Unobtrusive Monitoring of Heart Rate and Respiration Rate during Sleep

Sleep deprivation has various adverse psychological and physiological effects. The effects range from decreased vigilance causing an increased risk of e.g. traffic accidents to a decreased immune response causing an increased risk of falling ill. Prevalence of the most common sleep disorder, insomnia can be, depending on the study, as high as 30 % in adult population. Physiological information measured unobtrusively during sleep can be used to assess the quantity and the quality of sleep by detecting sleeping patterns and possible sleep disorders. The parameters derived from the signals measured with unobtrusive sensors may include all or some of the following: heartbeat intervals, respiration cycle lengths, and movements. The information can be used in wellness applications that include self-monitoring of the sleep quality or it can also be used for the screening of sleep disorders and in following-up of the effect of a medical treatment. Unobtrusive sensors do not cause excessive discomfort or inconvenience to the user and are thus suitable for long-term monitoring. Even though the monitoring itself does not solve the sleeping problems, it can encourage the users to pay more attention on their sleep. While unobtrusive sensors are convenient to use, their common drawback is that the quality of the signals they produce is not as good as with conventional measurement methods. Movement artifacts, for example, can make the detection of the heartbeat intervals and respiration impossible. The accuracy and the availability of the physiological information extracted from the signals however depend on the measurement principle and the signal analysis methods used. Three different measurement systems were constructed in the studies included in the thesis and signal processing methods were developed for detecting heartbeat intervals and respiration cycle lengths from the measured signals. The performance of the measurement systems and the signal analysis methods were evaluated separately for each system with healthy young adult subjects. The detection of physiological information with the three systems was based on the measurement of ballistocardiographic and respiration movement signals with force sensors placed under the bedposts, the measurement of electrocardiographic (ECG) signal with textile electrodes attached to the bed sheet, and the measurement of the ECG signal with non-contact capacitive electrodes. Combining the information produced by different measurement methods for improving the detection performance was also tested. From the evaluated methods, the most accurate heartbeat interval information was obtained with contact electrodes attached to the bed sheet. The same method also provided the highest heart rate detection coverage. This monitoring method, however, has a limitation that it requires a naked upper body, which is not necessarily acceptable for everyone. For respiration cycle length detection, better results were achieved by using signals recorded with force sensors placed under a bedpost than when extracting the respiration information from the ECG signal recorded with textile bed sheet electrodes. From the data quality point of view, an ideal night-time physiological monitoring system would include a contact ECG measurement for the heart rate monitoring and force sensors for the respiration monitoring. The force sensor signals could also be used for movement detection

