スポーツで使用するための計装化マウスガードの実験室での検証

Laboratory Validation of Instrumented Mouthguard for Use in Sport.

抄録

脳震盪は、コンタクトスポーツ、コンバットスポーツ、コリジョンスポーツに参加する際の固有のリスクであり、その中で頭部への衝撃は数多く存在する。ピーク直線加速度や回転加速度などの運動学的パラメータは、脳震盪を引き起こす頭部衝撃の主要な指標となります。このような衝撃パラメータをリアルタイムで正確に測定し分類する能力は、健康面やスポーツパフォーマンス面において重要である。本研究の目的は、最新のHitIQ Nexus A9計測マウスガード（HitIQ Pty. Ltd. Melbourne Australia）の精度を、アルミニウム製ヘッドフォームの基準センサーに対して評価することであった。ヘッドフォームは、NOCSAEで定義された衝撃位置で様々な衝撃強度で落下試験を行い、各衝撃のピーク直線加速度と回転加速度（PLAとPRA）、および加速度時系列トレースの形状を比較しました。マウスガードのPLAとPRAの測定値は、基準センサーと強い相関があり（それぞれR = 0.996および0.994）、強く一致した（LCCC = 0.997）。測定器間の二乗平均平方根誤差は、直線加速度で1±0.6g、回転加速度で47.4±35rad/sであった。Bland-Altman解析の結果，PRAでは1%の系統的な偏りが見られたが，PLAでは有意な偏りは見られなかった．実験室での頭部衝撃の運動学的計測において、計測されたマウスガードは高い精度を示していた。

Concussion is an inherent risk of participating in contact, combat, or collision sports, within which head impacts are numerous. Kinematic parameters such as peak linear and rotational acceleration represent primary measures of concussive head impacts. The ability to accurately measure and categorise such impact parameters in real time is important in health and sports performance contexts. The purpose of this study was to assess the accuracy of the latest HitIQ Nexus A9 instrumented mouthguard (HitIQ Pty. Ltd. Melbourne Australia) against reference sensors in an aluminium headform. The headform underwent drop testing at various impact intensities across the NOCSAE-defined impact locations, comparing the peak linear and rotational acceleration (PLA and PRA) as well as the shapes of the acceleration time-series traces for each impact. Mouthguard PLA and PRA measurements strongly correlated with (R = 0.996 and 0.994 respectively), and strongly agreed with (LCCC = 0.997) the reference sensors. The root mean square error between the measurement devices was 1 ± 0.6g for linear acceleration and 47.4 ± 35 rad/s for rotational acceleration. A Bland-Altman analysis found a systematic bias of 1% for PRA, with no significant bias for PLA. The instrumented mouthguard displayed high accuracy when measuring head impact kinematics in a laboratory setting.