膝关节骨关节炎与异常肌肉激活及心血管疾病风险增加的肺功能减退相关

摘要

本研究考察了患有膝关节骨关节炎（OA）且心血管疾病（CVD）风险增加患者的心肺功能、体育活动及下肢肌肉激活情况。我们发现，心血管疾病风险组膝关节骨关节炎患者最大自愿通气率降低与股二头肌激活率增加呈负相关。

摘要

本研究旨在探讨膝关节骨关节炎（OA）患者心血管功能、身体活动及主要下肢肌肉的激活，这些患者心血管疾病（CVD）风险增加。共有21名膝关节骨关节炎且心血管疾病风险增加的个体和29个孤立性膝关节骨关节炎个体以访谈形式完成了长表国际体育活动问卷（IPAQ）。肺功能通过测量强制肺活量（FVC）和最大自愿通气（MVV）来评估。心肺适应能力通过基于跑步机的心肺运动测试（CPET）和改进版的布鲁斯方案进行评估。此外，在以自选、习惯性速度进行爬楼梯任务时，还从症状肢体主要下肢肌肉收集了表面肌电图（sEMG）数据。与膝关节骨关节炎组相比，伴心血管疾病风险组的膝关节骨关节炎在剧烈体育活动、最大自愿通气（MVV）方面显著减少，峰值氧气摄取减少较小。此外，膝关节骨关节炎伴心血管疾病群增多，显示出在楼梯上下行时股二头肌（BF）肌肉激活更强。此外，心血管疾病风险组观察到膝关节骨关节炎中MVV降低与体脂肪激活增加呈负相关。这些发现提出了两个主要结论。首先，sEMG作为一种有价值的非侵入性工具，通过检测爬楼梯时异常肌肉激活，识别患有心血管疾病风险的膝关节骨关节炎患者的临床特征。其次，在这些高风险人群中，心血管功能较佳与膝关节肌肉协调更平衡相关，这也体现在MVV与股二头肌激活之间的反比关系中。

引言

膝关节骨关节炎（OA）是导致行动障碍的主要原因之一，影响15%的中老年人。越来越多的证据表明膝关节骨关节炎与心血管疾病（CVD^）风险升高^有关。膝关节骨关节炎患者通常有多种心血管疾病风险因素，包括非甾体抗炎药物和慢性^炎症5。此外，膝关节骨关节炎导致的身体活动不足是心血管^{疾病风险增加}的间接原因5。

膝关节疾病导致的体育活动减少会增加代谢综合征的患病率，包括肥胖、血脂异常、胰岛素抵抗和高血压6,7,8,9，进而增加心血管疾病的风险^10,11。此外，体育活动限制可能导致心肺功能下降（包括肺功能和心肺健康），这与心血管疾病风险增加密切相关^12,13。因此，膝关节骨关节炎患者心血管风险增加时，心肺功能也可能下降。

下肢肌肉异常的激活模式可能部分解释了体育活动的减少¹⁴。先前研究表明，异常的神经肌肉激活模式，如外侧腓肠肌和内侧腿后腱的激活加剧，与更严重的膝盖疼痛相关^15,16。相反，膝关节内侧肌肉收缩的减少与膝关节骨关节术患者步态时膝盖疼痛的减轻^相关。此外，严重的膝盖疼痛会减少身体活动，尤其是在中等到剧^烈的体育活动中，进而对心肺功能产生负面影响，并增加心血管疾病的风险。

爬楼梯是膝关节骨关节炎患者常见的日常活动，且相比其他活动，它可能是更能反映身体活动受限的指标^20,21。患有膝关节骨关节炎的个体会调整肌肉活动以减轻膝盖疼痛并保持爬楼梯时的膝盖稳定性^22,23。此外，爬楼梯测试是直接评估心^{肺功能的重要}替代指标。因此，考察楼梯行走时下肢肌肉激活模式及其与心肺功能的关系，可能为膝关节骨关节炎患者心血管疾病风险增加的发病机制提供独特见解。

因此，我们假设与孤立性膝关节骨关节炎患者相比，心血管疾病风险增加的膝关节骨关节炎患者表现出身体活动减少、心肺功能下降以及下肢肌肉激活模式改变。此外，该假说假设患者心肺功能下降与下肢肌肉异常激活模式之间存在相关性。

