Abstract The aims of this study were to explore different aspects of dental fear and their determinants among children at different ages. The study samples comprised 378 children from the Veneto region of Italy aged 3–13 years and 1474 children from Jyväskylä and Kuopio, Finland, aged 3, 6, 9, 12 and 15 years. In the Italian study, the child’s age, first dental visit, number of subsequent visits and dental fear, and the parent’s dental fear were asked in a questionnaire. In the Finnish study, a questionnaire was used that contained 11 dental fear-related questions and family member’s dental fear and questions on oral health habits and family characteristics. Dental status was determined clinically and information on treatment procedures from three preceding years was collected from patient records. A total of 21 to 36% of Finnish children were quite or very afraid of something in dental treatment. The prevalence of dental fear among Finnish children was not lower among older children but rather fluctuated among different ages. The characteristics of dental fear differed among children at different ages. Among Finnish children, four aspects of dental fear were revealed from the questionnaire, i.e. ‘Treatment of dental decay’, ‘Attending dentist’, ‘Peak value for dental fear’ and ‘Fear of dental treatment in general’. Correlations between the four abovementioned aspects, the differences between age groups separately for the above mentioned aspects, and the determinants of dental fear were studied. At younger ages, the dental fear was abstract, commonly related to attending dentist. At older ages, dental fear was often related to invasive treatment, such as fear of local anaesthesia and drilling. Fear of pain which was common among all age groups. Among Italian children, the first dental experiences were strong determinants of dental fear. Among Finnish children, dental fear among other members of the family was more often found among children with dental fear than among non-fearful children. 15-year-old girls were more likely to be afraid than boys of the same age but gender differences were not found at younger ages. The results indicated that dental fear is not solely based on direct conditioning but rather consists of child, family and environment related determinants. / Tiivistelmä Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää lasten hammashoitopelon piirteitä ja niihin liittyviä seikkoja eri-ikäisillä lapsilla. Tutkimuksessa käytettiin havaintoaineistoa, joka koostui 378:sta 3–13-vuotiaasta italialaisesta lapsesta Veneton maakunnan alueelta sekä 1474:stä 3-, 6-, 9-, 12- ja 15-vuotiaasta lapsesta Jyväskylästä ja Kuopiosta. Tutkimuksessa italialaisilla lapsilla vanhempi täytti kyselylomakkeen, joka sisälsi kysymyksiä lapsen iästä, hammashoitopelosta, ensimmäisestä hammashoitokäynnistä ja seuraavien hoitokäyntien lukumäärästä sekä vanhemman omasta hammashoitopelosta. Suomalaisilla lapsilla tutkimustiedot kerättiin kyselylomakkeella, joka sisälsi 11 kysymystä lapsen hammashoitopelosta ja kysymyksiä lapsen suun terveystottumuksista sekä perheeseen liittyvistä seikoista, kuten perheenjäsenten hammashoitopelosta. Hampaiden senhetkinen kliininen tila sekä kolmen tarkastusta edeltävän vuoden hoitokäynnit ja tuolloin tehdyt toimenpiteet otettiin mukaan tutkimukseen. Suomalaisista lapsista 21–36 % pelkäsi jonkin verran tai paljon jotain asiaa hammashoidossa. Suomalaisten lasten hammashoitopelko ei ollut alempi nuoremmilla lapsilla vaan vaihteli ikäryhmien välillä. Myös hammashoitopelon luonne vaihteli ikäluokittain. Suomalaisesta kyselystä löydettiin neljä pelon osa-aluetta: paikkaushoitoon liittyvä pelko, hammaslääkärissä käymiseen liittyvä pelko, yleinen hammashoitopelko sekä voimakkaimmaksi koettu hammashoitoon liittyvä yksittäinen pelko. Tutkimuksessa tutkittiin pelon osa-alueiden välisiä korrelaatioita ikäryhmittäin, erikseen yksittäisen pelon osa-alueen vaihtelua ikäryhmien välillä sekä hammashoitopelon liittyviä seikkoja ikäryhmittäin. Nuoremmilla lapsilla hammashoitopelko oli useammin abstraktia, yleensä hammashoidossa käymiseen liittyvää pelkoa. Vanhemmilla lapsilla hammashoitopelko oli usein hammashoitotoimenpiteisiin liittyvää pelkoa, esimerkiksi puudutuksen ja porauksen pelkoa. Kivun pelko oli yleistä kaikissa ikäryhmissä. Ensimmäiset hammashoitokokemukset olivat voimakkaita hammashoitopelon selittäjiä italialaisilla lapsilla. Suomalaisten lasten hammashoitopelko oli vahvasti yhteydessä muiden perheenjäsenten hammashoitopelkoon. 15-vuotiaat tytöt pelkäsivät hammashoitoa enemmän kuin pojat, mutta sukupuolten välisiä eroja ei havaittu nuoremmissa ikäryhmissä. Tutkimus osoittaa, että lasten hammashoitopelko ei ole ainoastaan seurausta suorasta ehdollistumisesta hammashoitokokemusten kautta vaan siihen vaikuttavat enemmänkin lapseen, perheeseen ja ympäristöön liittyvät seikat.

