很多的研究认为：通过股四头肌的肌力训练，可有效地提高肌肉的肌力和耐力、减轻疼痛，并能使患者室内行走、登楼梯、坐位立起3个项目的依赖程度、困难程度和疼痛程度明显减轻，提高患者的行为能力。其主要的作用机理有：

　　①股四头肌规律性的收缩与放松，对膝关节起到挤压的作用，可改善软骨营养，阻止或延缓软骨进一步的退行性改变;

　　②减轻疼痛，疼痛的减轻可能是由于肌肉训练激活了抑制疼痛的β-内啡呔系统的反应性所致，也可能是中枢神经系统的感觉输入和闸门控制对痛觉的调节发生改变所致;

　　③制动使得膝OA患者股四头肌肌蛋白的降解加速，而肌力训练可缓解肌蛋白的高速降解，延缓或阻止肌肉萎缩;

　　④肌力训练可提高受损关节周围组织，如关节囊、肌腱、韧带等的强度，从而减少了关节进一步损伤的危险性;

　　⑤促进静脉和淋巴回流，有利于消除关节肿胀，增强关节功能。