Abstract Today, digital imaging is widely used in dentistry. In medical radiography, the importance of displays and room illuminance has been shown in many studies, whereas the effect of these factors in the diagnosis of dental radiography is not clear and remains controversial. There is limited knowledge among dentists as to how observer performance is affected by the type of display, level of ambient light or grayscale calibration. The aim of this thesis was to compare observer performance in the detection of both anatomical structures and pathology in panoramic and bitewing radiographs using consumer grade display with γ 2.2- and DICOM-calibration, a tablet (3rd generation Apple iPad® and a 6 MegaPixel (MP) display under different lighting conditions. Furthermore, the thesis aimed at providing recommendations for type of display and acceptable illuminance levels in the room for interpretation of dental radiographs. Thirty panoramic and bitewing radiographs were randomly evaluated on four displays under bright (510 lx) and dim (16 lx) ambient lighting by two observers. Both anatomical structures and pathology were evaluated because they provided both low- and high-contrast structure. Consensus was considered as reference. Intra- and inter-observer agreement was determined. The proportion of equivalent ratings and weighted kappa were used to assess the reliability. The level of significance was set to P<0.05. DICOM calibration may improve observer performance in the detection of pathology in panoramic radiographs regardless of the room illuminance level. DICOM calibration improves the detection of enamel and dentinal caries in bitewing radiographs, particularly in bright lighting conditions. On the other hand, in dental practice the room illuminance level is often higher, and it is thus recommended that the overall lighting level should be decreased. Furthermore, a DICOM-calibrated consumer grade display can be used instead of a medical display in dental practice without compromising the diagnostic quality and it saves costs. Tablet displays are recommended to use with care in dental radiography. / Tiivistelmä Hammaslääketieteessä käytetään nykyään pääasiassa digitaalista kuvantamista. Lääketieteellisessä radiologiassa näyttöjen ja käyttöympäristön valaistuksen merkitys kuvien katseluun on osoitettu lukuisissa tutkimuksissa, kun taas hammaslääketieteellisten tutkimusten tulokset näiden tekijöiden vaikutuksista röntgenkuvien tulkintaan eivät ole yksiselitteisiä ja niissä on ristiriitaisuutta. Hammaslääkäreiden tiedot näyttöjen, kalibroinnin ja ympäröivän valaistuksen vaikutuksesta röntgenkuvan tulkintaan ovat puutteellisia. Tämän väitöskirjan tarkoituksena oli vertailla näyttöjen suorituskykyä panoraama- ja purusiivekekuvien tulkinnassa eri valaistusolosuhteissa. Tutkimuksessa vertailtiin γ 2.2- ja DICOM-kalibroitua perusnäyttöä, tablettia (kolmannen polven Apple iPad®) sekä 6 MegaPikselin (MP) lääketieteelliseen käyttöön tarkoitettua näyttöä. Lisäksi väitöskirjan tarkoituksena oli antaa hammaslääketieteellisten röntgenkuvien katseluun soveltuvia näyttöjä ja käyttöympäristön valaistusta koskevia suosituksia. Kaksi tulkitsijaa arvioi 30 panoraama- ja purusiivekeröntgenkuvaa satunnaisessa järjestyksessä neljältä eri näytöltä kirkkaassa (510 luksia) ja hämärässä (16 luksia) valaistuksessa. Tutkimuksessa arvioitiin sekä korkeakontrastisia anatomisia rakenteita että matalakontrastisia patologisia löydöksiä. Tuloksia verrattiin tutkijoiden väliseen yhteisluentaan. Luotettavuuden arviointiin käytettiin yhdenmukaisuusosuutta sekä painotettua kappaa. Toistettavuuden arvioimiseksi laskettiin kapat toisen alkuperäisten ja uusintaluentojen sekä molempien tulkitsijoiden alkuperäisluentojen välille. Merkitsevyystasoksi määriteltiin p<0,05. DICOM-kalibrointi voi parantaa patologisten löydösten tulkintaa panoraamakuvissa molemmissa valaistusolosuhteissa. DICOM-kalibrointi parantaa selvästi purusiivekekuvien hammaskiille- ja hammasluukarieksen tulkintaa erityisesti kirkkaassa valaistuksessa. Hammaslääkäreiden työskentelytilojen valaistus on yleensä korkeampi kuin tutkimuksessa käytetty, joten näyttöjen käyttöympäristön valaistusta tulisi laskea toimistovalaistusta vastaavaksi. DICOM-kalibroitua perusnäyttöä voidaan suositella käytettäväksi kalliiden medikaalinäyttöjen sijaan. Tablettia tulee sen sijaan käyttää harkiten hammaskuvien tulkintaan.

