5,13, p=0,02). Код испитаника чији укућани су пушачи била је виша преваленција овог симптома (9,6%) у односу на децу чији укућани не пуше (6,7%). Пушење мајки у трудноћи статистички значајно је утицало на преваленцију свих симптома астме код деце. Концентрација азот оксида и PM10 је статистички значајно повезана са преваленцијом визинга и сувог кашља у последњих 12 месеци, док је повезаност са преваленцијом дијагнозе астме код деце на маргини статистичке значајности. Концентрација сумпор диоксида и озона је статистички значајно повезана са преваленцијом визинга у последњих 12 месеци. Преваленција астме у планинској регији је 7,3%, у умерено-континенталној регији је 8,0% и медитеранској регији 8,4%. Просечна годишња температура даје статистички значајан допринос предвиђању појаве визинга у последњих 12 месеци међу децом која су икада имали визинг у току живота. Са порастом просечне годишње температуре за 1 степен вероватноћа појаве визинга у последњих 12 месеци је 1,98 пута већа међу децом која су икада имала визинг. Пораст максималне просечне дневне температуре статистички значајно утиче на појаву визинга у току живота и сувог кашља у последњих 12 месеци. Постоји статистички значајна повезаност између минималне просечне дневне температуре и појаве визинга толико тешког да дете није у могућности изговорити неколико речи између два удаха. Закључак: Мушки пол, рођење пре термина, изложеност дуванском диму и пушење мајке током трудноће представљају статистички значајане ризике за развој астме код детета. Дечаци, деца млађег узраста, превремено рођена деца и деца храњена млечним формулама у првих 6 месеци живота имају статистичи значајан ризик за развој сувог кашља. Статистички значајну повезаност са преваленцијом астме код деце имају следеће мерене загађујуће материје: SO2, O3, азот оксиди и PM10. Статистички значајну повезаност са преваленцијом астме код деце има пораст просечне годишње температуре и више вредности максималне просечне дневне температуре.</p> / <p>Uvod: Astma kao hronično obolenje predstavlja veliki zdravstveni, socijalni i ekonomski problem širom sveta Ovo obolenje jedno je od najčešćih hroničnih obolenja kod dece i najčešći uzrok povećanog broja hospitalizacija kod dece mlađe od 15 godina. Rezultati dosadašnjih studija govore u prilog porasta prevalencije astme i alergijskih bolesti kod dece u poslednjih desetak godina. Epidemiološka ispitivanja su značajna za razumevanje prirode astme, kao i otkrivanja mogućih faktora za trend porasta učestalosti astme kod dece. Razlika u geografskoj distribuciji učestalosti simptoma astme unutar iste zemlje sugeriše da faktori sredine, više nego možda genetski faktori, utiču na distribuciju prevalencije simptoma astme. U literaturi se kao najznačajniji faktori sredine ističu zagađenje životne sredine i klimatski faktora. Dostupne studije pokazuju da postoji uzročna povezanost između povećane izloženosti zagađenju životne sredine i akutnih respiratornih simptoma. Procenjeno je da je u Evropi tokom 2000. godine došlo do gubitka 3,6 miliona godina života usled povećanja koncentracije respirabilnih čestica. I novije preporuke Svetske zdravstvene organizacije odlučno predlažu smanjenje izloženosti dece zagađujućim materijama. Rezultati dostupnih studija sugerišu da efekti zagrejavanja i toplotnih talasa, kao i niskih temepratura, utiču na morbiditet i učestalost hospitalizacija dece sa astmom. Ciljevi istraživanja bili su odrediti prevalenciju simptoma astme kod dece uzrasta od 6 do 15 godina na teritoriji Republike Srpske, zatim odrediti uticaj zagađujućih materija životne sredine i klimatskih faktora na prevalenciju simptoma astme kod dece uzrasta od 6 do 15 godina na teritoriji Republike Srpske. Materijal i metode: Istraživanje je provedeno u obliku studije preseka i obuhvatalo je 3000 dece uzrasta od 6 do 15 godina iz 13 osnovnih škola na teritoriji Republike Srpske. Prevalencija simptoma astme kod dece uzrasta od 6 do 15 godina određivala se putem upitnika Internacionalne studije za astmu i alergije kod dece (The International Study of Asthma and Allergies in Childhood &ndash; ISAAC). Ovaj upitnik dizajniran je za potrebe multicentrične studije o prevalenciji astme, alergijskog rinitisa i ekcema kod dece. Merenje kvaliteta vazduha obuhvatalo je sledeće parametre: sumpor dioksid SO2 (&mu;g/m3), ugljen monoksid CO (mg/m3), azot dioksid NO2 (&mu;g/m3), ozon O3 (&mu;g/m3) i respirabilne čestice PM10 (&mu;g/m3). Kontinuirana merenja komponenti zagađenosti vazduha vršila su se na meteorološkom opservatoriju gdje su se kontinuirano