醫(yī)藥生物行業(yè)深度報告:“十五五”謀篇新藍(lán)圖,腦機(jī)接口進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化快車道_第1頁
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36%24%12%0%-12% 2025-012025-052025-09數(shù)據(jù)來源:聚源《推薦CXO+科研服務(wù)板塊的估值切 醫(yī)藥生物請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明1/29“十五五”謀篇新藍(lán)圖,腦機(jī)接口進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化快車道l腦機(jī)接口處于技術(shù)加速變革期腦機(jī)接口(BCI)技術(shù)路徑豐富,處于技術(shù)加速變革期。根據(jù)信號采集和輸出方式不同,腦機(jī)接口技術(shù)可分為侵入、半侵入、非侵入,不同技術(shù)在信號質(zhì)量、安全性、操作難度等方面各有優(yōu)勢,目前多模態(tài)聯(lián)合應(yīng)用成為信息交互的發(fā)展趨勢。腦機(jī)接口范式主要包括交互控制類和狀態(tài)檢測類。根據(jù)輸入信號的神經(jīng)通路不同,現(xiàn)有的交互控制類腦機(jī)接口范式可以分為主動式范式、反應(yīng)式范式及混合范式。l規(guī)劃-支付-標(biāo)準(zhǔn)三位一體,政策先行助力腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)騰飛政策在規(guī)劃、支付、標(biāo)準(zhǔn)三個層面明確支持腦機(jī)接口發(fā)展。(1)規(guī)劃引領(lǐng):2025年7月,工信部等七部委頒布《關(guān)于推動腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》,明確提出2027年、2030年兩步走的總體目標(biāo)和發(fā)展路徑,強(qiáng)調(diào)形成產(chǎn)業(yè)集群,培育領(lǐng)軍企業(yè),拉動供給側(cè);“十五五”規(guī)劃將“腦機(jī)接口”列為需要前瞻布局的六大未來產(chǎn)業(yè)之一,升維成國家戰(zhàn)略。(2)支付保障:2025年3月國家醫(yī)保局首次為腦機(jī)接口設(shè)立獨(dú)立收費(fèi)項目,湖北、浙江、江蘇、廣東等地先后落地價格標(biāo)準(zhǔn),為其進(jìn)入臨床應(yīng)用奠定制度保障。(3)標(biāo)準(zhǔn)確立:腦機(jī)接口術(shù)語、數(shù)據(jù)格式等標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺,有效降低技術(shù)攻關(guān)、臨床應(yīng)用等環(huán)節(jié)的成本與風(fēng)險,發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化在技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、生態(tài)構(gòu)建中的引領(lǐng)作用。我國腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)處于全球先進(jìn)水平,2023年我國腦機(jī)接口行業(yè)市場規(guī)模增至約17.3億元,占全球腦機(jī)接口市場規(guī)模12.5%。l上游核心技術(shù)持續(xù)突破,下游落地應(yīng)用空間廣泛腦機(jī)接口核心技術(shù)壁壘集中于產(chǎn)業(yè)鏈中上游,主要包括硬件(電極、芯片)、腦機(jī)接口手術(shù)、腦電采集處理與分析。腦機(jī)接口技術(shù)主要功能可以歸結(jié)為監(jiān)測、替代、改善恢復(fù)、增強(qiáng)、補(bǔ)充,應(yīng)用場景廣泛。下游應(yīng)用場景以醫(yī)療方向?yàn)橹鳎?023年中國腦機(jī)接口醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用占比達(dá)到56%。BCI在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用分為意識與認(rèn)知障礙診療、精神疾病診療、肢體運(yùn)動障礙診療、感覺缺陷診療四大類,其中神經(jīng)調(diào)控技術(shù)多項適應(yīng)癥臨床驗(yàn)證有效,神經(jīng)調(diào)控成熟度及安全性高,但國內(nèi)滲透率和國產(chǎn)化率提升空間大。樂普醫(yī)療、愛朋醫(yī)療等公司均已下場布局DBS等植入式神經(jīng)調(diào)控,品馳醫(yī)療、景昱醫(yī)療等企業(yè)有望沖擊IPO。