TUTKITTUA TIETOA UKK-INSTITUUTISTA
Kiihtyvyysantureita käytetään tutkimuksissa laajalti fyysisen aktiivisuuden mittaamiseen. Mittareiden tuottaman tiedon avulla voidaan ennustaa liikkumisen ja erilaisten askareiden hapenkulutusta. Kerätyn tiedon avulla voidaan tutkia liikkumisen tehon yhteyksiä terveyteen ja toimintakykyyn.
UKK-instituutin ja itävaltalaisen Grazin yliopiston yhteistyössä tekemässä tutkimuksessa verrattiin kiihtyvyyssignaalin analysointialgoritmien laskemia hapenkulutuksen ennusteita juoksuradalla ja -matolla. Liikkuminen matolla poikkeaa radalla liikkumisesta: radalla käveltäessä ja juostessa vartalo siirrettään tukijalan yli, mutta juoksumatolla matto vetää tukijalan vartalon ali. Vaikka radalla liikkuminen on lähempänä arjen liikkumista, hapenkulutuksen ennustamisen algoritmit on tyypillisesti kehitetty juoksumatolla.
Tutkimus toteutettiin kahdessa osatestissä, UKK-instituutilla osallistujat (n=29) tekivät testin radalla ja Grazissa (n=24) matolla. Kiihtyvävauhtinen testi alkoi hitaasta kävelystä. Testin aikana nopeus kiihtyi vähitellen juoksuun, kunnes osallistuja ei enää pystynyt ylläpitämään vaadittua nopeutta. Osallistujilta mitattiin jatkuvasti sekä hapenkulutusta hengityskaasuanalysaattorilla että kiihtyvyyssignaalia lantiolla pidettävällä kiihtyvyysmittarilla. Kiihtyvyyssignaalia analysoitiin useilla algoritmeilla ja niiden ennustamaa hapenkulutusta verrattiin mitattuun hapenkulutukseen sekä kävely- että juoksunopeuksilla.
Kaikki testatut algoritmit pystyivät ennustamaan kävelyn hapenkulutusta hyvin, eikä ollut merkittävää vaikutusta käveltiinkö radalla vai matolla. Juoksussa hapenkulutusta parhaiten ennustanut algoritmi oli myös herkin juoksualustalle. Tarkkaan tulokseen pääsy vaatii siten tiedon, tapahtuiko juokseminen radalla vai matolla. Väestön liikkumista mitattaessa ei kuitenkaan voida tietää, missä kiihtyvyysanturia käyttävä henkilö liikkuu. Näin ollen väestömittauksiin on parasta valita analysointialgoritmit, jotka eivät ole herkkiä liikkumisen alustalle.
Kirjoittaja
laboratorioinsinööri Henri Vähä-Ypyä, UKK-instituutti
Alkuperäinen tutkimusjulkaisu:
Vähä-Ypyä H, Bretterhofer J, Husu P, Windhaber J, Vasankari T, Titze S, Sievänen H. Performance of Different Accelerometry-Based Metrics to Estimate Oxygen Consumption during Track and Treadmill Locomotion over a Wide Intensity Range. Sensors. 2023; 23(11):5073. doi.org/10.3390/s23115073