天津打造全國首個腦機接口綜合臨床實驗病區

2025-06-23 07:19天津日報

　　市環湖醫院與天津大學腦機接口項目合作，應用“神工—神甲”神經調控機械外骨骼系統和“靈犀指”的非侵入式腦機接口技術，對近70位卒中后運動障礙患者進行了腦機接口下肢和上肢康復訓練或對照訓練。

　　腦電波“治病”正在成為現實。曾被視為科幻象征的腦機接口技術，正從想象中走出，在天津落地生根。全國首個腦機接口綜合臨床實驗病區由天津大學與市環湖醫院共建，將于今年國慶期間正式開放。這不僅是一個實驗病區的誕生，更是科研與臨床之間一條關鍵通道的打通。從神經重癥監測到腦卒中康復訓練，從“腦電帽”到人工神經系統，一項前沿科技正悄然嵌入真實醫療場景，重塑治療的路徑與可能。

　　這項高度復雜的交叉技術，如何跨越倫理審批、設備標準、醫保準入等重重門檻？又是怎樣的機制，讓它率先在天津形成閉環？日前，記者走進天津大學腦機交互與人機共融海河實驗室（以下簡稱腦機海河實驗室）與市環湖醫院，實地探訪這場腦機接口革命如何從紙面藍圖走進真實的診療現場。

　　走進重癥病房：

　　聽見大腦搶回診斷時間

　　午后陽光炙熱，市環湖醫院小兒神經外科監護病房內空氣凝滯，一場悄無聲息的生命競速正在展開。

　　一位5個月大的急診患兒躺在病床，頭顱異常膨大，皮下青紫的靜脈蜿蜒盤踞，腦積水正在無聲吞噬著他的成長時間。要救他，必須準確判斷腦積水的類型——是交通型，還是梗阻型？不同的判斷，意味著完全不同的治療方式。

　　市環湖醫院神經外科蒲珂主任團隊和天津大學腦機海河實驗室副主任劉秀云教授，攜帶腦機接口技術設備走進了病房，開始對患兒進行腦脊液循環動力學檢測，他們要“聽見大腦的聲音”。

　　“傳統檢查方式是腰穿打造影劑，通過腦脊液造影來明確腦積水類型。天津大學腦脊液診斷技術是以腰穿后注射生理鹽水，通過外聯壓力傳感器獲得水流壓力，繼而推斷腦積水類型。”蒲珂說。

　　“這項技術，結合了人工智能、腦機接口與腦脊液動力學建模，無需造影，可實時評估腦脊液流動情況。”劉秀云說，“它像是給腦脊液通路做了一次動態‘心電圖’。通過曲線走勢，我們能快速推斷患兒的腦積水類型，幫助醫生掌握治療時機。”

　　檢測儀器低鳴，時間一分一秒流逝。很快，初步結論出爐——患兒為交通型腦積水。隨后傳統增強造影核查取得了一致性結論。第二天，蒲珂團隊為患兒順利實施了分流管置入手術。術后僅幾天，患兒頭圍開始縮小，頭皮靜脈回縮，重新開始自主吃奶。“生命之舟”，被穩穩拉回了正軌。

　　“腦機接口技術為腦積水診斷開辟了全新思路。”蒲珂說，“我們可以在更短時間內優化治療方案，給孩子更多希望。”截至目前，該項技術已在市環湖醫院得到了很好的應用，不少患者成為受益者。

　　而這樣的故事，未來將在市環湖醫院天塔院區的腦機接口綜合臨床實驗病區里變得越來越多見。

　　由天津大學腦機交互與人機共融海河實驗室與天津市環湖醫院合作的全國首個腦機接口綜合臨床實驗病區，已在市環湖醫院天塔院區啟建，占地面積約1600平方米，涵蓋神經重癥、康復、認知障礙、感知障礙等多個臨床領域。“我們的實驗病區最大不同在于引入腦機接口、醫工融合和智能醫學技術，讓科技落地為醫療服務。”劉秀云說，“在這里，一些神經系統疾病，如顱腦創傷、腦積水、癲癇、卒中等，都由專項科研小組對接，為醫學專家制定精細化診療方案提供更多依據。”