Abstract This thesis explores the design and experience of adaptive lighting. In this research, adaptive lighting is understood as a wide concept referring to lighting which adapts to information about the environment and its users or to other information relevant to intended lighting behaviour. Adaptive lighting is approached as an element of architecture and urban space, which has an influence on the human environmental experience at various levels. The research can be defined as architectural design-based research as well as transdisciplinary research. This research explores design practice by analysing the design processes of three case studies through the research-by-design method. The essential design phases, design tasks and design methods are recognized and presented. In addition, the experiences of adaptive lighting are explored with the help of empirical qualitative research material, which is gained through evaluation of the case studies. The methods used in evaluation include in situ walking interviews and evaluation probes. In the case projects situated in urban environments and in a retail space, different forms of lighting adaptation, interaction and participation were studied. The design process of adaptive lighting can be theorized, based on the three case studies, as a three-phase process consisting of several subtasks. The design process is guided by several design factors. In the design process, cooperation with experts of interaction and system design is beneficial. The users’ experience of adaptive lighting environments is complex and multifaceted. The experiences emerge in each environment as context-related interpretations or manifestations of the general experiential aspects. Finally, adaptive lighting is conceptualized in the thesis as a holistic design task by formulating a framework for pragmatic-experiential and context-oriented design of adaptive lighting. This defines adaptive lighting as a design task from the perspectives of multifaceted users’ experience and pragmatic constraints of design practice. Future design processes should acknowledge the complexity of the design task. Then adaptive lighting can offer, besides energy savings, added value for illuminated environments on many levels of experience. The main significance of this study is to help both designers and clients to understand the diversity of the new design task, and to help to approach it from human-oriented perspective—from the perspective of inhabitants of the environments. / Tiivistelmä Tämä väitöskirja tutkii mukautuvan valaistuksen suunnittelua ja kokemusta. Työssä mukautuva valaistus ymmärretään laajana käsitteenä viitaten valaistukseen, joka mukautuu ympäristöstä ja sen käyttäjistä saatavaan tietoon tai johonkin muuhun valaistuksen tavoitellun toiminnan kannalta merkitykselliseen tietoon. Mukautuvaa valaistusta lähestytään arkkitehtuurin ja kaupunkitilan elementtinä, joka vaikuttaa ihmisen kokemukseen ympäristöstään usealla eri tasolla. Tutkimus on luonteeltaan arkkitehtuurin suunnittelulähtöistä tutkimusta ja poikkitieteellistä tutkimusta. Se valottaa suunnittelun praktiikkaa analysoimalla research-by-design-menetelmällä kolmen tapaustutkimuksen suunnitteluprosesseja. Olennaiset suunnitteluvaiheet, -tehtävät ja -menetelmät tunnistetaan ja esitellään. Lisäksi kokemuksia mukautuvasta valaistuksesta tarkastellaan analysoimalla empiiristä, laadullista tutkimusaineistoa, joka on syntynyt tapaustutkimuksia evaluoimalla. Evaluointimenetelminä ovat olleet puolistrukturoitu haastattelu, paikanpäällä tehtävä kävelyhaastattelu ja evaluointiluotain. Tapaustutkimusprojekteissa, jotka sijoittuivat kaupunkiympäristöihin ja liiketiloihin, tutkittiin erilaisia valaistuksen mukautumisen sekä valon kanssa vuorovaikuttamisen ja osallistumisen muotoja. Mukautuvan valaistuksen suunnitteluprosessia voidaan kolmeen tapaustutkimukseen