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2019年，腦機接口產(chǎn)業(yè)界取得了多項突破，行業(yè)逐漸升溫：Elon Musk的腦機接口技術(shù)公司Neuralink發(fā)布了腦機接口植入機器人；Facebook斥資10億美元收購腦機接口公司CTRL－labs；日產(chǎn)汽車展示了解讀大腦信號的腦控車（Brain－to－Vehicle）技術(shù)……

作為腦科學(xué)行業(yè)的前沿技術(shù)，腦機接口在教育、軍事、娛樂、醫(yī)療等各個領(lǐng)域都有應(yīng)用潛力。

對于腦機接口技術(shù)在教育、軍事、娛樂等非醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，臻泰智能創(chuàng)始人王浩沖表示：“腦機接口在這些領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于探索階段，大都以簡易腦電設(shè)備為主。如果想要在這些領(lǐng)域廣泛的落地應(yīng)用，還需在技術(shù)成熟度、用戶體驗方面進行優(yōu)化提升，我們認(rèn)為還有很長的路要走。”

醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域則不同，王浩沖認(rèn)為，腦機接口技術(shù)將最先在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域落地。“該技術(shù)解決的是神經(jīng)性疾病患者的康復(fù)問題，使傳統(tǒng)的被動器械康復(fù)變?yōu)橹鲃右饽羁祻?fù)，有效改善康復(fù)效果。”這也是臻泰智能團隊選擇醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域作為落腳點的原因。

臻泰智能扎根腦控康復(fù)醫(yī)療行業(yè)，以腦機接口、虛擬現(xiàn)實、機器人控制三大技術(shù)為核心，專注腦控醫(yī)療康復(fù)系統(tǒng)的研發(fā)，推出了腦機智能康復(fù)整體解決方案。在腦控康復(fù)機器人落地應(yīng)用方面，公司已經(jīng)走在行業(yè)前列，具有先發(fā)優(yōu)勢。

腦機接口技術(shù)在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域是剛需

中國康復(fù)醫(yī)療市場潛力巨大，未來可期。《中國腦卒中防治報告（2018）》顯示，預(yù)計我國40歲以上人群的腦卒中現(xiàn)患人數(shù)達1242萬。我國腦卒中患者術(shù)后自理率不到30％，大部分患者都存在不同程度的殘疾，需要長期進行康復(fù)治療。再算上每年新增的需要康復(fù)訓(xùn)練的老年人、殘疾人也有約500萬人。預(yù)計未來康復(fù)醫(yī)療市場規(guī)模有望達到千億級別。

然而，器械輔助等傳統(tǒng)的康復(fù)手段療效有限，醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域?qū)π录夹g(shù)的需求十分迫切。“傳統(tǒng)的康復(fù)治療方式都是被動康復(fù)，患者易產(chǎn)生疲勞、厭倦等心理，使得康復(fù)效果大打折扣。”

腦機接口技術(shù)（Brain Computer Interface，BCI）在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域是剛需，吸引了無數(shù)研究者和企業(yè)的目光。上世紀(jì)90年代，科學(xué)家們開始進行相關(guān)研究；2000年，基于腦電的生物反饋產(chǎn)品開始在醫(yī)療領(lǐng)域落地應(yīng)用；2014年，截癱青年朱利亞諾·平身著外骨骼機器衣為世界杯開球；如今，這一行業(yè)已經(jīng)進入產(chǎn)品化階段。

但王浩沖認(rèn)為，我國腦控醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域發(fā)展還處于較初級階段，“現(xiàn)在康復(fù)醫(yī)療行業(yè)常用的治療方式以器械輔助訓(xùn)練為主，這類產(chǎn)品是從肢體末端向神經(jīng)中樞的刺激，屬于單向被動神經(jīng)刺激，沒有形成“感知－控制”的雙向閉環(huán)神經(jīng)反饋。主動訓(xùn)練也是通過簡易的運動想象療法或鏡像療法，讓患者觀察運動的物體訓(xùn)練，并無主動運動意圖腦電特征的實時監(jiān)測與反饋。然而，腦卒中等腦損傷疾病是神經(jīng)中樞受損，更需要對神經(jīng)中樞進行直接的雙向神經(jīng)刺激反饋。正因為此，市面上的大部分產(chǎn)品對腦損傷患者的中樞神經(jīng)康復(fù)效果其實并不盡如人意。”

通過對腦電信號進行運動意圖辨識，腦機接口康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)可以將被動訓(xùn)練轉(zhuǎn)換成患者的主動運動，進一步提高患者的主觀能動性，提高康復(fù)效果，克服了傳統(tǒng)康復(fù)手段被動單一介導(dǎo)的缺陷。另一方面，腦機接口讓患者通過自己的思想控制外界設(shè)備進行訓(xùn)練，這樣不僅能夠提高患者的主動性，還可在患者受損的中樞神經(jīng)中形成實時監(jiān)測與反饋，從而提高康復(fù)療效。

