肌肉损伤机制的神经肌肉骨骼系统建模与仿真研究

肌肉拉伤是运动员一种极其常见的运动创伤，而大部分肌肉组织的慢性或急性损伤都与单块肌肉所承受机械负荷息息相关。本研究通过同步采集优秀短跑运动员最大跑速阶段的运动学、动力学地面反作用力和下肢主要肌群的肌电信号，建立下肢神经肌肉骨骼系统动力学模型，利用正向动力学和逆向动力学最优化算法对运动过程中各关节的肌肉力矩和下肢单块冗余肌肉力量进行仿真与量化，同时在互相验证的基础上寻求一种更为合理的人体神经系统对肌肉控制的目标函数，更为精准地估算出运动中单块肌肉的力量，进而探讨各主动肌和撷抗肌的相互协调关系，尤其是短跑运动过程中极易受伤的大腿后群肌肉的肌力变化及其在提高跑速中所扮演的角色，试图从神经支配与肌肉动力学的协同作用机制及单块肌肉力量变化的角度了解短跑运动中肌肉拉伤的内在原因及生物力学机理，进而为改良训练方法、预防运动损伤及开发专项训练和康复器材提供理论依据。