Väitös: Tekoälyalgoritmit voivat helpottaa kroonisten sairauksien pitkän aikavälin hoitoa
Väestön ikääntyessä ja ylipainon lisääntyessä kroonisten sairauksien odotetaan yleistyvän, ja siten terveydenhuollon kuormituksen kasvavan. Väitöstutkimuksessaan diplomi-insinööri Emmi Antikainen tutki terveysdataan pohjautuvia eri aikajänteillä toimivia sovelluksia, joiden avulla voidaan helpottaa sairauden etenemisen seurantaa, edistää parempia hoitotuloksia ja lieventää kasvavan tautitaakan kuormitusta terveydenhuollolle.
Krooniset sairaudet kuormittavat sekä potilaita että terveydenhuoltoa. Monet krooniset sairaudet heikentävät potilaan toimintakykyä sairauden edetessä ja vaativat säännöllisiä lääkärikäyntejä, joilla seurataan taudin kehittymistä. Potilas voi kärsiä muiden oireiden lisäksi muun muassa unihäiriöistä, uneliaisuudesta ja uupumuksesta, jotka heikentävät elämänlaatua. Monesti kroonisen sairauden etenemistä voidaan kuitenkin hidastaa ja oireita hoitaa, vaikka sairaus itsessään olisi parantumaton.
– Kroonisissa sairauksissa aika on avainasemassa. Eri pituisilla tarkastelujaksoilla on sairauden kannalta erilaisia merkityksiä, ja ne tarjoavat sairauden seurantaan erilaisia näkökulmia, Emmi Antikainen toteaa.
Entistä laadukkaampi ja paremmin saatavilla oleva mittausdata lisää mahdollisuuksia terveydenhuollon tukemiseen
Väitöstutkimuksessaan Antikainen tutki ja vertaili mallipohjaisia signaalinkäsittelyn sekä datapohjaisia koneoppimisen algoritmeja, joissa seurantajaksot vaihtelivat yhdestä yöstä puoleen vuoteen. Algoritmisovellukset on suunnattu kliinisen päätöksen teon tukeen. Antikainen arvioi algoritmien soveltuvuutta kliinisiin käyttötapauksiin todenmukaista käyttötilannetta vastaavissa mittauksissa.
Ensimmäisessä sovelluksessa hengityksen ja sykkeen muutoksia mitattiin tutkateknologialla, joka ei vaadi suoraa kontaktia mittauksen kohteeseen. Lähes reaaliaikainen elintoimintojen seuranta voi paljastaa nopeasti muutoksia esimerkiksi uniapneapotilaan tilassa. Unenaikaisten mittauksien lisäksi vastaava teknologia voisi sopia esimerkiksi vanhainkoteihin. Tutkimuksen mukaan perinteiset algoritmit täyttävät hyvin kliiniset vaatimukset, kun algoritmi perustuu korkean taajuuden mittauksiin.
Toisen sovelluksen tavoitteena oli löytää yhteyksiä kroonisiin sairauksiin liitettyjen subjektiivisten kokemusten, kuten uupumuksen ja uneliaisuuden, ja puettavista sensoreista arkielämässä saatavien biosignaalien välillä. Mittaamalla näitä kokemuksia objektiivisesti voitaisiin edistää kullekin yksilölle parhaiten sopivan hoitomuodon löytämistä sekä tutkia eri lääkkeiden ja hoitomuotojen vaikutuksia elämänlaatuun. Väitöstutkimuksessaan Antikainen havaitsi arkielämän ohessa tehdyt mittaukset arvokkaammiksi, kun mittauskonteksti tunnistettiin automaattisesti.
Kolmannessa sovelluksessa ennustettiin sydänsairaiden kuolleisuusriskiä tulevan puolen vuoden aikana sairaalan tietokannasta. Kuolleisuusriskin ennustaminen riittävän suurella aikaikkunalla voi antaa mahdollisuuden muutoksiin, jotka voivat pelastaa potilaan hengen tai auttaa erityisen riskialttiiden toimenpiteiden riskiarvioinnissa. Tässä tutkimuksessa sovellettiin samaa tekoälyteknologiaa, johon myös ChatGPT pohjautuu.
– Koska nykyteknologia mahdollistaa entistä suurempien datamäärien louhimisen ja tehokkaampaa analytiikkaa, myös pitkän aikavälin dataa on helpompi tutkia ja hyödyntää. Väitöstutkimuksessa tekoälyalgoritmien edut korostuivat juuri pitkän aikavälin kattavassa, mutta vaihtelevin aikavälein kerätyn potilasdatan tapauksessa. Samalla kuitenkin huomattiin, että yksi malli ei välttämättä sovellu laajalle potilaskirjolle, vaikka kyse olisikin saman fysiologisen toiminnon sairauksista, Antikainen kertoo.