据我们所知，这是首个研究在膝关节骨关节炎及心血管疾病风险增加患者爬楼梯时主要下肢肌肉的激活，以及心肺功能与爬楼梯时肌肉激活之间的关系。本研究结果可能为为该患者群体设计更精确的康复方案提供证据。

方案

根据赫尔辛基宣言，该研究方案于2020年11月18日获得福建省第三人民医院伦理机构审查委员会批准（#2020KS-5-1），并注册于中国临床试验注册处网站（编号ChiCTR2000041115）。所有参与者均提供了书面知情同意书以参与研究。

参赛者
本研究中，从福建省第三人民医院及邻近社区招募了29名膝关节骨关节炎患者和21名膝关节骨关节炎且心血管风险增加的参与者。膝关节骨关节炎组的纳入标准包括：根据2019年骨关节炎诊断与治疗标准²⁵，单侧或双侧Kellgren/Lawrence（K/L）等级≥2，年龄50-65岁，且根据中国动脉粥样硬化心血管疾病风险预测（China-PAR）定义的低或无心血管疾病风险²⁶。心血管疾病风险增加的膝关节骨关节炎与膝关节骨关节炎组年龄和症状相同，但根据中国标准评估（China-PAR）显示心血管疾病风险为中高。两组参与者均有严重背痛、其他下肢关节痛、类风湿关节炎、骨折、神经系统病理、心血管病史和/或肺部疾病，则被排除。

数据收集
本研究通过使用长卷国际体育活动问卷（IPAQ）²⁷、肺功能测试、心肺运动测试和表面肌电图（sEMG; 图1）。

身体活动评估
参与者的每日活动水平使用中文版国际体育活动问卷（IPAQ;评估中文版国际体育活动问卷（IPAQ-LC）²⁷的有效性和可靠性，采用访谈形式进行。本研究利用IPAQ收集并分析了过去一个月休闲时间、家庭和园艺（院子）、工作相关及交通相关活动的数据。得分以代谢当量（MET）-min/week为单位报告，计算方法为每周活动的min次数乘以相应的MET值。最后，评分分为步行、中等、剧烈和总体能活动。如果关于时间或频率的回答被报告为未知、拒绝回答或缺失，则排除在分析之外。

肺功能测试
测试前，我们进行了仪器校准。校准包括环境准备、体积校准以及流量/体积传感器校准。参与者被指示在实验前2小时内禁食。

安装了鼻夹以确保口腔气流畅通。受试者随后用嘴唇封住嘴唇，防止泄漏。在整个演习过程中，大家都给予了强有力的口头鼓励，以最大化战斗力。受试者由经验丰富的呼吸治疗师根据美国胸腔学会关于肺功能测试系统的指导（230伏，50/60赫兹，508伏特，IP20）进行指导。肺活量测量包括用力肺活量（FVC）、1秒用力呼气量（FEV₁）、用力呼气量（1秒/用力肺活量/单位，FEV₁/FVC）和最大自愿通气量（MVV）。每个受试者至少产生了三个技术上可接受的动作。测量FVC和FEV₁ 需要急促呼气，呼气时间至少持续6秒，重复动作间的差异不得超过5%。在MVV测试中，受试者被指示执行最深、最快速的呼吸动作，持续12秒。技术员选择了具有最高FVC、FEV₁、MVV值和最佳流量曲线的测试结果。

心肺运动测试
在进行肺功能测试至少5分钟后，安装了12导心电图（ECG）、自动袖带、呼吸面罩和氧气光度计以监测心率、心电图、血压、气体交换和血氧饱和度。

参与者接受了利用跑步机和改良版Bruce方案进行增量最大CPET（见 表1）。在坐椅休息3分钟期间评估基线心肺值;随后，在跑步机上以2.7公里/小时速度、零坡度进行3分钟热身。热身后，根据改良版布鲁斯方案，每3分钟增加一次运动强度，按顺序分段：0%坡度2.7公里/小时，5%坡度2.7公里/小时，10%坡度2.7公里/小时，12%坡度4.0公里/小时，14%坡度5.4公里/小时，16%坡度6.7公里/小时， 旨在实现最大努力。不鼓励抓住跑步机扶手;但有些患者需要扶手来保持平衡。