特別是隨著VR技術(shù)的普及，患者可在更加接近真實的環(huán)境中產(chǎn)生質(zhì)量更高的大腦運動意圖信號，進而提高BCI系統(tǒng)的性能。并且諸多學(xué)者基于BCI技術(shù)也在開展視覺、聽覺神經(jīng)假體恢復(fù)病人視聽覺神經(jīng)功能，幫助意識障礙人群恢復(fù)原有意識狀態(tài)，治療自閉癥、多動癥、抑郁癥等疾病人群等研究。

王浩沖創(chuàng)立的臻泰智能就是致力于推動腦控智能康復(fù)技術(shù)的發(fā)展。臻泰智能依托于西安交通大學(xué)機械工程學(xué)院醫(yī)工交叉研究所孵化，項目由863計劃科技成果轉(zhuǎn)化而來。公司團隊是業(yè)內(nèi)少見的工科背景的腦機接口研發(fā)團隊，公司首席科學(xué)家為西安交大享受國務(wù)院特殊津貼專家、國家863項目首席專家、AI+醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)組專家徐光華教授，在生機電信號處理領(lǐng)域有著深厚的技術(shù)研究積累。

早在2003年，研發(fā)團隊就在進行腦機接口底層技術(shù)研究，在康復(fù)機器人領(lǐng)域也頗有成就。2018年公司創(chuàng)立之后，吸引了來自邁瑞、強生等企業(yè)的結(jié)構(gòu)工程師、市場銷售人員、生物工程專家和臨床醫(yī)學(xué)研發(fā)人員先后加入團隊。到現(xiàn)在，公司已經(jīng)擁有一支經(jīng)驗豐富的專業(yè)腦機接口康復(fù)機器人產(chǎn)業(yè)化團隊。

“BCI＋VR＋機器人”構(gòu)建腦機智能康復(fù)整體解決方案

臻泰智能圍繞范式、算法、應(yīng)用三大塊進行前沿布局，已經(jīng)推出了腦控智能康復(fù)整體解決方案，通過腦機接口、虛擬現(xiàn)實及康復(fù)機器人三大技術(shù)構(gòu)建腦控智能康復(fù)整體解決方案。

在范式這一端，公司通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建了基于視覺運動協(xié)同閉環(huán)，激活其視覺和運動神經(jīng)中樞，從而使患者的自發(fā)運動意圖信號更強，解決了患者腦電信號微弱問題；

在算法層面，公司開發(fā)了可精確識別患者運動意圖的腦機接口辨識算法，準(zhǔn)確率高達90％，有效解決患者腦電特征個體差異性大的問題；

在應(yīng)用端，臻泰智能研發(fā)出了腦控智能康復(fù)機器人整體解決方案，可實現(xiàn)腦電信號處理與機器人協(xié)同控制，根據(jù)大腦運動意圖的強弱來調(diào)節(jié)控制強度，形成動態(tài)閉環(huán)反饋，實現(xiàn)機器人柔性控制；

除此之外，臻泰智能也自研了高增益的腦電信號放大器，布局腦機接口系統(tǒng)核心部件，并與下游眾多企業(yè)展開合作，應(yīng)用腦機接口技術(shù)賦能傳統(tǒng)行業(yè)。

王浩沖表示：“2017年，團隊就開展了臨床研究，對腦損傷患者進行腦機接口神經(jīng)康復(fù)。通過臨床研究積累了大量的數(shù)據(jù)和樣本，構(gòu)建出了更具有普適性的臨床算法模型，可精準(zhǔn)識別患者運動意圖，快速落地應(yīng)用。臻泰智能目前也成為唯一一家同時入選美敦力醫(yī)療創(chuàng)新加速器和默克中國創(chuàng)新加速器的神經(jīng)康復(fù)創(chuàng)新型技術(shù)企業(yè)。”

目前，公司的腦控智能康復(fù)解決方案主要用于神經(jīng)性疾病康復(fù)，在科研預(yù)臨床階段，累計試用患者已達1000多例。研究顯示，經(jīng)過腦機接口系統(tǒng)康復(fù)治療，患者的認(rèn)知狀態(tài)、運動能力、平衡力、肌張力有了明顯的提升。接下來該解決方案會逐漸拓展至物理治療、作業(yè)治療等康復(fù)訓(xùn)練全場景，并通過全周期的腦電數(shù)據(jù)采集評估，為患者精準(zhǔn)化定制康復(fù)治療方案。

臻泰智能定位腦機接口醫(yī)療產(chǎn)業(yè)化研發(fā)商，在2至3年內(nèi)，公司會全力推進通用醫(yī)療BCI底層技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品的臨床試驗和注冊申報工作。未來5年，公司將用腦機接口技術(shù)賦能整個智慧醫(yī)療場景，成為腦控康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

作者：焦艷麗