Early nutritional determinants in cardio-metabolic programming – A prospective randomized controlled dietary intervention study

Western societies have been faced with the fact that overweight, impaired glucose regulation and elevated blood pressure are already prevalent in pediatric populations. This will inevitably mean an increase in later manifestations of cardio-metabolic diseases. The dilemma has been suggested to stem from fetal life and it is surmised that the early nutritional environment plays an important role in the process called programming. The aim of the present study was to characterize early nutritional determinants associating with cardio-metabolic risk factors in fetuses, infants and children. Further, the study was designated to establish whether dietary counseling initiated in early pregnancy can modify this cascade. Healthy mother-child pairs (n=256) participating in a dietary intervention study were followed from early pregnancy to childhood. The intervention included detailed dietary counseling by a nutritionist targeting saturated fat intake in excess of recommendations and fiber consumption below recommendations. Cardio-metabolic programming was studied by characterizing the offspring’s cardio-metabolic risk factors such as over-activation of the autonomic nervous system, elevated blood pressure and adverse metabolic status (e.g. serum high split proinsulin concentration). Fetal cardiac sympathovagal activation was measured during labor. Postnatally, children’s blood pressure was measured at six-month and four-year follow-up visits. Further, infants’ metabolic status was assessed by means of growth and serum biomarkers (32-33 split proinsulin, leptin and adiponectin) at the age of six months. This study proved that fetal cardiac sympathovagal activity was positively associated with maternal pre-pregnancy body mass index indicating adverse cardio-metabolic programming in the offspring. Further, a reduced risk of high split proinsulin in infancy and lower blood pressure in childhood were found in those offspring whose mothers’ weight gain and amount and type of fats in the diet during pregnancy were as recommended. Of note, maternal dietary counseling from early pregnancy onwards could ameliorate the offspring’s metabolic status by reducing the risk of high split proinsulin concentration, although it had no effect on the other cardio-metabolic markers in the offspring. At postnatal period breastfeeding proved to entail benefits in cardio-metabolic programming. Finally, the recommended dietary protein and total fat content in the child’s diet were important nutritional determinants reducing blood pressure at the age of four years. The intrauterine and immediate postnatal period comprise a window of opportunity for interventions aiming to reduce the risk of cardio-metabolic disorders and brings the prospect of achieving health benefits over one generation.

Comparison of Local Feature Detectors and Descriptors for Visual Object Categorization

Local features are used in many computer vision tasks including visual object categorization, content-based image retrieval and object recognition to mention a few. Local features are points, blobs or regions in images that are extracted using a local feature detector. To make use of extracted local features the localized interest points are described using a local feature descriptor. A descriptor histogram vector is a compact representation of an image and can be used for searching and matching images in databases. In this thesis the performance of local feature detectors and descriptors is evaluated for object class detection task. Features are extracted from image samples belonging to several object classes. Matching features are then searched using random image pairs of a same class. The goal of this thesis is to find out what are the best detector and descriptor methods for such task in terms of detector repeatability and descriptor matching rate.

Teaching mathematics and programming : new approaches with empirical evaluation

Programming and mathematics are core areas of computer science (CS) and consequently also important parts of CS education. Introductory instruction in these two topics is, however, not without problems. Studies show that CS students find programming difficult to learn and that teaching mathematical topics to CS novices is challenging. One reason for the latter is the disconnection between mathematics and programming found in many CS curricula, which results in students not seeing the relevance of the subject for their studies. In addition, reports indicate that students' mathematical capability and maturity levels are dropping. The challenges faced when teaching mathematics and programming at CS departments can also be traced back to gaps in students' prior education. In Finland the high school curriculum does not include CS as a subject; instead, focus is on learning to use the computer and its applications as tools. Similarly, many of the mathematics courses emphasize application of formulas, while logic, formalisms and proofs, which are important in CS, are avoided. Consequently, high school graduates are not well prepared for studies in CS. Motivated by these challenges, the goal of the present work is to describe new approaches to teaching mathematics and programming aimed at addressing these issues: Structured derivations is a logic-based approach to teaching mathematics, where formalisms and justifications are made explicit. The aim is to help students become better at communicating their reasoning using mathematical language and logical notation at the same time as they become more confident with formalisms. The Python programming language was originally designed with education in mind, and has a simple syntax compared to many other popular languages. The aim of using it in instruction is to address algorithms and their implementation in a way that allows focus to be put on learning algorithmic thinking and programming instead of on learning a complex syntax. Invariant based programming is a diagrammatic approach to developing programs that are correct by construction. The approach is based on elementary propositional and predicate logic, and makes explicit the underlying mathematical foundations of programming. The aim is also to show how mathematics in general, and logic in particular, can be used to create better programs.

