高校ラクロスにおける頭部衝撃の運動学と脳組織の歪み

Head Impact Kinematics and Brain Tissue Strains in High School Lacrosse.

抄録

男子ラクロスと女子ラクロスには、歴史、ルール、用具の違いがある。現在、女子ラクロスにおいて、男子ラクロス選手が着用しているような保護用ヘッドウェアの強化の必要性について議論がある。この議論に情報を提供するため、17人の高校生ラクロス選手（女子6人、男子11人）が、2021年シーズンの26試合において、スタンフォード・インストゥルメンテッド・マウスガードを着用した。偽陽性の記録を除去し、頭部加速イベント（HAE）を検証するために、タイムウィンドウとビデオレビューが使用された。高校女子ラクロスにおけるHAE発生率（選手1人当たり0.21回、選手1時間当たり0.24回）は、高校男子ラクロスにおけるHAE発生率（選手1人当たり0.33回、選手1時間当たり0.36回）よりも約35％低かった。2019年の高校男女ラクロスシーズンから過去に収集された運動学データと、新たに収集された2021年の運動学データが組み合わされ、有限要素ヘッドモデルの駆動と42件のHAEのシミュレーションに使用された。ピーク直線加速度（PLA）、ピーク角速度（PAV）、および脳組織の95パーセンタイル最大主ひずみ（MPS95）が、高校生男女ラクロスのHAE間で比較された。高校女子ラクロスのHAEのピーク運動量とMPS95の中央値（PLA、22.3g；PAV、10.4rad/s；MPS95、0.05）は、高校男子ラクロス（PLA、24.2g；PAV、15.4rad/s；MPS95、0.07）よりも低かったが、その差は統計的に有意ではなかった。高校男子ラクロスと比較して高校女子ラクロスではHAE率が低いが、HAEの大きさは同程度であることを定量化することは、女子ラクロスにおけるヘルメットに関する議論に洞察を与える。しかし、サンプル数が少ないため、計装化されたマウスガードによるビデオ検証データの追加が必要である。

Male lacrosse and female lacrosse have differences in history, rules, and equipment. There is current debate regarding the need for enhanced protective headwear in female lacrosse like that worn by male lacrosse players. To inform this discussion, 17 high school lacrosse players (6 female and 11 male) wore the Stanford Instrumented Mouthguard during 26 competitive games over the 2021 season. Time-windowing and video review were used to remove false-positive recordings and verify head acceleration events (HAEs). The HAE rate in high school female lacrosse (0.21 per athlete exposure and 0.24 per player hour) was approximately 35% lower than the HAE rate in high school male lacrosse (0.33 per athlete exposure and 0.36 per player hour). Previously collected kinematics data from the 2019 high school male and female lacrosse season were combined with the newly collected 2021 kinematics data, which were used to drive a finite element head model and simulate 42 HAEs. Peak linear acceleration (PLA), peak angular velocity (PAV), and 95th percentile maximum principal strain (MPS95) of brain tissue were compared between HAEs in high school female and male lacrosse. Median values for peak kinematics and MPS95 of HAEs in high school female lacrosse (PLA, 22.3 g; PAV, 10.4 rad/s; MPS95, 0.05) were lower than for high school male lacrosse (PLA, 24.2 g; PAV, 15.4 rad/s; MPS95, 0.07), but the differences were not statistically significant. Quantifying a lower HAE rate in high school female lacrosse compared to high school male lacrosse, but similar HAE magnitudes, provides insight into the debate regarding helmets in female lacrosse. However, due to the small sample size, additional video-verified data from instrumented mouthguards are required.