研究目的:台阶行走是人们日常生活中常见且不可避免的活动,研究显示,成年人跌倒的场景中有36%发生在台阶上,并且下台阶的跌倒事故发生率远远高于上台阶。目前关于台阶行走的研究主要集中在一般步态分析,或利用台阶行走的难度特点评估运动锻炼对中老年人台阶行走、或多任务行走的稳定性影响等,但是这些研究只针对单一关节进行分析,忽略了多关节间的协同作用,上、下台阶行走时下肢动力链的动力特征及其差异性,以及下台阶存在更高跌倒风险的力学机制仍不清晰。因此,本研究的目的是通过分析健康受试者在上下台阶过程中的下肢多关节动力特点,探讨相比于上台阶下台阶更容易发生跌倒的动力学机制,进一步分析不同速度对台阶行走的下肢多关节生物力学特征的影响。研究方法:本实验招募上海体育学院13名健康青年女性受试者,受试者以慢速、自然速度、快速三种速度进行上、下台阶行走。利用Vicon三维红外动作捕捉系统采集受试者的运动学数据,采样频率200Hz;自主搭建的实验台阶搭配Kistler三维测力台采集受试者的地面反作用力等动力学数据,采样频率1000Hz;Noraxon无线表面肌电测试仪采集受试者下肢肌肉的表面肌电信号,采样频率2000Hz。采用组内两因素重复测量方差分析（上/下33种速度）,比较台阶行走的下肢髋、膝、踝三关节运动学参数（关节角度）、动力学参数（地面反作用力、关节力矩、关节功率、膝关节内力）以及肌肉活动（均方根振幅、共激活）间的差异,显著性水平设为α=0.05。研究结果:1、上下台阶的动作模式:1)上台阶:足部着地后,髋、膝关节同步伸展,关节活动范围几乎一致约为55°,踝关节相对静止,主要依靠髋、膝关节做正功带动身体重心向前向上,进入第二双支撑期后,踝关节跖屈做功,蹬离台阶,下肢三关节发力有序。下肢三关节峰值力矩在上下台阶之间不存在显著性差异（P>0.05）。2)下台阶:主要依靠膝、踝关节的大幅度屈曲,关节活动范围分别约为（80°、65°）,下台阶是膝踝关节联动的复杠杆模式,踝关节作为下肢运动链的末端起到动态支撑的作用,膝、踝关节同时做负功控制身体重心下降,下肢肌肉做退让性收缩。下台阶时膝关节力矩峰值出现在单支撑期末期。2、膝关节内力:1)3种速度中下台阶的胫骨平台剪切力均高于上台阶,其中慢速与自然速度条件下,下台阶的胫骨平台剪切力显著高于上台阶（1.34±0.43N/kg:1.86±0.59N/kg;1.32±0.35N/kg:1.92±0.56N/kg）;2)在不同速度条件下,下台阶的胫骨平台压力、髌股压力、髌股应力均小于上台阶。3、表面肌电信号:1)与下台阶相比,上台阶的下肢肌肉激活程度更高,上台阶动作中腘绳肌、内外侧腓肠肌的均方根振幅显著高于下台阶动作（P<0.05）。不同速度上台阶时,随着速度的增加,肌肉激活程度增高,下台阶则不符合这一规律;2)上台阶动作中的膝关节肌肉共激活显著高于下台阶动作（P<0.05）,踝关节肌肉共激活显著低于下台阶动作（P<0.05）。研究结论:1、上台阶的动作模式是单杠杆的有序活动,踝关节从触地到单支撑期做相对静态支撑,下肢肌肉向心收缩,髋、膝做功使身体重心转移,踝关节最后做功蹬离台阶;下台阶的动作模式是膝、踝关节联动的复杠杆模式,下肢运动链末端主动找寻台阶,足部触地后做动态支撑,膝、踝关节同时做负功,两侧下肢协调发力,并且肌肉退让性收缩,控制难度大大增加;下台阶的单支撑末期可能是最容易发生跌倒的关键时期。2、相比于上台阶,下台阶的膝关节胫骨平台剪切力更高,这或许与下台阶较高的膝关节屈曲角度有关。3、下台阶的肌肉激活程度明显小于上台阶,但要承受与上台阶相近的关节力矩,肌肉控制难度增加。上、下台阶行走过程中均表现出以股四头肌为主导的肌肉激活模式,下台阶时股四头肌与腘绳肌激活程度不匹配导致关节稳定性降低,从而增加了跌倒的潜在风险。