整个检查由专业心脏病专家监督。休息期间，测量一次血压（BP），并持续监测12导联心电图、心率（HR）和氧合血红蛋白饱和度。运动阶段持续监测心电图、心率和氧合血红蛋白饱和度，每3分钟监测一次行走血压、症状和疲劳水平。当参与者达到最大心率，或运动负荷增加时氧气摄取未增加，或博格（6-20）²⁸的感知评分（感知用力评分（RPE）大于17时，运动即停止。恢复期间，心电图、心率和氧血红蛋白饱和度持续监测，每2分钟测量一次血压。检测因出现明显呼吸困难、胸闷或头晕、3次心律室异室>进展性、新发心房颤动、收缩压持续下降>较前一阶段20 mmHg，或ST段压低超过5毫米而提前停止。

检测人员熟练掌握应急程序，现场配备了必需设备（包括除颤器、氧气和呼吸面罩）及药物（如埃文肾上腺素、阿托品、利多卡因、硝化甘油和葡萄糖）。在任何关键事件中，测试立即终止。管理工作包括维持通畅气道、供氧和建立静脉通路。后续复苏和药物干预均遵循高级心脏生命支持（ACLS）协议，同时激活紧急响应团队进行患者转运。

对吸氧量（VO₂）、二氧化碳排放量（VCO₂）、极限通气量（VE）、末期氧分压（PETO₂）和二氧化碳（PETCO₂）进行了逐次呼吸测量。心率（HR）以1秒间隔记录。最近60小时运动内的最高值定义为_VO2峰、VCO_2峰、VE_峰、心率_峰值和氧脉冲峰值（VO₂ / 心率_峰值）、PETO_2峰、PETCO_2峰。厌氧阈值（AT）由修正后的V^斜率方法定义。心率储备（HRR）被定义为运动阶段的最大_心率220 - a - 最大心率，其中a代表年龄，_{HR Max}代表最大心率。

爬楼梯时下肢的sEMG信号
在放置电极之前，参与者穿着统一采购的Anta运动鞋，并进行了五次楼梯协商试验。这些试验以自选的每日步行速度进行，且不使用扶手。每台台阶宽度为100厘米，高度20厘米，深度30厘米。楼梯的上下速度通过红外计时系统记录，系统分别位于第一级和顶层台阶。五次楼梯协商试验中平均±10%的速度被定义为正常速度。官方试验中速度偏离正常速度的试验被排除在后续分析之外。

随后通过刮除、用细砂纸轻微磨擦，并用70%酒精清洗，以降低阻抗并确保最佳接触，准备目标肌肉上的皮肤。皮肤准备后，将表面肌电极放置在目标肌肉腹部。研究使用无线sEMG系统在2000 Hz采样频率下测量站立阶段的肌肉活动。双侧置有胶预凝胶的Ag/AgCl电极（固定电极间距10毫米）、腓肠肌内侧头（MG）、股二头肌（BF）、股直肌（RF）、内侧肌（VM）、外侧宽广肌（VL）， 臀大肌（GMAX）和臀中肌（GMED）肌群（见 表2）。参与者随后对每个被研究的肌肉进行了最大自愿等长收缩（MVIC），该方法用于幅度归一化测试（见 表3）。参与者被指示以最大努力完成测试动作，持续4-5秒。在整个审判过程中，都给予了强有力的口头鼓励。该程序重复3次，试验间隔2分钟休息以防止疲劳。MVIC测试后，参与者被要求在正常速度下进行五次成功的楼梯升降试验。站位阶段的sEMG数据被选中于定制的八级实验楼梯的第三和第四级。

楼梯任务的站位阶段sEMG信号和MVIC在Visual3D软件中处理。原始数据首先经过带通滤波（20-450 Hz），全波整流，并用50毫秒均方根（RMS）窗口进行平滑处理，最后在6 Hz进行低通滤波，形成线性包络。姿态阶段通过垂直地面反作用力（>10牛顿阈值）确定。每个站立相位的线性包络经过时间归一化为101点，振幅归一化为相应的最大MVIC值。最后，每个归一化sEMG数据在站姿阶段的均方根值被计算，以反映肌肉活动的大小。分析重点关注两组受试者中症状较重的膝盖。如果双膝症状相似，则选取技术主导肢体的数据。

统计分析
所有统计分析均使用SPSS Statistics 25.0进行。所有变量均以平均±标准差表示。Shapiro-Wilk检验用于检验所有定量变量的正态性。两个独立样本在人口统计学、心肺功能参数和均根值上的正态分布变量差异通过独立样本t检验评估;偏斜分布变量的差异通过Kruskal-Wallis检验进行了评估。IPAQ分数和K/L成绩差异采用Kruskal-Wallis检验进行评估。使用卡方检验比较性别差异。使用Spearman相关性分析，检测到膝关节骨关节炎与心血管疾病风险组中不同且强的心肺功能参数（吸氧峰值（VO_2peak）、最大自愿通气（MVV）和RMS（股二头肌（BF））之间的相关性。

