超声脑机接口用超声波“读”脑、用聚焦超声“写”脑,以“全脑覆盖+实时响应”的组合填补了功能核磁延迟高、侵入式电极覆盖有限的空白。一个探头可覆盖约25%的大脑区域,经颅聚焦超声能无创穿透颅骨、聚焦深部核团,精度达1至2毫米且效果可逆。中国在这一赛道与国际几乎同一起跑线,差距不到1.5年。格式塔科技累计融资5.7亿元、超级工厂已投运,首款慢性疼痛产品在超30例临床中使疼痛评分降低50%,计划2026年底启动NMPA注册申报。但作为全新器械品类,评估标准需与监管共同制定,批量交付可能仍需2至3年。
1、超声脑机接口技术定位:为什么是超声?为什么是现在?
根据观研报告网发布的《中国超声脑机接口行业现状深度研究与投资前景预测报告(2026-2033年)》,理解超声脑机接口的市场逻辑,首先需要厘清它解决了什么问题。长期以来,脑科学研究面临“全脑成像”与“实时响应”难以兼顾的困境:功能核磁成像能实现全脑成像,但血氧信号延迟达3-10秒,无法捕捉神经环路时序关系;侵入式电极能达到10微秒级实时响应,却局限于局部脑区监测。超声技术通过采集血流信号间接解码神经活动,一个超声探头可覆盖约25%的大脑区域,四个探头理论上可覆盖全脑。这一“全脑覆盖+实时响应”的组合,是超声路线区别于电学路线的根本优势。
超声脑机可实现无创解码脑电,并触达深脑实现神经调控
资料来源:公开资料整理
在“写”的维度上,经颅聚焦超声的临床价值同样明确。中国非公医协康复医学专委会主任委员毕胜指出,tFUS“既能无创穿透颅骨,又能精准聚焦到皮下10厘米的深部核团,精度达1至2毫米,而且效果是可逆的,不造成永久损伤”。这一特性使其在慢性疼痛、抑郁症、阿尔茨海默病等涉及全脑多区域神经环路异常的疾病中,具备了传统手段无法提供的干预能力。
超声脑机在脑电解码中具备差异化优势
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模态 |
时间特征 |
空间特征 |
访问或深度限制 |
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fUS |
血流动力学读取;2-Hz在线成像,具有1.5秒的决策窗口 |
约100x100微米的平面内分辨率;12.8x16毫米的视野 |
1、依赖于颅骨;2、现有灵长类与人体任务试验采用声学骨窗 |
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EEG |
毫秒级神经信号;依赖于任务的在线时间窗口 |
依赖于模型的皮层源定位 |
1、完整颅骨;2、便携 |
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fNIRS |
约6秒时达到血流动力学响应峰值 |
厘米级且依赖于阵列 |
1、约1.5–2厘米的皮层穿透;2、完整颅骨;3、便携 |
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MEG/OPM-MEG |
毫秒级神经信号 |
在有利条件下皮层源定位精度约为2–5毫米 |
1、完整颅骨;2、磁屏蔽环境 |
资料来源:公开资料整理
2、超声脑机接口应用前景广阔
整体从应用领域来看,在功能监测端,功能超声(fUS/fUSI)基于神经血管耦合机制,可输出脑功能图谱并用于意图解码,广泛覆盖脑科学、术中导航及药效评估等前沿场景。在治疗与调控端,低强度聚焦超声(tFUS/LIFU)可调节神经环路并干预抑郁、疼痛与癫痫,高强度聚焦超声(HIFU)则能通过热与机械效应精准消融特发性震颤及帕金森病灶。此外,超声辅助递药能有效打开血脑屏障助力胶质瘤与阿尔茨海默病治疗,并可进一步构建“读取-解码-刺激”的超声读写闭环系统。神经超声横跨脑功能读取与重大脑疾病干预,已构筑起全链条诊疗闭环,未来前景可期。
神经超声技术路线及应用领域
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技术路线 |
