R.노두현정형외과와 연구 이야기
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PFJpatellofemoral paingaitEMG

2025 · Knee Surgery & Related Research

PFPS의 근활성 변화는 보행 중 무릎의 sagittal moment와 어떤 관계를 가질까?

PFPS군은 체중 수용기의 무릎 신전 모멘트가 낮았으며 굴곡각의 유의한 차이는 없었습니다. ST 활성은 모든 보행 구간에서 높았습니다.

원문 Fig. 1

파란 선은 대조군, 빨간 선은 PFPS 환자의 보행 주기 평균입니다. 각도·무릎 신전 모멘트와 네 근육 EMG를 같은 시간축에서 봅니다.그림 크게 보기

파란 선은 대조군, 빨간 선은 PFPS 환자의 보행 주기 평균입니다. 각도·무릎 신전 모멘트와 네 근육 EMG를 같은 시간축에서 봅니다.

Byung Sun Choi, Soon Bin Kwon, Sehyeon Jeon, Myeongjun Kim, Yunseo Ku, Du Hyun Ro, Hyuk-Soo Han. Relationship between muscle activation and sagittal knee joint biomechanics in patients with patellofemoral pain syndrome: a cross-sectional study. Knee Surgery & Related Research (2025). DOI: 10.1186/s43019-025-00259-4. © The Author(s) 2025

근거·원문그림 이용조건
원문 캡션

Kinetic, kinematic, and EMG data. All curves represent the mean values of biomechanical features at the point of the gait …

대상과 방법

PFPS 31명과 증상이 없는 대조군 28명. 보행 분석과 EMG(VM·VL·ST·GCM)를 사용했습니다. Weight acceptance 0–12%, SLS 13–50%, swing 51–100%를 나누어 분석했습니다.

그림을 읽는 순서

파란 선은 대조군, 빨간 선은 PFPS 환자의 보행 주기 평균입니다. 각도·무릎 신전 모멘트와 네 근육 EMG를 같은 시간축에서 봅니다. 31환자와 28대조군의 횡단면 비교입니다. 체중 수용기에 낮은 KEM, semitendinosus의 높은 활성은 부하를 다루는 보상성 조절의 후보 설명입니다. 활성 증가를 근육이 강해졌다는 뜻으로 바꾸거나, 이 그림만으로 특정 근육을 고립 훈련하라는 처방을 만들 수는 없습니다.

주요 결과

PFPS군은 체중 수용기의 무릎 신전 모멘트가 낮았으며 굴곡각의 유의한 차이는 없었습니다. ST 활성은 모든 보행 구간에서 높았습니다. KEM < −1% 또는 > 5% BW × height 구간에서 VM·VL·ST 활성 증가 기울기는 PFPS군이 더 컸습니다.

진료·수술에서 읽을 지점

PFJ 통증과 관련된 신경근 보상 패턴을 재활 연구에 반영할 근거입니다.

해석의 제한

단면 비교입니다. 보상 기전은 결과에 대한 해석이며 인과적 증명은 아닙니다. 재활이나 수술 중재를 비교하지 않았습니다.

짧게 정리하면

이 연구가 확인한 것은 무엇인가요?

PFPS군은 체중 수용기의 무릎 신전 모멘트가 낮았으며 굴곡각의 유의한 차이는 없었습니다. ST 활성은 모든 보행 구간에서 높았습니다.

개별 환자의 치료 결정에 바로 적용할 수 있나요?

단면 비교입니다. 보상 기전은 결과에 대한 해석이며 인과적 증명은 아닙니다. 재활이나 수술 중재를 비교하지 않았습니다.

Keywords · 주제어

Abstract · 원문 초록

Byung Sun Choi, Soon Bin Kwon, Sehyeon Jeon, Myeongjun Kim, Yunseo Ku, Du Hyun Ro, Hyuk-Soo Han. Relationship between muscle activation and sagittal knee joint biomechanics in patients with patellofemoral pain syndrome: a cross-sectional study. Knee surgery & related research. 2025;37(1):7. doi:10.1186/s43019-025-00259-4.

BACKGROUND

Patellofemoral pain syndrome (PFPS) is one of the most common conditions affecting the knee joint, yet its pathomechanics remain unclear. The aim of this study was to investigate changes in muscle activation and gait patterns and to analyze the relationship between muscle activation and kinetic gait patterns in patients with PFPS.

METHODS

This study included 31 patients with PFPS and 28 healthy volunteers without any symptoms. The sagittal plane motion of the knee joint, representing primary movement of the knee joint, was evaluated to identify changes in gait patterns. Electromyography (EMG) was used to measure muscle activation of vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), semitendinosus (ST), and gastrocnemius (GCM) muscles during gait analysis. Biomechanical features were analyzed during the three phases of the gait cycle; weight acceptance (WA), single limb support (SLS), and swing limb advancement (SLA) (0 ~ 12%, 13 ~ 50%, and 51 ~ 100% of the gait cycle, respectively).

RESULTS

The average knee extension moment (KEM) during WA was lower in the patient group and no significant differences were observed in the knee flexion angle (KFA). With respect to muscle activation, the patient group showed significantly higher muscle activation of the ST muscle in all phases. As the absolute value of the moment increased, the activation of the VM, VL, and ST muscles increased more rapidly in the patient group, especially when KEM was under -1% body weight × height (Bw × Ht) or over 5% Bw × Ht.

CONCLUSIONS

Patients with PFPS exhibit elevated muscle activation, particularly in response to changes in the knee extension moment, which is likely a compensatory mechanism to manage knee joint loading during gait. These results highlight altered neuromuscular adaptations in PFPS, suggesting targeted therapies may help improve functional outcomes. Level of evidence III, cross-sectional study.

© The Author(s) 2025

원래 논문

Relationship between muscle activation and sagittal knee joint biomechanics in patients with patellofemoral pain syndrome: a cross-sectional study

Byung Sun Choi, Soon Bin Kwon, Sehyeon Jeon, Myeongjun Kim, Yunseo Ku, Du Hyun Ro, Hyuk-Soo Han
Knee Surgery & Related Research · 2025

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