　　目前，實驗病區病房正在緊鑼密鼓改造中，七八個功能病房分布在同一層，每個病區根據疾病需要設計空間。未來，這里將成為全國首批集成腦機接口應用的臨床示范基地。

　　在康復室內重建神經：

　　醫生與工程師共修“意念”之路

　　卒中康復是腦機接口應用的重要領域，也是近年來腦機結合醫學應用最大熱點。

　　“我們從2021年開始與天津大學腦機接口項目合作，應用‘神工—神甲’神經調控機械外骨骼系統和‘靈犀指’的非侵入式腦機接口技術，對近70位卒中后運動障礙患者進行了腦機接口下肢和上肢康復訓練或對照訓練。其間，醫生和科研人員對實驗細節不斷改進完善，已經呈現出一些優于常規康復訓練的效果，這讓我們看到了腦機接口技術在肢體康復領域的巨大潛力。”市環湖醫院康復科副主任治療師王軼釗說。

　　56歲的張先生已經接受了8次腦機接口“靈犀指”上肢訓練和6次“神工—神甲”下肢外骨骼裝置訓練。5月7日下午，在市環湖醫院康復醫學科，張先生和愛人一同走進訓練室，他和天津大學腦機接口的科研人員熱情地打著招呼，高舉雙手向大家展示著兩年來的康復效果。

　　張先生2023年4月突發腦卒中，身體右側功能嚴重受損，不能行走也無法自主進食。幾個月后，經過醫生嚴格評估，張先生入組了天大—環湖腦機接口康復訓練項目。“當時每個星期我都會來訓練3次，每次訓練大約1個小時。練習3次以后，手和胳膊的活動能力明顯增強。突然有一天，我就能拿小勺了，很快就開始自己吃飯。”張先生說。

　　這一次，張先生是來做“靈犀指”訓練的隨訪，科研人員和醫生希望通過手指精細動作訓練觀察康復效果的保持情況。科研人員調試好設備后，先為張先生戴上有64個電極的“腦電帽”，并在每個接口中注入導電凝膠，然后將“靈犀指”裝置固定在右手腕。“手不動，只用腦子想”，經過幾分鐘準備，張先生開始“用意念指揮手指”，成功地啟動“靈犀指”，并將兩個方塊摞放起來。之后，科研人員不斷增加動作難度、擴展上肢活動范圍，改變抓握物體形狀，張先生均順利完成。

　　“就像是自己變成了機器人，腦子一想，腳真的就邁出去了。”這是張先生第一次穿戴上外骨骼裝置時的感受。“我們其實是在和大腦‘對話’，讓一個已經沉默的神經系統重新發聲。”腦機海河實驗室青年PI（學術帶頭人）劉源教授解釋說，“非侵入式腦機接口通過‘腦電帽’采集大腦信號，實時反饋到控制裝置中，誘導大腦重建神經路徑，實現功能恢復。”

　　“腦機康復不僅講究技術閉環——信號采集、算法解碼、動作反饋，更強調‘人’的參與。”劉源說，“為了讓‘意念訓練’更有效，科研人員在每個訓練環節中，都設置了腦電解碼閾值，只有患者真正集中精神，發出正確的‘手指彎曲’‘行走’等指令，設備才會響應。這被稱為大腦主動參與式康復。”

　　“張先生在入組患者中屬于康復效果較為明顯的，經過腦機接口輔助康復訓練后，他還接受了常規運動、中醫等在內的綜合康復，現在上肢基本恢復正常、下肢僅有輕微癥狀，腦卒中患者常見的‘挎籃手’‘劃圈腿’也基本消失。”王軼釗說，“引入腦機接口系統，治療師能直觀監測大腦皮層激活情況并進行針對性訓練，對提高康復效果，縮短患者治療周期非常有利，但腦機接口用于卒中康復還有很多方面需要探索研究。未來，侵入式、非侵入式腦機接口也可能與傳統康復醫學或其他康復手段，共同為不同階段不同病癥的患者服務。”

　　腦機控制外骨骼可以幫助下肢功能障礙患者有效進行康復。

　　走進醫保目錄：

　　為腦波打通“最后一公里”

　　腦機接口，將來也能走醫保了。

　　今年，腦機接口技術迎來了重要的政策突破——國家醫保局將其納入神經系統醫療服務價格項目。這一舉措為前沿技術的臨床應用鋪平了道路，使腦機接口不再只是實驗室里的“概念”，而是將走進病房，成為能為患者提供實際幫助的醫療工具。隨著醫保支持的到來，腦機接口的臨床應用將有明確的收費路徑，意味著一旦技術成熟，它將普惠更多患者。