Taidetta tyhjästä : teatteriproduktion tekeminen ilman budjettia

Opinnäytetyö käsittelee teatteriproduktion valmistamista ilman budjettia. Työn keskiössä on kirjoittajan oma kokemus teatteriproduktion ohjaamisesta budjetitta: Sopivasti Neutraali – lauluja oikeudenmukaisuudesta oli kirjoittajan työharjoittelu ohjaajantyön alueella ja se sai ensi-iltansa tammikuussa 2014. Sopivasti Neutraali -esityksessä käsiteltiin oikeudenmukaisuuden ja tasa-arvon teemoja musiikin avulla. Aiheita lähestyttiin henkilökohtaisella tasolla ja materiaalina käytettiin työryhmän omia kokemuksia ja havaintoja. Prosessissa syntyneestä materiaalista koottiin vajaan tunnin mittainen esitys, jota esitettiin kuusi kertaa pääkaupunkialueen ravintoloissa, kirjastoissa ja harrastajateattereissa. Opinnäytetyön alussa pohditaan nollabudjetilla tekemisen arvomaailmaa sekä Sopivasti Neutraali -produktion toimintamalleja budjetittomuuteen liittyen. Työn keskivaiheella tutkitaan esityksen markkinoinnin ja mainonnan ongelmia ja ratkaisuja sekä tarpeiston hankinnan mahdollisuutta ja kierrättämisen tarpeellisuutta. Työssä avataan keinoja, joilla Sopivasti Neutraali -produktio löysi harjoitus- ja esitystilat ja lopussa on pohdintaa siitä, täyttääkö esitys ”köyhän teatterin” kriteerejä. Opinnäytetyö pyrkii avaamaan konkreettisella tavalla, miten teatteriproduktion vaatimia kuluja voi karsia tai kuinka ne voidaan kokonaan välttää. Lisäksi työ esittää rahattomuudesta johtuvia ongelmakohtia joita ilmeni prosessin aikana. Työ pyrkii herättämään ajatuksen siitä, ettei taiteen tekeminen välttämättä vaadi rahaa toteutuakseen ja pohtii budjetittomuudesta aiheutuvia hyötyjä ja haittoja teatteritaiteen tekemisessä.This thesis is about making a theater production without a budget. Sopivasti Neutraali – lauluja oikeudenmukaisudesta had its premiere in January 2014 and was made without a budget. The author worked as the instructor of the project. Sopivasti Neutraali -show was about justice and equality. The themes were surveyed at a personal level using the team’s own experience and observations to make a script. The duration of the show was less than an hour and it was performed six times in restaurants, libraries and theatres. At the beginning of this thesis, analyses the values of doing theater production without budget. The middle part of the thesis analyses the issues of marketing and the problems of having props and the need of recycling things that are needed in the show. This thesis opens the ways how Sopivasti Neutraali -production found its places to practise and perform the show, and the end of the thesis analyses whether the show delivered the values of ”the poor theater”. This thesis aims to open concretely the ways how to avoid the expenses of the theater production. Moreover, the thesis analyses the problems that were shown in the process of Sopivasti Neutraali that caused the zero budget. This thesis aims to bring about an idea that money is not always needed in creating art, and discuss the benefits and problems related to making a show without a budget

Synkronoitu lähestymistapa interaktiiviseen monitavoiteoptimointiin

Tässä työssä käsitellään uutta lähestymistapaa interaktiiviseen monitavoiteoptimointiin. Menetelmää kutsutaan nimellä NIMBUS, ja se perustuu kohdefunktioiden luokitteluun. Lisäksi työssä esitellään skalaarifunktioita, joiden perusteella päätöksentekijä saa helpommin mieltymystensä mukaisen ratkaisun. Muista menetelmistä poiketen tässä hyödynnetään skalaarifunktioita synkronoidusti. Tämä tarkoittaa sitä, että päätöksentekijä valitsee eri laskettujen skalaarifunktioiden arvojen väliltä sopivimmat. Päätös ei siis kuulu menetelmää käyttävälle vaan päätöksentekijälle. Päätöksentekijän osallistuessa hän saa paremman kuvan ratkaisun mahdollisuuksista jokaisella iteraatiolla. Työssä esitellään myös synkroninen muunnos NIMBUS-menetelmästä ja uusi versio WWW-NIMBUS, jonka toteutus on internetissä. WWW-NIMBUS on ohjelmistojärjestelmä, joka pystyy ratkaisemaan vaativia epälineaarisia ongelmia. Järjestelmän uusi versio on käyttäjäystävällisempi ja pystyy käsittelemään monipuolisesti monitavoiteoptimointiongelmia. Lisäksi käydään läpi esimerkki menetelmän käytöstä ja tehdään siihen kaksi uutta iteraatiota. Uusi NIMBUS-menetelmä on siis tehokkaampi ja vastaa aikaisempaa paremmin päätöksentekijän tarpeisiin

Språkförändring i partiprogram. Förändringar i samhället och hur det uttrycks.

