行业领域

生物与新医药技术,医疗仪器技术、设备与医学专用软件

需求背景

脊髓损伤、截肢及严重运动障碍患者群体中，运动与感觉功能缺失严重影响生活质量，传统假肢仅能实现有限运动补偿，缺乏触觉与本体感觉重建。当前，非侵入式脑机接口技术为解决此问题提供新路径：EEG 可获取大脑运动意图，EMG 能反映残余肌肉活动，二者结合可提升人机交互稳定性；表面电刺激、振动反馈等非侵入式触觉反馈手段，使“脑信号 — 仿生手 — 触觉反馈 — 大脑” 闭环体系具备实现可能，且避免侵入式手术风险，临床接受度更高。

虽现有研究在 EEG 运动解码、EMG 互补应用及基础触觉反馈上取得进展，但仍存在核心瓶颈：EEG 信噪低易受干扰、EMG 在患者疲劳时不稳定、触觉反馈自然性不足、系统集成度与可穿戴性差，难以满足临床实际需求。研发脑机闭环触觉融合与运动功能重建系统，突破上述技术难题，对改善患者康复效果、推动康复医疗装备升级具有迫切需求与重要价值。

需解决的主要技术难题

本项目需构建 “运动意图解码 - 触觉反馈 - 系统闭环集成” 的完整技术体系，核心解决以下技术难题：

1. 非侵入式信号优化难题：针对 EEG 信噪比较低、易受伪迹干扰的问题，研发自适应去噪与特征增强算法，结合 EMG 信号动态互补机制，实现低延迟（≤100ms）、高精度（≥90%）的运动意图解码，解决 EMG 在患者肌肉疲劳或活动极少时的稳定性问题。

2. 多维度触觉反馈编码难题：突破现有单一触觉反馈局限，研发融合位置、压力、质感的多维度编码技术，优化表面电刺激与振动反馈的参数匹配方案，提升触觉感知自然性，使患者对不同物体接触的识别准确率≥85%。

3. 系统集成与可穿戴性难题：设计轻量化、低功耗的硬件集成方案，解决仿生手结构与反馈模块的小型化适配问题，提升设备长期佩戴舒适性，满足患者日常活动（如抓握、搬运）的持续使用需求（单次续航≥8 小时）。

4. 闭环协同控制难题：建立 “解码 - 执行 - 反馈” 的实时协同机制，解决运动意图与触觉反馈的时序同步问题，避免信号延迟导致的操作偏差，确保闭环系统响应速度与临床安全性平衡。

期望实现的主要技术目标

a. 运动意图解码：EEG+EMG融合解码精度≥92%，针对抓握、张开、捏取等 6 种基础动作的识别延迟≤80ms，肌肉疲劳状态下 EMG 信号稳定性波动≤10%；

b. 触觉反馈效果：支持压力（0-50N）、质感（粗糙 / 光滑 / 柔软）、位置（指尖 / 指腹 / 掌心）3 维度反馈，患者触觉识别准确率≥88%，反馈延迟≤50ms；

c. 设备性能：仿生手重量≤500g，单次充电续航≥10 小时，硬件集成度支持 8 通道 EEG 采集 + 6 通道 EMG 采集 + 4 路触觉反馈输出，佩戴舒适度评分（VAS 量表）≥8 分（满分 10分）；

d. 闭环系统：“解码 - 执行 - 反馈” 全流程响应时间≤200ms，临床测试中患者完成日常任务（如拿起水杯、扣纽扣）的成功率≥85%，无安全事故（如过度刺激、机械故障）发生；

e. 临床适配：适配上肢截肢、脊髓损伤（T10 以下）患者群体，支持 20 例及以上多中心临床测试，患者功能恢复评分（FIM 量表）较干预前提升≥30%；

f. 合规性：符合医疗器械相关标准（如 GB 9706.1-2020），完成产品技术要求制定与初步安全性验证。