(電極、芯片)及實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備(腦膜、DSA等)方面的腦機(jī)接口標(biāo)的具有l(wèi)風(fēng)險提示:研發(fā)進(jìn)度不及預(yù)期;倫理風(fēng)險;市場需求風(fēng)險。 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明2/291、腦機(jī)接口:大腦與外界雙向溝通的媒介 41.1、腦機(jī)接口是跨學(xué)科復(fù)合技術(shù) 41.2、腦機(jī)接口技術(shù)路徑豐富,處于技術(shù)加速變革期 42、規(guī)劃-支付-標(biāo)準(zhǔn)三位一體,政策先行助力腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)騰飛 72.1、國內(nèi)政策持續(xù)加碼賦能,腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)有望加速發(fā)展 72.2、明確發(fā)展目標(biāo),規(guī)劃產(chǎn)業(yè)藍(lán)圖 92.3、腦機(jī)接口收費(fèi)立項,構(gòu)建臨床應(yīng)用快車道 2.4、構(gòu)筑標(biāo)準(zhǔn)體系,引領(lǐng)規(guī)范發(fā)展 2.5、全球腦機(jī)接口市場增長潛力凸顯,中國產(chǎn)業(yè)規(guī)模比重持續(xù)提升 3、上游核心技術(shù)持續(xù)突破,下游落地應(yīng)用空間廣泛 3.1、腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈完整,上中下游區(qū)位清晰 3.2、腦機(jī)接口核心技術(shù)壁壘集中于產(chǎn)業(yè)鏈中上游 3.2.1、上游技術(shù)壁壘集中于電極和芯片 3.2.2、中游聚焦腦電采集、處理、分析 3.3、下游應(yīng)用場景廣,醫(yī)療端潛力大 4、全球腦機(jī)加速發(fā)展,商業(yè)落地前景可期 225、投資建議 256、風(fēng)險提示 27圖1:腦機(jī)接口是交互式閉環(huán)系統(tǒng) 4圖2:腦機(jī)接口技術(shù)路徑較多,技術(shù)不斷革新 5圖3:不同深度腦機(jī)獲得腦電信號幅頻差異顯著 6圖4:fNIRS-EEG用于運(yùn)動功能評估和中風(fēng)后康復(fù),效果更佳 6圖5:輸入信號的神經(jīng)通路差異產(chǎn)生多樣化的腦機(jī)接口范式 7圖6:多國搶占腦科學(xué)競爭戰(zhàn)略高地 8圖7:中國腦計劃框架“一體兩翼” 8圖8:腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化和經(jīng)濟(jì)價值可期 8圖9:腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)體系演進(jìn)方向 圖10:2019-2029年全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)規(guī)模及前景預(yù)測(單位:億美元) 圖11:中國腦機(jī)接口行業(yè)市場規(guī)模及占全球市場規(guī)模比重(單位:億元,%) 圖12:腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈完整,下游應(yīng)用廣泛 圖13:腦機(jī)接口核心技術(shù)壁壘集中在產(chǎn)業(yè)鏈中上游 圖14:非侵入式EEG電極帽 圖15:入耳式腦電EEG 圖16:Synchron研發(fā)的血管內(nèi)電極Stentrode 圖17:剛性硅基電極Neuropixel生產(chǎn)依賴硅片加工 圖18:超柔性電極約為頭發(fā)絲的1/100 圖19:腦機(jī)接口技術(shù)下游應(yīng)用場景以醫(yī)療方向?yàn)橹?20圖20:神經(jīng)調(diào)控技術(shù)成熟,針對癲癇、帕金森等難治性疾病 22表1:中國“十三五”以來國家級腦機(jī)接口相關(guān)政策梳理 8請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明3/29表2:代表性地方政策出臺及工信部等七部委核心政策內(nèi)容 表3:腦機(jī)接口收費(fèi)立項,加速技術(shù)轉(zhuǎn)化和商業(yè)落地 表4:腦機(jī)接口主要標(biāo)準(zhǔn) 表5:主要海外機(jī)構(gòu)預(yù)測的全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)未來五年增速(單位:%) 表6:國產(chǎn)柔性電極進(jìn)展迅速,比肩國際先進(jìn)水平 表7:腦電信號處理芯片規(guī)?;劳邪雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展 表8:上游硬件技術(shù)發(fā)展方向明確 表9:BCI在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用分為意識與認(rèn)知障礙、精神疾病、肢體運(yùn)動障礙、感覺缺陷四大類 