Traumatic brain injury can be caused by various types of head impacts. However, due to different kinematic characteristics, many brain injury risk estimation models are not generalizable across the variety of impacts that humans may sustain. The current definitions of head impact subtypes are based on impact sources (e.g., football, traffic accident), which may not reflect the intrinsic kinematic similarities of impacts across the impact sources. To investigate the potential new definitions of impact subtypes based on kinematics, 3,161 head impacts from various sources including simulation, college football, mixed martial arts, and car racing were collected. We applied the K-means clustering to cluster the impacts on 16 standardized temporal features from head rotation kinematics. Then, we developed subtype-specific ridge regression models for cumulative strain damage (using the threshold of 15%), which significantly improved the estimation accuracy compared with the baseline method which mixed impacts from different sources and developed one model (R^2 from 0.7 to 0.9). To investigate the effect of kinematic features, we presented the top three critical features (maximum resultant angular acceleration, maximum angular acceleration along the z-axis, maximum linear acceleration along the y-axis) based on regression accuracy and used logistic regression to find the critical points for each feature that partitioned the subtypes. This study enables researchers to define head impact subtypes in a data-driven manner, which leads to more generalizable brain injury risk estimation.
翻译:但是,由于不同的运动特征,许多脑损伤风险估计模型无法在人类可能承受的各种影响中普遍适用。目前头撞击亚型的定义所依据的是影响源(例如足球、交通事故),这些定义可能无法反映影响源之间影响固有的内在运动相似性。为了调查影响亚型影响亚型影响亚型的潜在新定义可能的新定义,这些影响亚型可能由不同类型的头部撞击造成,3,1611个来自包括模拟、大学足球、大学足球、大学足球、混合武术和汽车赛等各种来源的影响。我们应用了K平均值组群将16个标准化时间特征对人体可能持续的各种影响的影响集中起来。然后,我们根据影响源(例如足球、交通事故事故事故事故)对头冲击亚型亚型亚型亚型亚型亚型亚型亚型峰值回归模型(使用15 %的门槛),这些模型可能大大提高估算准确性,而基线方法混合了不同来源的影响,并开发了一种模型(从0.7至0.9个至0.9;为了调查动特性的影响,我们展示了三个顶关键特征(最高结果加速加速加速加速加速度加速,在Z-ASG、最高水平、最高水平的加速级的加速度、最高加速级的加速加速度、每项级的加速度的加速度的加速度的加速度、每个分析、每个分析、最高加速分析、最高加速分析、使用本级、最高加速分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、最高分析、每项的、每项的、每项的、每项的、最高分析、最高分析、最高分析、每项的、每项的、最高分析、每项的、最高分析、每项的、每项的、每项的、最高分析、最高分析、最高分析、每项的、每项的、每项的、每项的、最高分析、分析、最高分析、最高的、最高的、最高的、最高的、最高的、最高的、最高的、最高的、最高的、最高的、分析的、分析、最高的、最高的、最高的、分析的、最高的、最高的、最高的、