Unipöksyistä ja tekoälystä apua vauvojen uniongelmiin

Vauvojen neurologista tutkimusta tehdään yhä pitkälti havainnoimalla ja poikkeavan kehityksen ennustaminen on haastavaa. Tekoälyä hyödyntävien unipöksyjen avulla lääkäri voi saada lisätietoa, joka ei kuulu vanhempien kertomuksessa eikä näy vastaanottokäynnillä. Helsingin yliopiston kliinisen neurofysiologian professori Sampsa Vanhatalon johtaman RIB-tutkimushankkeen tavoitteena on kehittää ratkaisuja imeväisikäisen varhaisen aivotoiminnan diagnostiikkaan, etämonitorointiin ja hoidon seurantaan. Unipöksyt on kehitetty yhdessä Aalto-yliopiston tutkijan Elina Ilénin kanssa. Tutkimus tehdään Lastensairaalassa sijaitsevassa BABA-keskuksessa ja se on osa Suomen Akatemian rahoittamaa Tieteellä terveyteen (TERVA) -tutkimusohjelmaa.

Jopa 40 prosenttia vanhemmista on sitä mieltä, että heidän vauvansa nukkuu huonosti. Unipöksyistä voisi olla apua vanhempien ahdinkoon. ”On näyttöä siitä, että vauvan uni häiriytyy kaikenlaisista lapsen sairauksista, kuten infektioista, mutta myös äidin hyvinvointia häiritsevistä asioista, esimerkiksi masennuksesta. Unipöksyillä voidaan havaita myös periodista hengitystä, joka ilmenee ensimmäisten elinkuukausien aikana ja vaatii usein hoitoa”, kertoo Vanhatalo. Unipöksyjen avulla voidaan selvittää, millainen hengitys tai liikehdintä on normaalia ja mihin kannattaa kiinnittää huomiota. ”On huomattu, että hengitysrytmi ja sen tasaisuus on erittäin hyvä mittari lapsen unitiloista. Pelkästään hengitystä katsomalla voidaan nähdä varsin hyvin lapsen syvät ja pinnalliset univaiheet.”

Käytännössä unipöksyt toimivat pienellä hengitystä mittaavalla sensorilla, joka on kiinnitetty pöksyjen vyötärölle navan alapuolelle. Hengitysliikkeen tieto siirtyy Bluetooth-yhteyden kautta älykännykkään, josta data puretaan ja siirretään tekoälyalgoritmin analysoitavaksi. Algoritmi tunnistaa syvät ja pinnalliset univaiheet ja tulkitsee hengityksen muutoksia. Pöksyjä on tähän mennessä testattu lastensairaalassa aivosähkökäyrämittauksien ja unilaboratorion yhteydessä. Tällaisen virallisen unitutkimuksen avulla tekoälyalgoritmia pystytään opettamaan ja se oppii lopulta tunnistamaan univaiheet itsenäisesti. Pöksyjä on myös testattu kotikäytössä yön yli ja todettu, että mittaus onnistuu luotettavasti myös pidemmällä aikavälillä.

Unipöksyjen kehitys on pitkällä ja tulevan talven aikana pöksyjen ja tausta-algoritmin kokonaisuudesta on valmistumassa kentälle sopiva prototyyppi. Tulevaisuudessa pöksyjen toivotaan päätyvän arkikäyttöön imeväisten luonnolliseen ympäristöön, kotiin. Vaatteita olisi mahdollista antaa vanhemmille lainaksi neuvolasta ja analysoida mittaustulokset verkkopalvelun avulla.

Imeväisen aivorytmit: Älyvaatteista laskennalliseen analyysiin ja hoidon monitorointiin (RIB) -hankekonsortio koostuu Helsingin yliopiston, Aalto-yliopiston ja Turun yliopiston tutkimusryhmistä, jotka kokoavat yhteen eri alojen parhaita osaajia. Hankkeessa on mukana muun muassa tekstiili-insinöörejä, lääkäreitä, matemaatikkoja, fyysikkoja ja tekoälyn ammattilaisia. Tämä luo mahdollisuuden monitahoiseen verkostoitumiseen, sillä esimerkiksi tekstiili-insinöörit ovat harvoin tekemisissä lastentautien tutkimuksen kanssa. Akatemian lisäksi hanketta rahoittavat Lastentautien tutkimussäätiö sekä Aivosäätiö.