20表10:神經(jīng)調(diào)控技術(shù)已有多項適應(yīng)癥驗(yàn)證有效 21表11:植入式神經(jīng)調(diào)控商業(yè)化落地加速,部分企業(yè)正在沖擊IPO 22表12:腦機(jī)接口企業(yè)快速發(fā)展,非侵入式產(chǎn)品成熟度較高 22表13:非侵入式腦機(jī)接口商業(yè)化路徑明確,規(guī)模化收入潛力可期 25表14:(半)侵入式腦機(jī)接口臨床研究進(jìn)展加速,產(chǎn)業(yè)鏈上游有望率先收益 26表15:腦機(jī)接口受益標(biāo)的 26 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明4/29合神經(jīng)科學(xué)、腦科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、控制論、信息科學(xué)與技術(shù)、智能科學(xué)與技術(shù)、醫(yī)學(xué)等多學(xué)科,可以直接讀取大腦的神經(jīng)信號來實(shí)現(xiàn)人腦與外部設(shè)備之間的通信。它通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型等對神經(jīng)活動進(jìn)行解碼,解析出神經(jīng)活動中蘊(yùn)含的主觀意圖等信息,基于這些信息輸出相應(yīng)的指令,操控外部裝置實(shí)現(xiàn)與人類主觀意愿一致的行設(shè)備控制、調(diào)控反饋。信號輸入:檢測包含特定特征的腦電活動信號,信號來源既成控制命令,驅(qū)動輸出設(shè)備。調(diào)控反饋:亦可通過神經(jīng)調(diào)控與神經(jīng)反饋,實(shí)現(xiàn)雙向根據(jù)信號采集和輸出方式不同,腦機(jī)接口技術(shù)可分為電極植入大腦皮層,以獲取高質(zhì)量神經(jīng)信號,信號強(qiáng)度可達(dá)毫伏級、信號采集面積達(dá)單神經(jīng)元水平,支持復(fù)雜神經(jīng)活動解碼。但手術(shù)創(chuàng)傷大,存在感染風(fēng)險;免疫反半侵入式信號相對非侵入高,傷害相對侵入式低。半侵入式通常將電極放置在顱腔內(nèi),如硬腦膜上、腦血管介入,信號相對非侵入式高,傷害相對侵入式低,以 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明5/29非侵入式信號質(zhì)量較低,但安全性高、操作難度低。非侵入式無需動手術(shù),直腦電帽通過電極從頭皮采集,可監(jiān)測群體神經(jīng)元放電活動。無需手術(shù),僅將電極附大類信息輸出(信號采集/解碼)信息輸入(神經(jīng)調(diào)控)物理原理電信號磁信號BLOD信號血流動力學(xué)電(根據(jù)刺激部位不同)磁聲技術(shù)類型單神經(jīng)元動作電位(SUA)多神經(jīng)元動作電位(MUA)局部場電位(LFP)腦皮層電圖(ECoG)腦電圖(EEG)腦磁圖(MEG)功能性磁共振成像(fMRI)功能性近紅外光譜(INIRS)腦深部刺激(DBS)脊髓刺激(SCS)迷走神經(jīng)刺激(VNS)經(jīng)顱電刺激(TES)經(jīng)顱磁刺激(TMS)經(jīng)顱超聲刺激 (TUS)實(shí)現(xiàn)方式侵入層度侵入半侵入非侵入非侵入侵入非侵入電極位置/觸及位置腦皮層內(nèi)(灰質(zhì)內(nèi))大腦皮層上硬腦膜下硬腦膜上頭蓋骨下皮外皮層可至腦深部皮質(zhì)腦深部硬脊膜外間隙迷走神經(jīng)主干皮層表面可至皮層下采集面積單神經(jīng)元多神經(jīng)元多個神經(jīng)元局部場大面積腦大面積腦特定區(qū)域特定區(qū)域信號質(zhì)量信號質(zhì)量逐漸減弱/時間分辨率~0.003s~0.05s~0.05s~0.001s~0.001s~0.001s空間分辨率~0.05mm~0.1mm~0.5mm~1mm~10mm~5mm-1mm~5mm~1mm~3mm~5mm~5mm穩(wěn)定性逐漸變?nèi)跞鯊?qiáng)/受干擾逐漸變高強(qiáng)弱優(yōu)點(diǎn)信號質(zhì)量好保證精度且傷害相對小傷害小皮層檢測效果好成本相對MEG低,高空間分辨率成本低便捷替代fMRI可實(shí)現(xiàn)特異性刺激,見效顯著操作簡單成本較低操作簡單穿透深、安全性高、精確作用腦區(qū)缺點(diǎn)1、易發(fā)生排異反應(yīng)及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞攀附包埋2、顱內(nèi)感染、出血、腦脊液漏等1、偶發(fā)排異反應(yīng);2、硬膜外出血感染信號分辨率相對低成本高需磁屏蔽室只對某些流向興奮源敏感數(shù)據(jù)收集速度慢需腦手術(shù)植入電極,有一定副作用作用效果個體差異大難以作用于深部腦區(qū)難以到達(dá)深部腦區(qū)設(shè)備大作用機(jī)制不清醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用場景脊髓損傷、漸凍癥、癲癇、帕金森、難治性抑郁、視聽覺失能抑郁失眠運(yùn)動康復(fù)等腦功能活動定位腦結(jié)構(gòu)和神經(jīng)活性不同腦區(qū)活躍程度癲癇、疼痛等截癱、疼痛等癲癇、抑郁癥等精神神經(jīng)類疾病精神疾病中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病不同侵入程度獲取的腦電在信號質(zhì)量及時空分辨率差異檢測到的信號的精細(xì)度和特征不同,非侵入式腦機(jī)接口如頭戴式腦電帽,檢測到的信號被稱為EEG,是距離皮層較近的按特定信號記錄是用通帶大約為100-2000Hz的帶通濾波器進(jìn)行的,而LFP記錄是用<200Hz的低通濾波器或具有非常低的截止頻率(0.1Hz)和<100Hz上限的帶通進(jìn)行的。