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目的:本研究采用病例对照研究方法,应用三维运动分析系统采集膝骨性关节炎(Knee Osteoarthritis,KOA)患者在登梯活动中支撑相下肢肌群的肌电信息和膝关节角冲量,明确KOA患者下肢肌群的募集状态和肌肉共激活模式对其登梯活动中膝关节负荷的影响,为KOA患者康复策略的建立与日常功能活动的训练提供参考依据。方法:采用Qualisys三维运动分析系统以及Delsys无线表面肌电系统对招募28名符合纳入排除标准的膝骨性关节炎患者和21名健康组进行登梯活动的步态检测,分析下肢胫前肌(TA)、腓肠肌内侧(MG)、股外侧肌(VL)、股直肌(RF)、股内侧肌(VM)、股二头肌外侧(LH)、臀大肌(GMAX)、臀中肌(GMED)等肌群的肌电信号与膝关节冠状面和矢状面上角冲量,探究KOA患者与健康人在登梯活动中步态周期支撑相下肢肌群激活与募集状态、活化时间、激活程度、共同激活模式的差异和收缩模式对关节负荷的影响。结果:(1)KOA组相比健康组在上梯过程股内侧肌均方根值(Root Mean Square,RMS)显著下降(P<0.01),在上梯过程中臀大肌RMS升高(P<0.05);下梯过程中KOA组股外侧肌RMS显著大于健康组(P<0.01),其它肌群RMS未见明显统计学差异(P>0.05)。(2)上梯过程中,KOA组的股外侧肌和股二头肌外侧头的积分肌电值(Integrated Electromyogram,iEMG)显著大于健康组(P<0.01),臀大肌的iEMG较健康组增大(P<0.05)。下梯过程中,KOA组的股直肌、腓肠肌内侧头、股二头肌外侧头的iEMG较健康组升高,其余肌群在登梯过程中未见统计学差异(P>0.05)。(3)下梯时,KOA组在下梯过程中胫前肌的激活时间显著下降(P<0.01),与健康组相比臀大肌和臀中肌在支撑相的激活时间延长(P<0.05)。KOA组下梯时股内侧肌群相对股外侧肌肌群延迟激活(P<0.01)。登梯过程中其它肌群激活时间KOA组与健康组无统计学差异(P>0.05)。(4)在上、下梯过程中KOA组股内外侧肌群的共激活比值显著小于健康组(P<0.01);下梯过程中KOA组前后侧肌群的共激活比大于健康组(P<0.05),其它共激活比无统计学差异(P>0.05)。(5)上梯过程中KOA组的股二头肌外侧头与股外侧肌的共激活指数明显大于健康组(P<0.01),下梯过程中KOA组的股二头肌外侧头与股外侧肌的共激活指数大于健康组(P<0.05),股内侧肌与腓肠肌的共激活指数明显大于健康组(P<0.01),其它共激活指数无统计学差异(P>0.05)。(6)下梯过程中KOA组膝关节在矢状面上的冲量显著增大(P<0.01),其它未见明显统计学差异(P>0.05)。(7)上梯时,KOA组股内外侧肌群与前后侧肌群共激活指数呈线性相关(r=0.495,P<0.01),股内外侧肌群与下肢内侧肌群(股内侧肌与腓肠肌内侧头)共激活指数呈线性相关(r=0.694,P<0.01);下梯时,KOA组股内外侧肌群与下肢内侧肌群(股内侧肌与腓肠肌内侧头)共激活指数呈线性相关(r=0.784,P<0.01)。健康组未见明显相关(P>0.05)。膝关节周围肌群共激活比与关节冲量的增大无明显相关性(P>0.05)结论:(1)上、下梯过程中,KOA组在支撑相股内侧肌表现出激活不足和延迟激活,股外侧肌可能出现代偿性激活。下梯时,KOA组支撑相臀肌激活程度和激活时间增加。(2)在上、下梯过程中,KOA组采用整体激活的策略维持关节稳定,健康组则采用选择性激活的策略,可能是为了减少膝关节内侧负荷。(3)虽然在下梯过程中,KOA组的膝伸展角冲量增大,但在登梯过程中KOA组肌肉的共激活与膝关节冲量并无直接相关性,可能肌肉共激活并不是影响关节负荷的主要生物力学因素。