技术原理与物理机制 |
效应 |
主要应用场景 |
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功能超声成像(fUS/ fUSI) |
监测脑微血管血流与血容量等神经血管耦合信号 |
高时空分辨率脑功能图谱、神经状态识别、运动/语言意图解码 |
脑科学基础研究、脑功能区术中实时导航、中枢神经系统药效评估、脑机接口读取端 |
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低强度聚焦超声神经调控(LIFU/ tFUS) |
低强度超声波产生机械声辐射力,调控特定脑区神经环路活动 |
产生可逆的神经兴奋或抑制效应 |
抑郁症、强迫症、成瘾戒断、顽固性疼痛、神经功能康复、癫痫灶抑制 |
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低强度聚焦超声开放血脑屏障(LIFUBBBO pening) |
低频聚焦声波结合静脉注入的微泡引发声孔效应/微气泡空化,可逆性开放血脑屏障 |
突破血脑屏障阻碍,大幅提升靶脑区药物与基因载体的局部生物利用度 |
脑胶质瘤、阿尔茨海默病(Aβ抗体递送)、帕金森病靶向给药、中枢神经罕见病基因治疗 |
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高强度聚焦超声消融(HIFU Thermal Ablation) |
高能量声束毫米级聚焦,通过热效应(瞬时升温至60°C以上)产生凝圈性坏死 |
在功能障碍脑靶区精准形成不可逆的治疗性病灶 |
特发性震颤、震颤型帕金森病、难治性精神疾病(囊切开术)、顽固性神经病理性疼痛 |
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超声读写闭环系统 |
集成fUS实时状态读取+算法解码+LIFU靶向调控+动态反馈的全链条架构 |
状态依赖型(State- dependent)的精准实时自适应干预 |
癫痫实时预警与阻断、神经精神疾病闭环动态调控、主动神经康复外设精准控制 |
资料来源:观研天下整理
超声刺激、消融和血脑屏障开放针对的部分脑区
资料来源:公开资料整理
3、超声脑机接口行业商业化路径:慢性疼痛是首个突破口,但注册证仍需时间
超声脑机接口的商业化节奏,取决于两个关键变量:首个适应症的选择,以及医疗器械注册证的获取进度。慢性疼痛被选为首个突破口,有其临床和商业逻辑。中国慢性疼痛人口超3亿,每年增加1000万至2000万,其社会总支出高于癌症、心脏病、糖尿病之和。格式塔科技的首款产品聚焦慢性疼痛管理,已在超30例临床试验中验证疗效:单次刺激可使疼痛量表评分降低50%,效果维持1至2周。格式塔科技已与华山医院、华西医院、北京协和医院等顶尖医疗机构达成合作,开展多中心临床研究。
中国慢性疾病人群大数据
资料来源:公开资料整理
但商业化落地的时间表需要审慎看待。格式塔科技计划于2026年底启动NMPA注册申报及临床试验,力争1至2年内拿下全球首张超声波脑机接口医疗器械注册证。然而,作为全新的医疗器械品类,其安全性和有效性的评估标准需要企业与监管部门共同制定。格式塔的超级工厂虽已投运,但据彭雷介绍,工厂正式投产后可能仍需2至3年才可实现医疗器械的批量交付。这一时间差意味着,2026-2028年仍是投入期而非收入兑现期。
上海在产业化生态上的布局值得关注。从政策引导、集聚区建设到企业融资、临床推进,一条涵盖“技术研发—标准制定—临床验证—注册取证—医保准入”的全链条正在成形。复通汇智开发的个性化立体定向头盔已实现毫米级定位,并成功获得国家医保局收费编码,这一进展的意义在于:在注册证尚未落地的阶段,收费编码的获取为后续的医保准入和临床推广铺设了制度通道。
4、超声脑机接口行业核心瓶颈:技术标准未统一,导航成本与临床证据是两道坎
