湖北日报全媒记者 严芳婷
近日,一名40岁的脑卒中患者传来康复新进展:曾经功能严重受损的右手,如今已能稳稳持笔,写出汉字。
两年前,一场脑卒中导致他右侧肢体偏瘫。此后,他先后接受经颅磁刺激、高压氧、针灸、电刺激等常规康复治疗,但右手仍存在明显功能障碍,影响日常生活。
今年3月,他在解放军总医院(301医院)植入了由武汉企业衷华脑机研发的侵入式脑机接口系统。这套系统能够采集患者的脑电信号,通过人工智能算法识别其运动意图,再配合外部辅助设备和康复训练,帮助患者重新完成抓握等动作。
帮助瘫痪患者恢复抓握能力
对于不少脑卒中、脊髓损伤患者而言,完全恢复肢体功能是一大难题。
脑机接口正在尝试为患者肢体康复提供快捷通道。
“简单来说,就是让机器读懂患者‘想抬手、想抓握’的意图,再帮助他完成动作。”衷华脑机医学部马医生介绍。
今年9月18日,解放军中部战区总医院又完成一例脑机接口植入手术。
患者42岁,因脊髓损伤已四肢瘫痪6年,手部无法正常抬起、抓握,日常生活难以自理。
目前,这名患者已完成脑机接口开机测试,正在开展脑电信号采集、运动意图解码及闭环康复训练,实时解码准确率达到95%以上。
在武汉,临床探索也在推进。2025年9月,一名51岁的脑梗死偏瘫患者在武汉协和医院接受植入手术。术后3个月,在脑机接口辅助下,其右手抓握功能得到改善。
同年11月,一名30岁的颈髓损伤女性患者在武汉同济医院接受植入。术后6个月,系统控制指令识别准确率达到96%,响应延迟小于100毫秒。
主攻侵入式技术采集大脑信号
这些临床进展的背后,是衷华脑机持续攻关的侵入式脑机接口技术。
目前,脑机接口主要分为非侵入式和侵入式两大技术路线。前者通常通过贴在头皮表面的电极采集脑电信号,无须手术;后者则需要通过手术,将电极放置在颅内,更接近大脑神经活动区域。
“非侵入式设备采集的信号需要穿过颅骨、头皮,容易出现衰减。侵入式电极距离脑组织更近,能够获得更清晰的神经信号,为精准识别运动意图提供条件。”他说。
衷华脑机目前布局两条技术路线。
一条是半侵入式脑机接口。它将微米级厚度的柔性电极放置在颅骨下方、硬脑膜外侧,不直接刺入大脑皮层,在提高信号采集质量的同时,尽可能减少对脑组织的直接损伤。目前,应用于患者临床研究的正是这款产品。
另一条是高通量皮层植入式脑机接口。通过微纳制造技术,将微电极植入大脑皮层,可采集更精细的神经元活动信号,为复杂运动控制、语言解码等应用提供技术基础。
依托3条8英寸MEMS产线,衷华脑机已建立涵盖微纳电极制造、CMOS芯片设计、算法解码和系统集成的自主研发体系,并完成6.5万通道双向植入式脑机接口系统研发。
脑机接口读懂大脑的想法后,如何让手真正动起来?
衷华脑机今年新研发的多模态智控上肢外骨骼,正承担着“执行者”的角色。
这套穿戴式设备仅5公斤,分为单臂和双臂两种类型。与脑机接口配合使用时,系统先识别患者的运动意图,再向外骨骼发送指令,辅助完成抬臂、屈肘、抓握等动作。
帮助渐冻症患者与外界沟通
目前,衷华脑机以运动功能重建为切入点,正在向神经疾病调控、沟通与感知能力重建等领域延伸。
针对渐冻症等患者,企业探索通过语言解码、脑控光标等方式,将患者的神经活动转化为文字或设备操作指令,帮助其与外界沟通;针对帕金森病、癫痫、抑郁等疾病,则探索神经信号监测与干预技术。
这些方向仍处于研发探索阶段,需要进一步开展专项临床研究,验证安全性、有效性及长期稳定性。
技术要走向更多场景,离不开真实临床数据的积累。
衷华脑机正依托临床采集的神经信号,持续扩充数据集,优化信号预处理、特征提取和AI解码算法,让系统更准确地识别患者意图。
目前,衷华脑机已建成二类、三类有源医疗器械GMP万级洁净厂房,布局武汉同济医院、协和医院等24家注册临床研究机构,持续开展临床案例研究。