Enabling constructive alignment in programming instruction

In this thesis, simple methods have been sought to lower the teacher’s threshold to start to apply constructive alignment in instruction. From the phases of the instructional process, aspects that can be improved with little effort by the teacher have been identified. Teachers have been interviewed in order to find out what students actually learn in computer science courses. A quantitative analysis of the structured interviews showed that in addition to subject specific skills and knowledge, students learn many other skills that should be mentioned in the learning outcomes of the course. The students’ background, such as their prior knowledge, learning style and culture, affects how they learn in a course. A survey was conducted to map the learning styles of computer science students and to see if their cultural background affected their learning style. A statistical analysis of the data indicated that computer science students are different learners than engineering students in general and that there is a connection between the student’s culture and learning style. In this thesis, a simple self-assessment scale that is based on Bloom’s revised taxonomy has been developed. A statistical analysis of the test results indicates that in general the scale is quite reliable, but single students still slightly overestimate or under-estimate their knowledge levels. For students, being able to follow their own progress is motivating, and for a teacher, self-assessment results give information about how the class is proceeding and what the level of the students’ knowledge is.

Bag-of-Features Approach to Unsupervised Visual Object Categorisation

The large and growing number of digital images is making manual image search laborious. Only a fraction of the images contain metadata that can be used to search for a particular type of image. Thus, the main research question of this thesis is whether it is possible to learn visual object categories directly from images. Computers process images as long lists of pixels that do not have a clear connection to high-level semantics which could be used in the image search. There are various methods introduced in the literature to extract low-level image features and also approaches to connect these low-level features with high-level semantics. One of these approaches is called Bag-of-Features which is studied in the thesis. In the Bag-of-Features approach, the images are described using a visual codebook. The codebook is built from the descriptions of the image patches using clustering. The images are described by matching descriptions of image patches with the visual codebook and computing the number of matches for each code. In this thesis, unsupervised visual object categorisation using the Bag-of-Features approach is studied. The goal is to find groups of similar images, e.g., images that contain an object from the same category. The standard Bag-of-Features approach is improved by using spatial information and visual saliency. It was found that the performance of the visual object categorisation can be improved by using spatial information of local features to verify the matches. However, this process is computationally heavy, and thus, the number of images must be limited in the spatial matching, for example, by using the Bag-of-Features method as in this study. Different approaches for saliency detection are studied and a new method based on the Hessian-Affine local feature detector is proposed. The new method achieves comparable results with current state-of-the-art. The visual object categorisation performance was improved by using foreground segmentation based on saliency information, especially when the background could be considered as clutter.

Venäläistä rulettia – Nuorten perhesuunnittelun esteet ja tarpeet Pietarissa ja Riiassa