　　“我們不只是在追求一兩個爆款產品，而是在構建一條完整的‘臨床診療—技術研發—產品注冊—醫保接入’閉環鏈路。”天津大學腦機海河實驗室常務副主任倪廣健說。這條路徑如今正得到產業資本的強力推動：天津市已設立國內首只腦機接口專項基金，首期規模10億元，直投臨床可轉化項目。倪廣健透露，基金采用“科學家+企業家+政府+投資人”聯動模式，撬動社會資本，支持腦機接口產業鏈的發展，并助力初創企業迅速成長。目前，該基金已儲備了20余個優質項目，首個立項的企業已順利進入市場。

　　更為重要的是，國家政策正全力支持這一創新項目。今年2月，國家藥監局為腦機接口技術立項行業標準，并鼓勵技術創新。這為腦機接口的醫療器械化提供了堅實的制度保障。天津大學腦機海河實驗室團隊在市藥監局指導下，已構建起具有自主知識產權的國產腦機創新成果轉化體系，布局了23件醫療器械注冊證的申報。值得一提的是，實驗室已獲得全國首張腦機智能人工神經信息系統醫療器械注冊證，標志著國產高性能腦機交互裝備的醫療應用正加速落地。

　　此外，實驗室還推進成立了我國首家腦機專業測試平臺，開展腦機相關算法、系統、器件和材料的第三方測試與評估工作。倪廣健坦言，這一平臺將進一步推動腦機接口產業技術的成熟與市場普及，加速技術向臨床應用的轉化。

　　與國內多數腦機接口技術仍集中在實驗室階段不同，天津的腦機接口技術已成功邁向臨床應用，且更加注重非侵入式技術的研發，使其在推廣上具備了更廣泛的適應性。這也是天津腦機接口技術的“全國特色”：具備完整且可推廣的技術路徑。

　　“未來，腦機接口技術將不再僅限于重癥監測和康復治療。”倪廣健說，“它將走進更多基層醫療機構，形成覆蓋全國的醫療生態。”他介紹，通過遠程腦電訓練系統與區域醫院的合作，腦機接口技術將不再是大城市的專屬，而是惠及千家萬戶，真正實現技術普惠。

　　腦機接口技術下沉：

　　科技俯首照進生活

　　未來，腦機接口技術不僅服務于重癥病房的危重患者，更被設計成可以出現在社區醫院、康復中心，甚至患者家中的智能終端。

　　從國家首個腦機接口臨床實驗病區誕生的那一刻起，技術“下沉”的邏輯就已寫進系統設計。實驗病區不是某一個研究團隊的成果秀場，而是一套系統工程：涵蓋從疾病篩選、倫理審查，到遠程監測、醫保接口的全過程。“我們不希望這項技術成為高價的專屬服務。”劉秀云說，“它要能走出象牙塔，走得到臨床實踐中。”

　　未來，隨著實驗病區全面試運行，天津不再止步于打造一個科研示范點，而是建設一個面向全國、具備國際引領力的腦機接口臨床集成平臺。“我們不僅要輸出技術，更要輸出體系。我們希望構建的是一整套標準化、可移植、可定價、可監管的大腦監測模型，既能為行業提供可復制的范式，也能為患者打開通向未來醫療的新入口。”劉秀云說。

　　當被問到“這是不是只為有錢人設計的技術”時，劉秀云直言：“腦機接口不是奢侈品，它是下一代公共醫療的關鍵基礎設施。只有它落在醫保上、落在基層醫院里、落在康復床頭，才是真正的醫學革命。”

　　在天津，他們試圖用看似簡單的貼片，撬動醫療服務的一次漸進式變革——從前沿走向基層，從高成本邁向普惠，從科研突破走向臨床實用。腦機接口，正一步步成為一項真正“用得上、用得起”的未來醫療技術。

　　患者在進行腦控外肢體“靈犀指”練習。

　　專訪明東——

　　從象牙塔到病床邊明東眼中的“有用腦機”之路

　　“腦機接口不是我們追趕的技術浪潮，而是我們定義的一場未來變革。”天津大學副校長、腦機海河實驗室執行主任明東說。

　　作為全國首個腦機接口綜合臨床實驗病區的牽頭人之一，明東深知，腦機接口要真正落地，光有技術遠遠不夠。“我們不是造一臺設備、出一篇論文就完了，而是要把技術從實驗室拉進真實世界。”他說。