Pro gradu tutkielmani aiheena on kielenmuutos puolueohjelmissa, eritoten yhteiskunta-käsitteen käyttö. Materiaaliin kuuluu ruotsinkieliset Suomen Sosiaalidemokraattisen Puolueen puolueohjelmat vuosilta 1999 ja 1987 ja Ruotsalaisen kansanpuolueen puolueohjelmat vuosilta 1997 ja 1988. Tukielman tavoitteena oli tutkia miten kielenkäyttö eroaa näissä puolueohjelmissa. Lähtökohtana oli suomalaisessa yhteiskunnassa 1980- ja 1990-luvuilla tapahtuneet yhteiskunnalliset muutokset. Näitä pohdin luvussa 2. Suomi ajautui lamaan, pankkikriisiin ja valtionvelka vain kasvoi. Markkinatalouden vaikutuspiiriin joutui yhä suurempi osa yhteiskunnasta. Talouselämä saa lisää valtaa kun taas politiikka näyttää menettävän sitä. Myös kysymys hiipivistä muutoksista tuli esille, nämä ovat muutoksia jotka eivät näy keskusteluissa eivätkä äänestyksissä, mutta joiden vaikutukset tulevaisuudessa muuttavat yhteiskuntaa. Kolmannessa kappaleessa kävin läpi kieliteoreettista pohjaa, jonka avulla tutkin kielenmuutosta puolueohjelmissa. Neljännessä luvussa tutkin puolueohjelmien sanastoa, frekvenssilistoja ja muutamia rakenteellisia muuttujia kuten esimerkiksi sanapituus ja lausepituus. Lähestymistapani oli kvantitatiivinen. Tarkastelin myös tiettyjä yksiköitä kuten joitakin konjunktioita ja apuverbejä. Viidennessä luvussa tutkin puolueohjelmia koheesion avulla, tarkemmin sanottuna yhteiskunta -käsitteen sijoittumista tekstissä, suhteutumista tekstin sisällä toisiinsa ja suhdetta hypernyymiseen yhteiskuntaan. Kohdissa 5.3 ja 5.4 suhteutin 4. ja 5. luvun analyysit toisiinsa, ideologiohin ja yhteiskunnalliseen muutokseen. Päädyin seuraaviin johtopäätöksiin. Puolueohjelmissa on tapahtunut keskittymistä yhteiskunta -käsitteen ympärille. Se jaetaan yhä abstraktimmin osiin ja vastakkaisuuksiin. Modaliteetti näyttää muuttuneen ehdollisesta ehdottomampaan suntaan. Puolueohjelmissa on tapahtunut voimakasta tiivistymistä, mutta samalla käsitteiden sumentumista ja abstraktivointia. Yleisesti ottaen ideologioden eri ymmärtämismahdollisuudet ovat kasvaneet. Puolueohjelmat näyttävät olevan kadonneeseen diskurssiin sidottuja etikettäjä.fi=Opinnäytetyö kokotekstinä PDF-muodossa.|en=Thesis fulltext in PDF format.|sv=Lärdomsprov tillgängligt som fulltext i PDF-format

Effects of urban infrastructure on aquatic invertebrate diversity

Wetlands are one of the world's most important, economically valuable, and diverse ecosystems. A major proportion of wetland biodiversity is composed of aquatic invertebrates, which are essential for secondary production in aquatic and terrestrial food webs. Urban areas have intensified the challenges wetlands encounter by increasing the area of impermeable surfaces and the levels of nutrient and pollutant overflows. We investigated how urban infrastructure affects the aquatic invertebrate fauna of urban wetlands in metropolitan Helsinki, southern Finland. We measured riparian canopy cover, emergent vegetation coverage, and various land cover and road variables. Recreation area, forests, and open natural areas were the most important landscape features positively influencing aquatic invertebrate family richness, whereas buildings and roads had a negative effect on family richness and abundances of many taxa. Recreation area and the various forest types also positively affected the alpha-diversity indices of wetlands. On the other hand, fish assemblage did not affect either family richness or abundances of the studied taxa. Furthermore, trees growing on the shoreline negatively affected the diversity of aquatic invertebrate families. Invertebrate family diversity was greatest at well-connected wetlands, as these areas added to the regional species pool by over 33%. Our results show that connectivity and green areas near wetlands increase aquatic invertebrate family diversity, and our results could be utilized in urban planning. Graphical abstractPeer reviewe

Terveiden ja Alzheimerin tautia sairastavien 60–79-vuotiaiden henkilöiden suoriutuminen semanttisten assosiaatioiden tehtävistä

