脑机接口&AI 医疗的全球趋势

B站影视 韩国电影 2025-03-26 22:30 1

摘要:市场规模与增长预期:脑科学赛道近两年发展火热,技术难点逐步突破,整体市场规模可观。预计到2027年末,医疗类将产生200亿美元产值,复合增长率达17%。未来到2030年,包括脑健康、脑学科交叉和强人工智能板块估计有11.1万亿美元的体量。

AI热点专家会 - 脑机接口&AI 医疗的全球趋势250324海通

要点

1、脑科学赛道市场概况

市场规模与增长预期:脑科学赛道近两年发展火热,技术难点逐步突破,整体市场规模可观。预计到2027年末,医疗类将产生200亿美元产值,复合增长率达17%。未来到2030年,包括脑健康、脑学科交叉和强人工智能板块估计有11.1万亿美元的体量。

应用板块划分:脑科学赛道在产业应用方面主要分为两个板块。一是医学医疗深度应用,涵盖脑梗塞、癫痫、阿尔茨海默病等多种疾病,如我国2024年底有1198万183例阿尔茨海默病确诊患者,MCI阶段患者约5477例,认知功能损害从45岁开始,覆盖人口约10%;二是脑科学与其他学科融合发展,催生神经教育学、强人工智能算法、大脑仿真、军事安防、特种作业等新兴科技和产业。

2、政策支持情况

国内医保政策:国家医保局大力放宽脑机接口方面的应用,上周出台重磅政策,将多个脑机接口相关技术纳入医保支持范畴。调整后的收费标准映射整合82项,加收24项,利于地方医保局匹配收费标准,也让科研人员更易进行医保收费。

国内外政策对比:国内在植入式和非植入式方面都有较大政策支持,而美国FDA目前在这方面的政策支持力度不如我国。

3、高校研究进展

美国高校:美国主要有三大龙头高校。麻省理工在神经信号解码、柔性电极方面取得突破,其贴合大脑的电极最领先,拥有光遗传学、神经工程算法和神经假肢方面的顶尖专家;斯坦福与Neuralink深度合作,帮助瘫痪患者通过脑电信号控制光标打字,速度达每分钟90个字符,由该校教授研发微型电极进行高精度神经采集;加州理工在情感解码和脑机接口方面表现出色,能对大脑杏仁核负责的情感信号进行捕捉和解读。

中国高校:我国目前领头的主要是四大高校。清华在神经调控脑疾病治疗方面先进,在中国脑计划临床转化、高密度柔性微电极阵列、大脑运动平衡信号高分辨率采集等方面有进展;复旦大学在非侵入式脑机接口、多模态融合神经解码和疾病方面有很大进展,与附属华山医院开展侵入式脑机接口临床应用,在帕金森患者深度脑部刺激优化方面取得成果,还与中山医院合作实现瘫痪患者在脑机接口调控下自主行走;浙大在瘫痪患者控制机械臂和脑宇哲芯片方面表现不错;交大的神经计算在抑郁症治疗方面有一定成效。此外,天大、中科院等也有相关进展。

4、相关上市公司情况

硬件层公司:硬件层主要涉及脑电信号采集设备、处理设备、医用材料和脑机芯片等。如小宇、嘉禾智能、汉威科技在脑电信号采集设备的交互方面表现不错;慕斯的头戴式非植入式设备、利和科创的全自动系统属于脑电信号处理设备;冠昊生物在生物膜、迈普医学在硬脑膜补片方面有研发基础。

软件层公司:软件层主要集中在脑电信号分析、脑部建模软件、神经疾病数字辅料辅助管理等方面。韦氏医疗进行电声里的信号分析,陈一通专注脑部建模软件,赛力医疗与华为合作做神经疾病的数字辅料辅助管理CDSS体系,其在高速机器视觉的智能分析方面较先进。此外,国内在相关算法方面也有不少成果,如脑科针对脑疾病的大数据建模、世纪华通的数字器官模拟、创新医疗与柏惠医疗科技的沉淀、盐山科技的类脑智能算法模型探索等。

5、新秀公司亮点

新智达:该公司源于北京脑科学与类脑研究中心,其高通量神经信号芯片在高性能植入芯片方面具有竞争力。在信噪比方面达到22dB,优于美国的Blackrock(18dB)和国内一般水平(13 - 15dB);每通道功耗降至3.8左右,低于一般情况的5以及海外公司Neuralink的五点几;采集通道数达到1024,单通道成本降至800 - 900左右,远低于美国预计的4000。加上国家医保局的支持,发展潜力较大。

Stealth Med(阶梯医疗):该公司在B轮融资时获得米来亚洲约4800万美金以及启创投的投资。其在神经电极、柔性电极方面处于世界领先水平,电极柔性相当于头发丝的100分之1,采集信号对人体基本无感。

