从产业创新主体看,医疗领域的脑机接口企业近200家,其中25%走植入式技术路线,75%走非植入式技术路线。典型医疗场景包括:运动功能恢复和增强、视觉感官功能恢复和增强、听觉感官功能恢复和增强、癫痫帕金森等神经病变疾病诊治、认知障碍和衰退等神经疾病退行性病变诊治、情绪检测和抑郁治疗、睡眠障碍识别和干预、止痛、麻醉给药、成瘾检测干预等,本篇连载我们重点介绍脑机接口技术在运动功能恢复和增强中的应用。
目前,运动功能恢复和增强多为非植入式,产业基础良好。
脑机接口在医疗领域的应用最热方向之一就是运动功能恢复和增强,近40家厂商。加拿大、奥地利、美国、日本、英国、中国等均有诸多厂商研制卒中康复训练设备。其中,植入式厂商寥寥无几,绝大多数厂商进行非植入式技术研发。奥地利公司g.tec的卒中康复训练系统recoveriX对发生脑损伤和中风已 30 年的患者依然有效,99%的患者改善痉挛状态和粗大运动功能,95%的患者改善精细运动技能和提升注意力。西安臻泰智能科技有限公司的脑控康复机器人上下肢运动训练产品已取得二类医疗器械注册证,临床验证显示康复疗效比传统康复训练手段提升20%以上。
植入式解决方案全球普遍在研,尚未形成成熟产品。运动功能丧失的卒中和瘫痪患者主流脑机接口诊治方案是通过外科手术植入电极并进行刺激。国际最新进展已经实现上下肢运动功能重建。2023年,瑞士联邦理工学院实现闭环脊髓刺激,患者想象走路时大脑外层皮质电信号被无线传输到患者背包中的电脑以进行解码,然后信息传输给脊髓脉冲发生器,患者训练40次后可走路和爬楼梯。荷兰脑机接口公司Onward研发了神经刺激器,通过瑞士生物医学研究中心Clinatec开发的无线脑机接口无线配对来采集患者移动上肢运动意图信号,基于人工智能算法解析意图并实施电刺激。
非植入式解决方案已商业落地。产品主要面向卒中、肌无力、肌肉萎缩等患者,基于脑机接口一是实现卒中预警,二是基于游戏软件和虚拟现实设备进行康复训练,或基于软件和康复机器人进行康复训练。与传统康复方法相比,此类产品能促使患者主动参与康复训练控制,刺激运动神经形成闭环通路,有效提高康复训练效果。