Latviassa ja Venäjällä heikko demografinen tilanne on lisännyt keskustelua seksuaali- ja kansalaisoikeuksista sekä valtion merkityksestä niiden toteuttamisessa. Väestöpolitiikassa näkyy yhteiskunnallinen tilanne sekä sen kyky ja mahdollisuudet huomioida nuorten perhesuunnitteluun liittyviä tarpeita. Huomion kohteena on myös palvelujärjestelmä ja siinä toteutuva yksilöllinen taso. Tutkin perhesuunnittelua kokonaisvaltaisesti, mikä ilmenee erilaisten polkuriippuvuuksien tarkasteluina. Mielenkiintoiseksi kohteen tekee entisten sosialististen valtioiden erityislaatuisen murroksen läpikäyminen. Perhesuunnittelu on osa seksuaali- ja ihmisoikeuksia. Siihen kuuluu seksuaaliterveydestä tiedottaminen ja ohjaus sekä siihen liittyvät toimenpiteet. Perhesuunnittelu sisältää niin sosiaaliset, kasvatukselliset kuin lääketieteellisetkin näkökulmat. Siihen liitetään myös moraalisia ja taloudellisia näkemyksiä, sekä politiikkaa ja henkilökohtaisuutta. Tutkimustehtäväni on nuorten perhesuunnittelun esteet ja tarpeet Riiassa ja Pietarissa. Sovellan metodologisena lähestymistapana sosiaalihistoriallista ja etnografista tutkimusotetta, jolloin perinteen vaikutusten, kulttuuristen rakenteiden ja yksilöllisten toimintatapojen ymmärtäminen mahdollistuu. Aineisto koostuu viranomaishaastatteluista sosialismin kaudella toteutuneesta sekä nykyisestä perhesuunnittelusta ja nuorten haastatteluista Pietarissa ja Riiassa. Perehdyn myös lisääntymisterveyteen liittyviin sanomalehtiartikkeleihin sekä Latviassa että Venäjällä. Lisäksi havainnoin seksuaalineuvontatilanteita Pietarissa. Sekä sosialismin aikana että nykyään painottuvat väestönkasvun odotukset, joita tuetaan sukupuoli- ja moraalikasvatuksen avulla. Perhesuunnittelun esteiden analyysin tuloksissa on nähtävissä sosiaalisten olosuhteiden ja rakenteiden merkitys. Jälkisosialistisesta riskiyhteiskunnasta puuttuvat yhteiskuntaan integroitumisen mahdollistavat instituutiot. Tämä ilmenee yhteiskunnallisena vastuuttomuutena. Universaalit palvelut ovat suurelta osin peräisin sosialismin ajalta. Kaupalliset yritykset tekevät lähinnä teknisiä, yksittäisiä ehkäisyvälineisiin liittyviä interventioita nuorten elämään. Teini-ikäiset jätetään oman harkintansa varaan. Latviassa perhesuunnitteluun liittyvä ennalta ehkäisevä toiminta on huomioitu uudessa lisääntymisterveyslaissa, mutta sen heikko toteutus tuo sen lähelle neuvostoaikaista kulttuurikonventiota, jossa määrällisillä suoritteilla ja sekundaaripreventiolla on arvoa. Venäjällä voimavarat kohdentuvat jälkihuollon palveluihin. Foucaultin valta-analyysi kertoo strategiasta, jossa ihminen sisäistää vallankäytön osaksi omaa ajatteluaan ja toimintaansa. Tässä näkökulmassa yksilöllinen, yhteiskunnallinen ja historiallinen ulottuvuus limittyvät toisiinsa. Vallan muodot ovat yhteiskunnan rakenteissa. Väestöpolitiikan avulla tuotetaan tietoa ja muovataan hallitsemisen kohteita. Osa haastatelluista nuorista omaksui yhteiskunnan passiivisuuden osaksi omaa toimintaansa. He eivät tiedostaneet palvelujärjestelmän puutteita eivätkä kyseenalaistaneet sen oikeutusta. Myös lehtiartikkelit ja viranomaishaastattelut tukivat osittain seksuaalikasvatuksen sivuuttamista. Silloin hyväksyttävänä totuutena pidettiin väestöpolitiikkaa, jossa on annettu tilaa populistisille suuntauksille. Sekä Latviassa että Venäjällä ilmaistiin tavoitteita väestön kasvusta. Kansainvälisten seksuaalioikeuksien maihinnousu ei ole poistanut ääri uskonnollisten ja osittain kansalaisjärjestöjen puitteissa tapahtuvaa perhesuunnittelun vastustusta. Näissä suuntauksissa vaikutetaan ihmisten moraaliin ja vastustetaan yhteiskunnan interventioita kieltämällä seksuaalikasvatus. Sosialismin aikana sosiaali- ja terveydenhuoltoa toteutettiin totalitaristisessa, suljetussa yhteiskunnassa tiukasti rajatuilla voimavaroilla. Tuolta ajalta peräisin oleva viranomaisten yleinen medikalisoitunut ja tekninen lähestymistapa estää osittain nuoren valtaistumista. Vieläkin heikko tiedottaminen ja puutteellinen koulutus vaikuttavat ammattilaisten keskuudessa. Yksi haitallisista perhesuunnitteluun kuuluvista uskomuksista oli hormonaalisen ehkäisyn aiheuttamat ongelmat. Lisäksi pelättiin heikkotasoisesti tehtyjen aborttien aiheuttavan hedelmättömyyttä. Uskomukset ovat eläneet vieläkin, kun osa asiantuntijoista kannusti ensimmäisen raskauden päättymistä synnytykseen. Näillä käsityksillä on ollut taipumus siirtyä sukupolvelta toiselle myös kansalaisten keskuudessa. Sukuyhteisöjen ja verkostojen oleellinen merkitys teini-ikäisen arjessa ja selviytymisessä painotti perinteistä sosialisaatiota. Uskomusten lisäksi nuorten heikko taloudellinen tilanne on ohjannut heitä ehkäisyssä luonnonmenetelmien käyttöön. Neuvostoaikainen seksuaalikielteisyyden perinne on vaikuttanut myös sukupolvien kyvyttömyyteen keskustella aiheesta. Yleisen ennaltaehkäisevän neuvonnan puuttuminen on suunnannut suurta osaa nuoria mallioppimiseen, jossa esimerkit ovat nousseet satunnaisista löydöistä. Toisaalta työntekijöiden neuvokkuus ja aloitteellisuus erilaisissa ohjaamistilanteissa, toimintatavoissa ja instituutioiden perustamisissa kuvaavat eettistä vastuunottoa ja paneutumista nuorten perhesuunnittelun toteutumiseen sekä sen mahdollisuuksiin. Perhesuunnitteluun liittyvän tiedonsaannin parantamiseksi viranomaiset ovat aloittaneet nuorten vertaisryhmiä. Lisäksi yhtenä uutena virallisena lähestymistapana oli neuvostoaikana kielletty psykoterapeuttisen suuntauksen avoin käyttöönotto. Myös nuorille suunnattuja palveluja niin lainsäädännön kuin instituutioiden tasolla on saatu aikaan. Nämä myönteiset tapaukset jäivät kuitenkin yksittäisiksi, osittain joidenkin työntekijöiden omakohtaisen sitoutumisen varaan toimiviksi. Tutkimuksessa nousee esiin yhteiskunnan vastuu erityisesti haavoittuvien ryhmien kohdalla. Nuoret ovat tiedoiltaan ja kokemuksiltaan heikossa asemassa. Sosiaalipoliittisesta näkökulmasta julkisilla ja ennaltaehkäisevillä palveluilla on keskeinen merkitys etenkin niiden kohdalla, jotka tarvitsevat runsaasti palveluja. Usein tähän ryhmään kuuluvat ovat passiivisia tiedon hakijoita. Tutkimus tuo esille perhesuunnittelun palvelujärjestelmään ja sen kohderyhmään kuuluvan moniulotteisuuden, jossa toisiinsa nivoutuvat kulttuuriset myytit, uskomukset, tabut, toimintatavat ja tietämys. Näiden polkujen avaaminen tässä tutkimuksessa edistää perhesuunnittelun esteiden tunnistamista ja niihin soveltuvien ratkaisukeinojen löytymistä.