结果

参与者特征
本研究共计50名参与者中，29人属于膝关节骨关节炎组，21人属于心血管疾病风险增加的膝关节骨关节炎组。两组在年龄、身高、体重、BMI、性别分布、腰围、臀围、腰臀比或K/L等级方面无显著差异。此外，膝关节骨关节炎组与心血管疾病风险增加的膝关节骨关节炎组在膝关节骨关节炎结局评分（KOOS）得分³⁰ 中无显著差异（见 表4）。

身体活动评估
与膝关节骨关节炎组相比，伴心血管疾病风险组的膝关节骨关节炎在剧烈强度活动中表现较低（p = 0.044;见 表5）。这种较低的剧烈活动水平支持了膝关节骨关节炎患者每日体育活动减少的假设，且有心血管疾病风险。

肺功能测试
与膝关节骨关节炎组相比，膝关节骨关节炎和心血管疾病风险组的自愿最大通气次数较低（MVV;p = 0.004;见 表6）。较低的MVV支持了膝关节骨关节炎和心血管疾病风险升高患者肺功能受损的假设。

心肺运动测试
然而，两组在心肺健康方面并未观察到显著差异（见 表6）。与当前假设不符的是，膝关节骨关节炎患者的心血管风险增加并未显著降低心肺健康。

爬楼梯时下肢的sEMG信号
在肌肉激活参数方面，与膝关节骨关节炎组相比，膝关节骨关节奥肌及心血管疾病风险组在楼梯上行（p = 0.013）和下降时（p= 0.001;见 表7）中体脂肪激活较强。BF激活的增加支持了膝骨关节炎患者在爬楼梯时下肢肌肉激活模式改变的假说，这些患者心血管风险较高。此外，上楼梯时的BF RMS与心血管疾病风险组膝关节骨关节炎的MVV显著相关（r = −0.452，p = 0.040;见 表8）。这一相关性支持了异常肢体肌肉激活模式与膝关节骨关节炎和心血管疾病风险患者肺功能下降相关的假说。

与膝盖组相比，心血管疾病高风险组的膝关节骨关节炎在剧烈活动水平显著较低，MVV较低，且在爬楼梯时BF激活较多。此外，膝关节骨关节炎中较低的MVV与较高的体温激活与心血管疾病风险组呈负相关。

数据可用性：
本研究生成的原始和处理数据集包含敏感的患者信息，未以完整未处理格式公开，以保护患者隐私。去标识化、处理过的数据可根据通讯作者的合理请求提供。所有申请均需经福建省第三人民医院伦理委员会批准。原始数据存档于福建省第三人民医院的安全服务器上，发布后至少保存10年。

图1：整个实验的流程图。 缩写：K/L = Kellgren / Lawrence，CVD = 心血管疾病，China-PAR = 动脉粥样硬化预测 心血管疾病风险在中国，OA = 骨关节炎，IPAQ = 国际体育活动问卷，sEMG = 表面肌电图。 请点击此处查看该图的放大版本。

表1：针对跑步机测试的修改版布鲁斯方案。请点击此处下载此表格。

表2：肌电图放置。缩写：GMAX = 臀大肌，GMED = 臀中肌，BF = 股肱二头肌，VM = 内侧肌，VL = 外侧阔肌，RF = 股直肌，TA = 胫骨前肌，MG = 腓肠肌内侧头，ASIS = 前上脊柱，PSIS = 后上脊柱。 请点击此处下载此表格。

表3：肌肉MVIC测试。 缩写：MVIC = 最大随意等长收缩，GMAX = 臀大肌，GMED = 臀中肌，BF = 股二头肌，VM = 内侧阔肌，VL = 外侧阔肌，RF = 股直肌，TA = 胫前肌，MG = 腓肠肌内侧头。 请点击此处下载此表格。

表4：两组特征。 #：偏斜分布数据，*：正态分布数据，&：类别数据。缩写：BMI = 身体质量指数，K/L 等级 = Kellgren/Lawrence 等级，KOOS = 膝关节骨关节炎结局评分。 请点击此处下载此表格。

