腦虎科技「柔性腦機(jī)接口整體解決方案」，包括柔性電極、手術(shù)機(jī)器人、植入式腦電采集器、腦電芯片、高頻數(shù)字腦電圖機(jī)、軟件算法云平臺(tái)等，是腦虎科技面向科研、醫(yī)療市場(chǎng)傾力打造的一套從端到端的整體解決方案。
1.柔性電極
主要有三種：鎢絲輔助深部柔性電極、蠶絲蛋白深部柔性電極和柔性皮層電極。柔性電極均由醫(yī)療器械結(jié)合mems工藝制成，能夠做到高密度、高通量、低創(chuàng)傷、超薄工藝、超服帖。不同于通道與工藝難度比例增加的半手工工藝，該類(lèi)電極通道數(shù)增加可以快速迭代實(shí)現(xiàn)。
鎢絲輔助深部柔性電極，能同時(shí)記錄Spike信號(hào)和LFP信號(hào)。相比 Utah電極，這款電極一方面植入顱內(nèi)后因機(jī)械性能佳能夠與腦組織匹配，大腦運(yùn)動(dòng)不會(huì)造成腦組織與電極之間的移位和相互剪切，從而可以長(zhǎng)期追蹤同一神經(jīng)元活動(dòng);另一方面單器件通道數(shù)更高;此外，在電極縱向也分布有多個(gè)檢測(cè)位點(diǎn)，可以采集三維高密度腦電信號(hào)，促進(jìn)精準(zhǔn)順暢的意念控制運(yùn)動(dòng)。
蠶絲蛋白深部柔性電極具有良好的機(jī)械順應(yīng)性、生物相容性、降解程度可控且安全無(wú)毒等特點(diǎn)。被蠶絲蛋白包裹的電極硬度介于血管和腦組織之間，可自動(dòng)躲避血管，方便植入，同時(shí)令電極在腦組織中可以保持相對(duì)靜止的狀態(tài)。多功能柔性電極搭配蠶絲蛋白，可以實(shí)現(xiàn)記錄電生理信號(hào)的同時(shí)給光和給藥等其它功能。
柔性皮層電極電極具有高通量、高密度、高柔性的特點(diǎn)。該皮層電極可支持最高529通道的皮層腦電記錄，密度達(dá)43通道/cm2，電極片尺寸43mm×45mm，在保證高通量的同時(shí)，可減少手術(shù)創(chuàng)傷。此外，電極厚度僅20μm，超薄超高柔性使電極能夠?qū)崿F(xiàn)與腦組織的良好共形接觸。
2.手術(shù)機(jī)器人
腦虎科技手術(shù)機(jī)器人共有兩款：醫(yī)療版手術(shù)機(jī)器人和科研版手術(shù)機(jī)器人。顱骨開(kāi)窗、腦區(qū)定位、電極的操作與植入等是其主要功能。
醫(yī)療版手術(shù)機(jī)器人擁有高精度多級(jí)精度視覺(jué)模塊設(shè)計(jì)，深度學(xué)習(xí)結(jié)合雙目定位，智能識(shí)別、精準(zhǔn)鎖定;借助5+1自由度機(jī)械臂，可以滿(mǎn)足大范圍全方位覆蓋顱骨，末端動(dòng)作最高5g加速度，操控更容易;多模態(tài)傳感檢測(cè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安全停止的顱骨開(kāi)孔;可兼容兼容鎢針穿刺柔性電極、蠶絲蛋白電極操作。適用于醫(yī)療場(chǎng)景下高密度柔性電極的逐根植入。
科研版手術(shù)機(jī)器人則采用力傳感器+電動(dòng)顱鉆組合，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)顱骨開(kāi)窗;雙目視覺(jué)結(jié)合激光掃描自動(dòng)顱骨面識(shí)別，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)腦區(qū)定位;基于標(biāo)準(zhǔn)大小鼠腦定位圖譜的3D腦區(qū)模型，最優(yōu)化計(jì)算手術(shù)路徑;6軸機(jī)械臂配合電動(dòng)植入儀，實(shí)現(xiàn)電極自動(dòng)精準(zhǔn)植入;統(tǒng)一接口快換裝置，自由切換顱鉆、植入儀、光纖、微型注射器。適用于科研場(chǎng)景下大小鼠實(shí)驗(yàn)中的顱骨開(kāi)窗、光纖植入、病毒注射、電極植入(剛性電極，硬化或鎢針輔助的柔性電極)等。
3.植入式腦電采集器
植入式腦電采集器由電極片、電路板、電路板保護(hù)殼及外殼構(gòu)成。通過(guò)外科開(kāi)顱手術(shù)半植入大腦，外殼固定于顱骨，通過(guò)電極陣列將腦電信號(hào)傳導(dǎo)至外殼內(nèi)的電路板，實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)的提取。
