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为探究髌股疼痛综合征（PFPS）的发病机制，研究人员开展了关于 PFPS 患者肌肉激活和步态模式变化及其关系的研究。结果发现患者 ST 肌肉激活更高，且肌肉激活与膝关节伸展力矩（KEM）相关。这为针对性治疗提供依据，对改善患者功能有重要意义。
髌股疼痛综合征（Patellofemoral Pain Syndrome，PFPS）是一种常见的膝关节疾病，主要症状为膝关节前方疼痛。尽管它的发病率很高，但目前其生物力学和发病机制尚不清楚，这极大地限制了有效的治疗策略。比如，传统的解剖学测试无法深入了解 PFPS 的发病机制，现有研究也未明确肌肉激活模式与 PFPS 特征性生物力学之间的关联。在这种背景下，为了深入探究 PFPS 患者肌肉激活和步态模式的变化，以及两者之间的关系，来自首尔国立大学医院骨科等机构的研究人员开展了一项横断面研究。该研究成果发表在《Knee Surgery & Related Research》上，为理解 PFPS 的发病机制和制定针对性治疗方案提供了重要依据。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本选择方面，选取了 31 例 PFPS 患者和 28 例健康志愿者。研究经机构审查委员会批准，并获得所有参与者的书面知情同意。通过排除一系列可能影响研究结果的因素，确保了样本的同质性。在数据采集阶段，利用三维光学运动捕捉系统收集步态分析数据，包括动力学、运动学和时空数据；同时使用肌电图（Electromyography，EMG）测量股内侧肌（Vastus Medialis，VM）、股外侧肌（Vastus Lateralis，VL）、半腱肌（Semitendinosus，ST）和腓肠肌（Gastrocnemius，GCM）的肌肉激活情况。在数据分析时，使用 MATLAB 2018b 和 Microsoft Excel 2010 进行数据处理和统计分析。
研究结果主要分为以下几个方面：
- 膝关节伸展力矩（Knee Extension Moment，KEM）和膝关节屈曲角度（Knee Flexion Angle，KFA）：在体重接受（Weight Acceptance，WA）阶段，患者组 KEM 的平均值和最大值显著低于对照组；在单腿支撑（Single Limb Support，SLS）阶段，患者组 KEM 的最小值显著高于对照组，最大值显著低于对照组；在摆动腿推进（Swing Limb Advancement，SLA）阶段，患者组 KEM 的最小值显著高于对照组。而在 KFA 方面，患者组和对照组之间没有显著差异。这表明 PFPS 患者的步态动力学发生了改变，而运动学变化不明显。
- 肌肉激活情况：在整个步态周期中，患者组 ST 肌肉的平均激活水平显著高于对照组。在 SLS 阶段，患者组 VL 和 GCM 肌肉的平均激活水平也显著高于对照组。此外，在不同的 KEM 范围内，患者组 VM、VL 和 ST 肌肉的激活趋势通常比对照组更大，但仅在特定的 KEM 值范围内存在统计学差异。这说明 PFPS 患者的肌肉激活模式发生了改变，且与 KEM 相关。
- 肌肉激活与 KEM 的关系：VM、VL 和 ST 肌肉的激活与 KEM 呈 U 形关系，在低 KEM 值（-2% 至 0% 体重 × 身高（Bw×Ht））和高 KEM 值（5% 至 7% Bw×Ht）时激活增加；GCM 肌肉则呈山形激活模式，在中等 KEM 值（0% 至 3% Bw×Ht）时达到峰值。这种不同的激活模式反映了各肌肉在不同生物力学需求下的作用。
研究结论和讨论部分具有重要意义。研究表明，PFPS 患者在肌肉活动和步态模式上与正常对照组存在差异。肌肉激活模式的改变，尤其是 ST 肌肉的高激活，可能是一种代偿机制，用于减少膝关节在步态中的负荷。不同肌肉激活与 KEM 的特定关系，也为理解 PFPS 的发病机制提供了新的视角。这些发现支持了神经肌肉再教育和针对性强化训练的潜在治疗价值，通过优化 VM、VL 和 ST 肌肉的激活，可以增强膝关节稳定性，减少关节应力，改善 PFPS 患者的功能结局。然而，该研究也存在一定的局限性，如样本量较小、仅测量了四种 EMG 活动、患者和对照组之间存在年龄差异等。未来的研究需要进一步扩大样本量，考虑更多的影响因素，以更好地理解 PFPS 的发病机制和制定更有效的治疗方案。