表5：IPAQ对两组进行体育活动评估。 #：分布式数据失衡。 请点击此处下载此表格。

表6：两组的心肺功能。 #：偏斜分布数据，*：正态分布数据。缩写：VC = 肺活量，FVC = 强制肺活量，FEV₁ = 强制呼气量（1秒），FEV₁/FVC = 一秒内的强制呼气量/强制肺活量，MVV：最大自愿通气量，VO_2peak = 氧气摄取峰值，RER = 呼吸交换率，VCO_2peak = 二氧化碳排放峰值，VE_峰值 = 最小通气峰值，HR_峰值 = 心率峰值， HRR = 心率储备，VO₂/HR_峰值 = 氧气脉冲峰值，PETO_2peak = 末潮氧分压峰值，PETCO_2peak = 潮末二氧化碳压力峰值，AT = 厌氧阈值。 请点击此处下载此表格。

表7：两组楼梯爬行时下肢肌肉的激活情况。 #：偏斜分布数据，*：正态分布数据。缩写：GMAX = 臀大肌，GMED = 臀中肌，RF = 股直肌，VL = 外侧肌，VM = 内侧肌，BF = 股二头肌，TA = 胫骨前肌，MG = 腓肠肌内侧头。 请点击此处下载此表格。

表8：BF RMS与心肺功能之间的皮尔逊相关系数。缩写：BF = 股二头肌，VO_2peak = 氧气摄取峰值，MVV = 最大自愿通气。 请点击此处下载此表格。

讨论

这是首个探讨膝关节骨关节炎与心血管疾病风险增加个体心肺功能、肌肉激活及其关系的研究。与假设一致，我们观察到膝关节骨关节炎和心血管疾病风险增加的个体最大自愿通气（MVV）显著较低，爬楼梯时股二头肌（BF）激活较强，剧烈活动水平较低。此外，本研究发现MVV与楼梯上升时BF激活呈负相关。

随着心血管疾病风险增加，膝关节骨关节炎患者在体育活动方面受到限制，尤其是在剧烈活动方面。缺乏体育活动是全球死亡率的^{第四大风险} 因素，对包括骨关节炎（OA）和心血管疾病⁵型（CVD）在内的疾病的患病率有显著影响。剧烈活动、膝关节骨关节炎和心血管疾病风险之间的关系多变且动态：一项先前研究表明，尽管剧烈活动对骨关节炎的益处优于轻度活动³¹，但长时间剧烈活动可能对内侧膝软骨缺损产生不利影响，并加重疼痛，这可能使膝关节骨关节炎患者避免剧烈体育活动^32，33岁。对于心血管疾病风险较高的人群，参与任何体育活动与心血管疾病风险较低相关，但剧烈活动对心血管风险的益处最大³⁴。然而，心血管疾病风险较高的个体通常担心剧烈活动难以忍受，可能导致心血管事件³⁵。因此，我们建议膝关节骨关节炎患者心血管疾病风险增加，可能因膝关节骨关节炎症状加上对心血管事件的恐惧，避免剧烈的体育活动。

此外，本研究发现，膝关节骨关节炎且心血管疾病风险增加的人群，MVV低于单发性膝关节骨关节炎患者。MVV较低表示膝关节骨关节炎患者的呼吸肌耐力下降，心血管疾病风险增加³⁶。MVV的下降可能受糖尿病和高血压等共病影响，这些并发症可能导致微血管并发症，最终影响呼吸肌耐力36,37,38。本研究中，大多数膝关节骨关节炎和心血管疾病风险较高的参与者同时患有糖尿病和高血压，这可能导致观察到的MVV降低。较低的MVV会限制个体维持更大且更长时间的通气能力，以应对运动时的气体交换需求，最终导致中度至剧烈体力活动减少（36,39,40）。因此，膝关节骨关节炎和心血管疾病风险增加的人群避免剧烈体育活动，而剧烈运动也可能与肺功能下降有关。

然而，这一发现与我们的假设不符，因为膝关节骨关节炎和心血管疾病风险增加的个体并未表现出显著的心肺健康下降。传统上，VO_2峰 是心肺健康的重要指标，较低的VO_2峰 与未来心血管疾病风险的倾向增加相关（⁴¹）。在这项研究中，膝关节骨关节炎和心血管疾病风险增加的人群仅在_{VO 2峰值}中略有下降。我们推测这可能是因为这些人的每日总体力活动量并未减少。一项先前的研究发现，与中等强度活动相比，剧烈活动对VO_2峰值的影响更佳，但训练量也是一个重要因素⁴²。本研究中，尽管膝关节骨关节炎和心血管疾病风险增加的个体表现出避免剧烈活动的迹象，但孤立性膝关节骨关节炎患者的剧烈活动量有限。此外，两组在总活动量上无显著差异。这些发现或许有助于解释所获得的结果。

