Monitoring Newborn and Infant Sleep Respiration and Heart Rate with a Wearable Sensor

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta fi
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences en
dc.contributor Helsingfors universitet, Bio- och miljövetenskapliga fakulteten sv
dc.contributor.author Acosta Leinonen, Johanna Natalia
dc.date.issued 2019
dc.identifier.uri URN:NBN:fi:hulib-201906052292
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/302598
dc.description.abstract Vastasyntyneelle ja imeväisikäiselle nukkuminen on elintärkeä toiminto, ja se on välttämätöntä aivoverkkojen kehitykselle. Tiedetään, että huono unenlaatu aiheuttaa pitkällä tähtäimellä muun muassa kasvun hidastumista ja käyttäytymisongelmia. Imeväisikäisillä melko yleisesti esiintyvät unihäiriöt, kuten yöheräily ja nukahtamisvaikeudet aiheuttavat merkittävää rasitusta ja huolta vanhemmille. Objektiivisen mittausmenetelmän puutteen vuoksi ei ole kuitenkaan voitu selvittää imeväisikäisen unen kehittymistä kotiolosuhteissa. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin puettaviin pöksyihin kiinnitetyn liikeanturin ja EKG-kangaselektrodien soveltuvuutta vastasyntyneiden ja imeväisikäisten vauvojen unenaikaisen hengityksen ja sykkeen tarkkailuun. Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa päiväaikaisten uni-EEG-tutkimuksien yhteydessä verrattiin liikeanturin mittauskanavien rekisteröimiä mittauskäyriä pietsoanturilla varustettuun hengitysvyöhön. Saatujen tutkimustuloksien perusteella liikeanturin gyroskooppi osoittautui tarkimmaksi hengitystaajuutta mittaavaksi parametriksi, kun taas anturin välittämä EKG-signaali oli tulkintakelpoisin osin luotettavaa. Tutkimuksen toisessa vaiheessa vauvaperheille annettiin unipöksyt ja älypuhelimet kotiin arvioidaksemme yön yli kestävää kotikäyttöä. Tutkimustulokset viittaavat siihen, että eri unitilojen tunnistaminen hengityksen vaihtelusta olisi todennäköisesti mahdollista gyroskooppisignaalista. Vanhemmilta saadun palautteen perusteella unipöksyjä pidettiin käytännöllisinä ja helppokäyttöisinä. Tulevissa tutkimuksissa tulisi keskittyä liikeanturin validointiin kliinisesti hyväksyttyjen mittausparametrien avulla, jotta algoritmeja voisi opettaa tunnistamaan eri uni-valve rytmejä automaattisesti. Näin puettava liikeanturi voisi tarjota tietoa vauvan luonnollisen unirakenteen kehittymisestä pitkällä aikavälillä. Lisäksi anturin kliininen validointi voisi mahdollistaa imeväisikäisten kardiorespiratoristen ongelmien ja liikehäiriöiden diagnostisen lisätyökalun kehittämisen. fi
dc.description.abstract Sleep is one of the most vital functions of newborns and infants, and it is essential for neuronal network development. Therefore, long-term sleep disturbances have been associated with growth delays and behavioral disorders. Commonly reported infant sleep disturbances, such as night awakenings and difficulties falling asleep, cause distress to parents. Yet, the development of infant sleep in the home environment has not been fully elucidated due to lack of objective measurement parameters. In the current study, we assessed the feasibility of a motion sensor, attached to wearable pants, and ECG textile electrodes to monitor sleep-related respiration and heart rate of newborns and infants. First, we compared signals recorded by the motion sensor’s measurement channels to the standard respiratory piezo effort belt’s signal during daytime EEG recordings. According to our results, the motion sensor’s gyroscope proved to measure respiratory rate most accurately, while the ECG signal transmitted by the sensor was reliable in interpretable sections. We then provided wearable garments and smartphones to families with infants to assess overnight home-use. Our results indicate that different sleep states could likely be identified based on respiration fluctuation visible in the gyroscope’s signals. Moreover, the wearable system was considered practical and easy to use by the parents. Future studies should focus on validating the sensor with clinically approved measures, in order to train the algorithms to automatically identify different sleep-wake states. By doing so, the wearable sensor could provide information on natural infant sleep structure development over long time periods. Additionally, clinical validation of the sensor may result in the development of a companion diagnostic tool for infant cardiorespiratory and movement disorders. en
dc.language.iso eng
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher University of Helsinki en
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.subject vastasyntynyt fi
dc.subject imeväisikäinen fi
dc.subject uni fi
dc.subject hengitys fi
dc.subject elektrokardiografia fi
dc.subject polysomnografia fi
dc.subject puettavat fi
dc.subject liikeanturi fi
dc.subject pietsoanturi fi
dc.subject newborn en
dc.subject infant en
dc.subject sleep en
dc.subject respiration en
dc.subject electrocardiography en
dc.subject polysomnography en
dc.subject wearables en
dc.subject motion sensor en
dc.subject piezo sensor en
dc.title Monitoring Newborn and Infant Sleep Respiration and Heart Rate with a Wearable Sensor en
dc.title.alternative Vastasyntyneen ja imeväisikäisen vauvan unenaikaisen hengitys- ja syketaajuuden tarkkailu puettavalla liikeanturilla fi
dc.type.ontasot pro gradu -tutkielmat fi
dc.type.ontasot master's thesis en
dc.type.ontasot pro gradu-avhandlingar sv
dct.identifier.urn URN:NBN:fi:hulib-201906052292
dc.subject.specialization Neurotiede fi
dc.subject.specialization Neuroscience en
dc.subject.specialization Neurovetenskap sv
dc.subject.degreeprogram Neurotieteiden maisteriohjelma fi
dc.subject.degreeprogram Master's Programme in Neuroscience en
dc.subject.degreeprogram Magisterprogrammet i neurovetenskap sv

Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Acosta_Leinonen ... atalia_Pro_gradu_2019_.pdf 9.299Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record