Tässä pro gradu -tutkielmassa selvitettiin, miten terveet ja Alzheimerin tautia sairastavat 60–79-vuotiaat henkilöt suoriutuvat neljästä kokeellisesta semanttisten assosiaatioiden tehtävistä. Tutkielma liittyy Ida Luotosen väitöskirjatutkimukseen, jossa tutkitaan terveiden, afaattisten ja Alzheimerin tautia sairastavien ikääntyneiden henkilöiden semanttista tiedonkäsittelyä ja jonka osana kehitetään uusia arviointitehtäviä. Tutkielman tavoitteena oli laajentaa jo olemassa olevaa terveiden henkilöiden normiaineistoa ja kerätä alustavaa aineistoa Alzheimerin tautia sairastavilta henkilöiltä. Pro gradu -tutkielman aineisto kerättiin yhteistyössä toisen graduntekijän kanssa syksyn 2017 ja kevään 2018 aikana. Lisäksi tutkielmassa käytettiin aiemmin Luotosen väitöskirjaa varten kerättyä aineistoa. Terveet tutkittavat (N=77) olivat iältään 60–79-vuotiaita ja heillä ei ollut neurologisia häiriöitä. Alzheimerin tautia sairastavilla 60–79-vuotiailla henkilöillä (N=15) ei ollut muistisairauden lisäksi muita neurologisia häiriöitä. Tutkimuksessa selvitettiin, ilmeneekö kahden terveen ikäryhmän tai Alzheimerin tautia sairastavien tutkittavien ja terveiden ikätovereiden välillä eroa tehtävistä suoriutumisessa. Kaikki tutkittavat suorittivat 11 Luotosen väitöskirjatyöhön sisältyvää semanttista tehtävää, joista neljää tarkastelin tässä tutkimuksessa. Semanttisten assosiaatioiden tehtävistä käytettiin eri versioita: kahta sanallista ja kahta kuvallista versiota. Toisessa sanallisista ja kuvallisista tehtävistä on 1+2 ärsykettä ja toisessa 1+5. Analysoin kahden terveen ikäryhmän välisiä eroja oikeiden vastausten osuudessa ja tehtävistä suoriutumiseen kuluneessa ajassa Mann-Whitneyn U-testillä. Alzheimerin tautia sairastavia tutkittavien suoriutumista vertasin yksilöittäin ikätovereihin Crawfordin muokatulla t-testillä. Terveet tutkittavat suoriutuivat semanttisten assosiaatioiden tehtävistä lähes virheettömästi. Vanhemmat tutkittavat tekivät nuorempia tilastollisesti merkitsevästi enemmän virheitä 1+5 ärsykkeen sanallisessa tehtäväversiossa sekä suoriutuivat nuorempaa ikäryhmää hitaammin molemmissa sanallisissa ja 1+5 ärsykkeen kuvallisessa tehtäväversiossa. Alzheimerin tautia sairastavilla tutkittavilla suoriutuminen oli hyvin yksilöllistä, ja tilastollisesti merkitseviä eroja terveisiin tutkittaviin nähden havaittiin kaikissa tehtäväversioissa. Tämän pro gradu -tutkielma osoittaa, että terveet ikääntyneet suoriutuvat semanttisen assosiaatioiden tehtävistä lähes virheettömästi, kun taas Alzheimerin tautia sairastavilla suoriutuminen on vaihtelevaa. Tulokset viittaavat siihen, että Alzheimerin tauti vaikuttaa semanttiseen muistiin eri tavoin eri henkilöillä. Suomessa ei ennestään ole koottuna tietoa Alzheimerin tautia sairastavien henkilöiden suoriutumisesta semanttisten assosiaatioiden tehtävistä, joten tutkielma tuo uutta tietoa arviointimenetelmien kehittämisen tueksi

Fusion enhancement for tracking of respiratory rate through intrinsic mode functions in photoplethysmography

