Jyväskylän yliopisto

Väitös: Koneoppiminen auttaa ennustamaan ylipainoa ja kestävyyskuntoa - apua ennaltaehkäisevien hoitojen kehittämisessä

Jaa

Jyväskylän yliopistossa tehdyssä väitöstutkimuksessa selvitettiin tekoälyn ja koneoppimisen mahdollisuuksia kestävyyskunnon ja ylipainon ennustamisessa sekä henkilökohtaisen terveysindeksin kehittämisessä. Kokonaisuutena koneoppiminen mahdollistaa yksilölle parempien hoitomuotojen valitsemisen sekä hoitojen kehittämisen ennaltaehkäisevämpään suuntaan.

Jyväskylän yliopisto

Informaatioteknologian tiedekunnan Digitaalisen terveysälyn laboratoriossa väitöskirjatutkijana työskentelevä Ilkka Rautiainen tutki väitöskirjassaan koneoppimisen mahdollisuuksia ylipainon ennustamisessa ja kardiorespiratorisen kunnon kehityksen ennustamisessa. Lisäksi väitöskirjassa kehitettiin henkilökohtaisen terveysindeksi, jolla on käyttöpotentiaalia myös koneoppimisessa.

Ylipainon ennustamista käsittelevässä väitöskirjan ensimmäisessä osassa hyödynnettiin eri ajankohdista lapsilta kerättyjä pituus- ja painotietoja, joita käytettiin erilaisissa koneoppimismalleissa. Tämän jälkeen tuloksia verrattiin siihen, kuinka moni lapsista oli todellisuudessa tullut ylipainoiseksi.

Tutkimuksessa oli yhteensä yhdeksän koeasetelmaa. Lyhimmillään ennusteita tehtiin kolmivuotiaille lapsille kahteen ikävuoteen asti kerätyn aineiston perusteella. Pisimmän aikavälin ennustukset tehtiin syntymänaikaisen tiedon perusteella 13–16-vuotiaille.

– Tutkimus vahvisti osaltaan sen, että lyhyellä aikavälillä ylipainon ennustaminen on koneoppimisen avulla mahdollista, mutta pidemmän aikavälin ennustukset ovat huomattavasti haastavampia, Rautiainen kertoo.

Tutkimuksen toisessa osassa käytettiin aineistolähtöistä lähestymistapaa nuorten kardiorespiratorisen kunnon, eli kestävyyskunnon, tulevan kehityksen ennustamiseen satunnaismetsämenetelmällä. Menetelmässä koneoppimista käytetään seulomaan suuresta muuttujajoukosta tärkeimmät tekijät.

Tutkimuksessa havaittiin, että kunnon kehittymiseen voivat kunnon lähtötason lisäksi vaikuttaa monet eri tekijät, fyysisen hyvinvoinnin lisäksi myös psyykkinen sekä sosiaalinen hyvinvointi.

– Heikko kardiorespiratorinen kunto saattaa tehdä päivittäisistä askareista, kuten portaiden nousemisesta vaikeaa. Jos kuntoa voidaan ennustaa tarpeeksi luotettavalla tavalla, on mahdollista tunnistaa henkilöt, joilla on kunnon kanssa haasteita. Ennaltaehkäisyn kautta voitaisiin paremmin auttaa näitä henkilöitä, Rautiainen kuvailee.

Tutkimuksen havainnot vahvistavat Rautiaisen mukaan kokonaisvaltaisen terveyden seurannan tärkeyttä pelkän fyysisen hyvinvoinnin lisäksi.

Tutkimuksen kolmannessa osassa kehitettiin henkilökohtaisen terveysindeksin laskentamenetelmä, joka pyrkii antamaan kokonaisvaltaisen kuvan yksilön terveydestä huomioiden samalla yleisimmät terveystietojen ongelmat. Terveysindeksin pohjana hyödynnetään Maailman terveysjärjestön (WHO) kehittämää ICF-luokitusta.

– Terveysindeksi tarjoaa puitteet eri lähteistä peräisin olevien tietoaineistojen yhdistämiselle ja menetelmällä on mahdollisuuksia helpottaa aineistojen hyödyntämistä myös koneoppimisnäkökulmasta, sanoo Rautiainen.

Rautiainen korostaa, että kokonaisuutena tekoäly- ja koneoppimismenetelmät mahdollistavat parempien yksilöllisten hoitojen, esimerkiksi kuntoutuspolkujen, valinnan sekä myös hoitojen kehittämisen ennaltaehkäisevämpään suuntaan.

FM Ilkka Rautiaisen väitöskirjan “Prediction methods for assessing the development of individual health status” tarkastustilaisuus järjestetään perjantaina 1.3.2024 klo 12.00. Väitöstilaisuutta voi seurata salissa Agora Auditorio 2 (Ag B105) tai verkkovälitteisesti.

Vastaväittäjinä toimivat professori Juha Röning (Oulun yliopisto) ja tutkimuspäällikkö, dosentti Kari Kalliokoski (PET-keskus, Turun yliopisto). Kustoksena toimii tutkimuskoordinaattori, dosentti Sami Äyrämö (Jyväskylän yliopisto). 

Väitöskirjatyötä ovat rahoittaneet Jenny ja Antti Wihurin rahasto, David Health Solutions, Jyväskylän yliopiston informaatioteknologian tiedekunta ja Business Finland.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Kuvat

Linkit

Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi

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 Jyväskylän yliopisto

Paikallaanolo kuormittaa nuoren sydäntä - Reippaalla ja rasittavalla liikunnalla ehkäistään sydänsairauksia15.4.2024 07:00:00 EEST | Tiedote

Tuoreen suomalaistutkimuksen mukaan runsas paikallaanolo ja vähäinen liikunta lapsuudesta saakka kuormittavat sydäntä nuoruudessa. Korkea sydämen kuormitus ennustaa sydämen vajaatoimintaa ja muita sydänsairauksia. Tulosten valossa erityisesti reippaan ja rasittavan liikunnan lisääminen lapsuudesta alkaen on tärkeää sydämen toimintahäiriöiden ennaltaehkäisemiseksi.

ERC Advanced Grant -miljoonarahoitus Jyväskylän yliopistoon – tutkimuskohteena nanopartikkelien ja biomolekyylien vuorovaikutukset11.4.2024 13:05:00 EEST | Tiedote

Euroopan tutkimusneuvosto ERC on myöntänyt merkittävän ERC Advanced Grant -rahoituksen Jyväskylän yliopiston laskennallisen nanotieteen professori Hannu Häkkiselle. Viisivuotinen rahoitus on arvoltaan 2,5 miljoonaa euroa ja sen avulla Häkkisen tutkimusryhmä kehittää uusia laskennallisia menetelmiä metallinanopartikkelien ja biomolekyylien välisten vuorovaikutusten tutkimiseen. Menetelmistä on hyötyä tutkittaessa nanopartikkelien käyttöä nanolääketieteen alaan kuuluvissa diagnostiikan ja terapian sovelluksissa. Kyseisen rahoituksen saajat ovat erityisen ansioituneita tutkijoita.

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
HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye