2025年骨关节炎年度回顾：生物力学

骨关节炎生物力学研究近一年进展，重点综述180篇文献，发现传统步态分析仍为主流但新兴方向突出：1）利用开放科学、可穿戴传感器和机器学习创新工具；2）扩展至多关节、多任务（如上下楼梯）评估；3）整合生物力学、心理社会及患者报告数据实现个体化评估。未来需加强真实世界应用和标准化建设。

Jenna M. Qualter|Alexandra N. Chertok|Amy Buhler|Elise K. Laende|Kerry E. Costello

美国佛罗里达大学盖恩斯维尔分校生物医学工程系

摘要

目的

生物力学负荷是导致骨关节炎（OA）发病机制的已知因素之一，也是少数可改变的风险因素之一。因此，对生物力学的研究为我们提供了深入了解疾病机制、患者影响以及潜在干预靶点的重要机会。

方法

本叙述性综述综合了2024年4月至2025年3月期间发表的关于人类骨关节炎患者生物力学的文献。

结果

在纳入的180篇文章中，许多文章关注膝关节骨关节炎患者的实验室步态生物力学研究，或使用生物力学指标来评估手术或康复干预措施的效果。此外，还发现了三个反映该领域发展方向的新兴主题：（1）通过开放科学、新型工具和分析方法进行创新；（2）超越传统的步态评估方法；（3）对骨关节炎患者进行更全面、多维度的评估。研究表明，人们对一系列低成本、开放获取的工具和技术的兴趣日益增长，包括可穿戴传感器、肌肉骨骼建模和机器学习方法，同时也更加注重整合生物力学、生物学、心理社会因素以及患者报告的数据。虽然传统的步态分析仍然至关重要，但最近的研究强调了捕捉多种任务中的运动情况、研究多关节效应以及考虑患者特定环境和背景的重要性。

结论

这些进展共同支持了向更易于获取、更具情境相关性和临床意义的骨关节炎生物力学研究方向转变，并指出了持续创新、标准化和合作的重要机会。未来将可扩展的、基于现实世界的生物力学方法应用于临床实践，可能有助于明确这些指标是否最终能够纳入常规临床护理或作为临床试验的终点。

引言

骨关节炎（OA）是一种具有机械性和炎症性驱动因素的多方面疾病，其症状严重程度和进展存在显著差异。生物力学负荷被认为是影响OA发病和进展的重要风险因素，也是少数已知的可改变风险因素之一。因此，步态和功能的测量在理解OA机制和确定潜在干预靶点方面发挥了核心作用。

尽管已有大量文献研究了OA患者的步态和运动模式，但仍存在一些重要问题，特别是关于生物力学因素如何导致疾病异质性和治疗反应的差异，以及如何将这些信息转化为改进的临床决策。在2024年的《生物力学年度回顾》中，Mundermann等人强调了需要创新的方法和全面的数据集来捕捉生物力学表型并改进疾病轨迹预测[1]。基于这一基础，本叙述性综述综合了过去一年发表的人类骨关节炎生物力学研究。我们的目标是总结最新进展，识别新兴主题，并突出该领域为更好地反映OA的复杂性和支持更具临床意义的应用而正在发展的方向。

方法部分

我们进行了叙述性综述，首先对PubMed和Web of Science数据库进行了系统化的搜索，查找2024年4月至2025年3月期间发表的研究（搜索时间为2025年4月1日）。我们采用了Mundermann等人发布的搜索策略，搜索词基于关键词和MeSH术语[2]。其中一个调整是：PubMed搜索仅限于出版日期（PD），不包括引用添加到PubMed数据库的日期（EDAT）。

概述

在本综述中纳入的180项研究中，大多数集中在膝关节和髋关节上，这与前几年的趋势一致[1]，[3]，并且使用光学运动捕捉和力感应平台进行实验室或临床步态评估仍然是主要的测量方法（图2）。与此分布一致，最近的研究[4]、[5]、[6]、[7]、[8]继续扩展了膝关节骨关节炎步态生物力学的研究，探讨了疾病阶段之间的关系。

结论

过去一年发表的骨关节炎生物力学研究为关节负荷和与疾病及其治疗相关的运动适应性提供了新的见解。值得注意的是，许多研究超越了传统范式，研究了多关节相互作用、超出单纯行走范围的活动以及在现实世界环境中收集的数据。其他研究则整合了生物学、心理社会因素和患者报告的数据，以支持更全面、以患者为中心的评估。这些努力共同反映了

资金来源的作用

KEC得到了风湿病学研究基金会的研究员奖支持。ANC得到了UF Herbert Wertheim工程学院院长研究奖和McJunkin家族慈善基金会的支持。这项工作还部分得到了OARSI的支持，用于抵消2025年OARSI世界大会的差旅费用。

研究资助方未参与数据的设计、收集、分析或解释；未参与手稿的起草；也未参与决定提交手稿

贡献

JMQ和ANC作为共同第一作者平等贡献。KEC制定了综述的目标和纳入标准，并协助制定了搜索策略。AB更新了搜索策略，执行了每个数据库的搜索，检索了全文，并起草了方法部分的内容。KEC、JMQ、ANC和EKL负责筛选和数据提取。KEC、JMQ和ANC确定了关键主题并起草了手稿。所有作者都对手稿进行了严格审查和修改，并予以批准

利益冲突声明

所有作者均无需要报告的利益冲突。

关于写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本工作时，作者使用了ChatGPT-4o（OpenAI）来轻微修改手稿文本，以提高清晰度和简洁性。使用该工具/服务后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对出版物的内容负全责。