在基于投球的训练和职业男子橄榄球联赛比赛中头部加速事件的发生率

《Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports》：The Incidence of Head Acceleration Events During Pitch-Based Training and Match Play in Professional Men's Rugby League

头加速度事件在职业男足橄榄球训练和比赛中的发生率存在显著差异。2024赛季对9支超级联赛队伍108名球员的研究显示，训练中每小时1.52次（95%CI 1.34-1.70）HAEs（>5g且>400rad/s2），而比赛中达25.78次（23.28-28.27），发生率比为16.96（14.92-19.01）。高阈值HAEs（>25g）在比赛中（2.01次/小时）是训练的40倍以上。研究指出尽管训练中HAEs总体较少，但仍有部分高风险事件需针对性干预，而比赛中的高发生率更需通过规则调整或暴露控制等措施降低风险。

　　本研究的目的是量化并描述职业男子橄榄球联盟（Rugby League）球员在基于场地的训练和比赛期间发生头部加速度事件（Head Acceleration Events, HAEs）的频率。通过使用安装了传感器的护齿器（Instrumented Mouthguards, iMGs）记录了来自九支超级联赛（Super League）球队的108名球员（70名前锋，38名后卫）的数据，共覆盖了468次球员训练课和665次球员比赛。研究人员利用广义线性混合效应模型（Generalized Linear Mixed-Effects Models）对每个HAE的峰值线性加速度和峰值角加速度进行了分析。研究发现，在训练期间，平均每小时球员发生1.52次HAE（95%置信区间为1.34–1.70），而在比赛中平均每小时发生25.78次HAE（95%置信区间为23.28–28.27），这表明比赛中的HAE发生频率是训练的17倍。在训练中，超过25g的高加速度事件发生率较低，例如在训练中平均每小时只有0.04次（95%置信区间为0.02–0.06），而在比赛中则达到2.01次（95%置信区间为1.79–2.24）。因此，尽管训练中的HAE发生率整体较低，但仍有少数训练课中出现了较高加速度的HAE，这可能成为预防干预的重点。然而，由于比赛中的HAE发生率远高于训练，因此针对比赛的干预措施可能对减少HAE的发生更为有效。

橄榄球联盟的球员在训练和比赛中都会面临接触事件，这些事件可能带来受伤的风险。此外，接触事件还可能导致头部加速度事件（HAEs），而这些事件与长期的脑健康问题和脑损伤生物标志物之间可能存在潜在关联。因此，橄榄球联盟（Rugby Football League, RFL）最近推出了一系列策略，以限制和监控接触暴露，从而降低风险。这些策略包括制定接触负荷指南以减少每周接触训练的总量、使用安装了传感器的护齿器（iMGs）来监测HAEs，以及限制比赛中的接触次数。这些措施的目的是通过减少球员在训练和比赛中所经历的头部加速度，保护他们的脑健康。

在橄榄球联盟的比赛中，安装了传感器的护齿器已被用于量化头部运动学数据，HAEs的发生率在不同研究中报告为每场比赛0.86至2.20次。然而，橄榄球联盟的球员在训练中的时间远多于比赛，因此有必要了解训练中HAEs的发生情况。此前在橄榄球联盟中的研究发现，训练中的HAEs发生率低于比赛，球员在每小时比赛中发生HAEs的可能性是训练的6.88至7.02倍。然而，关于橄榄球联盟训练中HAEs的具体数据尚未明确。因此，本研究旨在量化职业男子橄榄球联盟球员在基于场地的训练和比赛中的HAEs发生情况，并进行比较。

