脑神经系统疾病中以脑卒中最为常见,这是一种由脑内神经受损或缺失而导致的脑血管疾病。卒中患者发病后常伴有吐字不清、失语、肢体麻木无力或行动困难等症状,严重时还可能引起偏瘫、死亡等。运动功能障碍是脑卒中患者发病后常见的临床症状之一,因失去肢体行动能力生活无法自理,给患者生活及家属照料带来了极大的困扰。对存在肢体运动功能障碍的患者,传统的运动疗法主要依靠人工帮助患者活动其受损肢体,这对患者因长时间瘫痪导致肌肉萎缩、神经退化具有较好的防护作用。但是这种方法需要投入大量人力和财力,康复成效只能依据医师经验进行主观评定,缺乏科学和系统的评估。康复器械的出现解决了医师匮乏的问题,以机械外力代替人工,能够更加快速、精准的帮助患者完成肢体康复训练,但是这种被动式的康复运动对患者受损的脑神经疗效较低,而且恢复周期长。本文提出了一种基于脑机接口技术的上下肢康复系统,有效融合了传统机械运动疗法和神经疗法的优点,尤其是脑控康复训练系统的设计,能够使患者在康复训练的同时,修复其受损的中枢神经,重建体内神经通路,对脑部神经功能恢复具有重要作用。本文主要研究内容如下:1.阐述本文的研究背景及目的,就卒中后肢体运动功能障碍介绍了国内外康复训练系统的研究现状,以及本系统的研究意义与推广价值。2.介绍康复医学的理论基础知识,对大脑可塑性研究进行分析,制定本系统的评定标准。3.设计系统的整体框架,包括系统功能实现、本体结构设计及优化、控制方案选择、硬件设备选型及采购、人机交互界面和通讯功能设计等。首先,根据患者需求分析,系统设计主动、被动、脑控及助力四种康复模式。其次,根据系统所要实现的功能,分析系统的机械结构特点,确定控制方案,并设计系统的硬件结构,同时对上肢系统的电机同轴、系统阻尼力等问题进行研究分析。最后,搭建硬件平台,实现系统速度及方向变化的柔顺控制。4.开发基于运动想象BCI技术的脑控康复训练系统,介绍脑机接口的原理及组成,分析脑控康复系统的可行性。同时,以脑电信号为信号源,对信号的产生、采集、处理及输出控制四个环节进行研究分析,并着重研究黎曼空间算法对脑电信号的特征提取及模式分类。5.通过一系列实验,验证系统的可行性及有效性。通过控制器编程软件平台对底层控制程序的可行性进行仿真验证,包括速度、方向变化时的柔顺控制HMI仿真。系统可行性从脑电信号分类准确率及康复系统运行过程中的误动作率两方面进行分别论证。系统有效性实验则通过与山东中医药大学附属医院康复科合作完成,对卒中导致上肢运动功能障碍的患者进行临床实验,最终评定系统的有效性。本文所研究的康复系统在脑神经康复领域具有较广阔的应用前景。论文中提到的运动想象BCI技术能够使患者在主动康复意识的基础上完成肢体的康复训练,这种自发性的EEG信号可以更好地修复患者受损的脑区神经,达到重建体内神经回路的目的。