Decline in respiratory regulation demonstrates the primary forewarning for the onset of physiological aberrations. In clinical environment, the obtrusive nature and cost of instrumentation have retarded the integration of continuous respiration monitoring for standard practice. Photoplethysmography (PPG) presents a non-invasive, optical method of assessing blood flow dynamics in peripheral vasculature. Incidentally, respiration couples as a surrogate constituent in PPG signal, justifying respiratory rate (RR) estimation. The physiological processes of respiration emerge as distinctive oscillations that are fluctuations in various parameters extracted from PPG signal. We propose a novel algorithm designed to account for intermittent diminishment of the respiration induced variabilities (RIV) by a fusion-based enhancement of wavelet synchrosqueezed spectra. We have combined the information on intrinsic mode functions (IMF) of five RIVs to enhance mutually occurring, instantaneous frequencies of the spectra. The respiration rate estimate is obtained by tracking the spectral ridges with a particle filter. We have evaluated the method with a dataset recorded from 29 young adult subjects (mean: 24.17 y, SD: 4.19 y) containing diverse, voluntary, and periodically metronome-assisted respiratory patterns. Bayesian inference on fusion-enhanced Respiration Induced Frequency Variability (RIFV) indicated MAE and RMSE of 1.764 and 3.996 BPM, respectively. The fusion approach was deemed to improve MAE and RMSE of RIFV by 0.185 BPM (95% HDI: 0.0285-0.3488, effect size: 0.548) and 0.250 BPM (95% HDI: 0.0733-0.431, effect size: 0.653), respectively, with further pronounced improvements to other RIVs. We conclude that the fusion of variability signals proves important to IMF localization in the spectral estimation of RR.acceptedVersionPeer reviewe

Elpyminen ja elinvoimaisuus ulkomielipaikoissa: Luonto- ja kaupunkisuuntautuneisuus ennustajina?

