Aikasarja-analyysiin perustuva uusi menetelmä helpottaa urheilun kynnysarvojen määrittämistä
9.1.2024 14:08:51 EET | Tampereen yliopisto | Tiedote
Tampereen yliopiston fysiikan tutkijoiden kehittämällä laskennallisella aikasarja-analyysillä urheilija voi arvioida esimerkiksi aerobista tasoaan sykevälivaihtelun ominaisuuksista urheilun aikana. Olemassa oleviin sovelluksiin integroitava menetelmä tarjoaa erityisesti kestävyysurheilijoille vaivattoman tavan määrittää fysiologisia kynnysarvoja ilman kalliita laktaatti- tai hengityskaasumittauksia.

Urheilusuorituksen rasitusta tarkkaillaan usein henkilökohtaisten sykealueiden kautta. Sykealueet voidaan jakaa sykkeen perusteella perus-, vauhti- sekä maksimikestävyysalueeseen, joita erottavat aerobinen sekä anaerobinen kynnys. Harjoittelun optimoimisen kannalta sykealueiden ja henkilökohtaisten kynnysarvojen tunteminen on erityisesti kestävyysurheilijoille olennaista. Jatkuva väärin optimoitu harjoittelu voi pahimmillaan johtaa elimistön ylikuormitustilaan ja lisätä huomattavasti loukkaantumisriskiä.
Urheilijan aerobinen ja anaerobinen kynnys määritetään nykyisin analysoimalla veren laktaattipitoisuutta sekä hengityskaasujen koostumusta laboratoriossa urheilusuorituksen aikana. Nämä mittaukset ovat kuitenkin vaivalloisia sekä kalliita. Myös sydämen maksimisykettä on käytetty kynnysten määrittämiseen, mikä ei kuitenkaan tuota luotettavia tuloksia. Arvio maksimisykkeestä ei ole tarkka, ja lisäksi sykealueissa on suurta yksilöllistä vaihtelua. Esimerkiksi anaerobinen kynnys saattaa olla kuntoilijalla 80 % mutta huippu-urheilijalla peräti 95 % maksimisykkeestä. Nykyiset urheilukellojen algoritmit eivät huomioi tätä vaihtelua.
Ratkaisuja sykevälien käyttäytymisestä
Professori Esa Räsäsen johtamassa Tampereen yliopiston laskennallisen fysiikan tutkimusryhmässä on jo vuosia kehitetty uusia aikasarja-analyysimenetelmiä, jota on hyödynnetty laskennallisessa kardiologiassa mm. erilaisten sydänsairauksien tunnistamisessa. Menetelmillä selvitetään sykevälien muodostaman monimutkaisen aikasarjan ominaisuuksia kuten sykevälien keskinäisiä riippuvuussuhteita ja niiden muutoksia erilaisissa tilanteissa kuten sairauksissa, lääkityksissä, rasituksessa tai unen aikana.
Fyysisen rasituksen aikana sykevälien keskinäiset riippuvuudet muuttuvat systemaattisesti. Tämän tiedon avulla voidaan ennustaa fysiologisia kynnysarvoja.
– Uusi menetelmä käyttää kuluttajille tuttujen urheilukellojen ja sykevöiden mittaamia sykevälejä, joten analytiikka on helposti integroitavissa erilaisiin älylaitteisiin sekä laitevalmistajien tarjoamiin urheilusovelluksiin. Tämä mahdollistaa harjoittelun optimoinnin. Lisäksi huippu-urheilijat, valmentajat ja urheiluseurat voivat hyödyntää jatkuvan kehittymisen seurantaa, sanoo väitöskirjatutkija Matias Kanniainen.
Menetelmää on testattu onnistuneesti hyödyntäen pyöräergometrituloksia yhteistyössä Kauppi Sports Coaching Ltd:n kanssa. Jatkotutkimukset laajalla aineistolla ovat parhaillaan käynnissä Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisen tiedekunnan sekä Huippu-urheilun instituutti KIHU:n kanssa. Lisäksi Suunto Oy:n kanssa on tehty aiesopimus yhteistyöstä menetelmän hyödyntämiseksi kuluttajatuotteissa.
