論文の概要: An unsupervised decision-support framework for multivariate biomarker analysis in athlete monitoring

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.14534v1
• Date: Thu, 16 Apr 2026 01:59:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-17 21:29:31.679251
• Title: An unsupervised decision-support framework for multivariate biomarker analysis in athlete monitoring
• Title（参考訳）: スポーツ選手モニタリングにおける多変量バイオマーカー分析のための教師なし意思決定支援フレームワーク
• Authors: Fernando Barcelos Rosito, Sebastião De Jesus Menezes, Simone Ferreira Sturza, Adriana Seixas, Muriel Figueredo Franco,
• Abstract要約: スポーツ選手のモニタリングは、小さなコホート、異質なバイオマーカースケール、反復サンプリングの実現可能性の制限、信頼性のある損傷基盤の真実の欠如によって制限されている。 本研究は,実データを用いたスポーツ選手の潜伏生理状態を特定するために,教師なし多変量フレームワークを提案することで,これらの課題に対処する。 本稿では,共同バイオマーカー空間で動作するモジュール型計算フレームワークを提案し,前処理,臨床安全スクリーニング,非教師なしクラスタリング,およびセントロイドに基づく生理学的解釈を統合する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.43688754886933
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Purpose. Athlete monitoring is constrained by small cohorts, heterogeneous biomarker scales, limited feasibility of repeated sampling, and the lack of reliable injury ground truth. These limitations reduce the interpretability and utility of traditional univariate and binary risk models. This study addresses these challenges by proposing an unsupervised multivariate framework to identify latent physiological states in athletes using real data. Methods. We propose a modular computational framework that operates in the joint biomarker space, integrating preprocessing, clinical safety screening, unsupervised clustering, and centroid-based physiological interpretation. Profiles are learned exclusively from amateur soccer players during a competitive microcycle. Synthetic data augmentation evaluates robustness and scalability. Ward hierarchical clustering supports monitoring and etiological differentiation, while Gaussian Mixture Models (GMM) enable structural stability analysis in high-dimensional settings. Results. The framework identifies coherent profiles that distinguish mechanical damage from metabolic stress while preserving homeostatic states. Synthetic data augmentation demonstrates feasibility and detection of latent silent risk phenotypes typically missed by univariate monitoring. Structural analyses indicate robustness under augmentation and higher-dimensional settings. Conclusion. The framework enables interpretable identification of latent physiological states from multivariate biomarker data without injury labels. By distinguishing mechanisms and revealing silent risk patterns not captured by conventional monitoring, it provides actionable insights for individualized athlete monitoring and decision making.
• Abstract（参考訳）: 目的。 スポーツ選手のモニタリングは、小さなコホート、異質なバイオマーカースケール、反復サンプリングの実現可能性の制限、信頼性のある損傷基盤の真実の欠如によって制限されている。 これらの制限は、従来の単変量モデルと二分リスクモデルの解釈可能性と実用性を低下させる。 本研究は,実データを用いたスポーツ選手の潜伏生理状態を特定するために,教師なし多変量フレームワークを提案することにより,これらの課題に対処する。 メソッド。 本稿では,共同バイオマーカー空間で動作するモジュール型計算フレームワークを提案し,前処理,臨床安全スクリーニング,非教師なしクラスタリング,およびセントロイドに基づく生理学的解釈を統合する。 プロファイルは、競争力のあるマイクロサイクルでアマチュアサッカー選手からのみ学習される。 合成データ拡張は堅牢性とスケーラビリティを評価する。 ウォード階層クラスタリングはモニタリングと階層的微分をサポートし、ガウス混合モデル(GMM)は高次元環境における構造安定性解析を可能にする。 結果。 このフレームワークは、恒常状態を維持しながら代謝ストレスと機械的損傷を区別するコヒーレントプロファイルを識別する。 合成データ拡張は、通常単変量モニタリングによって欠落する潜在性無声リスク表現型の実現可能性と検出を示す。 構造解析は、強化および高次元設定下での堅牢性を示す。 結論。 本フレームワークは、損傷ラベルのない多変量バイオマーカーデータから潜伏生理状態の解釈可能な同定を可能にする。 従来の監視によって捉えられていないメカニズムを識別し、サイレントリスクパターンを明らかにすることで、個人化されたアスリートの監視と意思決定に実用的な洞察を提供する。

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