perustuen teoretisoida kolmivaiheisena prosessina, joka sisältää useita alatehtäviä. Suunnitteluprosessia ohjaavat useat suunnittelutekijät. Monialainen yhteistyö suunnitteluprosessin aikana on hyödyllistä. Käyttäjien kokemukset ympäristöistä, jotka on valaistu mukautuvasti, ovat monimutkaisia ja moniulotteisia. Kokemukset muodostuvat kussakin ympäristössä kontekstisidonnaisina tulkintoina ja ilmentyminä yleisistä kokemuksellisista piirteistä. Mukautuvaa valaistusta määritellään ja käsitteellistetään tässä väitöskirjassa holistisena ja kontekstisidonnaisena suunnittelutehtävänä käyttäjän moniulotteisen kokemuksen ja suunnittelupraktiikan käytäntöön liittyvien rajoitusten näkökulmista. Tulevaisuuden suunnitteluprosesseissa tulisi huomioida suunnittelutehtävän moniulotteisuus. Näin mukautuva valaistus voisi tarjota energiansäästöjen ohella valaistuihin ympäristöihin lisäarvoa useilla kokemuksen tasoilla. Tämän työn päämerkityksenä on auttaa sekä suunnittelijoita että suunnittelun tilaajia ymmärtämään uuden suunnittelutehtävän monipuolisuus ja auttaa heitä lähestymään sitä ympäristön käyttäjien näkökulmasta.

Abstract Cryopreservation enables storage of genetic resources at ultra-low temperatures (<-150°C) while maintaining viability and regeneration capability. The method is especially suitable for long-term preservation of plant materials that cannot be stored as seeds. The genetic resources of potato (Solanum tuberosum L.), one of the most important food crops in the world, are preserved almost entirely by vegetative preservation. Cryopreservation is therefore increasingly applied for securing potato genetic resources in plant genebanks. A major challenge is, however, that recovery percentages can extensively vary among different genotypes. Light spectral quality is among the most important factors affecting plant growth and morphogenesis, but its effect with regard to cryopreservation has not been studied. In the present thesis, I studied the effect of six different light qualities on cryopreservation success of five potato cultivars before and after cryopreservation. I also explored how the different light conditions affect gene transcript abundance of recovering potato shoot tips. The results indicate that light spectral quality significantly affects the cryopreservation success of potato shoot tips in vitro. Prior to cryopreservation, cultivation under blue LEDs resulted in high initial survival, while post-cryopreservation exposure to a combination of red and blue LEDs (90% red, 10% blue) doubled the regeneration percentages. Concurrently, for most cultivars, red LEDs had adverse effects both before and after cryopreservation. The transcriptome analysis of potato shoot tips revealed the complex and extensive effect of cryopreservation on transcript abundance. Moreover, the expression level of stress- and defence-responsive genes was affected by light spectral quality. The positive effect of red-blue LEDs on shoot formation could tentatively be associated with a higher level of morphogenesis-related transcripts and lower level of stress and defence-responsive transcripts. The present thesis reveals that light spectral quality is an additional non-cryogenic factor, which can significantly increase the cryopreservation efficiency of plant germplasm. / Tiivistelmä Syväjäädytys mahdollistaa geenivarojen säilytyksen erittäin alhaisissa lämpötiloissa (<-150°C), siten että niiden elin- ja uusiutumiskyky säilyvät. Menetelmä soveltuu erityisesti sellaisten kasvimateriaalien pitkäaikaissäilytykseen, joita ei voida säilöä siementen avulla. Peruna (Solanum tuberosum L.) on yksi maailman tärkeimmistä ruokakasveista ja sen geenivaroja säilytetään lähes pelkästään vegetatiivisesti. Syväjäädytysmenetelmää käytetäänkin kasvavissa määrin perunan geenivarojen taltioimiseen geenipankeissa. Haasteena on kuitenkin syväjäädytyksen