脑卒中、脊髓损伤或创伤性脑损伤等患者,均存在不同程度的下肢运动功能障碍,传统的物理治疗技术大多数采用被动训练,而基于脑电(Electroencephalography,EEG)信号的脑-机接口(Brain Computer Interface,BCI),结合功能性电刺激(Functional Electrical Stimulation,FES)可以综合主被动训练,提高康复训练效果,目前获得广泛关注。本论文研究基于运动想象(Motor Imagery,MI)的自发脑电信号判别运动意图,融合肘关节的姿态信号,搭建主动式康复训练系统,控制FES对下肢胫骨前肌进行刺激,实现踝关节的背屈运动,为未来下肢康复训练提供基础。研究内容主要包括以下方面:(1)针对EEG系统大多基于诱发电位不能实现自然交互,设计一种基于运动想象脑电信号的实验范式,采集了多位被试的自发脑电信号,提取运动想象脑电信号中一种类似“开关”作用的脑开关运动意图信息并判别,得到离线平均识别率为90%,在线平均识别率为78%和每5.5s发送一次脑开关控制指令。(2)针对想象运动中因注意力涣散与疲劳等因素会影响脑开关运动意图的识别,或被试是运动想象能力缺陷的“BCI盲”等问题,提出基于眼电信号(Electrooculography,EOG)判别注意力水平的方法,研究注意力水平与运动意图识别相关性,通过对注意力水平检测从而提高运动想象脑电信号的离线识别率。(3)针对EEG系统中自发电位可识别任务种类单一和运动意图无法量化表征等问题,引入可定量化的姿态信号,设计一种采集多源生物信息的实验范式。将姿态信号作为FES强度的控制量与脑电信号作为FES开关的控制量在决策级水平进行数据融合,提出上层为二级控制方法和下层为共享控制方法的混合控制策略,实现主动训练和被动训练。(4)针对传统的康复训练系统大多数采用被动训练,搭建了主动式下肢康复训练系统。采用模块化设计,包括主控模块和FES模块等,利用被试的自主意愿控制FES刺激胫骨前肌,发现踝关节背屈运动的角度和胫骨前肌的肌电信号随着FES强度的增加而增加,并且FES刺激后,大脑感觉运动区导联之间连接增强。本论文主要从脑电信号与姿态信号中分别提取运动意图进行研究,设计并搭建一种融合脑电信号和姿态信号控制的主动式康复训练系统,为未来主动式康复治疗提供研究基础,具有应用意义。