Medtec上海国际医疗器械设计与制造技术展览会

2025. 09.24-26
上海世博展览馆1号馆&2号馆

2026. 9.1-9.3

上海新国际博览中心 N1-N4

距离展会

华东理工金晶教授:一文读懂脑机接口从可解码到临床的全链条

随着人工智能技术快速迭代,脑机接口作为生物医疗硬科技的代表领域,正加速从实验室研究走向临床转化。

9月1日下午,在2026 Medtec联合复旦大学共同举办的”AI赋能脑机接口与先进医疗器械论坛”上,华东理工大学教授、博士生导师、数学学院副院长金晶发表了题为《脑机接口技术与应用》的演讲。

AI赋能脑机接口与先进医疗器械论坛现场

脑电信号虽然具备无创、安全、毫秒级、低成本、轻量便携等天然优势,但信号微弱、噪声干扰严重、个体差异大、临床转化难等问题长期制约其应用。

金晶教授的核心论点是:必须通过”编码设计前置—去噪解耦—动态表征—域泛化—工程闭环”的全链条技术创新,并融合脑磁、近红外、超声等新模态,才能推动脑机接口真正服务临床与现实环境。

1. 从”采集后处理”转向”编码前置设计”,让脑电信号从源头更稳定可测。

金晶团队围绕视觉、听觉、触觉三大交互通道,通过颜色、位置、节律、方位等刺激属性的精细编辑,主动设计诱发脑电的范式。

团队在国际上率先提出人脸诱发视觉范式,将传统需要叠加5-8次的P3信号简化为1-2次即可识别,实现革命性突破;听觉方面首次用音乐节律替代高中低频的枯燥刺激,通过空间方位与声域组合将刺激数量减半;触觉方面则定位人体高空间分辨区域并优化材质设计,在提高准确率的同时降低认知负荷,增强使用持续性。

2. 多层面算法攻坚破解噪声与泛化难题。

针对容积传导导致的信号混叠、颅骨衰减和自发脑电干扰,团队通过多指标优化抑制离群点、结合频率差异与短时平稳性分析、采用时空联合的动态窗口与频带选择,显著提升了任务信号解码的准确性。

在域适应与域泛化方面,团队通过统计个体差异、构建跨人群模型库,使模型获取时间降低70%,跨被试信息传输能力达315.31比特以上,且千人规模仅需十余个模型即可覆盖,大幅提升了系统的实用化水平。

AI赋能脑机接口与先进医疗器械论坛现场

3. 工程与临床闭环应用成果丰硕。

团队研发了高集成侵入式采集系统,单芯片200余通道,通过与华为合作的信息场传输模式将传输效率提升数倍并有效控制发热;与百度合作基于大模型自动生成脑机交互控制系统,成果比英伟达同类方案早半年发布。

临床方面,意识障碍康复训练中16位患者意识水平平均提升43%、最高提升100%;运动闭环康复系统已落地国内50余家医院、应用病例超5000例,效率较传统被动康复提升4倍以上,并获4项二类医疗器械认证及欧盟CE认证。

此外,团队还在探索脑电与脑磁、近红外、超声的融合,以多模态互补进一步提升脑机接口性能。