jälkeinen suuri vaihtelu elpymisprosenteissa eri genotyyppien välillä. Valon laatu on yksi tärkeimmistä kasvien kasvuun ja kehitykseen vaikuttavista tekijöistä, mutta sen vaikutusta syväjäädytyksen yhteydessä ei ole tutkittu. Väitöskirjassani tutkin kuuden erilaisen valonlaadun vaikutusta sekä syväjäädytystä edeltävän että sen jälkeisen kasvatuksen aikana viiden perunalajikkeen selviytymiseen. Lisäksi tutkin, miten erilaiset valo-olosuhteet vaikuttivat geenien ilmenemiseen elpyvissä perunan versonkärjissä. Tutkimukseni osoitti, että valon laatu vaikuttaa merkittävästi perunan versonkärkien kykyyn elpyä syväjäädytyksestä in vitro -olosuhteissa. Kun perunan versonkärkiä kasvatettiin sinisten LED-valojen alla ennen syväjäädytystä, niiden elävyysprosentit olivat korkeita, kun taas syväjäädytystä seuraava kasvatus sinipunaisten LED-valojen (90 % punaista, 10 % sinistä) alla kaksinkertaisti uusiutumisprosentit. Samanaikaisesti suurimmalle osalle lajikkeista punaisilla LED-valoilla oli epäsuotuisat vaikutukset selviytymiseen sekä syväjäädytystä edeltävän, että sitä seuraavan kasvatuksen aikana. Perunan kärkisilmujen geeniekspressioanalyysi osoitti, että syväjäädyttäminen aiheuttaa laajoja ja monitahoisia vaikutuksia kasvin geenien toiminnassa. Valon laatu vaikutti erityisesti stressi- ja puolustusgeenien ilmenemiseen. Tulokset viittaavat siihen että sinipunaisten LED-valojen uusiutumista edistävä vaikutus voi liittyä morfogeneesissä toimivien geenituotteiden runsauteen ja toisaalta stressi- ja puolustusgeenituotteiden määrän laskuun. Kaiken kaikkiaan tutkimukseni osoitti, että valon laatu on tärkeä ei-kryogeeninen tekijä, joka voi lisätä kasvien syväjäädytyksen tehokkuutta.

Abstract The integration of digital technologies into urban life and environments has accelerated rapidly over the past few decades. It has been well established that this digital augmentation is changing the way we use and experience urban places; however, more studies, especially at the micro-level and from an architectural point of view, must be conducted in order to increase our understanding of the phenomenon. In this thesis, I examine the experience and evaluation of digitally augmented public urban places through four case studies, analysing participants’ experiences of adaptive lighting pilots and urban displays deployed in real world settings. Digital augmentations were found to be able to alter the genius loci significantly; furthermore, findings from these case studies demonstrate and explain how co-design, existing use patterns and user groups in urban places, climate and weather, and sense of place affect digital augmentations. The thesis makes a methodological contribution in the form of evaluation probes. This method was developed by modifying the cultural probes method for the purposes of evaluative research of design artefacts. The proposed method allows for the emic evaluation of design artefacts without direct researcher presence. In other case studies, I have used ethnographically inspired methods to gather research materials. In analysing research materials I make a theoretical contribution by introducing the concept of emplacement into architectural research. This concept highlights the importance of place in our experience as embodied individuals. Based on my empirical results, I argue for the design of meaningful emplaced experiences through digital augmentation. I also chart the design challenges that have emerged from my studies, utilising them to develop a holistic model that aims to describe experiences of digital augmentation in public urban places. Overall, the thesis proposes participatory design evaluation as a new approach in the field of architecture. It refers to the examination and utilisation of research participants’ intersubjective accounts in the evaluation of design artefacts from an experiential point of view. I argue for the benefits of this approach for the further inclusion of research knowledge in design and planning processes. / Tiivistelmä Viimeisten vuosikymmenten aikana digitaaliset teknologiat ovat asettuneet osaksi kaupunkielämää ja kaupunkipaikkoja. Tämä ilmiö, joka on helposti havaittavissa jokapäiväisessä elämässä, on tunnistettu myös tutkimuskirjallisuudessa, missä ilmiötä on kutsuttu nimellä kaupunkipaikkojen digitaalinen augmentointi. Tähän mennessä ilmiön on todettu muuttavan kokemuksiamme kaupunkipaikoista. Lisäksi on tunnistettu, että aihetta tulisi tarkastella myös erityisesti mikrotasolla sekä arkkitehtuurin alan näkökulmasta. Tässä väitöskirjassa tarkastelen julkisten kaupunkipaikkojen digitaalista augmentointia tapaustutkimusten avulla. Analysoin tätä varten osallistujien digitaalisen augmentaation kokemuksia, mitkä ovat tapahtuneet tutkimushankkeiden sisällä tuotettujen, aidoissa kaupunkiympäristöissä tehtyjen pilottien ja konstruktien yhteydessä. Lähestymistavaltaan työni on mikrotason evaluatiivista laadullista suunnittelututkimusta. Väitöstutkimukseni käsittää myös menetelmällistä kehitystyötä. Tämän kehitystyön tuloksena esittelen evaluaatioluotainmenetelmän. Menetelmä on kehitetty alkuperäisen kulttuuriluotainmenetelmän pohjalta. Esitän analyysin alkuperäisestä menetelmästä sekä tuloksia omista empiirisistä tutkimuksistani ehdotettua menetelmää tukevina perusteina. Muut tutkimuksessa käyttämäni menetelmät ovat alkuperältään etnografisia; olen kuitenkin soveltanut menetelmiä arkkitehtuuritutkimuksen käyttöön. Analysoidakseni näitä empiirisiä tuloksia olen myös tehnyt teoreettista kehitystyötä esittelemällä arkkitehtuurintutkimukseen emplacement-käsitteen (suom. paikantuneisuus). Olen käyttänyt tätä käsitettä analysoidakseni empiirisiä tutkimusmateriaaleja abduktiivisesti. Käsitteellä pyrin ymmärtämään ja teorisoimaan paikan roolia digitaalisten augmentointien ruumiillisessa kokemuksessa ja suunnittelussa. Kokonaisuudessaan kehitän väitöskirjassa osallistavaa suunnitteluevaluaatiota (engl. participatory design evaluation lähestymistapana. Tällä tarkoitan useiden intersubjektiivisten ja kokemuksellisten näkökulmien tuomista ja käyttämistä suunnittelutuotteiden evaluatiivisessa eli arvioivassa tutkimuksessa. Väitöksessäni puollan tämän lähestymistavan hyödyllisyyttä arkkitehtuurisuunnittelussa ja -tutkimuksessa.

Abstract The purpose of this study was to investigate the quality of displays at radiology departments and healthcare centers, viewing conditions, quality control practices and user experiences of viewing radiological images from displays during 2007. The study aimed to provide guidelines to improving the quality of image viewing from displays and viewing conditions in healthcare. The data was gathered from radiology departments at university hospitals in Finland and healthcare centers in the treatment area of responsibility of the Oulu University Hospital. Display technology, quality control practices and users experiences of viewing were determined using questionnaires. Technical measurements were performed in order to acquire information on displays performance and viewing conditions. In addition, observation was used to evaluate viewing conditions. Almost all displays at radiological departments were applicable for diagnostics. At healthcare centers all displays were inapplicable for diagnostics. Both organization groups had displays using obsolete cathode ray tube technology and these displays did not pass current acceptance criteria. Most radiology departments had viewing conditions which were compatible with existing guidelines, whereas at healthcare centers lighting conditions were too bright for viewing radiological images from displays. Acceptance testing was done only for few of the displays and quality control was not performed regularly. Personnel responsible for quality