Eesti teadlane leidis lahenduse, kuidas pulsikellad veelgi paremaks muuta

See aktiivsusmonitor mõõdab vererõhku, pulssi, EKG-d ja palju muud, kuid tulevikus võib hakata arvestama ka näiteks väsimust, milleks annab lootust äsja kaitstud doktoritöö tulemus. Foto: Kaido Einama

Tänapäeva inimeste eluviis erineb olulisel määral elust minevikus. Füüsiline pingutus ei ole enam igapäevaelu eeldus ja mugavad elutingimused lubavad hakkama saada enneolematult vähese füüsilise liikumisega. See aga ei tähenda, et selline elu on tervisele kasulik. Kuidas pulsikelli ja muid seadmeid, mis aitavad füüsilisel aktiivsusel silma peal hoida, veelgi paremaks muuta, uuris Ardo Allik Tallinna Tehnikaülikoolis kaitstud doktoritöös.

Füüsiline aktiivsus aitab hoida nii kehalist kui ka vaimset vormi ning ennetada haigusi. Tegelikult avaldab erinevus kaasaegse elu ja inimese geneetilise ülesehituse vahel olulist mõju tervisele, näiteks luustiku tihedusele, südame-veresoonkonnahaigustele, rasvumisele, keha koostisele ja insuliiniresistentsusele.

Nii on Alliku sõnul igal juhul väga oluline propageerida aktiivset elustiili, sest uuringud kinnitavad, et rutiinsel füüsilisel tegevusel on positiivne mõju, vähendades diabeedi-, südame-veresoonkonnahaiguste ja rasvumise riski ning suurendades vaimset heaolu.

Füüsilist aktiivsust ja oma treeningut saab jälgida kantavate seadmete abil, mis mõõdavad, koguvad ja analüüsivad kasutaja füsioloogilisi andmeid. Kuna selline monitooring muudab treenimise interaktiivsemaks ning võimaldab kasutajatel saada paremat ülevaadet oma edusammudest, motiveerib see sageli kasutajaid harrastama aktiivsemat elustiili.

Seadmed olgu väikesed ja märkamatud

«Minu doktoritöö eesmärk oligi edendada uudseid füüsilise väsimuse hindamise ja inimese aktiivsuse monitoorimise meetodeid, mida saaks reaalajas rakendada erinevates kantavates süsteemides,» selgitab Allik. «Tehnoloogia arenedes on populaarsust kogunud seadmed ja rakendused, mis aitavad nende kasutajatel jälgida oma füüsilist aktiivsust, treeninggraafikut, harjutusi ja põletatud kaloreid. Mugavaks kasutamiseks peavad antud lahendused olema väikesed ja märkamatud, mis omakorda seab märkimisväärse nõude nende süsteemide erinevate aspektide optimeerimisele.»

Kolm põhilist eesmärki, mis teevad aktiivsusmonitorid paremaks

Allik rõhutab, et tema doktoritööl oli kolm suuremat eesmärki. Üks põhilistest  oli täiustada füüsilise tegevuse tuvastamist, mis annab reaalajas informatsiooni kasutaja sooritatud liikumisest.

Teadustöö käigus optimeeriti klassifitseerimise akna pikkust, kiirendusanduri näiduvõtusagedust ja tunnusjoonte valikut. Reaalajas töötav liikumisviiside tuvastus annab väärtuslikku teavet aktiivsusmonitoride tagasiside kvaliteedi tõstmiseks või lisaohutuse tagamiseks, jälgides kõrge riskiga keskkondades töötavate kasutajate olekut.

Doktoritöös kasutati mõõtmiseks aktiivsusnäitajate andurit Shimmer3 IMU, mis salvestas kandja vajalikud näitajad, näiteks vasaku käe kiirenduse. Foto: Shimmer

Teine tähtis eesmärk oli hinnata erinevaid baasainekulu hindamise valemeid, et edendada omakorda energiakulu hinnangut. Nimelt on energiakulu kehalise aktiivsuse uuringute seisukohast oluline parameeter, mida kasutatakse sageli ka sellega korreleeruva parameetrina. Samuti on see väga vajalik inimeste toitumisharjumuste kohandamiseks või suurema elanikkonna tervise hindamiseks.

Kolmas oluline eesmärk oli luua kantavatele seadmetele sobiv füüsilise väsimuse reaalajas hindamise meetod, kasutades selleks reaalajas ja kergesti mõõdetavaid kardiovaskulaarseid parameetreid. Siin tähendab väsimus muutunud füsioloogilist seisundit, mille tagajärjeks on vaimsete ja füüsiliste võimete langus. Antud muutus kajastub ka erinevate füsioloogiliste parameetrite väärtustes.

Miks on väsimuse kvaliteetne hindamine oluline?

Üks põhjus, miks väsimust on vaja osata õigesti ja kvaliteetselt määrata, seisneb Alliku sõnul selles, et inimestel tekib väsimus mitte ainult sportides, vaid ka tööl või kindlaid tööülesandeid täites, mis omakorda suurendab tööõnnetuste riski, mõjutades otseselt inimeste vaimset ja füüsilist võimet sooritada isegi lihtsamaid tegevusi.

Uuringu tulemused: väsimust saab täpsemini arvesse võtta

Töö tulemusena optimeeriti nii klassifitseerimise akna pikkust kui ka kiirendusanduri diskreetimis- ehk näiduvõtusagedust ning erinevate tunnusjoonte valimismeetodite abil vähendati tunnusjoonte arvu 110-lt 13-le ilma klassifitseerimise tulemust langetamata.

«Doktoritöös analüüsitud parameetrite kogum suudab selektiivselt eraldada puhkeolekut ja füüsiliselt väsinud olekut ning loodud masinõppe põhine mudel näitas võimet eristada erinevaid väsimusseisundeid, ehk vähem väsinud inimesi, kelle jaoks sooritatud füüsiline trenn avaldas vähem mõju, kõrgelt väsinud inimestest,» selgitab Allik. Selgus, et kõige paremini toimis energiakulu hindamisel Mifflin-St Jeori mudel, mille ruutkeskmine hälve 175 kcal oli väiksem, võrreldes mõõdetud väärtusega.

Lisaks pakkus Allik oma töös välja võimalusi kaasaegse füüsilise väsimuse hindamise ja liikumisviiside tuvastamise meetodite edasiseks arendamiseks, parandades nende jõudlust või optimeerides neid kantavates süsteemides kasutamise eesmärgil.

Loe Ardo Allik doktoritööd «Kantavatel seadmetel põhinevate füüsilise väsimuse hindamise ning inimese aktiivsuse monitoorimise meetodite arendamine personaalseks tagasisideks» Tallinna Tehnikaülikooli digikogust.