Tutkimus sai huomionosoituksen syyskuussa Liikuntatieteellisen Seuran järjestämillä Liikuntatieteen päivillä Jyväskylässä, kun Kanniainen palkittiin tutkimuksestaan nuorten tutkijoiden tutkimuskilpailussa stipendillä. Tutkimusta sivuttiin myös MoniCardi-hanketta käsittelevässä Helsingin Sanomien uutisessa. Business Finlandin rahoittamassa hankkeessa tutkitaan menetelmien kaupallistamista.
Tutkimus julkaistiin Frontiers in Physiology -lehdessä 21.12.2023. Kyseessä on fysiologian alan viitatuin tieteellinen lehti.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Matias Kanniainen
045 7874 3696
matias.kanniainen@tuni.fi
Esa Räsänen
050 301 3386
esa.rasanen@tuni.fi
Kuvat

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 22 000 opiskelijaa ja henkilöstöä yli 4 000. Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Kutsu medialle: Johtajuussymposium pohtii johtajuuden ja liiketoiminnan murrosta30.9.2026 13:06:00 EEST | Tiedote
Tämänvuotinen Johtajuussymposium järjestetään 22. lokakuuta teemalla johtajuuden ja liiketoiminnan murros. Digitalisaatio, energiamurros, geopoliittinen epävarmuus ja kestävyyshaasteet muokkaavat sekä johtamista että liiketoimintaa. Johtajuussymposium tarkastelee, miten muutosta voidaan johtaa strategisesti ja vastuullisesti sekä millaisia uusia toimintamalleja tämä aika edellyttää.
Valmistuneiden uraseurantakyselyt käynnistyvät30.9.2026 08:41:36 EEST | Tiedote
Yliopistojen valtakunnallinen uraseurantakysely käynnistyy jälleen 1. lokakuuta. Kysely lähetetään vuonna 2021 Tampereen yliopistosta valmistuneille diplomi-insinööreille ja arkkitehdeille sekä maisterin, lääketieteen lisensiaatin tai kasvatustieteen kandidaatin tutkinnon (varhaiskasvatuksen opettaja) suorittaneille. Tohtorien uraseurantakyselyyn kutsutaan vuonna 2023 tohtorin tutkinnon suorittaneet.
Ruutuaikakeskustelu ei yksin riitä – teknologian tuettava nuorten toimijuutta22.9.2026 12:00:00 EEST | Tiedote
Väitöstutkimuksen mukaan teknologiat voivat sekä tukea että heikentää nuorten toimijuutta, kuten tiedonhakua, sosiaalisia suhteita, hyvinvointia ja osallisuutta. Tutkija Saaga Härkonen muistuttaa, että keskusteltaessa ruutuajasta ja rajoituksista tulisi pohtia, miten teknologia parhaiten tukee nuoren toimijuutta.
Tutkijat kehittävät rakenteellisia ratkaisuja sähköverkon kriittisten osien suojaamiseen ulkoisilta uhkilta22.9.2026 09:00:00 EEST | Tiedote
Valmiusrakentaminen on varautumisen osa-alue, jonka rooli on noussut yhä tärkeämmäksi globaalin turvallisuustilanteen heikennyttyä. Suomessakin kriittisen infrastruktuurin suojaamiseen on viime vuosina alettu kiinnittää yhä enemmän huomioita. Tampereen yliopistossa käynnistyneessä tutkimushankkeessa kehitetään tutkittuun tietoon perustuvia ja testattuja rakenteellisia suojausratkaisuja sähköverkon kriittisille kohteille esimerkiksi drooni-iskuja vastaan.
Kohtaaminen mukaan digihoitoon – digipalvelut eivät saa jäädä yksisuuntaisiksi tiedonvälityksen kanaviksi16.9.2026 08:45:09 EEST | Tiedote
Terveydenhuollon digipalvelut pitää nähdä alustoina, joilla potilas ja terveydenhuollon ammattilainen kohtaavat – ei vain paikkoina, joissa potilas vastaanottaa ja tuottaa tietoa. PROSHADE-tutkimuskonsortion politiikkasuositus kehottaa, että vuorovaikutus on säilytettävä myös digitaalisissa palveluissa.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme