MLB投手肩关节盂唇-关节囊损伤的投球追踪风险因素与预警信号

《Orthopaedic Journal of Sports Medicine》：Pitch-Tracking Risk Factors and Warning Signs for Shoulder Capsulolabral Injuries in Major League Baseball Pitchers

　　

背景：肩关节盂唇-关节囊损伤是美国职业棒球大联盟（MLB）投手残疾的主要原因。Statcast投球追踪技术的引入使得肩部损伤机制的人群水平分析成为可能。

目的/假设：本研究的目的是确定关节镜盂唇-关节囊修复术前的运动学风险因素。研究人员假设，遭受盂唇-关节囊损伤的投手在Statcast数据中显示出可检测到的损伤前运动学偏差。

研究设计：病例对照研究；证据等级，3。

方法：对2017年至2024年间接受初次盂唇-关节囊修复的MLB投手（n = 27）按年龄、角色、投球手、赛季和投球数按1:2匹配未受伤对照（n = 54）。分析术前连续2个赛季的Statcast投球级数据，共产生161,979个投球。提取了7种投球类型的6个运动学变量（释放速度、旋转率、手臂角度、延伸距离、水平释放位置和垂直释放位置）。为识别潜在风险因素和损伤前预警信号，进行了3项互补分析。首先，基线分析比较了损伤前赛季（第1赛季）的平均运动学特征和场内变异性，以描述潜在的固有风险特征。其次，纵向分析评估了3个区间的变化分数，包括第1赛季内、冬季休赛期和损伤赛季内，通过比较每个时期的前3次与后3次合格出场，以评估手术前潜在的渐进趋势。第三，为识别急性预警信号，一项单独分析对进入伤病名单前最后5次出场建立了线性趋势模型。分析使用具有聚类标准误的线性混合效应模型。

结果：在基线（第1赛季）时，病例在所有投球类型中表现出显著较高的平均速度和旋转率，以及较低的手臂角度和释放速度变异性，与对照组相比。对于四缝线快速球和下沉快速球，这对应于分别约+1.46英里/小时和+1.57英里/小时的较高速度（分别为P = .009和P = .006）。标准化效应显示较高的旋转率（β = +0.32 SD；P = .02）和较低的手臂角度变异性（β = –0.58 SD；P = .005）以及释放速度变异性（β = –0.37 SD；P = .007）。在损伤赛季（第2赛季），病例在快速球（–0.68英里/小时；P = .009）和变化球（–1.07英里/小时；P = .003）上表现出显著更大的速度下降。在手术前最后5次出场中，病例在快速球速度（–0.20英里/小时/次）和变化球速度（–0.30英里/小时/次）上表现出渐进的线性下降（两者P < .001），而其他运动学指标保持稳定。

结论：需要关节镜盂唇-关节囊修复的MLB投手表现出以较高速度和旋转率以及较低投球间变异性为特征的投球特征。渐进性快速球和变化球速度下降是即将发生损伤的最清晰标志，突显了可测量的损伤前特征，可能有助于早期检测和干预。

这篇论文发表于《Orthopaedic Journal of Sports Medicine》。研究聚焦于美国职业棒球大联盟（MLB）投手中肩关节盂唇-关节囊损伤的投球追踪风险因素与预警信号。该研究属于病例对照研究，证据等级为3级。

**研究背景与现存问题**：肩部损伤，特别是涉及关节盂唇和关节囊的损伤，是棒球投手致残的主要原因。流行病学研究表明，肩部是职业投手最常受伤的部位，占所有损伤的17%，并导致大量比赛时间损失。投手的上肢损伤发生率高于位置球员，因此他们在伤病名单（IL）上花费的时间也更多。从经济角度看，仅上盂唇前后部（SLAP）撕裂每年就使MLB球队损失超过350万美元。盂唇手术后的成功回归率通常仅为40%至62%，且康复周期长达9至18个月。这些损伤被认为源于投球动作中极端生物力学负荷和过度使用，集中在投球动作的晚期手臂上举、早期加速和减速阶段。尽管肩部病理具有临床和经济重要性，但当代投球追踪风险因素研究主要集中在肘关节尺侧副韧带（UCL）损伤上，而肩部在这个新分析框架中明显研究不足。因此，开展这项研究是为了利用Statcast投球追踪数据，识别需要手术的肩关节囊盂唇损伤的术前风险因素和预警信号。

