前交叉韧带重建患者步行时患侧腿部肌肉协同特征与步态稳定性的相关性
摘要：
文题释义：
肌肉协同理论：被广泛用于解释人体肌肉协同过程，该理论认为人体动作的实现是中枢系统事先编码一组肌肉协同元并根据目标任务对其进行排列组合，使肌肉产生协同收缩的过程。
前交叉韧带：是稳定膝关节的重要结构，在膝部各韧带中最易受损。前交叉韧带断裂后，膝关节的不稳不但会影响人们的日常活动和运动，而且会造成关节内结构的进一步损伤。
背景：现有研究初步总结了前交叉韧带重建患者步行时患侧腿肌肉活动与步态稳定性的潜在关联，然而存在观测肌肉类别不全、观测步行动作阶段不完整、未考量多块肌肉间协同作用等问题，亟待进一步完善该研究。
目的：监测前交叉韧带重建患者步行时患侧腿部肌肉协同信息，分析肌肉协同信息与步态稳定性的关联。
方法：招募24例男性前交叉韧带重建患者，年龄(21.66±4.09)岁，采集受试者步行时患肢的肌电数据与压力中心数据，采用非负矩阵分解算法提取患肢的肌肉协同元参与数量、肌肉协同元峰值激活用时及肌肉相对权重指标，并与压力中心指标进行相关性分析。
结果与结论：①累计解析出6类肌肉协同元参与步行活动，其中肌肉协同元参与数量与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度无显著相关性。在肌肉协同元峰值激活用时方面，主导步态承重反应期的协同元3峰值激活用时与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度均呈显著负相关(r=-0.413，P=0.045；r=-0.470，P=0.020)，其余类型协同元的峰值激活用时与患者步态稳定性指标无显著相关性。在肌肉相对权重方面，主导步态承重反应期的协同元1的股直肌与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度均呈显著负相关(r=-0.592，P=0.005；r=-0.529，P=0.014)；主导承重反应期的协同元3的股二头肌的相对权重与患者步态压力中心横向位移距离呈显著负相关(r=-0.428，P=0.037)。②结果表明，前交叉韧带重建患者的中枢系统会系统调节步行时患肢肌肉协同活动以提升步态稳定性，具体表现为：延长主导承重反应期肌肉协同元激活时间，增强股四头肌的激活程度，以增强患侧腿落地时膝关节离心收缩控制能力，提升膝关节稳定性；增强承重反应期股二头肌激活程度，以增加患侧腿落地时膝关节屈曲程度，增强下肢落地缓冲功能。
https://orcid.org/0000-0001-8451-185X(魏梦力)；https://orcid.org/0000-0002-3010-5001(钟亚平)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
关键词: 前交叉韧带重建, 步态分析, 步态稳定性, 肌肉协同模式, 非负矩阵分解, 压力中心
引用本文：魏梦力, 钟亚平, 于婷婷, 谭茜琳, 曹偲佳. 前交叉韧带重建患者步行时患侧腿部肌肉协同特征与步态稳定性的相关性[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(14): 2899-2906.
