回映電子:從多模態生理參數採集到神經調控,打造一站式腦機接口閉環解決方案
近5年來,全球腦機接口市場迎來爆發式增長,成爲全球科技與產業界的焦點。據IMAR CGroup的研究數據,全球腦機接口市場規模預計將於2027年達到33億美元,年複合增長率約爲13.5%。其中,非侵入式腦機接口是當前的研發重點方向,佔據了約86%的腦機接口市場。
與侵入式技術相比,非侵入式腦機接口無需手術,具有無創、便攜、操作簡便等顯著優勢,已成爲醫療康復、智能家居、教育娛樂等多個領域的研究熱點與產業方向。
深圳市回映電子科技公司(以下簡稱:回映電子)是一家專注於非侵入式腦機接口技術與神經調控閉環系統的“國家級高新技術企業”,也是深圳市科創局認定的“腦科學與類腦智能科技創新企業”。憑藉十餘年的技術積澱與創新模式,回映電子作爲ODM製造商,可爲下游提供從多模態生理參數採集到神經調控的一站式腦機接口閉環解決方案,廣泛服務於醫療器械、消費電子、科研設備、元宇宙、軍工等多個領域。
01
攜手頭部央企與研究院,塑造一站式閉環優勢
回望回映電子在前沿腦機接口賽道的崛起,並非偶然,而是源於核心團隊在底層技術研發、設計及生產製造領域深耕所積累的深厚經驗。2021年,一次與中國航天科工集團的合作項目,成爲回映電子發展的關鍵轉折點。
“當時,我們與航天科工合作了一個腦電採集項目,雖然我們此前並未專門涉足腦機接口領域,但基於回映電子創始人、總經理白紀龍過往十七年在複雜電子系統設計和微弱信號處理等方面積累的豐富經驗,我們迅速組建了一支專業團隊投入到研發中。”回映電子聯合創始人王雅青回憶道。
作爲資深電子工程師,白紀龍曾任世界500強公司技術總監、飛利浦技術專家等職務,涉足過多個高精尖技術領域;還曾作爲資深導師,聚焦於電子工程師培訓課程,並累計完成2000學時的授課。
回望這段經歷,白紀龍表示:“這種廣結善緣的課程讓我結識了許多學生和各行各業的精英,爲後續在腦機接口賽道的跨界發展,儲備了人才資源,以及系統架構設計、硬件電路優化以及算法開發等方面的經驗。”
在該項目推進過程中,回映電子依託自研的主動阻抗轉換技術,有效改善了乾電極因接觸阻抗導致的信號質量不佳問題。同時,針對航天科工提出的“主動乾電極”需求,團隊進一步在電極內部集成微型電路板,直接在源頭完成阻抗匹配與放大。最終,16通道的腦電採集系統可在前端捕獲≥95%的有用信號。
“腦機接口本就前沿,當時行業頭部企業的電極方案也尚未成熟,我們通過聯合攻關突破瓶頸,成功落地16通道乾電極陣列,還在一頂頭盔內同時集成運動想象(MI)和穩態視覺誘發電位(SSVEP)兩大範式。如今這兩條路徑纔剛剛受到行業內外熱捧,真正能實現量產落地的企業不過數家,回映電子就是其中之一。”白紀龍說到。
2023年,回映電子以“精準閉環治療”爲目標,正式啓動與中國科學院的合作。“我們將腦機接口與神經調控相結合,通過實時監測多模態生理參數(包括腦電、心率、血氧等),動態調整刺激參數,實現個性化的閉環治療方案。在抑鬱症治療中,該閉環系統使患者的抑鬱量表評分平均下降了41%,且治療效果持久穩定。”白紀龍介紹道。
隨着與頭部企業與研究院的夥伴合作的不斷落地,回映電子已成長爲行業領先的非侵入式腦機接口與神經調控ODM製造商,業務涵蓋多模態生理參數採集(支持1-128通道腦電,可堆疊至1024通道;以及EOG眼電、EMG肌電、ECG心電、PCG心音、PPG血氧心率、EDA皮電等)、腦電智能應用與閉環神經調控系統的開發和應用,可爲客戶提供一站式、可量產、可合規落地的全棧解決方案。
02
搭建模塊化硬件庫,快速完成概念驗證與樣機開發
爲了推動腦機接口技術的快速應用與產業化發展,回映電子不僅能基於豐富的落地經驗,幫助下游快速完成概念驗證,還能通過自主搭建的標準模塊化硬件庫與硬件供應平臺,爲下游提供工程化樣機的快速開發支持。最終形成從產品概念設計到最終量產上市的一站式解決方案。
“在傳統開發模式中,由於基礎技術儲備不足和缺乏標準化技術流程,僅單通道腦電產品的預研開發就需要耗時半年,且最終成功率難以保障。回映電子基於自身優勢,能在1到2周內幫助客戶完成概念驗證,快速判斷項目可行性,從而大幅縮短開發週期,降低項目風險。”白紀龍介紹道。
