课题组简介

复旦大学类脑智能科学与技术研究院王晶青年副研究员课题组长期围绕类脑智能算法、智能器件、仿生材料、生物医学工程等多学科交叉开展研究。课题组成员包括联合培养博士后、博士、硕士和本科生，涵盖人工智能、仿生材料、光电视觉感应器件、医学等多学科交叉专业，合力完成创新技术、临床验证和产业化应用的闭环。课题组研究内容对脑卒中患者个体和社会具有重要意义，目前已经与复旦大学附属华山医院、华东医院、中山医院等开展多中心临床实验合作。

项目领域

实时脑电控制柔性可穿戴的脑机交互EEG—TMS评估治疗一体化康复数字系统；类脑算法驱动的智能脑机交互数字生命系统。

项目名称:基于实时脑电智能算法驱动的便携式脑卒中新型脑机接口设备

项目背景

中国脑卒中发病率是全球最高之一，脑卒中康复治疗是一个复杂且跨学科的医疗过程，传统的康复治疗方法通常需要依靠医疗专业人员的经验和患者的主观反馈来调整治疗方案，这一做法导致治疗效率低下和康复进程迟缓。

传统脑卒中康复方法通常难以提供实时的、客观的生理信号数据来支持康复治疗决策。这其中的关键挑战是联通EEG（脑电图）与TMS（经颅磁刺激），无法形成实时诊疗闭环。

目前用于控制TMS的方法尚未成熟，主要是因为学习控制设备需要大量的实践和反馈，并且仍需更深入地理解改善运动功能的底层机制。如何高效、便捷的实现脑卒中康复治疗，最大程度地恢复患者的功能和生活质量，并预防再次发作，是医疗领域迫在眉睫的难题。

项目内容

课题组自研的脑控算法模型及相应的柔性可穿戴脑电控磁疗一体化软硬件设备：EEG-TMS一体化评估-治疗帽体系（简称“脑机接口帽”），结合复旦附属华山医院康复医学科物理治疗师积累多年脑卒中脑机接口训练、脑电与康复数据，构建了AI智能算法调控的脑机交互产业化应用的闭环，旨在提供一个与脑卒中患者的脑功能实时匹配的治疗方案。该设备将成熟的经颅磁刺激技术成功结合到可穿戴脑磁帽上实现脑电控脑磁，实时采集运动区8通道脑电信号，分析受试者脑功能状态，即时匹配多种TMS磁疗方案，并根据实时数据反馈更新磁疗方案。针对人体大脑运动区域的C3（患侧）施加高频兴奋性刺激、C4区（健侧）施加低频抑制性刺激，以通过调节神经可塑性来促进运动恢复。

目前，针对脑机接口与脑控磁刺激方面的研究，已完成逾250例发病2周-12个月以内首次单侧缺血性/出血性脑卒中入组，涵盖试验组72例，对照组72例。另外，横断面研究入组脑卒中患者110例，健康受试者50例。其中针对基于EEG的多靶点TMS，目前已完成健康受试者可行性测试30例，缺血性/出血性脑卒中纵向前瞻性对照研究试验组12例，对照组8例。通过以上入组数据分析，在使用该训练范式与设备后脑卒中患者在上肢与手运动功能康复方面取得满意效果。

该设备正在筹备二类医疗器械许可证申报，除了脑卒中的康复治疗，也可研究拓展应用于其他神经类和精神类脑疾病领域，如老年痴呆早期认知障碍、失眠、抑郁、焦虑、精分等的早期干预。本项目相关技术已申请及授权若干中国发明专利。

项目总结

综上所述，本技术可以向感觉运动脑机接口技术应用拓展，打通脑控到肢体的运动感觉通路，通过反复的脑机交互调控的康复运动实践加强受损神经网络的连接，促进神经可塑性并最终恢复或提高运动功能。希望与可穿戴设备、康复机器人等领域上下游相关企业开展合作，进行产业化探索。

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