無創(chuàng)神經調控迎來技術融合,腦機接口與AI驅動閉環(huán)調控生態(tài)
在全球神經精神疾病負擔日益加重的背景下,傳統(tǒng)藥物治療之外的物理干預手段正成為醫(yī)學界關注的焦點。腦卒中、抑郁癥、自閉癥譜系障礙等疾病不僅影響患者生活質量,也對家庭和社會構成巨大壓力。近年來,以經顱磁刺激(TMS)、經顱電刺激(tES)為代表的非侵入性神經調控技術已逐步進入臨床應用,但其作用深度和精準度仍存在局限。在此背景下,一種更具潛力的技術路徑——經顱聚焦超聲神經調控(tFUS)——因其可穿透顱骨、精準靶向深部腦區(qū)的能力,正引發(fā)學界與產業(yè)界的廣泛關注。
在2024年舉辦的第四屆南渡江智慧醫(yī)療與康復高峰論壇上,華東師范大學教授、顱燊醫(yī)療器械(嘉興)有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO陳建剛,帶來了題為《頭戴式經顱聚焦超聲神經調控與腦機接口系統(tǒng)》的專題演講。他不僅系統(tǒng)梳理了該技術的發(fā)展現(xiàn)狀與核心挑戰(zhàn),更展示了其團隊如何通過工程創(chuàng)新、人工智能算法與醫(yī)工交叉合作,推動這一前沿技術從實驗室走向真實臨床場景。
精準定位與安全驗證:構建可落地的經顱超聲調控系統(tǒng)
陳建剛教授首先指出,當前主流的無創(chuàng)神經調控技術如經顱磁和經顱電,主要作用于大腦皮層表淺區(qū)域,難以有效干預深部核團。相比之下,經顱聚焦超聲具備穿透性強、空間分辨率高、可靶向深部腦區(qū)的獨特優(yōu)勢。然而,要實現(xiàn)真正意義上的“指哪打哪”,必須解決超聲波在穿過顱骨時發(fā)生的衰減與折射問題——這正是該技術長期難以普及的關鍵瓶頸。
針對這一難題,有三種定位策略:一是基于核磁共振(MRI)實時引導,雖精度高但設備昂貴、操作復雜;二是依賴光學定位系統(tǒng),需額外配置硬件,成本同樣不菲;三是其團隊原創(chuàng)的個性化頭模定位方案——通過采集患者頭部三維數(shù)據(jù),結合3D打印技術定制專用頭盔,實現(xiàn)無需外部導航設備的精準靶向。目前,該方案已能穩(wěn)定支持四個腦區(qū)的同時調控,據(jù)陳教授介紹,這是業(yè)內唯一實現(xiàn)四靶點同步調控的技術路徑。
在安全性方面,團隊開展了嚴格的動物實驗。以恒河猴為模型,在完成經顱聚焦超聲刺激后進行組織解剖,結果顯示未觀察到不可逆的組織損傷,為后續(xù)人體試驗提供了重要依據(jù)。此外,陳教授還提到,2025年美國經顱聚焦超聲聯(lián)盟已發(fā)布相關使用共識,對技術參數(shù)與安全邊界作出規(guī)范,而我國尚缺乏統(tǒng)一標準,亟需產學研協(xié)同推進。
值得一提的是,顱燊醫(yī)療器械(嘉興)有限公司已將該頭戴式定位系統(tǒng)推向市場,并成功進入多家三甲醫(yī)院。據(jù)公開披露的數(shù)據(jù),2023年公司相關產品訂單額超過200萬元,2024年預計突破500萬元。產品不僅用于經顱超聲,還可適配經顱磁和經顱電設備,體現(xiàn)出良好的平臺化拓展能力。
醫(yī)工深度融合:以腦機接口與AI驅動閉環(huán)調控生態(tài)
作為本次論壇聚焦“腦機接口”的重要環(huán)節(jié),陳建剛教授特別強調了其團隊在“超聲-腦電”閉環(huán)系統(tǒng)上的創(chuàng)新探索。他首次提出“超聲神經接口”概念:在實施經顱聚焦超聲刺激后,同步采集腦電信號,利用自主研發(fā)的人工智能算法分析刺激效果——判斷特定參數(shù)組合對目標腦區(qū)的影響是正向增強還是逆向抑制,并據(jù)此動態(tài)調整后續(xù)刺激策略。這種“刺激-反饋-優(yōu)化”的閉環(huán)機制,標志著神經調控從開環(huán)經驗式操作邁向智能化精準干預的新階段。
技術突破的背后,是顱燊醫(yī)療“醫(yī)生+工程師+高?!比灰惑w協(xié)作機制。陳教授坦言,自己已是第二次創(chuàng)業(yè),深知“兵馬未動,糧草先行”的道理。這里的“糧草”,不僅是資金,更是人才與臨床資源。目前,他與全國40余家醫(yī)院的科室主任建立了深度合作關系,并擔任多所高校的校外研究生導師,聯(lián)合培養(yǎng)兼具醫(yī)學理解與工程能力的復合型人才。
在研發(fā)組織上,團隊采用靈活高效的“兼職+全職”混合模式:資深工程師多為周末參與項目,研究生則在工作日承擔具體研發(fā)任務,顯著降低了創(chuàng)新成本。與此同時,公司積極推動“人工智能+醫(yī)療”知識普及,聯(lián)合上海交通大學醫(yī)學院發(fā)起面向全國醫(yī)生的專項培訓計劃。首期培訓班已于近期成功舉辦,吸引了來自全國各地的臨床醫(yī)師參與;第二期定于12月6日至8日開班,課程內容涵蓋AI基礎、醫(yī)學影像分析、神經調控技術等模塊,并安排參訪已獲國家三類醫(yī)療器械注冊證的頭部企業(yè),幫助醫(yī)生系統(tǒng)性擁抱技術變革。
陳建剛教授表示,醫(yī)生是核心用戶,也是創(chuàng)新的共同發(fā)起者。只有讓臨床需求真正驅動技術研發(fā),才能讓前沿科技真正服務于患者。在他看來,經顱聚焦超聲與腦機接口的融合,不僅是技術層面的突破,更是醫(yī)療范式從“治療”向“調控+反饋+個性化”演進的重要一步。隨著標準體系的完善、臨床證據(jù)的積累以及醫(yī)工協(xié)同生態(tài)的成熟,這一無創(chuàng)神經調控新路徑有望在未來幾年內實現(xiàn)規(guī)模化臨床應用,為數(shù)以億計的神經精神疾病患者帶來新希望。





