Gender-based comparative analysis of knee injury risk during cutting maneuvers in non-professional athletes: a kinetic and kinematic perspective

Abstract

This study aimed to compare the risk of knee injury between men and women by integrating kinetic and kinematic parameters in a non- professional athlete population. Two hundred non-professional athletes were re- cruited for the present study. Three change of direction tests were conducted, consisting of two open cuts at 30 (SC 30 ) and 45 degrees (SC 45 ) and one closed cut at 45 degrees (SC 45cl ). Kinetic variables, including three-dimensional force and accelerations in the three axes of movement and ground contact time, were assessed using force platform and accelerometers. The initial and maximum an- gles of the ankle, knee, hip, and trunk were analyzed by photogrammetry. The data was compared between males and females to examine gender differenc- es. Gender analysis demonstrated significant differences in force values, with women displaying higher medial-lateral (ML) force in SC 30 and men exhibiting higher vertical ground reaction force (VGRF) and anterior-posterior (AP) force in SC 45 . Gender-specific analysis indicated higher partial knee accelerations in women during SC30 and SC45 , with significant differences observed in accelera- tion in the vertical axe. Gender differences were observed in certain kinematic variables, with women displaying higher ankle flexion at initial contact in SC 30 and higher ankle flexion at maximum flexion and ankle dorsiflexion range in SC45 . Men showed lower knee flexion angles in both SC 45cl and SC 45 . These find- ings provide valuable insights into the kinetics and kinematics of change of direction movements and highlight gender-specific differences that may have implications for training and injury prevention strategies. Further research is needed to understand the underlying factors contributing to these differences and their impact on performance and injury risk

El objetivo de este estudio fue comparar el riesgo de lesión de rodilla entre hombres y mujeres mediante la integración de parámetros cinéticos y cinemáticos en una población de atletas no profesionales. Doscientos atletas no profesionales fueron reclutados para el presente estudio. Se realizaron tres prue- bas de cambio de dirección, consistentes en dos cortes abiertos a 30 (SC30 ) y 45 grados (SC45 ), y un corte cerrado a 45 grados (SC45cl ). Se evaluaron las variables cinéticas, incluida la fuerza tridimensional, así como las aceleraciones en los tres ejes de movimiento y el tiempo de contacto con el suelo mediante plataforma de fuerza y acelerometría. Se analizaron los ángulos iniciales y máximos del tobillo, la rodilla, la cadera y el tronco a través de fotogrametría. Se realizó una compa- ración de los datos entre hombres y mujeres para examinar las diferencias de género. El análisis de género demostró diferencias significativas en los valores de fuerza, mostrando las mujeres una mayor fuerza medial-lateral (ML) en SC30 , y los hombres una mayor fuerza de reacción vertical al suelo (VGRF) y fuerza an- teroposterior (AP) en SC45 . Los análisis específicos de género indicaron mayores aceleraciones parciales de rodilla en las mujeres durante SC30 y SC45 , observándo- se diferencias significativas en la aceleración en el eje vertical. Se observaron dife- rencias de género en determinadas variables cinemáticas, mostrando las mujeres mayor flexión del tobillo en el contacto inicial en SC30 y mayor flexión del tobillo en flexión máxima y rango de dorsiflexión del tobillo en SC45 . Los hombres mos- traron ángulos de flexión de rodilla más bajos tanto en SC45cl como en SC45 . Estos resultados proporcionan información valiosa sobre la cinética y la cinemática de los movimientos de cambio de dirección y ponen de relieve las diferencias especí- ficas de género que pueden tener implicaciones para las estrategias de entrena- miento y prevención de lesiones. Se necesita más investigación para comprender mejor los factores subyacentes que contribuyen a estas diferencias y su impacto en el rendimiento y el riesgo de lesione