Dosentti, TkT Harri Sieväsen pitämän esityksen materiaali Liikuntatieteellisen seuran ja yhteistyötahojen Kuntotestauspäiviltä 16.3.2017 Tampereelta. Sievänen työskentelee UKK-instituutissa tutkimusjohtajana. "Mittaamisen fysiikka on yksinkertaista, mallintaminen ja tulkinta haastavampaa."

1. Liikkumisen ja paikallaanolon
mi/aamisen lyhyt fysiikka
Harri Sievänen, TkT, dosen1
Tutkimusjohtaja
UKK-ins:tuu1, Tampere
sähköpos:: harri.sievanen@uta.fi
Kuntotestauspäivät, Tampere, 16.3.2017

2. Mo5voitumiseksi (in English)…
What you cannot measure,
you cannot change or manage –
provided that you understand
the meaning of your data.
Bad data will always lead to bad science.

3. 167
Numeroista…

4. 167 cm
…

5. 167 cpm (?)
…
Counts per minute

6. Numero on vain numero
Data
Laatu antaa numerolle merkityksen
Informaa5o
Merkityksellinen numero voi vaikuQaa
Tieto ja ymmärrys

7. Hyvän miQauksen ominaisuudet
• Tärkeys (relevanssi) – miQauksesta on hyötyä/koetaan
hyödylliseksi
• Pätevyys (validiteeE) – mitataan oikeas: vain ja ainoastaan
sitä, mitä halutaan mitata
• Luote/avuus (reliabiliteeE) –satunnaiset tekijät vaikuQavat
miQaustulokseen vähän (tai ei lainkaan)
• Ymmärre/ävyys – tulokset ovat konkree1sia
• Turvallisuus – miQaus ei saa aiheuQaa vaaraa tutkiQavalle
• Edullisuus –kustannukset ovat pienet hyötyyn nähden
• Helppous – miQaus on yksinkertainen tehdä eikä vaadi
erityisiä valmisteluja

8. Validiteetti
Kyselyt
Päiväkirjat
AskelmiQarit
KiihtyvyysmiQarit
SykemiQarit
Suora
hapenkulutuksen
miQaus
Liikkumisen miQaaminen
Käy/äytyminen (behavior)
Liike (mo5on)
Energiankulutus

9. Liikkumisen miQaamisen ”viitekehys”
Suoritus-
tekniikka
Maasto
Liikunta-
muoto
Sää:la Koko Kehon-
koostumus
Ikä Sukupuoli
Rasitus:la/
nestetasap
Liike
Kiihtyvyys
Nopeus
Matka
A
i
k
a
Voima
Energia
Teho
Hapen-
kulutus
Syke
Syke-
vaihtelu
Sijain:
Konteks:
Paino

10. Liikkeen miQaamisen menetelmiä
• Matka (askelmiQarit, ”urheilu:etokoneet”, satellii1paikannus
(GPS))
• Aika (kellot, kronometrit)
• Nopeus (”urheilu:etokoneet”, GPS)
• Energiankulutus (kanneQavat hengityskaasuanalysaaQorit, syke)
• Teho (askelmiQarit, sykemiQarit, ”urheilu:etokoneet”,
kiihtyvyys/liikunta/liike/ak:ivisuusmiQarit, älyvaaQeet)
• Sijain5 ja konteks5 (GPS (+kuva/video))
• Verkko- ja mobiilipalvelut (askeleet, liike:eto, paikka:eto, syke,
kuvat, video, (konteks:), :etojen jakaminen (some))

11. Liikkuminen

12. Kiihtyvyys (~F, ~dp/dt, ~m·dv/dt)
• Kiihtyvyys tarkoiQaa nopeuden muutosta ajan suhteen.
• Kiihtyvyys on vektori, jolla on suunta ja suuruus.
X-axis
Y-axis
z-axis
R
xis
Mean Amplitude Devia:on (MAD)
Vähä-Ypyä et al Clin Physiol Funct Imag 2015

13. Nopeus: 3.4 km/h

14. Nopeus: 5.0 km/h

15. Nopeus: 6.5 km/h

16. Nopeus: 9.4 km/h

17. Nopeus: 12.2 km/h

18. Nopeus: 15.1 km/h

19. Kiihtyvyys (MAD) ja hapenkulutus (VO2)
Vähä-Ypyä et al PLoS One 2015

20. Vähä-Ypyä et al PLoS One 2015
Kiihtyvyys (MAD) vs energiankulutus (MET)
Yksilöllinen R2 0.87 – 0.99

21. Leinonen et al. Front Physiol 2017
Lan5o, Ac:graph GTX3
Lan5o, Hookie AM 20
Ranne, Polar Ac:ve
Kiihtyvyys ja miQarin paikka
Eri miQauskohdista saadut tulokset voivat vaihdella paljon.

22. Paikallaanolo ja
liikkuma/omuus

23. • Maan vetovoiman (g)
vektorin suunta ja
suuruus on vakio
• Liike tapahtuu
pääsääntöises:
pystyasennossa
Kehon asento (~°)

24. Limit 2
Limit 1
MAD (mg)
APE (°) 0
90
*Angle for Posture Es:ma:on
Kehon asento ja miQarin kulma
Vähä-Ypyä et al (submiQed 2017)

25. Paikallaanolo ja liikkuminen
eri tehotasoilla voidaan
tunnistaa kiihtyvyyssignaalista
hyvällä (n. 90 %) tarkkuudella.

26. Liikkumisen ja paikallaanolon
yksityiskohtainen* analysoin:
*MuuQujien määrällä ei ole rajaa, muQa järjen käytöllä pitää olla J
3 MET
6 MET
IntensiteeE? IntensiteeE?

27. Vähä-Ypyä et al (julkaisematon)
Rasituksen fysiologinen mallintaminen
3 MET
6 MET

28. PAIKALLAANOLO LIIKKUMINEN JA LIIKUNTA
KEHON ASENTO ENERGIAN KULUTUS (MET)
• KIIHTYVYYS
• SYKE
SEISOMIN.
S
Y
K
E
• MITTARIN SUUNTA
KIIHTYVYYS MITTARIN SUUNTA
INFORMAATIO:
MITTAUS:
Sievänen & Kujala Editorial SJMSS 2017
• Mi/aamisen fysiikka
on yksinkertaista.
• Mallintaminen ja tulkinta
on haastavampaa.