目的:本研究通过量化不同严重程度膝关节骨性关节炎（Knee Osteoarthritis,KOA）患者的影像学结构特征,疼痛症状以及步态功能来分析KOA患者的结构、症状与功能之间的关联性。方法:根据美国类风湿病协会的KOA诊断标准以及Kellgren和Lawrence的KOA严重程度分级（KL）,本研究一共入组了38名不同严重程度的KOA患者。在骨盆和下肢粘贴38个光学标记点后,每个患者以自我选择的速度完成水平地毯上的赤足自由行走。行走过程中的标记点坐标信息通过运动捕捉系统获取。进一步,构建患者下肢的肌骨模型,并利用捕捉的标记点坐标信息驱动肌骨模型,从而计算患者的运动学特征参数,包括足跟着地时刻的髋、膝、踝关节的关节角度,站立相关节活动度、关节平均角度。同时,记录患者的KOOS疼痛量表评分和影像学上髋膝踝角度（Hip-Knee-Ankle angle,HKA角）,KOA患者一般信息采用T检验来分析组间差异性,利用SPSS软件对HKA角与KOOS疼痛评分进行线性回归分析。不同严重程度KOA患者之间的步态特征参数采用单因素方差分析进行分析,显著性水平设定为P<0.05。结果:随着HKA角度增大,KOA患者的KOOS疼痛评分未见显著性增加,HKA角与KOOS疼痛评分之间呈弱相关（r=0.16,P>0.05）。单侧疼痛KOA患者的症状侧与非症状侧在足跟着地时刻的关节角度,站立相的关节活动范围和关节平均角度均无显著性差异。双侧疼痛的KOA患者在足跟着地时刻的双侧髋关节内收/外展角度表现出显著的不对称性（P<0.05）。其中,轻度KOA患者（KL=1/2）在足跟着地时刻的双侧髋关节内收/外展角度表现出更加显著的不对称性（P<0.01）,在站立相的双侧髋关节活动范围也表现出显著性不对称性（P<0.05）;重度KOA患者（KL=3/4）在站立相的双侧膝关节轴向旋转活动度表现出显著的不对称性（P<0.05）。结论:HKA角和步态对称性可以数字化评估KOA的严重程度,不同严重程度KOA患者在影像结构、疼痛症状和步态功能上存在一些特征性表现,可作为KOA严重程度的评估。因此,本文的研究可为KOA早期诊断、个性化和标准化的防治提供数据参考和潜在的防治策略。