此外,超声脑机接口产业化面临几个结构性障碍,这些障碍的解决节奏将直接决定市场规模的兑现速度。
第一,技术标准与监管路径尚在形成中。上海市药监局医疗器械注册处副处长高中在行业研讨中提醒,创新器械的注册路径需尽早与监管部门沟通,“尤其要明确安全边界和临床终点指标”。对于超声脑机接口这一全新品类,缺乏历史先例可循,监管标准的制定本身就是一个需要企业与监管部门协同推进的过程。
第二,导航系统是成本结构的核心变量。行业人士指出,“超声设备本身不贵,关键是导航。就像卫星GPS系统,马鞍比马还贵”。经颅聚焦超声需要精确的靶点定位和实时影像引导,导航系统的精度和成本直接影响设备的可及性。复通汇智的国产导航方案成本远低于进口光学导航仪,并已获美国发明专利授权,这是国产供应链在这一环节的关键进展。
第三,大规模临床证据仍需积累。格式塔的30例临床试验数据是重要的早期信号,但从30例到支持注册审批的数百例多中心RCT,中间仍有显著的证据鸿沟。慢性疼痛的疗效评估尤其复杂——疼痛的主观性、安慰剂效应和患者异质性,都需要更大样本和更长随访周期来验证。
5、我国超声脑机接口行业阶段性判断
长远来看,我国超声脑机接口行业处于“全球同起跑、资本先卡位、临床待验证” 的极早期阶段。与电学脑机接口相比,超声路线的核心优势在于非侵入性和全脑覆盖能力,这使其在慢性疼痛、抑郁症等涉及全脑神经环路的疾病中具有差异化的临床价值。中国在这一赛道的竞争力来自三个层面:临床资源(患者规模与试验成本优势)、产业链基础(电子机械、换能器、算法的快速工程化能力)、以及监管沟通效率。
中国超声脑机接口三大竞争力层面
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竞争力层面 |
具体表现 |
关键数据/案例 |
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临床资源 |
患者规模巨大,临床试验成本相对较低,头部医院已形成脑机接口临床研究集群 |
湖北同济、协和等医院开展脑机接口临床试验超60项,其中超60%为外省企业委托;中国拥有帕金森、癫痫、卒中康复等庞大患者群体,提供丰富研究样本 |
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产业链基础 |
超声换能器核心器件实现自主突破,工程化效率支撑快速迭代 |
郑海荣团队攻克高密度面阵列换能器技术,电声转换效率、穿颅能力等核心指标超越国际同类产品;奥泰医疗实现超声探头关键材料与核心芯片100%自主可控;中国制造业与供应链优势覆盖材料、电子、信息等上下游 |
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监管沟通效率 |
脑机接口标准体系初步建成,审评前置与绿色通道加速产品转化 |
已发布3项行业标准,立项10项国家标准,提交1项国际标准提案;博睿康侵入式产品从递交申请到获批约18个月,远快于传统三类器械3-5年周期;药监局对多款侵入式/非侵入式产品开展前置技术指导 |
资料来源:观研天下整理
但当前阶段的市场规模数据需要审慎对待。脑机接口整体市场“2026年突破50亿元”的预测涵盖电学、超声、信号采集等多个细分,超声脑机接口的实际占比尚小。格式塔5.7亿元的累计融资和超级工厂的投运,是资本对长期前景的定价,而非对短期收入的确认。
2026-2028年的核心观察指标是:格式塔首款产品能否按计划在2026年底启动NMPA注册申报,以及国产导航系统的成本下降能否使超声脑机接口设备进入基层医院可负担的价位区间。前者决定监管通道的打开时间,后者决定市场渗透的速度。超声脑机接口的长期价值在于它提供了一种“无创触及深脑”的独特能力,但这一能力的临床验证和商业转化,仍需要以年为单位的时间和持续的资金投入来兑现。(WYD)
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