Computational modeling for irrigated agriculture planning. Part I: general description and linear programming

Linear programming models are effective tools to support initial or periodic planning of agricultural enterprises, requiring, however, technical coefficients that can be determined using computer simulation models. This paper, presented in two parts, deals with the development, application and tests of a methodology and of a computational modeling tool to support planning of irrigated agriculture activities. Part I aimed at the development and application, including sensitivity analysis, of a multiyear linear programming model to optimize the financial return and water use, at farm level for Jaíba irrigation scheme, Minas Gerais State, Brazil, using data on crop irrigation requirement and yield, obtained from previous simulation with MCID model. The linear programming model outputted a crop pattern to which a maximum total net present value of R$ 372,723.00 for the four years period, was obtained. Constraints on monthly water availability, labor, land and production were critical in the optimal solution. In relation to the water use optimization, it was verified that an expressive reductions on the irrigation requirements may be achieved by small reductions on the maximum total net present value.

The effectiveness of vocationally oriented multidisciplinary rehabilitation (ASLAK®) amongst public sector employees

In Finland, vocationally oriented medical rehabilitation (ASLAK®) is a common preventive rehabilitation measure with the primary goal of preserving and improving work ability. The ASLAK® programme has been used for almost 30 years, although limited data exist on its effectiveness. The aims of this study were to determine whether the increased risk of work disability predicts the participants’ likelihood to be granted ASLAK® rehabilitation and to assess the effectiveness of the programme in decreasing the risk of work disability and modifying health-risk behaviours. This study is a part of the on-going Finnish Public Sector Study conducted by the Finnish Institute of Occupational Health. Data on 53 416 employees (81% women) were gathered from employers’ records, national health registers and repeated survey responses. During the 5-year follow-up, increased levels of the risk factors for work disability did not predict participation in the rehabilitation programme. During the 2.8-year followup (range 0.04–5.0 years), the risk of long-term work disability (sick leave >90 days or retirement) overall or, more specifically, due to musculoskeletal or mental diseases did not differ between the rehabilitants who participated in ASLAK® in 1997–2005 and their propensity score matched controls. There was no evidence of ASLAK® being effective in changing participants’ health-risk behaviours or in improving perceived general or mental health. The results suggest that potential participant recognition, mainly taking place in occupational health care, may fail to identify those with a higher risk of work disability. No evidence on the effectiveness of the programme was found in the study cohort when measured by the selected indicators.