Mielipaikassa oleskelulla on huomattu olevan elvyttäviä eli stressistä palauttavia vaikutuksia. Elpymistä on havaittu tapahtuvan etenkin luontomaisissa ympäristöissä sijaitsevissa mielipaikoissa. Mielipaikkoja löytyy kuitenkin myös kaupunkimaisista ympäristöistä, ja tämän tutkimuksen tarkoituksena olikin vertailla ulkona sijaitsevia luonto- ja kaupunkimielipaikkoja. Elpymisen lisäksi tarkasteltiin energisyyden ja elossa olemisen kokemusta kuvaavaa elinvoimaisuutta. Tutkittiin, ovatko kaupungeissa sijaitsevat luontomaiset mielipaikat yleisempiä kuin kaupunkimaiset mielipaikat ja koetaanko niissä vahvempaa elpymistä ja elinvoimaisuutta. Lisäksi tutkittiin tarkemmin sitä, millaiset mielipaikkatyypit ovat yleisimpiä luonto- ja kaupunkimielipaikkakategorioiden sisällä ja onko elpymisen ja elinvoimaisuuden kokeminen erilaista näissä yleisimmissä mielipaikkatyypeissä. Lopuksi tutkittiin, ovatko luonto- ja kaupunkisuuntautuneisuus yhteydessä luonto- ja kaupunkimielipaikoissa koettuun elpymiseen ja elinvoimaisuuteen. Tätä tutkittiin sekä luonto- ja kaupunkimielipaikkakategorioita keskenään vertailemalla että erikseen yleisimpiä mielipaikkatyyppejä vertailemalla. Tutkimukseen osallistui yliopiston opiskelijoita ja henkilökunnan jäseniä Suomesta, Espanjasta, Iso-Britanniasta, Alankomaista ja Australiasta, ja heidän tehtävänään oli vastata internet-kyselyyn. Heidän tuli nimetä yksi työ- tai opiskelukaupungissaan sijaitseva ulkomielipaikka sekä sijoittaa se johonkin mielipaikkatyyppejä kuvaavista kategorioista. Lisäksi tutkittavat vastasivat mielipaikoissa elpymistä ja elinvoimaisuutta mittaavan Restoration Outcome Scale -mittarin (ROS) pidennetyn version väittämiin sekä luonto- ja kaupunkisuuntautuneisuutta mittaavan Nature and Urban Orientedness scale -mittarin väittämiin. Kysely sisälsi myös muita osioita ja mittareita, mutta niitä ei käsitellä tässä tutkimuksessa. Tulokset osoittivat, että luontomielipaikat olivat kokonaisuudessaan kaupunkimielipaikkoja yleisempiä ja niissä koettiin myös keskimäärin vahvempaa elpymistä ja elinvoimaisuutta. Tarkasteltaessa erikseen yleisimpiä mielipaikkatyyppejä huomattiin kuitenkin eroja erilaisten luonto- ja kaupunkimielipaikkojen välillä. Elpyminen oli vahvempaa kaikissa yleisimmissä luontomielipaikkatyypeissä verrattuna yleisimpiin kaupunkimielipaikkatyyppeihin, mutta elinvoimaisuuden osalta tulokset olivat erilaisia. Kaupunkimielipaikkoihin lukeutuvissa terassimielipaikoissa koettu elinvoimaisuus ei eronnut merkitsevästi luontomielipaikkoihin lukeutuvissa puistoissa ja vesiympäristöissä koetun elinvoimaisuuden voimakkuudesta. Tulokset osoittivat myös, että vahvempi luontosuuntautuneisuus oli yhteydessä vahvempaan elpymisen ja elinvoimaisuuden kokemiseen sekä luonto- että kaupunkimielipaikoissa, kun verrattiin koko kategorioita keskenään. Sen sijaan kaupunkisuuntautuneisuus ei ollut yhteydessä elpymiseen tai elinvoimaisuuteen luonto- eikä kaupunkimielipaikoissa. Yleisimpiä mielipaikkatyyppejä verratessa huomattiin, että luontosuuntautuneisuus oli myönteisesti yhteydessä koettuun elpymiseen puisto-, metsä- ja terassimielipaikoissa, mutta koettuun elinvoimaisuuteen vain puistomielipaikoissa. Vahvempi kaupunkisuuntautuneisuus oli yhteydessä ainoastaan puistomielipaikoissa koettuun vahvempaan elinvoimaisuuteen. Tässä tutkimuksessa saatiin uutta tietoa elinvoimaisuuden kokemisesta, johon ei ole aiemmin paljoakaan mielipaikkatutkimuksissa keskitytty. Tutkimus tarjosi myös aiempaa tarkempaa tietoa siitä, millaiset yksittäiset ulkona sijaitsevat mielipaikkatyypit vaikuttavat olevan yleisimpiä, ja mitkä niistä saattavat olla elpymisen ja elinvoimaisuuden kannalta hyödyllisimpiä. Tutkimus antaakin viitteitä siitä, että kaupunkilaisten elpymisen kannalta etenkin luontomaiset mielipaikat ovat tärkeitä, mutta elinvoimaisuuden kannalta ero kaupunki- ja luontomielipaikkojen välillä ei sen sijaan vaikuta olevan yhtä selvä. Sekä elpymisen että elinvoimaisuuden kokeminen oli kuitenkin keskimäärin vahvinta kaupunkimetsämielipaikoissa. Tuloksista voi olla hyötyä esimerkiksi kaupunkisuunnittelussa, vaikka lisätutkimusta tarvitaankin vielä. Tutkimuksen perusteella vaikuttaa myös siltä, että luontosuuntautuneisuus voi ennustaa vahvempaa mielipaikassa koettua elpymistä ja elinvoimaisuutta, mutta kaupunkisuuntautuneisuudella ei sen sijaan välttämättä ole merkitystä elpymisen tai elinvoimaisuuden kokemisen kannalta

Amerikanmajava Castor canadensis Suomessa ja Euroopassa: pohdintoja vaikutuksista ja mahdollisesta hävittämisestä

Kun amerikanmajava eli kanadanmajava istutettiin Suomeen, tavoitteena oli alkuperäisen, sukupuuttoon metsästetyn lajin palautusistutus. Amerikanmajavan ja alkuperäisen euroopanmajavan ekologiset lokerot ovat päällekkäiset. Sitä kumpi lajeista on vahvempi kilpailija, ei vielä varmasti tiedetä. Varovaisuusperiaatteen mukaisesti tulee amerikanmajavan uhka euroopanmajavalle ottaa vakavasti.Peer reviewe