merili imisione koncentracije stacionarnim ekološkim laboratorijem. Merenja klimatskih faktora na stanicama Republičkog hidrometeorološkog zavoda Republike Srpske vršila su se prema standardima Svetske meteorološke organizacije (WMO). Merenja su se vršila u okviru meteorološkog kruga koji se nalazi na otvorenom prostoru da bi se izbegao veštački uticaj okoline i u određenim terminima u zavisnosti od ranga stanice. Podaci su analizirani uz pomoć statističkog softvera IBM SPSS Statistics 21. Rezultati: Vizing u poslednjih 12 meseci imalo je 7,9% dece uključene u studiju. Dijagnozu astme ikada imalo je postavljeno 3,5% ispitanika. Statistički značajnu učestalost nedijagnostikovane astme imala su deca sa blažim simptomima astme u poslednjih 12 meseci. Suv kašalj noću bio registrovan je kod 14,8% ispitanika. Kod dečaka je bila značajno viša prevalencija vizinga u poslednjih 12 meseci i suvog kašlja nego kod devojčica. Kod prevremeno rođene dece statistički značajno je viša prevalencija svih simptoma astme. Registrovana je i značajna relacija između pušenja među ukućanima i pojave vizinga u poslednjih 12 meseci (&chi;2 (1, N=1956) = 5,13, p=0,02). Kod ispitanika čiji ukućani su pušači bila je viša prevalencija ovog simptoma (9,6%) u odnosu na decu čiji ukućani ne puše (6,7%). Pušenje majki u trudnoći statistički značajno je uticalo na prevalenciju svih simptoma astme kod dece. Koncentracija azot oksida i PM10 je statistički značajno povezana sa prevalencijom vizinga i suvog kašlja u poslednjih 12 meseci, dok je povezanost sa prevalencijom dijagnoze astme kod dece na margini statističke značajnosti. Koncentracija sumpor dioksida i ozona je statistički značajno povezana sa prevalencijom vizinga u poslednjih 12 meseci. Prevalencija astme u planinskoj regiji je 7,3%, u umereno-kontinentalnoj regiji je 8,0% i mediteranskoj regiji 8,4%. Prosečna godišnja temperatura daje statistički značajan doprinos predviđanju pojave vizinga u poslednjih 12 meseci među decom koja su ikada imali vizing u toku života. Sa porastom prosečne godišnje temperature za 1 stepen verovatnoća pojave vizinga u poslednjih 12 meseci je 1,98 puta veća među decom koja su ikada imala vizing. Porast maksimalne prosečne dnevne temperature statistički značajno utiče na pojavu vizinga u toku života i suvog kašlja u poslednjih 12 meseci. Postoji statistički značajna povezanost između minimalne prosečne dnevne temperature i pojave vizinga toliko teškog da dete nije u mogućnosti izgovoriti nekoliko reči između dva udaha. Zaključak: Muški pol, rođenje pre termina, izloženost duvanskom dimu i pušenje majke tokom trudnoće predstavljaju statistički značajane rizike za razvoj astme kod deteta. Dečaci, deca mlađeg uzrasta, prevremeno rođena deca i deca hranjena mlečnim formulama u prvih 6 meseci života imaju statističi značajan rizik za razvoj suvog kašlja. Statistički značajnu povezanost sa prevalencijom astme kod dece imaju sledeće merene zagađujuće materije: SO2, O3, azot oksidi i PM10. Statistički značajnu povezanost sa prevalencijom astme kod dece ima porast prosečne godišnje temperature i više vrednosti maksimalne prosečne dnevne temperature.</p> / <p>Introduction: Asthma аs a chronic diseases is a major health, social and economic problem worldwide. It is one of the most common chronic diseases in children and the most common cause of an increased number of hospitalizations in children under the age of 15 years. The results of previous studies show an increase in the prevalence of asthma and allergic diseases in children in the last ten years. Epidemiological studies are important for understanding the nature of asthma, as well as for discovering of possible factors for the increasing trend of the prevalence of asthma in children. The difference in the geographical distribution of the prevalence of asthma symptoms within the same country suggests that environmental factors, rather than genetic factors may influence the distribution of the prevalence of asthma symptoms. Air pollution and climatic factors highlight as the most important environmental factors in the literature. Available studies indicate that there is a causal link between increased exposure to air pollution and acute respiratory symptoms. It is estimated that was a loss of 3.6 million years of life due to increased concentrations of respirable particles in Europe during 2000. year. Also, the recent recommendations of the World Health Organization strongly suggest reducing children&#39;s exposure to air pollutants. The results of the available studies suggest that