Fysiikan Mittausmenetelmät I

Transkriptio

1 Fysiikan Mittausmenetelmät I Väsymyksen mittaaminen Aino Tietäväinen Aino Tietäväinen / Posturography

2 Miksi mitata väsymystä? Hublin et al., J Intern Med. 239(5) pp , Väsymys aiheuttaa onnettomuuksia, heikentää terveyttä, huonontaa päätöksentekokykyä ym. à Väsymyksen testaaminen saattaisi vähentää onnettomuuksia, johtaa terveempiin ihmisiin, kasvattaa työtehokkuutta.. Väsymys on yleistä: 10% suomalaisista päiväaikaan väsyneitä, 60% tunnustaa ajaneensa autoa väsyneenä.. Henkilön nimi / Esityksen nimi

3 Miksi mitata väsymystä? Väsymys vrt. alkoholi: Dawson and Reid, Nature 388(6639), pp. 235, Suorituskyky(17 h hereillä) Suorituskyky(0.5 humala) Suorituskyky(24 h hereillä) Suorituskyky(1.0 humala) Mistä kätevä testeri kenttäoloissa käytettäväksi (vrt. alkometri)? Henkilön nimi / Esityksen nimi

4 Väsymys ( teoriaa ) Akuuttia tai kumulatiivista Väsymyksen komponentit: 1. Homeostaattinen (kumuloituva) S Väsymys kasvaa hereilläoloajan kasvaessa 2. Sirkadiaaninen vuorokausirytmi C Vireystila vaihtelee kellonajan mukaan 3. (Uni-inertia, juuri herätessä) Henkilön nimi / Esityksen nimi

5 Väsymys ( teoriaa ) Mittaus Teoria Åkerstedt and Folkard, Chronobiol Int, 14(2), pp , Homeostaattinen (kumuloituva) S Sirkadiaaninen vuorokausirytmi C Henkilön nimi / Esityksen nimi

6 Miten väsymystä voi mitata? Kultastandardi EEG (univiivetesti) Monenlaisia mittareita, osa vaativia suorittaa, osa kestää kauan, osa subjektiivisia.. Reaktionnopeustestit Kyselyt Aivosähkökäyrä Ruumiinlämpö Henkilön nimi / Esityksen nimi

7 Tasapaino Väsymys vaikuttaa keskushermostoon + keskushermostoa tarvitaan tasapainoiluun = Tasapainon avulla voidaan mitata väsymystä? Tasapainon mittaus = posturografia (posture=asento) Sensory systems Vision Vestibular system Proprioceptics Central nervous system Sensory integration Body position Choice of movement Command to muscles Musculoskeletal system Head Trunk Legs Henkilön nimi / Esityksen nimi Environment Movement

8 Tasapainon mittaaminen Laitteisto voi olla suuri, kiinteä ja kallis Tai pieni, liikuteltava ja edullinen. J Nintendo Wii Fit! Henkilön nimi / Esityksen nimi

9 Wikipedia: Force Platform Recent developments in technology Traditional laboratory-grade force plates cost (usually in the thousands) have made them very impractical for the everyday clinician. However, Nintendo introduced the Wii Balance Board (WBB) (Nintendo, Kyoto, Japan) in 2007 and changed the structure of what a force plate can be. By 2010, it was found that the WBB is a valid and reliable force plate when directly compared to the "gold-standard" laboratory-grade force plate, while costing less than $100. [4] More so, this has been verified in both healthy and clinical populations. [5][6] This is possible due to the four force transducers found in the corners of the WBB. These studies are conducted using customized software, such as LabVIEW (National Instruments, Austin, TX, USA) that can be integrated with the board to be able to measure the amount of body sway or the CoP path length during trials for time. The other benefit to having a posturography system, such as the WBB, is that it is portable so clinicians around the world are able to measure body sway quantitatively, instead of relying on the subjective, clinical balance assessments currently in use. Henkilön nimi / Esityksen nimi

10 Nintendo Wii Fit tasapainolauta 1 Clark et al., Gait & Posture, 31(3), pp , Levyn päällä seisova henkilö huojuu, paineen keskipiste vaihtelee. Painekeskipisteen liike lasketaan neljän piezokidepaineanturin avulla. Pietsosähköinen ilmiö: mekaaninen jännitys (paine) aiheuttaa aineen sähköisen polarisoitumisen: jännite kiteen vastakkaisten puolten välille. Jännitettä voi mitata.. Signaali laskennallisesti jännitteestä millimetreiksi. Näytteistystaajuus? Suodatus? Tarkkuus? 1 2 Henkilön nimi / Esityksen nimi

11 Tasapaino heikkenee ihmisen väsyessä Photo by: Antti Kivimäki Forward and backward sway (mm) Side-to-side sway (mm) Väsynyt Side-to-side sway (mm) Virkeä Väsynyt Virkeä Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta tiedekunta / / -10 Henkilön nimi / Esityksen Henkilön nimi nimi / Esityksen nimi Time (s)

12 Tasapainomittausten kvantifiointi 15 Side-to-side sway (mm) Huojuntasuure Virkeä: 14 mm Väsynyt: 24 mm Time (s) 1. Perinteiset huojuntasuureet Liittyvät signaalin amplitudiin, nopeuteen, taajuuteen 2. Epälineaariset Algoritmeja, kvantifioi signaalin rakennetta Tulkittavissa fysiologisesti Fuzzy Sample Entropy (FSE, signaalin säännöllisyys tai ennustettavuus à alhainen FSE, aktiivinen tasapainottelu) Henkilön nimi / Esityksen nimi

13 Tasapainomittausten kvantifiointi Anestesia, N= Väsymys, N=15 Sway measure (FSE) am 12pm 3pm 6pm 9pm 12am 3am 6am 9am Time of day (h)

14 Väsymysmittaustuloksia Mittaus Teoria Sway measure (FSE) Väsynein Teoria Uniaika 0.3 9am 12pm 3pm 6pm 9pm 12am 3am 6am 9am Time of day (h) Henkilön nimi / Esityksen nimi

15 Herätys! Haluatko tienata 6 lisäpistettä tenttiin? Henkilön nimi / Esityksen nimi

16 Väsymysmittaukset tulossa! c) Etsimme sekä tutkittavia että avustajia. 24 tunnin mittaukset, mittaus joka toinen tunti, puoli tuntia per mittaus. Mittaamme 1) tasapainoa, 2) reaktionopeutta, 3) subjektiivista väsymystä

17 Väsymysmittaukset tulossa! Mittausten välillä: opiskelua, lautapelejä, ruokaa ym. Tutkittava: vuotias, terve, ei tasapainoon tai väsymykseen vaikuttavia häiriöitä tai lääkitystä. Mittauksia ennen: Hyvät (7-9 h) yöunet kolmena perättäisenä yönä Piristävien juomien/alkoholin vähentäminen. Matemaattluonnontieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi

18 Väsymysmittaukset tulossa! Mittaukset: (La-Su) (La-Su) (La-Su) Tapaaminen ennen mittauksia: ? Kurssikotisivuilla lisää tietoa sekä linkki ilmoittautumiseen (käynnissä nyt!) Huom! Voit pyytää ystäväsi mukaan. EI JUHLIMISTA EDELTÄVÄNÄ ILTANA! Henkilön nimi / Esityksen nimi

19 Kysymyksiä? Henkilön nimi / Esityksen nimi