植入式腦電采集器主要應(yīng)用于腦電信號(hào)的采集與監(jiān)測(cè)。主要用于滿(mǎn)足漸凍癥患者的需求，通過(guò)腦電信號(hào)采集，幫助漸凍癥患者完成語(yǔ)言、運(yùn)動(dòng)解碼，以幫助患者完成語(yǔ)言交流及日常生活輔助。
4.芯片
“上萬(wàn)通道數(shù)的腦機(jī)接口芯片”，是服務(wù)于腦機(jī)接口設(shè)備的專(zhuān)業(yè)采集芯片。該芯片在信號(hào)采集的通道數(shù)、芯片的層次化架構(gòu)設(shè)計(jì)、放大器電路設(shè)計(jì)、封裝設(shè)計(jì)和硬件方案等方面，都具有獨(dú)特的創(chuàng)新性。主體由16384個(gè)放大器陣列組成，能夠?qū)⑽⑿〉哪X電波信號(hào)放大90倍左右，并帶有濾波功能，同時(shí)支持模擬SPI協(xié)議將采集到的數(shù)據(jù)高速地輸出。
主要用于國(guó)內(nèi)科研院所、高校等開(kāi)展腦機(jī)接口和神經(jīng)科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行動(dòng)物腦電波信號(hào)采集。目前，腦虎科技已完成上萬(wàn)通道的自研腦電信號(hào)采集芯片的流片，正在研發(fā)面向下一代的腦電采集芯片。
5.高頻數(shù)字腦電圖機(jī)
高頻數(shù)字腦電圖機(jī)是植入式腦機(jī)接口系統(tǒng)腦電數(shù)據(jù)采集端的重要部分。高帶寬、高采樣率、高通量是它的核心產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，整體按照醫(yī)療器械要求設(shè)計(jì)，有效地保障使用的安全性。最高支持2048通道，支持ECoG/LFP/Spike等多種類(lèi)型的腦電信號(hào)的實(shí)時(shí)采集分析。不僅與腦虎科技自研的柔性皮層電極和深部電極適配，還適配傳統(tǒng)的ECoG電極和SEEG電極。主要應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)意圖、語(yǔ)言輸出、情緒狀態(tài)等腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)解碼場(chǎng)景。
6.軟件算法云平臺(tái)
MindExplorer是腦虎科技獨(dú)立開(kāi)發(fā)的一款匯集多模塊終端、全鏈條算法庫(kù)、支持各類(lèi)數(shù)據(jù)分析與處理的擴(kuò)展性開(kāi)放式平臺(tái)。
該平臺(tái)采用先進(jìn)的云邊端架構(gòu)，支持高性能邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，支持?jǐn)?shù)據(jù)云端同步儲(chǔ)存和分析。不僅可以在線(xiàn)更改數(shù)據(jù)的采樣率(1-30kHz)，還能夠測(cè)量和查看每個(gè)通道的電極阻抗。此外，還具備一鍵Sorting功能，以及Spike數(shù)據(jù)與Event的相關(guān)性等深入的數(shù)據(jù)分析功能。
數(shù)據(jù)安全方面，采用非對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)對(duì)用戶(hù)登錄信息進(jìn)行保護(hù)，而用戶(hù)原始數(shù)據(jù)則是采用變換域數(shù)字水印技術(shù)來(lái)進(jìn)行透明鑒權(quán)，為使用者安全地共享數(shù)據(jù)提供最有力的保障。
目前，腦虎科技面向科研領(lǐng)域的「柔性腦機(jī)接口整體解決方案」包括柔性電極、高通量神經(jīng)信號(hào)采集系統(tǒng)、科研版手術(shù)機(jī)器人等已成功上市;面向醫(yī)療市場(chǎng)的「柔性腦機(jī)接口整體解決方案」已完成關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和核心器件制造，目前正在臨床驗(yàn)證和注冊(cè)階段。
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