完成概念性預研後,回映電子依託團隊過往在大型項目中積累的系統化設計與模塊化開發經驗,構建了“標準模塊化硬件庫”,進一步提升開發效率。白紀龍指出:“在外觀和結構確定後,通過標準化體系的快速對接,可將產品開發週期從傳統6個月縮短至1個月左右。同時,在醫療器械註冊領域,標準化硬件模塊的應用也大幅提升了認證效率。”
具體而言,這些標準模塊主要分爲兩大類別——多模態生理參數採集模塊與神經調控模塊。白紀龍表示,“當前,回映電子已實現從單通道到128通道腦電採集模塊的全覆蓋,並配套了心電、肌電、呼吸等多種模塊。並且,這些模塊具有統一的接口標準和通信協議,能夠快速組合和集成,從而滿足不同客戶和應用場景的個性化需求。”
爲了滿足下游對便捷式、多模態監測的需求,回映電子在除腦電設備以外的心電、肌電、呼吸等模塊均實現了小型化設計,其尺寸大致相當於三枚硬幣並排擺放。這種小型化設計,不僅便於用戶在日常活動中實現無感佩戴,還爲多模塊協同監測提供了靈活的部署條件,從而讓全場景生理信號採集更具價值。
此外,回映電子還能爲不同級別方案提供定製化採集模塊,既有接近醫療級的高性能版本,也有適配消費級需求的高性價比版本。客戶可以根據對成本與性能的個性化需求,靈活拆解組合標準化硬件,精準匹配實際場景需求。
回映電子搭建的神經調控模塊則聚焦電刺激技術,與多模態生理參數採集模塊協同,形成了從數據採集到干預輸出的完整閉環能力,可充分適配不同客戶在科研探索、產品開發、規模化應用等場景中,對精度、成本的差異化需求。具體而言,回映電子構建了腦-肢-迷走-脊髓協同的電刺激調控系統。
“腦”主要指的是中樞神經系統調控,包含有表層激活(傳統經顱電刺激tES),高聚焦激活(高精度經顱電刺激HD-tES), 高深度激活(經顱時域干涉電刺激tTIS),全腦激活(高強度經顱交流電刺激Hi-tACS);
“肢”主要指的是外周神經調控系統,包含有神經假肢電刺激(功能性電刺激FES),經皮電刺激(經皮輸入模式電刺激TAPS,經皮神經電刺激,經皮脛神經電刺激PTNS等);
“迷走”主要指的是非侵入的經耳迷走神經電刺激taVNS和經頸迷走神經電刺激tcVNS;
“脊髓”主要指的是非侵入式經皮脊髓電刺激;基於前述實現綜合的協同調控,當然前述協同調控技術聯合多模態生理參數採集系統可以構建個性化的閉環神經調控系統。
03
參與四項行業標準建設,降低30%開發成本
當前,回映電子已形成十餘款完整解決方案。例如,針對消費場景的可穿戴情緒識別設備,面向醫療場景的可穿戴閉環睡眠設備,以及多款便攜式神經調控設備。
其中,便攜式時域干涉經顱電刺激儀(tTIS)在技術參數和便攜性上均達到行業領先水平。具體而言,tTIS是一項新穎的非侵入性神經調控技術,具有精準靶向腦深部的潛力。現有研究證明該技術可廣泛應用於阿爾茨海默病、帕金森病、中風、成癮或焦慮障礙等疾病的治療,前景廣闊。
與此同時,爲推動行業技術的規範化發展,回映電子也積極投身於行業的標準化建設,並作爲核心起草單位,參與了《經顱電刺激治療頭盔技術要求》《家用醫療器械租賃服務規範》《臨牀醫療器械租賃服務規範》《基於情感腦機接口的情緒評估系統技術要求》四項神經調控團體標準的制定,基於公司覆蓋多例神經調控干預數據的模型樣本庫,爲標準的制定提供理論依據與實證支撐。
在供應鏈方面,白紀龍強調:“我們深知供應鏈穩定對於企業和行業發展的重要性,因此一直在積極推動核心元器件的國產化替代。”當前,回映電子通過與國內優秀廠商的聯合攻關,已成功實現核心元器件的規模化國產替代,國產化率高達98%。這一舉措不僅幫助下游客戶降低了至少30%的成本,還推動了行業整體成本結構的優化。
站在腦機接口技術爆發的前夜,回映電子正以系統化創新發展構建技術與服務壁壘。談及未來,白紀龍表示,“回映電子的業務佈局遍佈全國,因此下一步我們計劃在南北兩地分別設立研發中心,進一步提升研發實力與響應速度,依託技術突破及全國性產業實踐,推動腦機接口與神經調控技術邁向更廣闊的未來。”
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