Abstract Wireless sensor networks (WSNs) consisting of battery-powered sensors are increasingly deployed for a myriad of Internet of Things applications, e.g., environmental, industrial, and healthcare monitoring. Since wireless access is typically the main contributor to battery usage, minimizing communications is crucial to prolong network lifetime and improve user experience. The objective of this thesis is to develop and analyze energy-efficient distributed compressed data acquisition techniques for WSNs. The thesis proposes four approaches to conserve sensors' energy by minimizing the amount of information each sensor has to transmit to meet given application requirements. The first part addresses a cross-layer design to minimize the sensors’ sum transmit power via joint optimization of resource allocation and multi-path routing. A distributed consensus optimization based algorithm is proposed to solve the problem. The algorithm is shown to have superior convergence compared to several baselines. The remaining parts deal with compressed sensing (CS) of sparse/compressible sources. The second part focuses on the distributed CS acquisition of spatially and temporally correlated sensor data streams. A CS algorithm based on sliding window and recursive decoding is developed. The method is shown to achieve higher reconstruction accuracy with fewer transmissions and less decoding delay and complexity compared to several baselines, and to progressively refine past estimates. The last two approaches incorporate the quantization of CS measurements and focus on lossy source coding. The third part addresses the distributed quantized CS (QCS) acquisition of correlated sparse sources. A distortion-rate optimized variable-rate QCS method is proposed. The method is shown to achieve higher distortion-rate performance than the baselines and to enable a trade-off between compression performance and encoding complexity via the pre-quantization of measurements. The fourth part investigates information-theoretic rate-distortion (RD) performance limits of single-sensor QCS. A lower bound to the best achievable compression — defined by the remote RD function (RDF) — is derived. A method to numerically approximate the remote RDF is proposed. The results compare practical QCS methods to the derived limits, and show a novel QCS method to approach the remote RDF. / Tiivistelmä Patterikäyttöisistä antureista koostuvat langattomat anturiverkot yleistyvät esineiden internetin myötä esim. ympäristö-, teollisuus-, ja terveydenhoitosovelluksissa. Koska langaton tiedonsiirto kuluttaa merkittävästi energiaa, kommunikoinnin minimointi on elintärkeää pidentämään verkon elinikää ja parantamaan käyttäjäkokemusta. Väitöskirjan tavoitteena on kehittää ja analysoida energiatehokkaita hajautettuja pakattuja datankeruumenetelmiä langattomiin anturiverkkoihin. Työssä ehdotetaan neljä lähestymistapaa, jotka säästävät anturien energiaa minimoimalla se tiedonsiirron määrä, mikä vaaditaan täyttämään sovelluksen asettamat kriteerit. Väitöskirjan ensimmäinen osa tarkastelee protokollakerrosten yhteissuunnittelua, jossa minimoidaan anturien yhteislähetysteho optimoimalla resurssiallokaatio ja monitiereititys. Ratkaisuksi ehdotetaan konsensukseen perustuva hajautettu algoritmi. Tulokset osoittavat algoritmin suppenemisominaisuuksien olevan verrokkejaan paremmat. Loppuosat keskittyvät harvojen lähteiden pakattuun havaintaan (compressed sensing, CS). Toinen osa keskittyy tila- ja aikatasossa korreloituneen anturidatan hajautettuun keräämiseen. Työssä kehitetään liukuvaan ikkunaan ja rekursiiviseen dekoodaukseen perustuva CS-algoritmi. Tulokset osoittavat menetelmän saavuttavan verrokkejaan korkeamman rekonstruktiotarkkuuden pienemmällä tiedonsiirrolla sekä dekoodausviiveellä ja -kompleksisuudella ja kykenevän asteittain parantamaan menneitä estimaatteja. Työn viimeiset osat sisällyttävät järjestelmämalliin CS-mittausten kvantisoinnin keskittyen häviölliseen lähdekoodaukseen. Kolmas osa käsittelee hajautettua korreloitujen harvojen signaalien kvantisoitua CS-havaintaa (quantized CS, QCS). Työssä ehdotetaan särön ja muuttuvan koodinopeuden välisen suhteen optimoiva QCS-menetelmä. Menetelmällä osoitetaan olevan verrokkejaan parempi pakkaustehokkuus sekä kyky painottaa suorituskyvyn ja enkooderin kompleksisuuden välillä mittausten esikvantisointia käyttäen. Neljäs osa tutkii informaatioteoreettisia, koodisuhde-särösuhteeseen perustuvia suorituskykyrajoja yhden anturin QCS-järjestelmässä. Parhaimmalle mahdolliselle pakkaustehokkuudelle johdetaan alaraja, sekä kehitetään menetelmä sen numeeriseen arviointiin. Tulokset vertaavat käytännön QCS-menetelmiä johdettuihin rajoihin, ja osoittavat ehdotetun QCS-menetelmän saavuttavan lähes optimaalinen suorituskyky.