楼梯攀登困难和疼痛，通常是膝关节骨关节炎（OA）的最早症状，可能源于下肢肌肉异常的激活模式，从而改变膝关节负荷⁴³。本研究中，膝关节骨关节炎且心血管疾病风险增加的人群在楼梯上下行时表现出股二头肌（BF）的激活，相较于单发性膝关节骨关节炎患者。BF在解剖结构上与髋关节和膝关节相连，其激活不仅参与膝关节屈曲和髋关节伸展⁴³。如前所述，股四头肌无力在膝关节骨关节炎中很常见，肌肉纤维的激活增加通过将负荷转移到未受影响的髋关节来补偿这一功能障碍^43,44。此外，体型血的激活增加有助于稳定膝关节，通过增加压缩力的产生和减少胫骨的前移（^43,45）。然而，BF激活的变化可能扰乱膝关节负荷的正态分布，可能加重膝关节骨关节炎⁴³的进展。

与假设一致的是，本研究中膝关节骨关节炎和心血管疾病风险增加的个体，体温激活率较高与MVV降低之间存在中度负相关。与本研究类似，之前的研究发现MVV与镰状细胞病患者的周围肌肉有关⁴⁶。呼吸肌力量和体能的下降与握力下降有关⁴⁶。本研究中，通过提高体腺功能激活来补偿股四头肌无力的策略，可能导致股四头肌运动失用，并加重膝关节骨关节炎和心血管疾病风险患者的骨关节炎。严重的股四头肌功能障碍会负面影响中度至剧烈的体育活动⁴⁷，这可能与呼吸肌功能障碍相关，最终导致MVV下降^48,49。

为了进一步验证我们的假设，可以采用几种替代方法。例如，影像学检查（fMRI或X光）可以直接观察膝盖相关的肌肉和关节结构变化，为本研究的行为/生理发现提供解剖学上的佐证。此外，纵向队列随访对于确定我们观察到的现象的长期轨迹和临床结局，建立超越当前横断面设计关联的因果关系将极为宝贵。

高体脂激活与较低MVV之间的负相关也表明sEMG作为一种非侵入性方法识别楼梯行走时异常肌肉活动模式的价值，有助于识别膝关节骨关节炎（OA）及心血管疾病（CVD）风险增加患者的临床特征。

局限性
在解读本研究结果时，应考虑若干局限性。首先，使用中国-PAR计算的心血管疾病风险评分受多种因素影响，包括糖尿病、高血脂、高血压和腰围。然而，该研究为样本量较小的病例对照研究，可能存在统计偏差。未来的研究应扩大样本量，并按风险等级（低、中、高）对参与者进行分层。后续研究应包括干预试验、多中心队列或机制性调查以验证观察到的关联。此外，大多数膝关节骨关节炎及心血管疾病风险较高的人群仅有心血管风险，而未确诊心血管疾病，这可能限制了结论的普遍性。还需要进一步研究膝关节骨关节炎和心血管疾病患者的生物力学和心肺功能。

结论
研究显示，与单一膝关节骨关节炎患者相比，膝关节骨关节炎和心血管疾病风险患者的心肺健康下降相对较小。然而，他们也表现出避免剧烈体育活动的倾向，同时肺功能下降，股二头肌激活增加。此外，观察到MVV降低与体脂激活升高之间呈负相关。

这些发现表明了两个关键含义：首先，sEMG作为一种有价值的非侵入性工具，通过检测高风险膝关节骨关节炎患者在楼梯行走时异常的肌肉激活模式，来表征临床特征。其次，针对该人群的定制锻炼干预应首先聚焦于恢复膝盖周围的肌肉平衡，随后逐步加入剧烈活动以增强心肺健康和肺功能。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
动态心电扫描仪	通用电气医疗	2019001977	实时监控，可重复使用
肺功能测试系统	Carefusion 德国 234 GmbH	V-919016	实时监控，可重复使用
跑步机	跑步机HLP/宇宙	180409	履带、速度和坡度可调节
无线生物反馈系统	德尔西	SP-W02C-1096	无线电，肌电图生物反馈，可重复使用