在步态领域研究中,步态速度对膝关节步态图特征参数的影响尚不清楚.有报道称,步态速度对步态参数具有一定的影响力,但是如何影响却未被阐释清楚.因此,有必要阐明步态速度如何影响步态参数,以减少步速度对研究的干扰,也可为其他研究提供参考依据.膝关节骨性关节炎(KOA)是一种全球性的慢性退行性疾病,其特点是膝关节酸痛、关节腔软骨损失、关节僵值、硬化和骨赘,并可致使功能障碍和畸形.X线、CT、MR和超声在膝关节辅助检查中起着重要作用.借助于三维步态检测系统,步态分析在将来可用于KOA患者的康复指导和辅助诊断,乃至与影像学相结合,并且可为患者建立个性化评价和治疗措施.迄今为止,K/L分期影像学评估与步态图的相关性国内外尚未被研究明确.研究KOA步态图中的六自由度运动学与K/L分期的关系,有助于了解膝关节运动变化的机制、关节症状和功能的丧失.根据不同时期的KOA运动学特征,还有助于临床工作者制定不同的手术和康复治疗.另外,从静态(影像学)结合动态(步态)的观察方式,有助于KOA治疗理念的转变,制定的积极的治疗措施.　　总体而言,对于步速研究,膝关节的步速对步态特征的影响研究可以阐明步速与步态特征的相互关系,为步态研究提供参考.膝关节骨性关节炎的步态图特征研究有助于更全面地了解膝关节骨关节炎的功能状态变化.膝关节骨性关节炎的功能状态的评价也有助于制定各样的手术方案和康复治疗措施,使患者尽量地恢复膝关节活动,同时,研究膝关节骨性关节炎术前步态图特征参数,为KOA膝关节功能评价提供定量参考.　　目的:　　1.探究步态速度对健康受试者步态图参数的影响　　2.探究膝关节骨性关节炎步态图特征与K/L分级的相关性　　方法:　　1.先测得受试者(30个人,60个膝关节)的自适应速度,而后在1.0km/h,1.5km/h,2.0km/h,2.5km/h,3.0km/h,3.5km/h和4km/h的步态速度下,采集和分析膝关节关键事件点的步态图参数,包括膝关节6DOF屈曲/伸展、内/外翻、内/外旋转、前/后位移、上端/下端位移、内侧/外侧位移.本研究采用基于红外导航三维便携式步态分析系统(Opti_Knee,Innomotion Inc.,上海).Opti_Knee系统占地空间2m×3m×2.5m,包括两个高速红外摄像机,两个光学标记盘,一把手持数字化探测仪,一台双向跑步机和一台工作站计算机.为了捕捉膝关节的三维位置和轨迹,该系统有两个高速红外摄像机,频率为60Hz.两个标记光学盘被分别黏贴在绷带上固定在大腿中间和小腿中间,志愿者站在跑步机上处于直立位.我们用一个手持数字化探测识别9个骨性标记点,建立股骨相对于胫骨的三维空间位置,而后收集膝关节股骨相对于胫骨的运动轨迹.最后,当志愿者以一定的速度在跑步机上行走时,采集膝关节的步态图数据包括六个自由度(six degree of freedoms,6DOF),屈曲/伸展、内翻/外翻、内/外旋转、前/后位移、上/下位移和内/外位移.采用单因素方差分析、Pearson相关性和逐步回归分析分析结果.　　2.探究膝关节骨性关节炎步态图特征与K/L分级的相关性:2015年12月至2016年12月期间,广州军区广州总医院门诊及骨病关节科住院病人97例确诊为内侧骨性关节炎患者和39名健康中老年人被志愿招募,其中男56例,女80例.在收集数据之前,每位志愿者都经过跑步机行走训练至少半小时,以适应在跑步机上行走.因此,参与者以在跑步机上2.0公里/小时的速度行走,以适应类似在地面上行走.最后,我们以2.0公里/小时的速度记录了15秒的步态数据.根据股骨相对于胫骨的运动轨迹计算六个自由度.每个参与者的步态周期的平均值被计算并分为两个阶段:姿态阶段(步态的62%)和摇摆阶段(步态的38%).