本研究采用观察性队列设计，所有数据收集均在2024赛季的超级联赛球队训练和比赛中进行，作为RFL的“接触与运动学、负荷与暴露”（TaCKLE）项目的一部分。研究中使用了GPS设备（Vector S7，Catapult Sports，墨尔本，澳大利亚）来确定训练暴露情况，并利用安装了传感器的护齿器（Prevent Biometrics，明尼苏达州，美国）来记录HAEs。研究获得了莱斯特贝克特大学伦理委员会的批准（编号：100411），所有参与者均自愿参与，并提供了知情书面同意。研究共纳入了9支超级联赛球队的108名球员（70名前锋，38名后卫），其中3支球队因未在训练中佩戴GPS设备或iMGs而无法参与。只有那些在训练和比赛中都佩戴了iMGs的球员被纳入研究。最终的数据包括了468次球员训练课和665次球员比赛。

研究中使用的护齿器能够测量线性加速度和角加速度，其采样频率为3200Hz，测量范围为±200g和±34.9 rad?s?2。护齿器配置了事件触发阈值，当加速度超过8g时，系统会记录一个事件（Sensor Acceleration Event, SAE）。每个SAE包含10ms的预触发运动学数据和40ms的后触发运动学数据。线性运动学数据被转换为估计的头部重心（Centre of Gravity, CoG），而角加速度数据则未进行转换，基于头部被视为刚体的假设。所有SAE的线性加速度和角加速度数据最初由Prevent Biometrics进行处理，使用四阶零相位巴特沃斯低通滤波器（Butterworth low-pass filter）进行平滑处理，截止频率为200Hz。随后，从每个SAE中提取出峰值线性加速度（Peak Linear Acceleration, PLA）和峰值角加速度（Peak Angular Acceleration, PAA）值。为了减少非接触事件对数据的影响，本研究仅包括PLA超过5g且PAA超过400 rad?s?2的HAEs。

为了确保数据的准确性，研究人员对训练和比赛期间的SAE数据进行了同步处理。数据同步是在R Studio（版本2023.12.1，R版本4.3.3）中完成的，以确保iMGs在训练和比赛期间的时间记录一致。同步后，研究人员通过可视化数据来检查iMGs是否在训练期间始终佩戴，从而排除那些数据不足的训练课。最终，研究人员排除了158次团队训练课和121次球员训练课，确保所有分析基于完整和可靠的数据。

在数据提取过程中，研究人员统计了训练和比赛中所有HAEs的数量，并根据不同的PLA和PAA阈值（如10g、25g、40g、55g、70g以及1000 rad?s?2、2000 rad?s?2、3000 rad?s?2、4000 rad?s?2、5000 rad?s?2）对HAEs的发生率进行了分析。研究发现，在训练中，PLA超过10g的HAEs平均每小时发生0.65次（95%置信区间为0.51–0.69），而在比赛中平均每小时发生15.08次（95%置信区间为13.55–16.60）。对于PLA超过25g的HAEs，训练中的发生率是0.04次（95%置信区间为0.02–0.06），而比赛中的发生率则为2.01次（95%置信区间为1.79–2.24）。这表明，比赛中的HAEs发生率是训练的约40倍。同样，在角加速度方面，PAA超过1000 rad?s?2的HAEs在训练中平均每小时发生0.41次（95%置信区间为0.33–0.48），而在比赛中平均每小时发生9.80次（95%置信区间为8.67–10.93）。对于PAA超过2000 rad?s?2的HAEs，训练中的发生率是0.09次（95%置信区间为0.06–0.12），而比赛中的发生率是2.33次（95%置信区间为2.04–2.61），比赛中的发生率是训练的约26倍。

进一步的数据显示，训练中只有约5.6%的球员训练课（共27次）发生了PLA超过25g的HAEs，而在比赛中，80.9%的球员比赛（共537次）至少发生了一次PLA超过25g的HAEs。此外，训练中PLA超过40g和55g的HAEs发生率均低于0.01次/球员小时，因此未在图中展示。这表明，在训练中发生高加速度HAEs的频率非常低，但并非完全不存在。相比之下，比赛中的HAEs发生率显著更高，尤其是高加速度的事件。

