Sensorit ja ympäristötekijät altistusten tutkimuksessa

Teksti: Juha Parkka ja Eija Parmes

HEALS-projektissa etsitään yhteyksiä terveyden ja ympäristötekijöiden välillä sekä satelliittikuvilta että henkilökohtaisilla sensoreilla.

Kuvituskuvassa hiilikasa.
Rekisteritiedot auttavat mallintamaan henkilökohtaista altistumistamme esimerkiksi pienhiukkasille ja muille ilmansaasteille.

 

Syitä kroonisten sairauksien syntyyn etsitään sekä perinnöllisyystieteeseen kuuluvilla genomitutkimuksilla että ulkoisista altistuksista.  Ulkoista altistusta saamme sekä elinympäristöstä että elintavoistamme johtuen. Aikaisemmissa tutkimuksissa on havaittu muun muassa ilman epäpuhtauksien aiheuttavan astmaa ja sydän- ja verisuonitauteja, ja että melu, valo ja lämpö vaikuttavat stressin tuntemuksiin ja sitä kautta terveyteemme.

EU:n HEALS-projektissa tutkitaan erityisesti astman, neurologisten kehityshäiriöiden, lihavuuden ja tyypin 2 diabeteksen syntyyn vaikuttavia tekijöitä. Selittäviä tekijöitä etsitään sekä henkilökohtaisista elintavoista (ruokapäiväkirjat, liikkuminen) että ympäristöstä (ilmanlaatu, saasteet, itiöt, melu, kasvillisuus ja maankäyttö).

Altistusta mitataan jo sikiöajalta äidistä tehtävien mittausten kautta sekä jatkuvana profiilina koko eliniän kattavaksi altistusprofiiliksi. Perinteisistä, kyselyihin pohjautuvista epidemiologisista menetelmistä on siis siirryttävä tarkempaan mallintamiseen ja yksilökohtaiseen seurantaan. Nykyteknologia ja rekisteritiedot mahdollistavat jo paljon tarkempaa yksilöllisen altistuksen mallintamista. Kännyköiden avulla henkilön sijainti voidaan potentiaalisesti tallentaa jatkuvasti, ja paikkatietojen ja muun mittausdatan perusteella voidaan arvioida altistusten määrää. Toinen tapa on mallintaa altistumista henkilön asuin-, koulu- ja työpaikkatietojen perusteella.

Puettavat terveydentilan ja altistuksen sensorit

HEALS-projektissa koehenkilöiden liikkumista, eli paikkaa ja askelten määrää, seurattiin kahden viikon ajan kännykän Moves-sovelluksella sekä FitBit-aktiivisuusanturilla useissa Euroopan maissa. Sisäilman laatua mitattiin Dylos-sensorilla, ja ulkoilman laatu saatiin sääasemilta.  Haitallisten hiili- ja rikkikaasujen esiintymistä mitattiin lisäksi Netatmo-laitteella. Moves-sovelluksen sijaintitieto toimi linkkinä karttoihin ja satelliittikuviin, kun laskettiin liikkujan muuttuvaa ympäristökuvaa (Kuva).

Satelliittikuvat ja viheralueiden vaikutus terveyteen

Yhtenä tutkimusaiheena oli viheralueiden vaikutusten kartoittaminen. Tähän tarkoitukseen käytettiin satelliittikuvista ja maankäyttökartoista laskettuja ympäristöindikaattoreita. Näitä ympäristöindikaattoreita ovat maankäyttöluokkien osuudet lähiympäristössä, viheralueiden osuus, vesialueitten osuus, havupuuston määrä, lehtipuuston määrä ja sekapuuston määrä. Nämä tiedot ovat saatavilla Euroopan ympäristöhallinnon (EEA= European Environment Agency) sivuilta olevilta Corine Land Cover -kartoilta, Urban Atlas -kartoilta ja Tree canopy eli Sentinel-2-kuvista lasketuilta puuston latvuspeitteisyyskartoilta.

Maankäyttöluokkien osuudet lasketaan usealla säteellä 100 metrin ja 1 kilometrin välillä asuinpaikan, työpaikan tai koulun ympäriltä. Viheralueiden vaikutusten tutkimuksissa on tyypillisesti käytetty 300 metrin sädettä. HEALS-projektissa laskettiin ympäristöindikaattoreita myös profiileina mobiilisijainnin perusteella. Näin saadaan tarkempi arvio henkilön kokonaisaltistuksesta.

Kuvituskuva viheralueiden ja vesialueen osuudesta liikkujan lähiympäristössä.
Viheralueiden ja vesialueen osuudet liikkujan lähiympäristössä 36 minuutin kävelyn ajalta.

 

Huono sisäilma saa ihmisen liikkumaan

Alustavissa tuloksissa on havaittu, että henkilöt, jotka asuvat vihreämmillä alueilla, liikkuvat enemmän. Luonnolliset ympäristöt siis joko motivoivat tai pakottavat fyysiseen aktiivisuuteen, mikä on positiivista ihmisen terveydelle.

Lisäksi havaittiin, että huonommassa sisäilmassa asuvat ihmiset liikkuvat enemmän. Tämän löydöksen on arvioitu liittyvän joko huonon sisäilman aiheuttamaan tarpeeseen liikkua raittiissa ulkoilmassa tai siihen, että sisäilman hiukkaspitoisuutta nostavat esimerkiksi kotieläimet. Tässä tapauksessa siis kotieläimet saavat ihmisen liikkumaan enemmän (vaativat esimerkiksi säännöllistä ulkoiluttamista). Jo näistä alustavista tuloksista voidaan päätellä, että satelliittidataan perustuvasta analyysistä on suurta apua ympäristön terveellisyyttä arvioitaessa.

Terveyteen liittyvät assosiaatiot ovat monimutkaisia ja ristiriitaisiakin. Esimerkiksi meren läheisyys yleensä mielletään terveyttä edistäväksi, mutta tutkimuksissa on saatu myös päinvastaisia tuloksia. Syyksi on epäilty esimerkiksi satamissa asuvien ihmisten sosio-ekonomisen tilanteen vaikutusta tai satamista kantautuvan ilmansaasteen vaikutusta.

Viheralueiden on useissa tutkimuksissa todettu parantavan ihmisten terveyttä esimerkiksi puhdistamalla ilmaa, vähentämällä melua ja luomalla rauhallisen, ulkoiluun sopivan ympäristön. Puuston läheisyys ei kuitenkaan aina paranna terveyttä, vaan esimerkiksi tiettyjen puiden siitepöly voi aiheuttaa yliherkille ihmisille allergia- ja astmaoireita. Tällaisten yhteyksien selvittäminen on tärkeää, jotta tulevaisuudessa voidaan rakentaa terveellisempiä asuin- ja työympäristöjä.

Lue lisää aiheesta:

EU HEALS 2014 - 2019, Health and Environment-wide Associations based on Large population Surveys.


Juha Pärkkä kehittää VTT:llä menetelmiä terveyteen liittyvän datan tulkintaan. Eija Parmes kehittää VTT:llä menetelmiä satelliittikuvien hyödyntämiseen. Sähköposti: etunimi.sukunimi@vtt.fi.

 

Artikkelin pdf-versio >>

Positio 1/2019 sisällysluettelo >>