電極采集到的信號是電極周圍不同距離的神經(jīng)元電信號的疊加,類似于雞尾峰排序和模板匹配等算法。 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明6/29多模態(tài)聯(lián)合應(yīng)用成為信息交互的發(fā)展趨勢。由于腦電信號本身的空間分辨率較光、磁、聲等各種手段的綜合,通過不同交互手段的聯(lián)用,提升了腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)而腦電圖(EEG)則提供高時間分辨率的腦電活動信號。腦電的時間分辨率與近紅外腦功能成像的空間分辨率兩者結(jié)合互補(bǔ),能夠提供更全面的大腦活動信息,包括神經(jīng)元活動和血流動力學(xué)反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)更精確的腦功能分析。techniquesformotorrecoveryafterstro腦機(jī)接口范式主要包括交互控制類和狀態(tài)檢測類。根據(jù)輸入信號的神經(jīng)通路不 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明7/29覺腦機(jī)接口等通過外部刺激誘發(fā)范式,當(dāng)用戶對感官刺激做出反應(yīng)時夠檢測到大腦活動的變化,并據(jù)此執(zhí)行相應(yīng)動作。例如通過檢測P300波來選擇屏注意力水平、情緒等)的信息,不需用戶主動參與,常用于在知情情況下監(jiān)測用戶的認(rèn)知狀態(tài)以優(yōu)化工作或?qū)W習(xí)效率,例如在工作場所監(jiān)測員工的疲勞程度以提高安全性。目前研究比較深入的被動式腦機(jī)接口范式包括情緒狀態(tài)、注意力狀態(tài)、日本、韓國、澳大利亞等多個國家和地區(qū)加速布局,各國政府、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)紛紛發(fā)力搶占先機(jī)。其中,美國作為先行者不僅最早出臺腦科學(xué)相關(guān)計劃與行業(yè)發(fā)展規(guī)劃,更憑借持續(xù)領(lǐng)先的政府資金投入,長期保持著全球頂尖的技術(shù)發(fā)展水平。中國雖在腦機(jī)接口技術(shù)研究上起步晚于部分國家,但已將其上升為國家戰(zhàn)略層面重點(diǎn)推進(jìn)。依托頂層設(shè)計與政策紅利的持續(xù)釋放,中國在該領(lǐng)域的重視程度不斷加碼,持續(xù)縮小與領(lǐng)先國家的差距,展現(xiàn)出強(qiáng)勁的后發(fā)追趕態(tài)勢。 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明8/29腦機(jī)接口從國家科技戰(zhàn)略項目轉(zhuǎn)向戰(zhàn)略性未來產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)化與經(jīng)濟(jì)價劃》中,我國的腦科學(xué)和類腦研究列為國家戰(zhàn)略,并提出了“一體兩翼”的布局:以腦認(rèn)知原理為主體,以類腦計算與腦機(jī)智能、腦重大疾病診治為兩翼,搭建關(guān)鍵六大未來產(chǎn)業(yè)之一,定位為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),從科技項目升級為戰(zhàn)略性未來產(chǎn)業(yè),圖7:中國腦計劃框架“一體兩翼”《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)將“腦科學(xué)與類腦研究”列為國家重大科技創(chuàng)新項目和工程,標(biāo)志“中國腦計劃”啟動?!