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人体运动功能的研究是生物医学工程和康复工程的重要课题，它利用生理学和生物力学的理论和实践方法，借助对关节神经肌肉骨骼系统的建模、仿真、系统辨识等工程手段，对运动损伤和运动功能失调的诊断、治疗和康复过程进行研究。
该论文的主要研究目的是：
1.通过对人体关节运动力学特性的一系列测试研究和分析对比，加深对关节运动的三维神经肌肉系统控制能力的了解；
2.通过对运动神经肌肉系统反射特性的研究，对正常人与脊髓多发性硬化病人的神经肌肉反射特性进行量化对比，发展肌肉痉挛的量化评价手段。
论文的主要内容包括：
1.介绍了开展该文研究所使用的实验设备，以及在设备仪器方面开展的工作，包括①对关节驱动装置的改进，使之适应多关节、多自由度的测试；②多通道精确同步触发，定量可重复的恒流电刺激器的研制；③信号提取电路改进，包括抑制刺激伪迹，提取诱发和自发EMG信号等关键技术。
2.对膝关节系统三维力学特性的研究。通过对关节力学特性的(准)静态测试和分析得到了膝关节的准静态刚度，膝关节肌肉等长收缩时的三维膝关节力矩等参数，证实了膝关节存在肌肉的三维控制。
3.基于生理系统的控制模型，建立了描述关节运动的动力学模型，并用系统辨识方法得到了关节运动的转动惯量、关节弹性阻尼和粘滞阻尼、肌肉牵张反射增益系数等重要参数。通过上述静态和动态测试分析，对膝关节神经肌肉的三维控制特性，进行了较为系统、全面的研究。研究表明，肌肉控制对膝关节的稳定性和正常运动有重要意义。
4.对股四头肌神经肌肉反射特性的提取和量化分析对比研究。利用系统辨识技术得到了髌骨韧带诱发反射的系统冲击响应，用冲击响应曲线的特征参数来定量描述反射特性。结果显示所提取的反射特性参数对病人有良好的特异性，反射特性参数与临床指标有良好的相关性。在此基础上，通过对脊髓多发性硬化病人与正常对照组参数的统计，对病人与正常人的反射特征、病人与正常人参数的区别等进行了对比和相关性分析，探讨了参数变化的生理意义。