在过去的二十年里,脑卒中的发病率逐年增高。脑卒中患者往往伴随肢体功能障碍,其中包括下肢运动功能障碍,严重影响了人类的站立和行走等基本生活能力,因此下肢运动功能的康复方法的研究具有非常重要的临床需求和价值。在目前主流的康复疗法中,功能性电刺激是一种非常有效的治疗方法,但是仍然存在着一些问题。包括电刺激位置的选择、触发电刺激的时间、电刺激的模式的选择、刺激强度和刺激持续时间以及刺激容易导致肌肉疲劳等问题。步态分析对于下肢的运动功能康复方法的研究有非常重要的指导意义。在下肢运动功能的电刺激康复方法研究中,一方面解决电极以及电刺激系统的设计和优化问题,另一方面需要结合步态分析来准确并且有针对性的控制电刺激的触发时间、刺激强度和位置等参数。关于步态分析方面,本文从步态的时序特性和生物力学特性两个方面展开:1)分析步态的时序特性有助于在电刺激方法的研究中指导电刺激触发的时间以及刺激持续的时间等。本文基于单个的加速度传感器进行了步态事件和步态相位的检测,并提出了一种简单有效的基于差分复合加速度曲线特征的检测算法。实验证明,以传统的基于足底压力传感器的方法为参考,用本文提出的步态相位检测方法的准确性接近100%。2)然后,本文通过使用OpenSim骨骼肌肉建模软件建立行走时下肢的肌骨模型,并进行相关关节力矩和肌肉力分析。结果证明在行走过程中下肢的相关肌肉活动遵循一定的时序规律,肌肉之间是协调工作的。因此在电刺激康复方法的研究中可以通过建立患者的肌骨模型,分析患者肌肉力特性与普遍规律之间差异,帮助寻找患者出问题的位置,从而进行针对性的电刺激治疗。进一步地,针对刺激点位置选择困难电极位置贴放困难的问题,本文开发了一种基于阵列电极的电刺激系统。测试结果表明该阵列电刺激系统能够准确的搜索到最优的电刺激位置。而且研究中对于不同电刺激方式的测试结果表明组合异步电刺激使肌肉收缩从而产生的运动效果比单个电极刺激的效果好一些。而异步刺激有一个优点就是可以减轻肌肉疲劳,因此这对解决电刺激容易产生肌肉疲劳这一难题来说是一种有效的办法。