丁笆濉眹一A(chǔ)研究專項提出腦與認(rèn)知、腦機(jī)智能、腦健康三大核心問題以及“一體兩翼”《國家新一代人工智能發(fā)展規(guī)《長三角科技創(chuàng)新共同體建設(shè)請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明9/29促進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)高質(zhì)量創(chuàng)造,加強(qiáng)人工智能、腦科學(xué)等領(lǐng)表情追蹤等技術(shù),加強(qiáng)肌電傳感、觸覺反饋、腦機(jī)接口研究領(lǐng)域的科普重點(diǎn)推動由內(nèi)向外追蹤定位技術(shù)《“十四五”衛(wèi)生與健康科技創(chuàng)《腦機(jī)接口研究倫理指引》擬邀請腦機(jī)接口領(lǐng)域企業(yè)、科研院所、高校任委員,并明確三大工作計劃:一是優(yōu)化完善標(biāo)準(zhǔn)化路線圖,對境外已上市藥品以及醫(yī)用機(jī)器人、腦機(jī)接口設(shè)局提出腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)總體目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)、重點(diǎn)工程和保障措施,請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明10/29路徑和兩個階段性目標(biāo)1)到2027年,腦機(jī)接口關(guān)鍵技術(shù)取得突破,初步建立先進(jìn)的技術(shù)體系、產(chǎn)業(yè)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系。電極、芯片和整機(jī)產(chǎn)品性能達(dá)到國際先進(jìn)水平,腦機(jī)接口產(chǎn)品在工業(yè)制造、醫(yī)療健康、生活消費(fèi)等加快應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大,打機(jī)接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提升,形成安全可靠的產(chǎn)業(yè)體系,培育2-3家有全球影響力的領(lǐng)軍企業(yè)和一批專精特新中小企業(yè),構(gòu)建具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài),綜合實(shí)力邁委請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明11/29術(shù)建立專項收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)體系。新版指南在整合現(xiàn)有神經(jīng)系統(tǒng)醫(yī)療服務(wù)項目基礎(chǔ)上,專項擴(kuò)展項構(gòu)建起覆蓋技術(shù)全鏈條的定價框架。湖北、浙江、江蘇、廣東、上海等地保定價體系,不僅能為醫(yī)療機(jī)構(gòu)采購腦機(jī)接口相關(guān)設(shè)備、開展技術(shù)應(yīng)用提供明確的成本依據(jù),更能有效增強(qiáng)醫(yī)院的采購意愿與應(yīng)用信心,進(jìn)而推動腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)費(fèi)研發(fā)快、落地慢"的核心矛盾,通過建立專項收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)體系,為醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供全流程合規(guī)定價依據(jù)。結(jié)合國家藥監(jiān)局同步推進(jìn)的腦機(jī)接口醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),形成"療方案落地。構(gòu)建普惠支付體系,保障技術(shù)公平可及。收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的明確化推動形成透明合理的價格形成機(jī)制,通過"基準(zhǔn)價+浮動區(qū)間"模式平衡區(qū)域經(jīng)濟(jì)精準(zhǔn)匹配。同時有望建立商業(yè)保險聯(lián)動機(jī)制,構(gòu)建多層次醫(yī)療保障體系,預(yù)計可降低患者自費(fèi)比例,有效防止創(chuàng)新療法異化為"高端特需服務(wù)"。請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明12/29《采用腦機(jī)接口技術(shù)的醫(yī)療器械術(shù)語》醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這是我國首個腦機(jī)接口醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)構(gòu)建了腦機(jī)接口醫(yī)療器械的大幅降低技術(shù)攻關(guān)、設(shè)備生產(chǎn)、臨床應(yīng)用、數(shù)據(jù)安全等環(huán)節(jié)的成本與風(fēng)險,充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化在技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、生態(tài)構(gòu)建中的引領(lǐng)作用,推動腦機(jī)接口技術(shù)成熟產(chǎn)、系統(tǒng)測試、臨床應(yīng)用及運(yùn)維服務(wù)全生命周期。