**关键技术方法**：该研究为回顾性病例对照设计，样本来源于公开的Fangraphs、Spotrac等伤病数据库以及Baseball Savant的Statcast追踪系统，期间纳入了2017年至2024年间接受初次盂唇-关节囊修复的27名MLB投手，并按年龄、角色、投球手、赛季和投球数1:2匹配了54名未受伤对照。研究提取了6个释放点运动学变量（释放速度、旋转率、手臂角度、延伸距离、水平与垂直释放位置），覆盖7种投球类型，共161,979个投球。在统计方法上，研究人员采用了三种互补的分析策略：基线比较、纵向变化分析和急性趋势建模，并使用线性混合效应模型（LMM）和聚类标准误进行推断。

**研究结果**：

- **基线风险特征（第1赛季）**：在损伤前赛季，病例组在多种投球类型中表现出显著更高的平均释放速度和旋转率，以及更低的手臂角度和释放速度的场内变异性。具体而言，四缝线快速球（FF）和下沉快速球（SI）的速度分别比对照组高出约1.46 mph和1.57 mph（P = .009和P = .006）。标准化分析显示，病例组的旋转率更高（β = +0.32 SD；P = .02），手臂角度变异性（β = –0.58 SD；P = .005）和释放速度变异性（β = –0.37 SD；P = .007）更低。这表明高输出与高一致性的组合可能是盂唇-关节囊损伤的基础风险特征。

- **纵向变化（跨赛季与休赛期）**：在第1赛季内（ΔS1）和休赛期（ΔOffseason）窗口中，除个别孤立指标外，组间差异大多不显著。但在第2赛季内（ΔS2），病例组在快速球和变化球上的平均释放速度出现显著更大的下降，快速球下降约–0.68 mph（P = .009），变化球下降约–1.07 mph（P = .003）。这说明可检测的退化现象似乎更靠近临床损伤发生的时间点，而非长期渐进过程。

- **最后5次出场的急性趋势**：在进入伤病名单前的最后5次出场中，病例组的快速球速度以每场–0.20 mph的速度线性下降，变化球速度以每场–0.30 mph的速度下降（两者P < .001），而其他运动学指标（如手臂角度、延伸距离、旋转率、释放位置）均保持稳定。这表明速度损失是即将发生损伤最清晰的短期预警信号。

- **次要人口统计学发现**：病例组的体重显著高于对照组（102.1 ± 9.8 kg vs 96.1 ± 8.7 kg；P = .01），这与既往机器学习分析中体重作为肩肘损伤风险因素的结论一致。

**讨论与结论**：研究人员认为，基线时的高速、高旋转与低变异性组合可能代表了一种“超一致性”投球特征，虽然有利于竞技表现，但将重复性微创伤集中在盂唇和关节囊的局灶区域，导致慢性累积性疲劳失效。这与肘关节UCL损伤研究中发现的变异性升高是风险因素的结果形成对比，提示肩关节与肘关节的损伤机制可能存在本质差异。研究人员还指出，速度下降是衡量体能下降最敏感和客观的指标，可能体现了进行性结构损伤引起的神经肌肉抑制。最终结论是：需要关节镜盂唇-关节囊修复的MLB投手表现出高速度、高旋转率及低投球间变异性的投球特征；快速球和变化球的渐进性速度下降是即将发生损伤的最清晰标志，这为早期检测和干预提供了可量化的损伤前特征依据。该研究填补了肩部盂唇-关节囊损伤在投球追踪层面的研究空白，为建立基于人群水平的预防性监测策略奠定了基础。