我们选取在脚跟着地期、50%的站立相、摆动相峰值和运动范围的步态图参数进行分析.　　结果:　　1.单因素方差分析显示步态速度与22个步态图特征参数在1.0~4.0km/h步态速度之间存在显著差异.在1.0到2.5km/h步态速度之间时,有11个步态图特征参数与步态速度相关.在2.5到4km/h步态速度之间时,只有4个步态图特征参数与步态速度相关.从1.0到4.0km/h,1.0到2.5km/h,2.5到4.0km/h,逐步回归分析表明,步态速度对运动学参数的影响逐渐减小.　　2.探究膝关节骨性关节炎三维步态运动学与K/L分级的相关性:按照健康中老年人受试者组、轻度KOA组、中度KOA组和重度KOA组的顺序,各组运动范围逐渐显著降低(图1).随着KOA严重程度的进展,膝关节屈曲范围从56.6°降至30.0°(P值<0.001).在内翻/外翻的参数中,运动范围从9.0°降至5.4°(P值<0.001).旋转角度的范围从11.0°降至8.3°(P值<0.05).前后位移的范围从15.1毫米减少到9.8毫米(P值<0.001).上下位移的范围从11.0毫米降至7.5毫米(P值<0.001).内侧/外侧的位移范围从8.5毫米降至5.9毫米(P值<0.001).在摆动阶段,所有KOA组的膝关节屈曲峰值小于健康中老年人组的屈曲峰值(P值<0.001)(表2).然而,在脚跟着地期(P值<0.001)和50%站立相阶段(P值<0.001)的所有KOA组的膝关节屈曲角度大于健康中老年人组的膝关节屈曲角度.中度KOA(P值<0.001)和重度KOA(P值<0.001)组在50%站立相阶段和在摆动相阶段峰值的内翻角度比健康中老年人组大.严重KOA组的股骨内旋角度在脚跟着地期(P值<0.001),50%站立相阶段(P值<0.01)和摆动摆动相阶段峰值(P值<0.05)大于健康中老年人组的内旋角度.KOA组的股骨前移在脚跟着地期大于健康中老年人的股骨前移(P值<0.001)(表2).重度KOA组股骨前移在50%站立相阶段大于健康中老年人的股骨前移(P值<0.05).中度KOA组(P值<0.001)和重度KOA组(P值<0.001)的股骨上移在脚跟着地期增加.此外,重度KOA组股骨内侧位移在脚跟着地期和50%站立相阶段比健康中老年人组大(P值<0.001).　　结论:　　1.我们的研究结果显示,膝关节步态速度对步态图特征参数具有重要的影响(1.3-32.2%).此外,在自主适应的步态速度之上测得的步态图特征参数要更加稳定和可靠.步态速度对步态图特征参数的影响机制可分为三个亚因素,包括高于自主适应的步态速度,低于自选速度和速度波动范围.步态速度的亚影响因素对步态图特征参数的影响从小到大的排序为高于自主适应的步态速度,低于自选速度和速度波动范围.　　2.在过去的几十年中,静态影像学检查,尤其是X线检查,经常被应用于临床去评估内侧KOA的严重程度,同时也被用于了解病变进展情况和疗效评估.然而,目前还没有关于内侧KOA不同严重程度患者步态图特征参数改变的研究.目前为止,已有国外一些学者研究报道膝关节骨性关节炎患者步态运动学特征.此外,一些研究已经研究了其他膝关节疾病步态图.然而,国内外目前只有对膝关节骨性关节炎的四个自由度(屈曲/伸展,内收/外展,内/外旋和前/后位移)进行过研究.而且,很少有研究涉及亚洲人群KOA的步态图特征参数研究,在这类研究中也仅仅评估了膝关节三个自由度(3DOF)(屈曲/伸展,内收/外展,内/外旋).在此,我们试图根据先前的影像学评估来探索内侧KOA的不同严重程度的步态图特征(6DOF).我们的研究结果表明,内侧KOA患者的步态图特征改变与K/L评分密切相关,伴随着运动范围减小和一系列运动学定量特征改变.