运动功能障碍是指人体的运动功能损伤或失常,它严重影响了患者及其家庭的工作和生活质量。神经肌肉电刺激有助于加快患者恢复运动功能,是当前康复工程领域研究的前沿热点。本文重点针对诱发运动功能障碍的肌骨系统和神经系统问题,深入研究了神经肌肉电刺激对运动功能康复的作用及稳定性评估方法。首先,本文利用线性回归模型和下肢肌骨模型全面分析了16名被试者不同行走任务下膝关节不同参数与膝关节内侧负载之间的关系,结果表明膝关节内收力矩、屈曲力矩和内收角度均是膝关节内侧负载的显著预测变量,为膝骨关节炎康复手段的研究提供了生物力学参数估计的重要依据。其次,本文在原有下肢肌骨模型Freebody基础上,提出了一种专门针对神经肌肉电刺激的仿真优化方法,通过10名被试者数据的计算,证明了神经肌肉电刺激能够显著降低膝关节内侧负载。同时,膝关节内收力矩和踝关节内收角度的显著变化也进一步验证了电刺激对降低膝关节内侧负载的重要作用。这一发现为膝关节内侧骨关节炎的康复提供了一种全新的技术思路。再次,为研究神经肌肉电刺激对神经系统与肌骨系统之间耦合关系的影响,本文深入分析了13名被试者在短时神经肌肉电刺激前后脑电与肌电的相干性,发现神经肌肉电刺激能够显著增大脑-肌电相干值,强化大脑与肌肉之间的功能连接和大脑激活度,为神经肌肉电刺激疗法用于脑卒中运动功能康复提供了基础理论支撑。最后针对现有运动功能障碍步态稳定性评估方法的不足,本文首次提出了质心-足触地点冠状面倾角计算新方法,并设计了不同曲率和步长的行走实验,通过10名被试者的步态数据,验证了该方法的准确度,从而为运动功能障碍患者未来在康复过程中的步态稳定性评估提供了新手段。总之,本文研究结果揭示了神经肌肉电刺激作为运动功能障碍康复方法,对膝关节内侧负载和脑肌电相干系数的重要影响机制,同时提出了新的步态稳定性评价方法,有望为运动功能障碍的新型康复疗法和运动功能评价提供必要的理论基础和方法依据。