Sydämen eteisvärinän tunnistaminen matkapuhelimen kiihtyvyysanturilla

Yli 140 miljoonaa ihmistä kärsii kroonisesta eteisvärinästä. Monilla ihmisillä on eteisvärinää, vaikkeivat siitä itse tiedä. Hoito on yksinkertainen, mutta hoidon piiriin eivät päädy kaikki yksinkertaisten seulontamenettelyjen tuloksena. Elektrokardiogrammi (EKG) sydämen toimintojen tunnistusmenetelmänä on tällä hetkellä yleisin vaihtoehto eteisvärinän seulontaan. EKG-laitteet ovat arvokkaita ja haasteellisia yksittäisen käyttäjän arkielämän kannalta. Vaihtoehtoinen sydämen monitorointimenetelmä on ballistokardiografinen (BKG) mittaus. EKG:n ja BKG:n ominaisia piirteitä käydään lävitse ja vertaillaan vahvuuksia sekä heikkouksia näiden kahden mittausmenetelmän välillä. BKG:ta on tutkittu jo pitkään, mutta mittaukseen soveltuvia tähän käyttökohteeseen varsinaisesti suunniteltuja laitteita ei ole paljoakaan tuotteistettu markkinoille asti. Työssä tutkitaan matkapuhelimen kiihtyvyysanturin soveltuvuutta BKG-mittauksen suorittamiseen. Tällä menetelmällä on mahdollista tuoda helposti sydänmonitori lähelle ihmisiä ja jokainen voi omalla matkapuhelimellaan tarkkailla sydämensä toimintaa. Diplomityössä selvitetään erilaisten markkinoilla olevien mobiililaitteiden soveltuvuutta kiihtyvyysanturitutkimukseen. Useampaa mallia koskevan selvitystyön tuloksena valitaan parhaiten toimiva vaihtoehto, jolla jatketaan tutkimusta suunnittelemalla mittausprosessi. Ensimmäisen vaiheen mittauksissa valitaan 20 perustervettä koehenkilöä tutkimukseen. Tutkimuksen tuloksena saadaan tutkimushypoteesin mukainen tulos ja sydämen lyönnit saadaan tunnistettua kaikilla koehenkilöillä. Ensimmäisen vaiheen aikana suoritetaan myös liikehäiriötutkimusta. Tässä suoritetaan yksinkertaiset käden, jalan ja pään liikkeiden vaikutuksen arvioinnit kiihtyvyysanturisignaaliin. Lisäksi selvitetään, miten puhuminen mittauksen aikana välittyy tutkimuslaitteeseen ja suoritetaan arvio siitä, miten tämä voidaan ottaa huomioon. Ensimmäisen vaiheen havaintojen perusteella jatkokehitetään mittausprosessia ja pyritään optimoimaan tätä, jotta laajempi otosjoukko on mahdollista saavuttaa mahdollisimman vähän aikaresursseja kuluttaen. Työssä valmistellaan laajemman, 1000 koehenkilöä sisältävän, toisen tutkimusvaiheen suoritusta. Diplomityön osana valmistellaan Varsinais-Suomen Sairaanhoitopiirin eettiselle toimikunnalle lausuntohakemus tutkimukselle. Hakemuksessa käsitellään laajasti tutkimuksen suorittamista eri osa-alueilla. Toisen vaiheen tuloksen noudattaessa tutkimushypoteesia, voidaan todeta matkapuhelimen kiihtyvyysanturin olevan soveluva menetelmä sydämen toiminnan tutkimiseen.

Applying Augmented Reality to Outdoors Industrial Use

Augmented Reality (AR) is currently gaining popularity in multiple different fields. However, the technology for AR still requires development in both hardware and software when considering industrial use. In order to create immersive AR applications, more accurate pose estimation techniques to define virtual camera location are required. The algorithms for pose estimation often require a lot of processing power, which makes robust pose estimation a difficult task when using mobile devices or designated AR tools. The difficulties are even larger in outdoor scenarios where the environment can vary a lot and is often unprepared for AR. This thesis aims to research different possibilities for creating AR applications for outdoor environments. Both hardware and software solutions are considered, but the focus is more on software. The majority of the thesis focuses on different visual pose estimation and tracking techniques for natural features. During the thesis, multiple different solutions were tested for outdoor AR. One commercial AR SDK was tested, and three different custom software solutions were developed for an Android tablet. The custom software solutions were an algorithm for combining data from magnetometer and a gyroscope, a natural feature tracker and a tracker based on panorama images. The tracker based on panorama images was implemented based on an existing scientific publication, and the presented tracker was further developed by integrating it to Unity 3D and adding a possibility for augmenting content. This thesis concludes that AR is very close to becoming a usable tool for professional use. The commercial solutions currently available are not yet ready for creating tools for professional use, but especially for different visualization tasks some custom solutions are capable of achieving a required robustness. The panorama tracker implemented in this thesis seems like a promising tool for robust pose estimation in unprepared outdoor environments.