重點(diǎn)圍繞神經(jīng)信號采集、設(shè)備兼容性、倫理安全等產(chǎn)業(yè)薄弱環(huán)節(jié)強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),以突破技術(shù)應(yīng)用瓶頸。體系注重動態(tài)兼容與迭代空間,支持復(fù)用現(xiàn)有成熟標(biāo)準(zhǔn),并鼓勵形成國標(biāo)、行標(biāo)、團(tuán)標(biāo)等多層級標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同,推動產(chǎn)學(xué)研用共同參與更新,提升產(chǎn)業(yè)整近年來,腦機(jī)接口技術(shù)成為全球科技前沿領(lǐng)域中最受矚目的增長點(diǎn)之一,隨著神經(jīng)科學(xué)、人工智能和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,BCI技術(shù)正逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè) 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明13/29行業(yè)前景方面,盡管腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用可能性和潛力巨大,但目前腦機(jī)接口技術(shù)在人體上的應(yīng)用仍處在臨床試驗(yàn)階段,且還面臨著巨大的倫理道德和社會接受度的難題,因此當(dāng)前不同機(jī)構(gòu)對于腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)的前景增速預(yù)測有較大差異,據(jù)前076.324.8201920202021202220232024E50202020212022 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明14/29腦機(jī)接口核心技術(shù)壁壘集中在產(chǎn)業(yè)鏈中上游。腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈目前仍在發(fā)展初期階段,腦機(jī)接口需要實(shí)現(xiàn)腦電信號的預(yù)處理、信號通信、部分信號處理環(huán)節(jié),其產(chǎn)業(yè)鏈目前可分為上游、中游、下游三個環(huán)節(jié),其中產(chǎn)業(yè)鏈上游以腦電采集設(shè)備、芯片、相關(guān)算法供應(yīng)商為主,中游以腦電采集平臺和腦機(jī)接口設(shè)備為主,下游為腦機(jī)接口技術(shù)細(xì)分場景應(yīng)用,包含娛樂、教育、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和科研機(jī)構(gòu)等。目前腦機(jī)接 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明15/29件,其中電極與芯片是關(guān)鍵組成部分,當(dāng)前該技術(shù)領(lǐng)域尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。有創(chuàng)電頭戴式腦電帽電極的制備較為簡單,通常是將金屬電極嵌入到頭戴式帽子中,并與放大器相連。這些電極通常由銀/銀氯化物和碳納米管等材料制成,其制備過程涉及金屬電極的制備和頭戴式電極的集成。頭戴式腦電帽電極需要與腦機(jī)接口放大器相匹配,以確保信號的質(zhì)量和可靠性。一些腦機(jī)接口設(shè)備制造商,如美國的NeuroSky和Emotiv公司等,提供完整的頭戴式腦電帽電極和相應(yīng)的放大器設(shè)備。非侵入式腦機(jī)接口電極按是否需液體介質(zhì)可分為干、濕、半干三類。濕電極信號穩(wěn)定,但存在凝膠干燥衰減、需清洗頭皮等問題;干電極使用便捷,卻面臨阻抗高、信號不穩(wěn)的缺陷;半干電極兼顧兩者優(yōu)勢,然傳統(tǒng)產(chǎn)品剛性較強(qiáng),易因頭部活高密度升級外,新增動態(tài)電極重構(gòu)與智能降噪、仿生材料適配優(yōu)化兩大創(chuàng)新方向, 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明16/29資料來源:GDiFlumerietal.《ThThreeDifferentEEGFeatures,MentalStatesClassificativisualandauditorybrain-computerinterfac介入式腦機(jī)接口通過經(jīng)血管植入電極的方式,也是半侵入式的一類新興技術(shù),目標(biāo)位置放置自膨脹支架電極陣列。