社会人ラグビープレイヤーの計測用マウスガードによって記録された頭部加速度イベントに及ぼす参照フレームの影響

Influence of the frame of reference on head acceleration events recorded by instrumented mouthguards in community rugby players.

抄録

目的:

計測用マウスガード（iMG）からの頭部衝撃遠隔計測の伝達における標準化の必要性を強調すること。本研究の目的は、頭部加速度事象（HAE）を報告する際の参照枠が、社会人ラグビープレーヤーのiMGから記録された頭部衝撃の解釈にどのような影響を及ぼすかを検討することである。

OBJECTIVES: To highlight the need for standardisation in the communication of head impact telemetry from instrumented mouthguards (iMG). The purpose of this study is to examine how the frame of reference for reporting head acceleration events (HAE) may affect the interpretation of head impacts recorded from iMGs in community rugby players.

方法:

5試合のラグビー試合中に男性コミュニティプレーヤーから記録された825件のビデオ検証HAEを分析調査した。HAEは、この目的に対して信頼性が高く有効であることが知られているiMGで撮影された。フィルタリングされたiMGの加速度計とジャイロスコープのデータから、質量中心における頭部の直線加速度と角加速度（head_CG）が算出され、衝撃の位置が推定された。iMGとhead_CGのデータは、系統的な偏り、幾何学的な違い、一致の度合いについて調べられた。最後に、混合モデル分析を実施し、競技者内の相関をコントロールしながら、衝撃位置と頭部運動方向によるピーク結果加速度（PLA）の違いを評価した。

METHODS: An analytical investigation of 825 video verified HAEs recorded from male community players during 5 rugby match exposures. HAEs were captured with an iMG, known to be reliable and valid for this purpose. The linear and angular head acceleration at the centre of mass (head_CG) was calculated from filtered iMG accelerometer and gyroscope data, and the location of impact was estimated. The iMG and head_CG data were examined for systematic bias, geometric differences and the degree of concordance. Finally, mixed model analyses were fitted to assess the differences in peak resultant acceleration (PLA) by impact locations and directions of head motion while controlling for intra-athlete correlations.

結果:

iMG測定値とhead_CG測定値の間の一致の程度は、インパクトの場所によって異なっていた。混合モデルでは、場所によるPLAの違い（F = 16.55、p<0.001）および頭部の運動方向による違い（F = 7.78、p<0.001）が確認された。

RESULTS: The degree of concordance between the iMG versus head_CG measures varied by impact location. The mixed model confirmed differences in the PLA by location (F = 16.55, p<0.001) and by direction of head motion (F = 7.78, p<0.001).

結論:

iMGで報告される頭部加速度は、head_CGに変換された測定値には比例しない。衝撃を受けた場所や頭部の動きの方向によっては、iMGで測定された加速度はhead_CGに対するPLAを過大評価したり、過小評価したり、完全に外したりする可能性がある。我々は、iMGデータの報告をhead_CGフレーム内で標準化することを推奨する。

CONCLUSION: The head acceleration reported at the iMG is not proportional to measurements that have been transformed to the head_CG. Depending on the impact location and direction of head motion, the acceleration measured at the iMG may overestimate, underestimate or miss entirely the PLA with respect to the head_CG. We recommend standardising the reporting of iMG data within the head_CG frame of reference.