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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Using neuroimaging statistics to model randomness in complex biomechanical systems

Research Project

Project/Area Number 15H05360
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

PATAKY TODD  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (70571272)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywordsバイオメカニクス / ヒト運動解析 / スポーツ科学 / ランダム性
Outline of Annual Research Achievements

本研究の初年度の前半は、ニューロイメージングの複雑なランダム性の数学モデルをヒトの運動解析へ適応し、提案の「Random body」方法のコア・プログラミングを終了した。初年度の後半には、開発したソフトを用いて、従来方法の理論的な問題点を明らかにし、新しく出来た Random body 理論でヒトの運動をさらに客観的に解析できることも明らかにした。海外の研究協力者と一緒に、スポーツ外傷やスポーツ動作の客観的な解析手法や客観性以外のメリットも明確にした。

28年度の前半は、ヒトの力学的解析(関節の力やモーメント等)に適応するために、初年度に開発したランダム性モデルを様々な物理シミュレーターに統合した。28年度の後半は、その統合的なシステムで様々な力学的なシミュレーションを行い、上記ランダム性モデルを使用したほうが、従来手法よりもヒトの力学的特徴をさらに客観的に解析できることを明確にした。そして、世界の研究者が開発したソフトウェアを自由に利用するために、ソフトウェアを無料のオープン・ソース・ソフトウェア・パッケージとして公開した。

本研究の期間中には、国内学会と国際学会で一つずつ口頭発表をした。本研究に関する論文を8件国際学術誌で公表した。国際学会では、上記ソフトウェアに関する招待ワークショップを3件できた。そして、イギリスのバス大学にて三日間の特別招待ワークショップも行った。それに現在上記力学的物理シミュレーターに統合したランダム性モデルのソフトウェア・システムができており、29年度の7月にはオーストラリアに行われる国際学会で本研究の最後の結果を発表する予定もある。その後、そのソフトウェア・システムもオープンソースパッケージとしてリリースする予定がある。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

本研究で開発したソフトウェアを上記サイト(spm1d.org)が記述する「spm1d」というソフトウェアパッケージに統合した。

  • Research Products

    (11 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] リバプール・ジョン・ムーア大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      リバプール・ジョン・ムーア大学
  • [Int'l Joint Research] KUルーベン大学(ベルギー)

    • Country Name
      BELGIUM
    • Counterpart Institution
      KUルーベン大学
  • [Int'l Joint Research] 西オーストラリア大学(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      西オーストラリア大学
  • [Journal Article] Analysis of three-dimensional knee kinematics during stair descent two decades post-ACL rupture - data revisited using Statistical Parametric Mapping2017

    • Author(s)
      Sole G, Pataky TC, Tengman E, Hager CK
    • Journal Title

      Journal of Electromyography and Kinesiology

      Volume: 32 Pages: 44-50

    • DOI

      10.1016/j.jelekin.2016.12.005

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Vector-field statistics for the analysis of time varying clinical gait data2017

    • Author(s)
      Donnelly CJ, Alexander C, Pataky TC, Stannage K, Reid S, Robinson MA
    • Journal Title

      Clinical Biomechanics

      Volume: 41 Pages: 87-91

    • DOI

      10.1016/j.clinbiomech.2016.11.008

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] RFT1D: smooth one-dimensional random field upcrossing probabilities in Python2016

    • Author(s)
      Pataky TC
    • Journal Title

      Journal of Statistical Software

      Volume: 71(7) Pages: i07

    • DOI

      10.18637/jss.v071.i07

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The probability of false positives in zero-dimensional analyses of one-dimensional kinematic, force and EMG trajectories2016

    • Author(s)
      Pataky TC, Vanrenterghem J, Robinson MA
    • Journal Title

      Journal of Biomechanics

      Volume: 49(9) Pages: 1468-1476

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2016.03.032

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Region-of-interest analyses of one-dimensional biomechanical trajectories: bridging 0D and 1D methods, augmenting statistical power2016

    • Author(s)
      Pataky TC, Vanrenterghem J, Robinson MA
    • Journal Title

      PeerJ

      Volume: 4 Pages: e2652

    • DOI

      10.7717/peerj.2652

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Probabilistic biomechanical finite element simulations: whole-model classical hypothesis testing based on upcrossing geometry2016

    • Author(s)
      Pataky TC, Koseki M, Cox PG
    • Journal Title

      PeerJ Computer Science

      Volume: 2 Pages: e96

    • DOI

      10.7717/peerj-cs.96

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Bayesian inverse kinematics: improved angular displacement estimates in rigid planar rotations2017

    • Author(s)
      Pataky TC, Vanrenterghem J, Robinson MA
    • Organizer
      International Society of Biomechanics
    • Place of Presentation
      Brisbane, Australia
    • Year and Date
      2017-07-24 – 2017-07-28
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] One-Dimensional Statistical Parametric Mapping

    • URL

      www.spm1d.org

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-10-19  

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