相較于非侵入式腦機(jī)接口,介入式腦機(jī)接口產(chǎn)品電極更接近大腦神經(jīng)元活動區(qū)域,能夠提供更精確的腦電信號采集,在信號質(zhì)量微納電極生產(chǎn)工藝國產(chǎn)替代空間廣闊,柔性電極成為主流方向。腦機(jī)接口電極 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明17/29是采集神經(jīng)電生理的裝置,當(dāng)前電極技術(shù)主要分化為剛性硅基電極與柔性高分子電納等工藝實(shí)現(xiàn)超柔性、高通道集成,是降低植入損傷、提升信號質(zhì)量的主流方向。微納電極生產(chǎn)依賴半導(dǎo)體光刻、電子束曝光、化學(xué)蝕刻等工藝,以硅基底上形成微米級別的電極。生產(chǎn)過程中所需的光刻機(jī)、電子束曝光機(jī)等核心設(shè)備和耐高溫、化學(xué)蝕刻的化學(xué)材料一定程度仍依賴海外廠商供應(yīng)。high-densityrecordingofneuralactivity》國產(chǎn)柔性電極進(jìn)展迅速,比肩國際先進(jìn)水平。我國在該領(lǐng)域已部領(lǐng)先的突破。階梯醫(yī)療、腦虎科技等公司均已自研高通量超柔性電極,并且階梯醫(yī)療正在建設(shè)國內(nèi)首條腦機(jī)接口超柔性電極MEM超高密度陣列,處于世界領(lǐng)先水平,彰顯了我國在系統(tǒng)集成與前沿創(chuàng)新上的強(qiáng)大潛力,技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速。NeuropixelNeuroNexusNeuroNexusProbesNeuralMatrixNeuralinkN1Link請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明18/29極NeuroDepth微電極極資料來源:各公司官網(wǎng)、國家金融研究院、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展推動腦電信號處理芯片規(guī)模化生產(chǎn)。腦電信號處理芯片是將腦電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的芯片,主要由模數(shù)轉(zhuǎn)換器、濾波器、放大器及數(shù)字信號研發(fā)環(huán)節(jié)涉及模擬/數(shù)字電路設(shè)計、射頻與低功耗技術(shù),依賴高精度設(shè)計軟件、仿真工具及高端制造設(shè)備。此外,核心原材料如硅晶圓、金屬線材對精度和質(zhì)量要求較占主導(dǎo)地位,因此在高端腦電信號處理芯片的研發(fā)與NXPNeuroSky聚焦底層核心技術(shù)突破,發(fā)展路徑明晰。電極層面:非侵入式電極受頭皮顱骨干擾,信號采集精度難保障,需突破抗干擾設(shè)計與高靈敏度材料技術(shù)。侵入式電極BCI芯片研發(fā)需滿足腦電信號高通量、實(shí)時處理需求,芯片設(shè)計需協(xié)調(diào)算力、功耗請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明19/29操作系統(tǒng)級分析軟件及外部嵌套技術(shù),依賴跨學(xué)科知識整合與工程創(chuàng)新。侵入式電極高>1年)資料來源:《2022腦機(jī)交互神經(jīng)調(diào)控前沿進(jìn)展白皮書》、開源證券研究所中游包括腦電采集平臺、腦機(jī)接口設(shè)備,以腦電信號處理為核心,包含采集、處理、分析三大模塊。信號采集需提升設(shè)備抗干擾能力,確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定獲??;信號完成特征識別與分類,解碼大腦意圖,是連接人腦與外部設(shè)備的技術(shù)樞紐,對算法腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用場景廣泛,賦能醫(yī)療健康、業(yè)。腦機(jī)接口主要功能可以歸結(jié)為監(jiān)測、替代、改善恢復(fù)、增強(qiáng)、補(bǔ)充1)監(jiān)測(使用腦機(jī)接口系統(tǒng)監(jiān)測部分人體意識狀態(tài)2)替代(腦機(jī)接口系統(tǒng)的輸出可以取代由于損傷或疾病而喪失的自然輸出3)改善/恢復(fù)(主要針對康復(fù)領(lǐng)域,改善某種疾病的癥狀或恢復(fù)某種功能4)增強(qiáng)(主要是針對健康人而言,實(shí)現(xiàn)機(jī)能的提升和擴(kuò)展5)補(bǔ)充(主要針對控制領(lǐng)域,增加腦控方式,作為傳統(tǒng)單一控制機(jī)接口下游應(yīng)用解決方案企業(yè)中醫(yī)療領(lǐng)域占比達(dá)到56%,其他消費(fèi)類、工業(yè)類請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明20/29鼠和猴子大通過腦機(jī)接口設(shè)備獲取并分析患者實(shí)大腦信息可通過硅芯片的電信號進(jìn)行復(fù)制以實(shí)信號可以提供更多深入、真實(shí)的情感信息。