Älypotkupuku kertoo lapsen motorisesta kehityksestä

Suomalainen tutkimusryhmä on kehittänyt lapsille älypotkupuvun, jonka avulla voidaan luotettavasti mitata pikkulapsen liikkeitä ja liikunnallista kyvykkyyttä eri kehitysvaiheissa. Älypotkupuku MAIJU (Motor Assessment of Infants with a Jumpsuit) on käytännössä monisensorinen, puettava lääkinnällinen laite, jonka avulla pyritään tekemään ennusteita lapsen neurologisesta kehityksestä.

Tuoreessa tutkimuksessaan ryhmä mittasi MAIJU-älypotkupuvulla 5–19 kuukauden ikäisten lasten liikkumista spontaanin leikin aikana. Lasten asennot ja liikkeet tunnistettiin visuaalisesti videokuvan perusteella käyttämällä tutkimuksessa kehitettyä uutta karkeamotorista luokittelua. Sen jälkeen kehitettiin ja opetettiin koneoppimismenetelmiin pohjautuva algoritmi tunnistamaan nämä asennot ja liikkeet ihmissilmää vastaavalla tarkkuudella.

– MAIJU-älypotkupuvun onnistuminen vaati läpimurtoa tekoälyalgoritmin kehityksessä. Se saatiin yhdistämällä uudenlainen liikkeen luokittelu moderneihin syväoppimisen neuroverkkoratkaisuihin, kertoo teknisestä kehityksestä vastannut tutkijatohtori Manu Airaksinen.

Uusia välineitä neurologisen kehityksen tutkimiseen

Yhdessä MAIJU-älypotkupuvun ja nyt kehitetyn analytiikkamenetelmän avulla voidaan seurata ja arvioida lapsen motorista kypsymistä hyvinkin tarkasti. Sitä voidaan hyödyntää esimerkiksi lapsen kehityksen arvioinnissa, varhaisessa diagnostiikassa tai hoidon ja kuntoutuksen seurannassa.

– Tutkimuksen tulokset osoittavat, että imeväisten liikunnallisen kehityksen arviointi sairaalan ulkopuolella on mahdollista. MAIJUn hyöty piilee siinä, että lapsen liikettä voidaan analysoida lapsen luontaisessa ympäristössä kuten kotona tai päiväkodissa, fysiologian professori Sampsa Vanhatalo selittää.

– Tällaisia tehokkaita ratkaisuja imeväisten motoristen taitojen arviointiin tarvitaan kipeästi varhaisen neurologisen kehityksen tutkimiseen tueksi, lastenneurologian professori Leena Haataja vahvistaa.

Mitä varhaisemmin mahdolliset neurologiset haasteet tai viiveet havaitaan, sitä paremmin kehitystä voidaan tukea.

Lapsi liikkuu oppiakseen

Nykyisen käsityksen mukaan pienen lapsen motorinen kehitys ei tapahdu erillään muusta neurokognitiivisesta kehityksestä. Pikemminkin pienen lapsen voimakas sisäsyntyinen tarve liikkua on kehittynyt tarpeesta: lapsen täytyy liikkua valtavat määrät oppiakseen maailmasta.

– Sen vuoksi on tärkeää kannustaa lasta liikkumaan mahdollisimman paljon ja luonnollisesti, Haataja sanoo.

Jos lapsella on motorisia tai neurologisia haasteita ja hän tarvitsee eritystä tukea, terapiat ja tukimuodotkin pyritään tuomaan osaksi lapsen omaa toimintaympäristöä. MAIJU-älypotkupuvun avulla voi olla mahdollista löytää lapselle paremmin sopiva tapa toteuttaa kuntoutusta ja arvioida sen vaikuttavuutta.

Älyvaatteiden uudet sovellukset

Älyvaatteiden kehittäminen lääketieteelliseen käyttöön on moninkertainen haaste verrattuna kuluttajatuotteisiin. Vanhatalo uskookin nyt lupaavasti edenneellä kehitystyöllä olevan myös kansainvälistä merkitystä ja potentiaalia.

– Kehittämämme menetelmä on mahdollista automatisoida ja skaalata sopimaan myös laajempaan käyttöön. Sitä voisi tulevaisuudessa soveltaa myös muiden ikä- ja potilasryhmien hoidon ja kuntoutuksen tukena, hän maalailee.

Alkuperäinen artikkeli: Airaksinen, M., Gallen, A., Kivi, A., Vijayakrishnan, P., Häyrinen, T., Ilén, E., Räsänen, O., Haataja, L., Vanhatalo, S. Intelligent wearable allows out-of-the-lab tracking of developing motor abilities in infants. Commun. Med. 2022. DOI: 10.1038/s43856-022-00131-6

Lisätietoja

Sampsa Vanhatalo, fysiologian professori, Helsingin yliopisto ja kliinisen neurofysiologian erikoislääkäri, HUS Helsingin yliopistollinen sairaala
Puh. 050 528 6119
sampsa.vanhatalo@helsinki.fi

Manu Airaksinen, tutkijatohtori, BABA tutkimuskeskus, Helsingin yliopisto ja HUS Helsingin yliopistollinen sairaala
manu.airaksinen@hus.fi

Leena Haataja, lastenneurologian professori, Helsingin yliopisto ja HUS Helsingin yliopistollinen sairaala, Lastentautien tutkimuskeskus  
leena.haataja@hus.fi