assurance felt they were provided with inadequate resources for performing display quality control. Clinicians at healthcare centers did not identify the poor performance of displays. Radiologists and clinicians at healthcare centers rarely performed quality assurance for displays. The quality of displays, viewing conditions and the assessment of display performance at healthcare organizations was not at the level required by the existing guidelines. Both the cathode ray tube displays and uncalibrated liquid crystal displays should either be replaced with new ones or calibrated. Lighting and positioning of displays ought to be rearranged in order to diminish reflections. Furthermore, doctors ought to be able to rearrange lighting conditions with ease. More resources ought to be directed to display quality control and different quality control practices should be unified. Both the users and the quality control personnel should also be provided with more training in display quality control. Regular display quality control should be extended to all healthcare organizations. Clinicians working at healthcare centers should be provided with adequate training in the use of image viewing software. / Tiivistelmä Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää vuoden 2007 aikana radiologisten yksiköiden ja terveyskeskusten radiologisten kuvien katseluun tarkoitettujen näyttöjen laatu, kuvankatseluolosuhteet ja laadunvalvontakäytännöt sekä käyttäjien kokemuksia röntgenkuvien katselusta näytöiltä. Tutkimuksen tavoitteena oli antaa toimenpide-ehdotuksia kuvankatselun ja kuvankatseluolosuhteiden kehittämiseksi terveydenhuollossa. Aineisto muodostui otoksesta viiden yliopistollisen sairaalan radiologisista yksiköistä ja Oulun yliopistollisen sairaalan erityisvastuualueen terveyskeskuksista. Näyttöjen laitekanta, laadunvalvontakäytännöt ja lääkäreiden kokemuksia näyttötyöskentelystä selvitettiin kyselyllä. Mittausten ja havainnoinnin avulla saatiin tietoa näyttöjen suorituskyvystä ja kuvankatselutilojen valaistusolosuhteista. Radiologisten yksiköiden näytöt olivat teknisesti pääosin radiologisista kuvista tehtävään diagnostiikkaan soveltuvia. Terveyskeskuksissa käytettiin näyttöjä, jotka eivät soveltuneet diagnostiikkaan. Molemmissa ryhmissä poistuvaan katodisadeputkitekniikkaan perustuvia näyttöjä oli vielä käytössä, eikä yksikään mitatuista näytöistä saavuttanut hyväksyttävyyskriteereitä kaikkien suorituskyvyn mittaustulosten osalta. Suurimmassa osassa radiologisten yksiköiden työpisteissä huoneen valaistus oli suositusten mukainen, kun taas terveyskeskuksissa huoneiden valaistus oli liian voimakas radiologisten kuvien katseluun käytetyillä näytöillä. Vastaanottotarkastus oli tehty vain pienelle osalle näytöistä ja säännöllistä laadunvalvontaa tehtiin näytöille vähän. Laadunvalvojat kokivat resurssit riittämättömiksi näyttöjen laadunvalvontaan. Terveyskeskuslääkärit eivät itse tunnistaneet näytön huonoa suorituskykyä. Radiologit ja terveyskeskuslääkärit tekivät laadunvalvontaa käyttämilleen näytöille hyvin vähän. Tutkimuksen kohteena olleissa radiologisissa yksiköissä ja terveyskeskuksissa röntgenkuvien katseluun tarkoitettujen näyttöjen laatu, valaistusolosuhteet ja laadunvalvonta eivät vastanneet suosituksia. Katodisädeputkinäytöt ja kalibroimattomat nestekidenäytöt tulisi vaihtaa uusiin tai kalibroida. Valaistusta ja näyttöjen sijoittelua tulisi muuttaa heijastusten vähentämiseksi. Lisäksi lääkärillä tulisi olla mahdollisuus muuttaa valaistusta helposti. Näyttöjen laadunvalvontaan tulisi saada enemmän resursseja, laadunvalvontakäytännöt tulisi yhtenäistää ja käyttäjille sekä laadunvalvojille tulisi antaa lisää koulutusta näyttöjen laadunvalvontaan. Säännöllinen näyttöjen laadunvalvonta tulisi ulottaa kaikkiin terveydenhuollon organisaatioihin. Terveyskeskuslääkäreille tulisi antaa koulutusta kuvankatseluohjelmien käyttöön.