　　為什么是天津？為什么是現在？

　　“天津有全鏈條優勢，從神經科學原理研究、軟硬件開發到臨床測試、產業轉化，都已經具備了閉環能力。”明東說。美國和中國在腦機接口研究方面占持續主導地位，其中，天津大學和加州大學舊金山分校在腦機接口研發規模和技術影響力方面同處于世界領先地位。

　　從2014年推出全球首臺人工神經康復機器人“神工一號”開始，天津大學腦機接口研究正式邁向規模臨床應用階段。

　　“我一直強調，我們要做‘有用’的腦機接口。”明東解釋，“不是有多炫酷，而是要落得了地，進得了醫保，用得起、用得好。”對他而言，有用意味著對臨床真的有效，對轉化真的可行，對社會真的有意義。

　　腦機接口，聽上去很“高大上”。如今，腦機接口技術已經打開很多未來科室的大門，比如腦機接口和康復醫療的聯系最為緊密，特別是對一些運動功能障礙的患者。目前，團隊多項成果已經與包括北京、天津、山東、湖南等多地三甲醫院合作開展臨床應用，服務患者數千人。

　　對腦機接口而言，2025年將是至關重要的一年。明東介紹，今年，腦機接口技術將在醫療領域中為患者帶來實實在在的幫助，特別是在一些篩查、干預和輔助性系統中，腦機接口技術將會率先進入臨床中。在運動康復、精神醫學、重癥醫學、視覺、聽覺等領域，相信很快會有關鍵技術的突破和落地應用。

　　在“科技鏈”和“人才鏈”的建設上，明東也一針見血地指出交叉型人才斷層的短板：“腦機接口不是一個學科的技術，而是多領域的交叉融合。”為此，天津大學設立了全國首個腦機接口方向本科班，并推動醫學、工學、計算機和認知科學交叉培養。“我們希望未來有那么一批人，既能看懂腦電圖，也能調得了神經網絡。”明東說。

　　專訪葛樂、佟小光——

　　從實驗室到病房打通腦機接口臨床應用的生命通道

　　“腦機接口技術不僅改變了大腦與外部世界的互動方式，更有望為神經醫學領域帶來革命性的改變，其中既有治療手段的突破，也有手術技術、診斷體系和康復方式的革新，極大地拓寬了神經醫學的邊界，具有顯著的臨床價值。”天津市環湖醫院黨委書記葛樂表示。

　　市環湖醫院與天津大學腦機海河實驗室合作，在腦卒中運動康復、癲癇精準診療、神經調控與認知功能康復、兒童腦癱精準治療等領域，已經服務上百位患者，取得了多項突破性研究成果。“我們期待在科研工作者、臨床醫生與患者之間搭建起互通的橋梁，讓科研創新突破都能以更高效的路徑融入臨床診療，讓患者直接受益。”葛樂說。

　　技術落地，平臺建設提速。天津市環湖醫院黨委副書記、院長佟小光介紹，今年，市環湖醫院和天津大學院校“雙中心”攜手，已獲批建設天津腦科學與類腦研究中心，聯合打造天津大學國家卒中學院分院、腦機海河實驗室核心臨床基地。院校聯合建立的腦機接口綜合臨床實驗病區也將在今年國慶期間開放。佟小光表示，該實驗病區將構建研究型病房，承擔腦機接口科研攻關、臨床研究、醫療康復等多重任務，通過“臨床診療—技術研發—產業轉化”三位一體的創新模式，推進前沿科技的轉化應用。

　　作為國內著名神經外科專家，佟小光主持了市環湖醫院與天津大學之間的合作。他坦言，這場合作不只是學術聯合，更是一次“系統級”的協同創新工程。近兩年，腦機接口技術在神經醫學領域的研究和應用風起云涌。未來院校雙方攜手，將全面整合多學科研究團隊，共同打造國際領先的腦機接口綜合臨床實驗病區，真正實現患者獲益，為健康中國戰略和創新驅動發展注入新動能。（記者 雷風雨 趙津 徐楊 攝影 王倩）