Finnish Institutional Innovation Support Policies from Russian Entrepreneurs' Perspective: Establishing Cross-Border Technology Oriented Start-Up Firm

The purpose of this thesis is to study how Russian entrepreneurs perceive Finnish institutional environment and innovation support policies provided in the country, as well as to present a practical example in form of a case study of one technology oriented start-up firm which was established in Finland by Russian entrepreneurs. The empirical research of the thesis is conducted qualitatively in two parts. First part is conducted through online questionnaire with open questions in order to review the perceptions of Russian entrepreneurs in general. Second part is based on personal interviews with case company’s founders with the focus on the process of establishing the company in Finland. In the first part of the empirical research, five Russian start-up firms were contacted, and four responses were received. All of these responses were qualified for further analysis. The findings of the first part of the research reveal that Russian entrepreneurs have rather positive attitudes towards Finnish institutional innovation support policies. However, most of the entrepreneurs stated that they are unlikely to create their presence in Finland. As an outcome of the second part of the research, the process of establishing a case company in Finland is illustrated. In order to be able to establish companies in Finland, Russian entrepreneurs who have a permanent residence outside European Economic Area (EEA) are required to apply for a permission to perform business operations in the country. In addition, the established company must engage in improving the economical stand of the country by creating new work places, raising tax revenues, develop technologies and generate innovations in the country.

Exploring Customer-Oriented Service Offerings in Public Health: Developing Integrated Health Care Services for Rural Areas

Väestön ikääntyminen pakottaa yhteiskunnan ja julkisen terveydenhuollon muutoksiin. Jotta ikääntyvien ihmisten kotona asuminen voidaan mahdollistaa, palvelujärjestelmän pitää mukautua muuttuvaan tilanteeseen. Tämän diplomityön tarkoituksena on tunnistaa asiakaslähtöisiä lähellä asiakasta tarjottavia palvelukokonaisuuksia. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys muodostuu asiakasarvon luomisesta ja palvelutarjoamista. Tarkasteluryhmänä on Etelä-Karjalan alueen 60–90-vuotiaat ja käytetty aineisto on kerätty vastaajilta postitse lähetetyllä kyselyllä. Tutkimus on eksploratiivinen ja tulosten tulkinnassa on hyödynnetty määrällisen tutkimuksen ja verkostoanalyysin menetelmiä. Työn keskeisimmät tulokset ovat tunnistetut asiakassegmentit ja heidän tarpeidensa pohjalta muodostetut palvelupaketit. Tulokset indikoivat asiakkaiden tarpeita ja tuloksia on analysoitu myös tuottajan näkökulmasta. Empiiristen tulosten lisäksi teoriaviitekehystä on kehitetty eteenpäin, jotta palvelukeskeiset teoriat voidaan ymmärtää yritysten näkökulman lisäksi asiakkaan näkökulmasta.

Applying Qt to programming courses

Työn tavoitteena on sovittaa Qt opetussuunnitelmaan. Työ sisältää Qt:n lyhyen historian sekä katsauksen sen nykytilaan. Nykytilakatsaus sisältää kolme näkökulmaa: miten ja missä Qt:ta voidaan käyttää, sekä sen käyttötarkoitukset teollisuudessa ja opetuksessa. Työn tuloksena syntyy luentodemonstraatiota varten pieni ohjelma, joka on luotu C++:n ja Qt Designerin avulla ja käyttää olennaisia käyttöliittymäkirjaston olioita. Toisena tuotteena työssä syntyy luonnos Lappeenrannan Teknillisen Yliopiston ohjelmointikursseista, joissa Qt:ta voitaisiin käyttää avustamaan opiskelijoita näkemään, miten graafinen ohjelma luodaan sekä valmentaa heitä ymmärtämään viitekehyksien ja graafisten kirjastojen tuomat edut.

Local Features in Image and Video Processing - Object Class Matching and Video Shot Detection

The usage of digital content, such as video clips and images, has increased dramatically during the last decade. Local image features have been applied increasingly in various image and video retrieval applications. This thesis evaluates local features and applies them to image and video processing tasks. The results of the study show that 1) the performance of different local feature detector and descriptor methods vary significantly in object class matching, 2) local features can be applied in image alignment with superior results against the state-of-the-art, 3) the local feature based shot boundary detection method produces promising results, and 4) the local feature based hierarchical video summarization method shows promising new new research direction. In conclusion, this thesis presents the local features as a powerful tool in many applications and the imminent future work should concentrate on improving the quality of the local features.