强脑科技:作为杭州六小龙之一且在港股上市,该公司在非植入性脑机接口算法方面表现出色,其阿尔茨海默症筛查的电极片筛查算法在特异性和灵敏度方面非常高。

6、AI大模型对医疗行业的影响

辅助诊疗:AI大模型对医疗行业是范式革命,其中AI辅助诊疗(CDSS)对医疗场景冲击较大,目前大的三甲医院都在介入。但deep tech的语料与严肃医疗有区别,会给医生带来被动和冲击,如家长拿着其诊断结果质问儿科医生。不过,基于严肃医疗的AI辅助诊疗系统有商机,如复旦的“小布医生”,学习了复旦儿科近七年900万份病例,水平相当于副主任医师,能帮助医生说服家长。未来基层全科或诊所的AI工具将必不可少,医生可提供更多情绪价值。目前AI医生暂时无法取代医生,数据沉淀、算法迭代和场景重构是爆发点。

其他领域:在AI影像和病理方面,大语言模型与影像、病理多模态的辅助诊断技术融合有冲击力;AI制药能大大缩短创新药研发周期,在分子设计、虚拟药物筛选、药效预测、毒副作用靶点筛选、临床试验优化、生产流程优化、医药智能制造、供应链和仓储智能化等方面有很大作用;AI在健康管理方面可用于数字化算法、自主健康管理平台、个人健康指标画像和数字人;在医院运营管理方面,可协助院长进行智能随访、医保AI管控、医院资源调配等;在未来健康城市构建方面,若能打通个人数据采集、医疗机构、养老机构、供方、需方、支付方之间的环节,将构建起巨大的生态。

7、脑机接口设备供应链情况

供应链组成与价值量分配:脑机接口设备供应链较长,从信号采集到分析,主要分为植入式和非植入式。植入式的脉冲发生器单价约15万,电极阵列约5 - 10万,神经外科手术费用约8 - 15万,单套约30万,年维护费2 - 5万;非植入式的经颅磁刺激和经颅电刺激便携式设备,国产便宜的约5万,海外约20万,软件个性化授权费约2万/年,总成本6 - 20万左右,维护费1 - 2万。芯片方面,植入式用22纳米制程的神经信号处理芯片,128个通道,单价8000;非植入式用40纳米左右低功耗芯片,单价1500。生物传感器方面,侵入式电极多用钛合金多通道电极,单价约5万,非侵入式高密度EEG传感器256个通道,单价约3 - 4万。

产业发展趋势:中游设备与算法软件方面,闭环DBS系统国产化已从海外的40万左右降至20万左右,经颅磁约10万。下游医疗服务方面,医保支持单次神经调控手术费8 - 15万,支付比例约60 - 70%,长期管理监测和参数调整年费约1万。未来侵入式微型化可能向无线发展,成本降低30%;柔性电极采用石墨烯方式,性价比提高三倍,通道数可提高到512;经颅磁结合MRI导航可提升定位精度,经颅电误差会降低,国产替代趋势明显,还可能出现脑机结合与药物联用、消费级脑电帽调控睡眠等应用,未来2 - 3年在算法和临床数据积累方面会有大突破。

8、脑机接口技术应用落地情况

落地顺序与场景:脑机接口技术应用落地最快的可能是医疗领域的刚需场景,如脑梗塞或脑损伤后的瘫痪患者通过脑机接口改善肢体状况,复旦大学附属中山医院相关案例咨询量很大。非植入式在消费级应用方面也有潜力,如儿童专注力训练、焦虑抑郁症治疗等。植入式和非植入式技术相互交错赋能,在阿尔茨海默症早期MCI患者干预方面也有不错效果,通过特定音乐、蓝光和香薰结合神经算法,可提升患者记忆力。

产业化路径:大规模产业化应用可能是非植入式便携式设备,如未来小孩通过脑机接口一键导入知识。而植入式则需要漫长的验证过程。

9、脑机接口技术发展难点与监管情况

发展难点:脑机接口技术发展的难点主要在材料方面,植入式芯片与脑组织的融合对材料要求高,目前与海外有差距。此外,植入式设备的社会接受度较低,大众对打开头盖骨植入芯片的方式较难接受,美观性也是影响大众接受度的重要因素。

监管情况:国家在法律法规上鼓励脑机接口技术探索,有一系列政策支持,如2030脑科学计划和中国脑科学计划。但随着技术发展,可能会带来社会冲击,如干涉他人意识、控制机械化军团等,因此需要完善伦理法规,目前呼吁建立脑机结合的伦理委员会,相关工作正在推进。

10、行业竞争状况

竞争优势来源:目前脑机接口行业企业处于百花齐放状态,行业门槛高,现有企业背后都有科研院校支撑。如新智达依托北京脑科学院北脑中心,与天坛医院、华山医院合作开展临床实验和神经外科芯片研究,其高通量神经芯片竞争力强;杰迪医疗在神经电极方面与多位院士合作;脑虎科技在动物实验方面表现出色,未来在芯片方面可能有竞争力。海外主要有Neuralink、Neurable、NeuroTech、Blackrock等企业。

新企业挑战:由于行业门槛高,初创企业若无大量神经科学和医学专家支撑,很难进入该行业。目前尚未发现能颠覆现有企业布局和技术的新初创企业。

Q&A

Q:脑机接口设备的供应链组成、各环节价值量分配情况,以及使用的是国产还是国外供应链?

