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韶脑传感技术杨帮华:AI+AR 赋能无创脑机接口

AI科技 2025年11月11日 15:25 0 aa

11月11日,“第四届南渡江智慧医疗及康复产业高峰论坛”在海口正式开幕。本次论坛聚焦脑机接口、数字疗法、康复机器人等前沿科技与医疗健康的融合,意在推动产业创新与跨界合作。

上海韶脑传感技术有限公司的董事长杨帮华教授表示,公司以无创运动想象脑机结合神经电刺激促使运动功能为通路的目的,已经拿到了上海市脑机接口第一张医疗注册证。竞标成功的到首都医科大学的北京天坛医院,并已经成功采购。

韶脑传感技术杨帮华:AI+AR 赋能无创脑机接口

图:上海韶脑传感技术有限公司的董事长杨帮华教授


脑机接口原理

杨教授表示,脑机接口目前主要运用脑电信号,依据电极在大脑中的位置差异,可分为非植入式与植入式两类。非植入式涵盖范围更广,包括脑电、脑磁信号,以安全、普适为显著优势,适合大规模推广应用。在医疗康复领域,当对精度要求并非一定要达到 90% - 100%时,非植入式脑机接口完全可行。

植入式脑机接口则涉及内部神经元放电,采集来自大脑表面和皮层的信号。不过,植入式需要手术介入,存在一定风险。当前,电极材料的生物相容性是关键问题,更重要的是,进行大脑手术无论规模大小,都面临医生资源有限以及患者接受度不高的困境,因此适用人群相对较少。但值得注意的是,植入式研究为非植入式研究奠定了理论基础,尤其在内部神经元放电等方面提供了重要支撑。

从范式角度而言,脑机接口主要基于三大原理。其一,借助外部听觉刺激;其二,通过眼睛接受外部刺激;其三,依靠大脑主动想象。在这三种模式下,大脑会产生特定模式的信号,进而可利用 AI 方法进行解读。脑机接口致力于解决“耳朵所听、眼睛所看、大脑所想”的问题。杨教授称,团队重点聚焦于“大脑所想”这一范式,因其对医疗康复中修复大脑神经、实现神经重塑具有独特作用,在医疗领域实用性较强。

运动想象脑机接口在患者肢体无法自主运动时发挥重要作用。患者可在大脑中模拟脊髓肢体的动作,在大脑特定区域,尤其是运动区产生特定能量变化。杨教授分析,依据这些能量变化开展大脑一系列任务。运动想象脑机接口在脑卒中患者运动功能重建方面具有不可替代的优势。脑卒中患者群体庞大,患病后常出现运动功能障碍、认知障碍、吞咽困难、语言障碍等问题,其中运动功能障碍对生活质量影响最为显著。

运动想象脑机接口的实质融合了神经内科、康复科医生的专业知识,以及前期已有的康复方法,如运动想象疗法、镜像疗法等。该接口基于这两种疗法进行创新,借助 VR 引导患者进行运动想象,如模拟拿水杯等动作,同时利用 AI 判断患者主动运动的意图,并结合 AR 反馈,实现大脑神经重塑以及大脑控制运动功能通路的重塑。

脑机接口领域成果显著

杨教授自 2003 年开始投身脑机接口研究,是我国培养的首批脑机接口博士。在 22 年的研究历程中,团队聚焦运动想象脑机接口。

围绕运动脑机想象的编码和解码研究,成立了转换公司——韶脑传感科技。公司研发的脑机接口康复训练系统样机已取得显著成果。2024 年 10 月,以无创运动想象脑机结合神经电刺激促进运动功能通路重建为目的,该系统获得了上海市脑机接口首张医疗注册证。

此前,还成功竞标首都医科大学北京天坛医院项目并完成采购,在复旦大学附属中山医院等 20 多家医院投入使用,已送出 50 多家。患者佩戴脑电帽仅需 2 - 3 分钟,软件自动化程度高,数据建模在系统中自动完成,训练时间约 30 分钟,每天训练 1 次,医生操作仅需 2 - 3 个按钮,十分简便。

针对语言功能障碍患者,团队构建了基于脑机接口的训练设备。患者观看屏幕 2 秒钟,设备即可识别其意图,有效减轻了患者与医生之间的沟通负担。

此外,团队与神经外科医生合作研发的康复轮椅,是全国首台套创新产品。该轮椅通过患者意图控制前后左右移动,帮助患者从躺着到坐起来,实现大脑功能训练,包括认知力和空间识别能力的训练。此康复轮椅在今年脑机接口大赛中获得全国第一名(特等奖)。

目前,团队研究时间较长,人员规模较大,还参与制定了立项的国标运动脑机接口实现流程。韶脑科技开发的部分产品正在取证或处于取证途中,将持续推动脑机接口技术的发展与应用。

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