Hämeenkyröstä lähtöisin oleva Antikainen suoritti väitöstutkimuksen työskennellessään Teknologian tutkimuskeskus VTT:llä. Nykyään hän työskentelee älysormusteknologioiden parissa Oura Health Oy:ssä.
Väitöstilaisuus perjantaina 15. maaliskuuta
Diplomi-insinööri Emmi Antikaisen signaalinkäsittelyn ja koneoppimisen alaan kuuluva väitöskirja Time series analytics for decision support in chronic diseases tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa perjantaina 15. maaliskuuta 2024 kello 12 alkaen Tietotalon auditoriossa TB109 (osoite: Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Tapio Seppänen Oulun yliopistosta. Kustoksena toimii professori Moncef Gabbouj Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnasta.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Emmi Antikainen
emmi.antikainen@gmail.com
Kuvat
Linkit
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
Väitös: Korkean tason synteesi mahdollistaa digitaalisten piirien nopeamman suunnittelun29.4.2025 09:56:05 EEST | Tiedote
Korkean tason synteesissä digitaalisia piirejä suunnitellaan yleisillä ohjelmointikielillä. Väitöskirjatutkimuksessaan diplomi-insinööri Sakari Lahti selvitti korkean tason synteesin tuottavuutta ja laatua perinteisiin suunnittelutapoihin verrattuna. Tulosten mukaan menetelmällä voidaan nopeuttaa suunnitteluprojekteja, mutta tulosten laatu saattaa kärsiä ilman korkeaa ammattitaitoa.
Piia Sormuselle talotekniikan professuuri28.4.2025 10:00:00 EEST | Tiedote
Tampereen yliopistossa alkaa Suomen ensimmäinen talotekniikan professuuri toukokuussa, kun apulaisprofessorina aloittaa Piia Sormunen. Hän siirtyy uuteen rooliinsa rakennetun ympäristön tiedekunnan talotekniikan teollisuusprofessorin tehtävistä. Professuurin myötä yliopisto voi vastata entistä paremmin rakennusalan nykyisiin ja tuleviin tarpeisiin.
Väitös: Oikea-aikainen ohjaus luo turvallisuutta lennonjohtajien koulutuksessa23.4.2025 10:59:36 EEST | Tiedote
Lennonjohtajat ovat vastuullisia ammattilaisia, joiden tehtävänä on varmistaa lentoliikenteen sujuvuus ja turvallisuus. Yhteiskuntatieteiden maisteri Inka Koskela tarkastelee väitöskirjassaan lennonjohtajien koulutusta ja siihen liittyvää ohjaustoimintaa vuorovaikutuksen näkökulmasta. Tutkimus osoittaa ohjauksen merkityksen koulutustilanteissa, joissa harjoitellaan monimutkaisia työtehtäviä turvallisuuskriittisissä olosuhteissa.
Väitös: Valta-asema selittää presidentin kansansuosiota Euroopan puolipresidentiaalisissa maissa23.4.2025 10:18:54 EEST | Tiedote
YTM Maarika Kujanen tutki väitöskirjassaan presidentin suosiota ja julkista asemaa Euroopan puolipresidentiaalisissa maissa. Kujasen tutkimustulokset osoittavat, että presidentin heikompi valta-asema selittää paitsi presidentin korkeampaa suosiota suhteessa muihin poliittisiin instituutioihin myös sitä, missä määrin presidentin suosio reagoi poliittisessa ympäristössä tapahtuviin muutoksiin. Toisaalta myös puoluepoliittisella ulottuvuudella sekä presidentin ja pääministerin välisellä vuorovaikutuksella on merkitystä, eikä presidentin suosiollinen asema päivänpolitiikan ulkopuolella suojele valtaoikeuksiltaan heikompiakaan presidenttejä loputtomasti.
Väitös: Opettajat ovat keskeisessä roolissa oppilaiden opiskeluinnon tukemisessa – myös vertaisilla ja vanhemmilla on vaikutusta23.4.2025 08:15:00 EEST | Tiedote
Kasvatustieteen maisteri Pihla Rautanen tutki väitöskirjassaan alakoululaisten opiskeluunsa kokemaa sosiaalista tukea opettajalta, vertaisilta ja vanhemmilta sekä tuen yhteyksiä oppilaiden opiskeluintoon. Koulutyön kokeminen itselle tärkeäksi ja innostavaksi vahvistaa oppimista ja myönteisiä suhteita opettajiin ja vertaisiin koulussa. Sillä voi olla kauaskantoisia vaikutuksia myös myöhempään osallisuuteen yhteiskunnassa aikuisena.
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