脑虎科技倾力打造「柔性脑机接口整体解决方案」
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脑虎科技「柔性脑机接口整体解决方案」，包括柔性电极、手术机器人、植入式脑电采集器、脑电芯片、高频数字脑电图机、软件算法云平台等，是脑虎科技面向科研、医疗市场倾力打造的一套从端到端的整体解决方案。
1．柔性电极 主要有三种：钨丝辅助深部柔性电极、蚕丝蛋白深部柔性电极和柔性皮层电极。柔性电极均由医疗器械结合mems工艺制成，能够做到高密度、高通量、低创伤、超薄工艺、超服帖。不同于通道与工艺难度比例增加的半手工工艺，该类电极通道数增加可以快速迭代实现。
钨丝辅助深部柔性电极，能同时记录Spike信号和LFP信号。相比 Utah电极，这款电极一方面植入颅内后因机械性能佳能够与脑组织匹配，大脑运动不会造成脑组织与电极之间的移位和相互剪切，从而可以长期追踪同一神经元活动;另一方面单器件通道数更高;此外，在电极纵向也分布有多个检测位点，可以采集三维高密度脑电信号，促进精准顺畅的意念控制运动。 蚕丝蛋白深部柔性电极具有良好的机械顺应性、生物相容性、降解程度可控且安全无毒等特点。被蚕丝蛋白包裹的电极硬度介于血管和脑组织之间，可自动躲避血管，方便植入，同时令电极在脑组织中可以保持相对静止的状态。多功能柔性电极搭配蚕丝蛋白，可以实现记录电生理信号的同时给光和给药等其它功能。 柔性皮层电极电极具有高通量、高密度、高柔性的特点。该皮层电极可支持最高529通道的皮层脑电记录，密度达43通道/cm2，电极片尺寸43mm×45mm，在保证高通量的同时，可减少手术创伤。此外，电极厚度仅20μm，超薄超高柔性使电极能够实现与脑组织的良好共形接触。 2．手术机器人 脑虎科技手术机器人共有两款：医疗版手术机器人和科研版手术机器人。颅骨开窗、脑区定位、电极的操作与植入等是其主要功能。
医疗版手术机器人拥有高精度多级精度视觉模块设计，深度学习结合双目定位，智能识别、精准锁定;借助5+1自由度机械臂，可以满足大范围全方位覆盖颅骨，末端动作最高5g加速度，操控更容易;多模态传感检测实现自动安全停止的颅骨开孔;可兼容兼容钨针穿刺柔性电极、蚕丝蛋白电极操作。适用于医疗场景下高密度柔性电极的逐根植入。 科研版手术机器人则采用力传感器+电动颅钻组合，可实现自动颅骨开窗;双目视觉结合激光扫描自动颅骨面识别，实现自动脑区定位;基于标准大小鼠脑定位图谱的3D脑区模型，最优化计算手术路径;6轴机械臂配合电动植入仪，实现电极自动精准植入;统一接口快换装置，自由切换颅钻、植入仪、光纤、微型注射器。适用于科研场景下大小鼠实验中的颅骨开窗、光纤植入、病毒注射、电极植入(刚性电极，硬化或钨针辅助的柔性电极)等。 3．植入式脑电采集器 植入式脑电采集器由电极片、电路板、电路板保护壳及外壳构成。通过外科开颅手术半植入大脑，外壳固定于颅骨，通过电极阵列将脑电信号传导至外壳内的电路板，实现脑电信号的提取。
植入式脑电采集器主要应用于脑电信号的采集与监测。主要用于满足渐冻症患者的需求，通过脑电信号采集，帮助渐冻症患者完成语言、运动解码，以帮助患者完成语言交流及日常生活辅助。 4.芯片 “上万通道数的脑机接口芯片”，是服务于脑机接口设备的专业采集芯片。该芯片在信号采集的通道数、芯片的层次化架构设计、放大器电路设计、封装设计和硬件方案等方面，都具有独特的创新性。主体由16384个放大器阵列组成，能够将微小的脑电波信号放大90倍左右，并带有滤波功能，同时支持模拟SPI协议将采集到的数据高速地输出。 主要用于国内科研院所、高校等开展脑机接口和神经科学研究的实验室进行动物脑电波信号采集。目前，脑虎科技已完成上万通道的自研脑电信号采集芯片的流片，正在研发面向下一代的脑电采集芯片。 5．高频数字脑电图机
高频数字脑电图机是植入式脑机接口系统脑电数据采集端的重要部分。高带宽、高采样率、高通量是它的核心产品优势，整体按照医疗器械要求设计，有效地保障使用的安全性。最高支持2048通道，支持ECoG/LFP/Spike等多种类型的脑电信号的实时采集分析。不仅与脑虎科技自研的柔性皮层电极和深部电极适配，还适配传统的ECoG电极和SEEG电极。主要应用于运动意图、语言输出、情绪状态等脑机接口的数据解码场景。 6．软件算法云平台 MindExplorer是脑虎科技独立开发的一款汇集多模块终端、全链条算法库、支持各类数据分析与处理的扩展性开放式平台。 该平台采用先进的云边端架构，支持高性能边缘计算节点，支持数据云端同步储存和分析。不仅可以在线更改数据的采样率(1-30kHz)，还能够测量和查看每个通道的电极阻抗。此外，还具备一键Sorting功能，以及Spike数据与Event的相关性等深入的数据分析功能。 数据安全方面，采用非对称加密技术对用户登录信息进行保护，而用户原始数据则是采用变换域数字水印技术来进行透明鉴权，为使用者安全地共享数据提供最有力的保障。 目前，脑虎科技面向科研领域的「柔性脑机接口整体解决方案」包括柔性电极、高通量神经信号采集系统、科研版手术机器人等已成功上市;面向医疗市场的「柔性脑机接口整体解决方案」已完成关键技术研发和核心器件制造，目前正在临床验证和注册阶段。 |