Hyvinvointia mittaamalla–arvoa tuottava wellness-teknologian käyttö

Elintason kohoaminen, yhteiskunnan arvomuutokset ja väestön ikääntyminen ovat vaikuttaneet siihen, että kuluttajat kiinnittävät nykyään enemmän huomiota terveyteensä ja hyvinvointiinsa. Wellness-markkinat kasvavat voimakkaasti ja wellness-suuntautuneisuuden yleistyessä myös wellness-teknologian käyttö on yleistynyt. Teknologia on muuttunut mobiilimmaksi, integroituneemmaksi ja käyttäjäläheisemmäksi ja siten uudenlainen ihmisten ja koneiden yhteistyö on mahdollistunut. Hyvinvointia mittaavat elektroniset laitteet ovat yhä kehittyneempiä ja niillä mitataan esimerkiksi unta, kilometrejä, palautumista, kehonkoostumusta, sykettä, mielialaa ja kaloreita. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli kartoittaa millaista arvoa kuluttajat tavoittelevat ja kokevat käyttäessään wellness-teknologiaa. Tutkimuksen pääongelma, millaista arvoa kuluttajat tavoittelevat ja kokevat käyttäessään wellness-teknologiaa, jaettiin kolmeen osaongelmaan: Miten wellness-teknologian käyttäjät suhtautuvat terveyteen ja kokonaisvaltaiseen hyvinvointiin? Millaisista arvon tyypeistä wellness-teknologian käyttäjien kokema arvo muodostuu? Miten arvon yhteisluominen näyttäytyy wellness-teknologian käytössä? Tutkimuksen teoreettiseksi lähtökohdaksi otettiin wellness-mallit, koettu arvo ja arvon yhteisluominen. Tutkimuksen empiirinen aineisto kerättiin haastattelemalla wellness-teknologian käyttäjiä. Haastateltavien löytämiseksi tehtiin kartoittava kyselylomake, jonka tarkoituksena oli sekä löytää että luokitella haastateltavat sopiviin haastatteluryhmiin ja kartoittaa wellnesss-teknologian käytön syitä. Haastatteluryhmissä oli erilaisia hyvinvointia mittaavia laitteiden käyttäjiä. Haastatteluaineiston tutkimisessa käytettiin laadullista sisällönanalyysiä. Tutkimustulosten mukaan wellness-teknologian käyttäjät arvostivat terveyttä ja kokonaisvaltaista hyvinvointia ja olivat valmiita näkemään vaivaa niiden eteen. Wellness-teknologian käyttäjät mittasivat esimerkiksi unta, haitallisia mikrobeja, kilometrejä, palautumista, sykettä, kehonkoostumusta, mielialaa ja kaloreita. Yleisin käytetty wellness-laite oli aktiivisuusranneke. Suurin osa tutkituista oli käyttänyt wellness-teknologiaa kolme vuotta tai vähemmän. Tärkeimmät käyttäjien kokemat arvotyypit olivat tehokkuus ja erinomaisuus. Wellness-teknologian avulla saatua tehokkuutta päämäärien ja tavoitteiden toteuttamisessa sekä laitteiden ylivertaisia ominaisuuksia tai soveltuvuutta omaan käyttöön arvostettiin. Käyttäjät kokivat myös esteettistä ja eettistä arvoa, sekä status- ja leikkiarvoa. Henkisyyttä ei wellness-teknologian käytössä koettu. Arvon yhteisluominen näyttäytyi wellness-teknologian käytössä heikosti. Yritysten tulisikin tehostaa arvonluontiaan erityisesti ostotilanteessa tapahtuvassa vuorovaikutuksessa