脑损伤导致的运动功能障碍患者如果能及时的进行自主式康复训练,可使受损的神经得到修复或重建,患者的运动功能大多可以得到改善,但患者用患肢自主完成康复训练一般都非常困难。由于运动想象会引发大脑皮层产生与实际运动相似的神经电生理现象,运动想象能够与实际运动一样可以有效激活运动相关大脑皮层,所以患者可通过运动想象参与康复训练,而且可借助基于运动想象的脑机接口系统辅助患肢运动,达到自主式康复训练的目的。对运动想象及运动想象脑电信号(electroencephalogram,EEG)的模式识别进行研究有科学价值和现实意义。本文从运动想象研究现状出发,将运动想象分成简单运动想象和协调运动想象,分析两类运动想象的大脑皮层活动情况及EEG信号的可分性。研究重点是,协调运动想象与简单运动想象的大脑皮层活跃度分析,以及多个不同动作模式运动想象EEG信号的分类识别。主要研究内容及创新点如下:(1)将运动想象划分成单一肢体参与的简单运动想象和多肢体协同参与的协调运动想象,使分析的运动想象动作模式数量得以较大提升。依据肢体的动作部位与大脑皮层的对应关系,设计了三类简单动作模式和三类协调动作模式,三类简单动作模式为左手抬起动作、右手抬起动作和左足抬起动作,三类协调动作模式为双手协同抬起动作、左手左足协同抬起动作和右手左足协同抬起动作,以静默状态作为对照。设计了运动想象EEG信号采集实验范式,并完成了七类动作模式(含静默状态)的运动想象EEG信号的采集。(2)结合事件相关去同步(event related desynchronization,ERD)值和脑功能网络测度的大脑皮层活跃度分析。多肢体参与的协调运动想象涉及到多个肢体部位对应的脑区协同工作。ERD值可以描述大脑皮层局部区域的活跃度,但是它不能反映不同脑区之间的功能整合关系。脑功能网络可以描述各个脑区之间的功能连通关系,适合分析协调运动想象时大脑皮层的全局活动情况。基于ERD值分析的实验结果表明,协调运动想象在C3、C4和Cz导联处的局部活跃度要高于简单运动想象;基于脑功能网络测度分析的实验结果表明,协调运动想象的大脑皮层全局活跃度要高于简单运动想象,验证了协调运动想象可以提高待识别动作模式数量的假设。(3)提出了一种基于功能分区脑功能网络的特征提取方法。定义有权脑功能网络中任意两个网络节点之间的连接系数之和为网络功能连通值,并定义运动想象期间的网络功能连通值与想象开始前的静息期间的网络功能连通值之比的绝对值为网络功能连通增率。依据不同动作模式的网络拓扑结构在C3、C4和Cz导联附近的成团化差异,将大脑皮层划分成以C3、C4和Cz导联为中心的三个功能区域,计算每个区域的网络功能连通增率,组成一个三维特征向量。将网络功能连通增率特征向量作为输入向量,用多分类支持向量机对七类动作模式进行识别,结果显示每类动作模式的平均正确识别率都高于83%,表明网络功能连通增率特征向量能较好地表征运动想象EEG信号。论文研究工作取得了预期的成果:1、增设协调运动想象实验范式提高了可识别的动作模式数量;2、定义的脑功能网络功能连通值和网络功能连通增率特征,较好地解决了多类动作模式的识别问题。