通過學(xué)習(xí)算法,提取腦電信號特征可以傷、平靜、憤怒、害怕、驚訝、生氣等)的判別分析。病。Alphabet實(shí)驗(yàn)性研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的Amber項目旨在通過腦機(jī)接口設(shè)備獲取并分腦機(jī)接口集成式顱頂半植入醫(yī)用級BCI產(chǎn)品可降低病患植入后的不適童醫(yī)院聽力學(xué)團(tuán)隊利用腦電技術(shù)提供客觀有效的人工耳蝸植入兒童聽覺康復(fù)評 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明21/29資料來源:2022年腦機(jī)交互神經(jīng)調(diào)控前沿進(jìn)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)多項適應(yīng)癥臨床驗(yàn)證有效。腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用改善早期阿爾茨海默病患者認(rèn)知功能。骶神經(jīng)電刺激(SNM)間質(zhì)性膀胱炎/膀胱疼痛迷走神經(jīng)電刺激(VNS)耳鳴、纖維肌痛綜合征、心力衰竭、慢性和急性叢集性頭痛、偏頭痛脊髓神經(jīng)電刺激(SCS)內(nèi)臟痛、中樞催醒、頑固性心絞痛、改善腸胃功能、臟器功能保護(hù)無外周神經(jīng)電刺激(PNS)反應(yīng)性神經(jīng)電刺激(RNS)無腦皮層電刺激(CCS)癲癇、頑固性疼痛、抑郁癥、耳鳴、腦卒中后神經(jīng)功能的恢復(fù)、腦癱經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)抑郁癥、疼痛、難治性強(qiáng)迫癥、阿爾茨海默癥、酒精使用障礙經(jīng)顱交流電刺激(tACS)無全球神經(jīng)調(diào)控市場規(guī)模估計2024年為61.2億美元,預(yù)計到2029年將達(dá)到92.6億美元?;陔姟⒋?、化學(xué)等手段調(diào)節(jié)神經(jīng)活動,作用于中樞/周圍神經(jīng)系統(tǒng)疾病及精神心理領(lǐng)域,對癲癇、帕金森等難治性疾病具有不可替神經(jīng)調(diào)控成熟度及安全性高,但國內(nèi)滲透率和國產(chǎn)化率提升空間大:植入式神受限于支付端覆蓋不足、專利壁壘及審批周期冗長等因素,在植入式設(shè)備領(lǐng)域,以 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明22/29公司均已下場布局,品馳醫(yī)療、景昱醫(yī)療等企業(yè)有望沖DBS/VNS/SCS等DBS/SNM/SCS等資料來源:國家藥監(jiān)局、各公司公告、賽柏藍(lán)器械公眾號、蘇州工業(yè)園區(qū)科技招非侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品商業(yè)化進(jìn)程領(lǐng)先,目前國內(nèi)外已有多款產(chǎn)品面世;侵入NeuroPaceRNS獲得美國FDA批準(zhǔn)的植入式閉環(huán)反應(yīng)性神經(jīng)植入式電極 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明23/29植入微電極陣列,捕捉和解析神經(jīng)信號,從而實(shí)植入式電極現(xiàn)意念控制機(jī)械臂進(jìn)行打字,此外還實(shí)現(xiàn)了無線無線腦機(jī)接口和穩(wěn)定性久經(jīng)考驗(yàn)。極陣列礙(Blightsight)Neurotech請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明24/29植入式電極中NEO無線微創(chuàng)腦機(jī)微創(chuàng)電極復(fù)(MindMotionPro)資料來源:各公司官網(wǎng)及公眾號、動脈網(wǎng)、現(xiàn)代儀器與醫(yī)療雜志公眾號、上海國有資本投資有限公 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明25/29療閉環(huán)已初步跑通,其臨床價值在于為中風(fēng)、脊髓損傷等患者重塑運(yùn)動功能,商業(yè)價值明確且付費(fèi)方清晰,具備率先實(shí)現(xiàn)規(guī)?;杖氲臐摿Α⒐刹╈`腦機(jī),博靈腦機(jī)擁有國內(nèi)首款上肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng)、手部康聚焦非侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品,基于腦電采集平臺、算法矩陣形成國內(nèi)領(lǐng)先的腦機(jī)手功能康復(fù)方案。公司已與榮腦科技建立了緊密戰(zhàn)略合作關(guān)系,控股子公司深圳睿瀚醫(yī)療

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