A:脑机接口设备供应链较长,从信号采集到分析,大致分为以下几块:- 植入式脉冲发生器(IPG),单价约15万,国产也有;电极阵列约5 - 10万。- 神经外科手术费用(开颅埋电极)约8 - 15万,单套约30万,年维护费2 - 5万。- 非植入式的经颅磁刺激(TMS)和经颅电刺激(TES)便携式设备,国产便宜的约5万,海外约20万。- 植入式用22纳米制程的神经信号处理芯片,128个通道,单价8000元一枚;非植入式用40纳米左右低功耗芯片,单价1500元一枚。- 生物传感器方面,侵入式电极多用钛合金多通道电极,单价约5万;非侵入式用高密度EEG传感器,256个通道,单价3 - 4万。个性化刺激方案算法授权费约2万/年,总成本6 - 20万左右,维护费1 - 2万。上游是生物传感器;中游是设备与算法软件,如闭环DBS系统海外约40万,国产化已做到约20万,经颅磁约10万;下游是医疗服务,医保支持单次神经调控手术费8 - 15万,能支付60% - 70%,长期管理监测参数调整患者每年需交1万。未来侵入式微型化可能做无线,成本降低30%;柔性电极采用石墨烯方式,性价比提高三倍,通道能提高到512。经颅磁结合MRI导航会大幅提升定位精度,经颅电误差会降低,国产替代明显。

Q:脑机接口技术应用落地的先后顺序、最先应用的场景以及后续可展望的应用场景有哪些?

A:落地顺序及场景如下:医疗领域的刚需场景,如脑梗塞后瘫痪患者、脑损伤或车祸后运动损伤患者,通过脑机接口改变肢体状况。从与复旦大学附属中山医院合作的患者报道后,咨询做临床实验的电话络绎不绝。非植入式方面,儿童专注力训练(针对专注力缺乏ADHD)、焦虑抑郁症治疗等场景应用较大。植入式和非植入式技术交错赋能,如在阿尔茨海默症早期MCI患者(脑认知功能损害未到老年痴呆阶段)的干预上,通过40赫兹音乐加粒子蓝光和迷迭香香薰结合神经算法,效果良好,能明显提升记忆力。预计未来2 - 3年,在算法和临床数据积累方面会有很大突破,市场规模也较大。

Q:脑机接口技术发展和应用落地存在哪些困难点?

A:一是材料方面,植入式芯片与脑组织融合对材料要求很高,目前和海外存在差距;二是大众接受度方面,植入式脑机接口目前社会接受度不高,除刚需情况外,大众接受需要过程。未来可能会向小型化、无线化发展。

Q:脑机接口行业在医疗应用和消费级领域是否有政策、法律法规监管以及技术合理性评判标准?

A:国家在法律法规上比较鼓励探索,有一系列政策支持,如2030脑科学计划、国家中长期科技发展规划、中国脑科学计划等。但法律法规还在逐步健全,因为脑机接口技术一旦突破可能会带来很大社会冲击,如干涉他人意识、控制机械化军团等,所以需要大量完善伦理法规方面的内容,目前正在呼吁建立相应的脑机结合伦理委员会。

Q:目前脑机接口行业企业的竞争优势来源是什么,是否会有新初创企业颠覆现有企业布局和技术?

A:目前行业处于百花齐放状态,行业门槛很高。现有企业的竞争优势主要来源于背后有科研院校支撑,拥有大量神经科学、神经医学专家。如北京脑科学院北脑中心的新智达,其高通量神经芯片竞争力强;杰迪医疗在神经电极方面有合作;脑虎科技在动物实验方面表现出色,未来在芯片方面可能也有竞争力。新进入的企业除非有大体量的智力支持,目前暂未发现特别突出的企业。海外主要有Neuralink、Neurable、NeuroTech、Blackrock等企业。

Q:脑机接口技术未来产业化、规模化落地的路径是怎样的?

A:如果是大规模应用,非植入式的便携式脑机接口可能是很好的产业应用方向,例如未来小孩读书可通过脑机接口一键导入知识。而植入式脑机接口则需要漫长的一步一步验证过程。

来源:行业报告研究院

相关推荐