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非侵入式BCI应用前景

非侵入式脑机接口因便利性、安全性、低成本,成为当前最主流的BCI路径,中国在该领域处于全球领先地位。浙商证券报告指出,非侵入式BCI在医疗康复和情感评估两大应用场景潜力突出。2021年山东医保局已新增“脑机交互康复训练”并纳入医保支付范围,2024年北京政策亦鼓励相关医疗器械纳入医保。上市公司如翔宇医疗、诚益通等积极布局BCI康复设备,非侵入式BCI有望率先实现大规模商业化落地。

中国在非侵入式BCI领域全球领先

非侵入式BCI目前是最为成熟的BCI路径,中国在非侵入式BCI领域处于全球领先地位。天津大学脑机接口团队已构建从芯片、电极、算法到系统的国产全链条非侵入式脑信息交互技术体系,在脑电识别精度、控制指令数量和信息传输率三项核心指标达到国际最高水平。

基于EEG的BCI系统可分为单一模式(基于慢皮层电位SCP、运动想象MI、事件相关电位P300、稳态视觉诱发电位SSVEP)和混合模式(hybrid BCI)。混合BCI通过多种范式、多种感官刺激、多种信号的融合,可有效提高分类准确率和信息传输率,尤其在系统性能和灵活性上具有显著优势。

非侵入式BCI设备研发需在信号质量和便捷性、可用性之间权衡。中科院、天津大学和美国斯坦福大学联合开发的基于纳米材料、金属网格和弹性聚合物的新型柔性电极,在保证信号质量的同时具备更高保护性和延展性,为非侵入式BCI设备升级提供了技术支撑。

康复医疗:脑机接口技术最明确的落地场景

脑机接口在肢体运动障碍诊疗中的应用包括“改善”功能(治疗脑挫伤、中风、癫痫等)和“修复”功能(促进运动功能障碍患者的康复治疗,修复运动皮层的神经可塑性)。临床应用时,脑机接口常与虚拟现实技术结合,创建BCI同步闭环康复系统,通过VR设备向用户提供视觉反馈。

2021年9月,山东医保局新增“脑机交互康复训练”医疗服务项目并纳入医保基金支付范围,成为全国首个将BCI康复训练纳入医保的省份。2024年4月北京政策亦鼓励脑疾病功能评估、功能康复、功能替代等医疗器械纳入医疗保险和收费目录,为BCI康复设备商业化提供了支付端支撑。

上市公司积极布局:翔宇医疗早期就有脑机接口领域研发和布局,与天津大学、西安交通大学等联合承担国家重点研发计划“生-机智能交互与生物电一体化机器人技术”项目;诚益通全资子公司龙之杰设立北京脑连科技,聘请高小榕教授任首席科学顾问,先以非侵入式为主的脑机功能升级,同步探索侵入式技术研发。

情感脑机接口与脑疾病诊疗

脑机接口在精神疾病诊疗方面潜力巨大。近年来精神疾病发病率不断上升,但传统药物治疗、物理治疗和认知行为治疗对部分患者效果较差。脑机接口设备可在输入式BCI技术基础上发挥神经调节作用,促进异常脑结构和功能积极发展。

上海交大、天津大学对抑郁症的评估和诊断取得成果。上海瑞金医院2020年底成立“脑机接口治疗难治性抑郁症”临床研究小组,通过脑机接口手术在患者大脑两侧各植入两根带有8个触点的电极,在胸前埋入起搏器负责供电。2023年4月临床研究成果显示:术后患者抑郁症状平均改善超过60%。

非侵入式BCI还可用于意识与认知障碍诊疗(通过脑电信号判别“植物人”患者意识状态)、癫痫和神经发育障碍诊疗、感觉缺陷诊疗(听觉、视觉、触觉恢复)等。脑机接口与人工智能结合,可实现疾病早筛和治疗——目前主要用于睡眠障碍、阿尔茨海默症和帕金森病筛查,未来有望通过无创或侵入式方法进行治疗。

消费级BCI与市场空间

非侵入式BCI因其安全性和便利性,在消费娱乐、智能家居、专注培优等领域亦有广阔应用空间。BrainCo强脑科技推出BrainRobotics智能仿生手、智能灵巧假腿和仰憩助眠舒压系统;Emotiv研发移动可穿戴EEG设备,配套APP监测用户认知和情绪状态。

麦肯锡预测消费医疗(情绪评估与干预)2030年市场规模250亿美元,2040年达600亿美元。C端便携可穿戴设备承载应用有限,潜力仍待释放。随着电极材料、无线传输技术、芯片设计等硬件迭代,以及人工智能赋能脑电信号处理软件,非侵入式BCI在消费领域的应用场景有望持续拓展。
非侵入式BCI主要上市公司布局
公司脑机接口布局侧重方向
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点击阅读报告原文: 脑机接口行业深度:市场现状、发展展望、产业链及相关公司深度梳理-241227(28页)
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