研究还发现，训练中大多数球员训练课（65.6%）没有发生PLA超过10g的HAEs，而所有比赛都至少发生了一次PLA超过10g的HAEs。在训练中，有13次HAEs的最高数量出现在单次训练课中，而在比赛中，单场比赛中PLA超过10g的HAEs数量最高达到53次。此外，训练中PLA超过25g的HAEs发生率仅为5.6%，而在比赛中，这一比例达到了80.9%。这表明，比赛中的HAEs不仅发生频率更高，而且其加速度值也更大。

为了进一步分析HAEs的发生情况，研究人员使用了广义线性混合效应模型（GLMM）进行统计分析，该模型采用泊松分布和对数链接函数，以估算不同阈值下的HAEs发生率。结果表明，比赛中的HAEs发生率显著高于训练，尤其是在高加速度范围内。例如，对于PLA超过25g的HAEs，比赛中的发生率是训练的40倍；对于PAA超过2000 rad?s?2的HAEs，比赛中的发生率是训练的26倍。这些数据进一步支持了研究结论，即比赛中的HAEs发生率远高于训练。

研究还探讨了不同位置球员（前锋和后卫）在训练和比赛中的HAEs发生情况。尽管研究未发现前锋和后卫之间在HAEs发生率上有显著差异，但这一发现可能对制定针对不同位置的预防策略具有指导意义。此外，研究指出，尽管训练中的HAEs发生率较低，但某些训练课中确实出现了高加速度的HAEs，这可能是未来预防干预的重点。然而，由于比赛中的HAEs发生率远高于训练，因此针对比赛的干预措施可能更有效。

研究还讨论了训练和比赛中HAEs发生率差异的可能原因。例如，超级联赛球队平均每周进行的全接触训练时间不足30分钟，这可能导致训练中的HAEs发生率较低。此外，研究仅评估了基于场地的训练课，而未包括室内摔跤训练等其他形式的接触训练，这可能低估了球员每周的总体接触暴露。因此，未来的研究应考虑更全面的训练类型，以更准确地评估HAEs的发生情况。

研究还提到，尽管训练中的HAEs发生率较低，但仍然需要关注这些事件，因为它们可能对球员的脑健康产生潜在影响。为了减少HAEs的发生，研究人员建议继续监控训练实践，并确保球员在训练中获得足够的接触训练以适应比赛的需求。同时，减少不必要的HAEs暴露可能有助于降低球员在未来可能出现的脑健康问题的风险。

本研究的局限性包括：首先，研究假设球员在训练中始终佩戴iMGs，因此无法获取其他时间点的HAEs数据。其次，由于缺乏临床阈值，研究采用了之前发表的阈值（如10g和25g）作为参考。此外，研究仅评估了基于场地的训练课，未包括其他类型的训练，如室内摔跤训练，这可能导致对球员每周接触暴露的低估。因此，未来的研究应考虑更广泛的训练类型，以更全面地评估HAEs的发生情况。

研究还指出，尽管训练中的HAEs发生率较低，但这些事件仍然可能对球员的脑健康产生影响。因此，教练和管理人员应继续关注训练中的HAEs发生情况，确保球员在训练中获得足够的接触训练，同时避免不必要的头部加速度暴露。通过减少不必要的HAEs，可能有助于降低球员未来出现脑健康问题的风险。

综上所述，本研究揭示了职业男子橄榄球联盟球员在训练和比赛中头部加速度事件的发生情况，发现比赛中的HAEs发生率显著高于训练。尽管训练中的HAEs发生率较低，但某些训练课中仍然存在高加速度的HAEs，这可能成为未来预防干预的重点。然而，由于比赛中的HAEs发生率远高于训练，因此针对比赛的干预措施可能更有效。研究还强调了在训练中监控HAEs的重要性，以确保球员在训练中获得足够的接触训练，同时避免不必要的头部加速度暴露。未来的研究应进一步探索不同训练活动与HAEs发生之间的关系，并考虑更全面的训练类型，以更准确地评估HAEs的发生情况。