the effects of warming and heat waves, as well as low temperatures, influence on the incidence of morbidity and hospitalization in children with asthma. The aims of this research were to determine the prevalence of asthma symptoms in children aged 6 to 15 years on the territory of Republic of Srpska, to determine the impact of air pollutants and climatic factors on the prevalence of asthma symptoms in children aged 6 to 15 years on the territory of Republic of Srpska. Materials and Methods: The study was conducted in the form of cross-sectional study and included 3,000 children aged 6 to 15 years from 13 primary schools in Republic of Srpska. The prevalence of asthma symptoms in children aged 6 to 15 years is determined through a questionnaire of the International Study of Asthma and Allergies in Children (ISAAC). This questionnaire has been designed for the needs of a multi-center study of the prevalence of asthma, allergic rhinitis and eczema in children. Measuring air quality included the following parameters: sulfur dioxide SO2 (mg/m3), carbon monoxide CO (mg/m3), nitrogen dioxide NO2 (mg/m3), ozone O3 (g/m3) and respirable particles PM10 (mg/m3). Air quality monitoring is performed using the meteorological observatory, where we continuously measured the emission concentration by a stationary ecological laboratory. Measurements of climate factors in stations of the Republic Hydrometeorological Service of Republic of Srpska were done according to the standards of the World Meteorological Organization (WMO). Measurements were made in certain periods depending on the station rank in the space of the meteorological circle which was located in the open space in order to avoid artificially influence the environment. Data were analyzed using statistical software IBM SPSS Statistics 21. Results: The prevalence of wheezing in the past 12 months was 7.9%, while the prevalence of diagnosed asthma ever was 3.5%. Children with symptoms of mild asthma in the past 12 months had statistically significant prevalence of undiagnosed asthma. A dry cough at night was registered in 14.8% of participants. Boys have significantly higher prevalence of wheezing in the past 12 months and a dry cough than girls. Premature infants have significantly higher prevalence of all asthma symptoms. It was registered significant relationship between smoking among family members and the occurrence of wheezing in the past 12 months (&chi;2 (1, N = 1956) = 5.13, p = 0.02). Prevalence of these symptoms was higher for participants who lived with smokers (9.6%) compared to children whose family members do not smoke (6.7%). Maternal smoking during pregnancy significantly influenced the prevalence of asthma symptoms in children. The concentration of nitrogen oxides and PM10 was significantly associated with the prevalence of wheezing and dry cough in the past 12 months. The concentration of sulfur dioxide and ozone was significantly associated with the prevalence of wheezing in the past 12 months. The prevalence of asthma in the highland climate regions was 7.3%, in the continental regions was 8.0% and 8.4% in the mediterranean regions. The average annual temperature gives a statistically significant contribution to predicting the occurrence of wheezing in the past 12 months among children who have ever had wheezing during their lifetime. The likelihood of wheezing in the past 12 months was 1.98 times higher for each degree of average annual temperature rise among children who ever had wheezing. The increase of average daily maximum temperature significantly affects the occurrence of wheezing ever and dry cough in the past 12 months. There is a statistically significant correlation between the average daily minimum temperature and the occurrence of severe wheezing that the child is not able to say a few words between breaths. Conclusion: Male gender, preterm birth, exposure to environmental tobacco smoke and maternal smoking during pregnancy are a statistically significant risk for the development of asthma in children. Boys, younger children, premature babies and children formulas fed during first 6 months of life have a statistically significant risk for the development of a dry cough. Statistically significant association with the prevalence of asthma in children showed following air pollutants: SO2, O3, nitrogen oxides and PM10. Statistically significant association with the prevalence of asthma in children has rise of the average annual temperature and higher value of the maximum average daily temperature.</p>