医休深度｜这么多脑机接口技术路线，想进入的康复企业该怎么选？

栏目：医休观点发布：2025-11-26浏览：4

来源：医休脑机说

作者：康复哥

大家好，我是康复哥。

上次写了篇推文：康复器械的老板们，好像有点集体焦虑啊？很多的康复企业想将BCI集成到设备中，但是BCI技术流派众多，运动想象（MI）、稳态视觉诱发电位（SSVEP）等主流范式各有特点。面对这些典型范式，企业应如何抉择？

本文将以企业商业化路径的视角，分析主流BCI范式的适用场景和商业考量，帮助想进入脑机接口领域的企业找到最契合自身产品的BCI方案。

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什么是BCI范式？

脑机接口（Brain-Computer Interface,BCI）范式指的是研究者基于特定脑成像技术设计的用于表征用户意图的编码方案。通过特定的心理任务或可控的外部刺激，诱发脑信号的特定特征并加以解码，从而区分不同的神经特征模式，达到人脑与设备之间的信息传递。在非侵入式BCI（主要基于脑电EEG）领域，根据神经信号的产生机制和交互模式，一般将BCI范式分为主动式、反应式和被动式三种类型。

这种分类基于神经通路的信号产生机制，为不同应用场景（康复训练、功能辅助、状态监测等）提供了适配的编解码框架。

简易决策框架

这篇文章，目的不是做科普，想要学习专业的内容相信大家查文献的能力比康复哥强得多，这篇文章，我们更关心的是：在真实的中国医院场景下，企业到底怎么做决策？

很多老板现在讨论脑机接口，容易一上来就落在技术口号上

“MI高级一点？”“SSVEP信息率更高？”“P300算法成熟？”

所以我们建议在选择不同的产品时，要考虑几个问题，也算是我们为决策建立了一个框架：

第一，这到底是个什么产品？

是做手功能、下肢行走、上肢三维训练的？

还是做意念打字、脑控轮椅、智能护理床的？

抑或是认知评估、情绪/睡眠管理、TMS调参这种偏“脑功能”的？

第二，这个产品主要面对什么样的病人？

是清醒、能好好配合训练的卒中偏瘫患者，

还是ICU里意识模糊的病人，

还是高位截瘫但意识清楚、急需沟通/控制能力的人？

第三，主要落在哪个科室、哪条路径？

康复科要的是“功能重建”和“疗效数据”；

神内神外很多时候更看重“评估”和“预后”；

护理单元、长期照护病区想的是“省人力、提舒适度”；

精神科、心理科则更关注情绪、认知和依从性。

第四，你希望这套BCI在这个场景里“证明什么”？

是要证明：这台机器真能帮病人恢复得更好？

还是证明：病人多了一种沟通/控制方式？

还是证明：医生、治疗师多了一套更客观的评估工具？

还是希望整个训练/护理过程更智能、更省人力？

这四个问题不想清楚，谈范式都是空的。同样一台康复设备，放在康复科做功能重建，可能更适合MI；搬到神内病房做意识/认知评估，思路就会偏向P300/ERP；放在长期护理病区，只是让重瘫患者能“点一下呼叫、动一下床”，SSVEP或P300又成了更现实的选择。

主动式BCI：运动想象(MI)范式

主动式BCI采用由用户自主产生的脑信号进行控制，不依赖外部事件。最具代表性的主动式范式是运动想象（Motor Imagery,MI）。MI范式要求用户有意识地反复想象特定肢体的运动（如左手、右手、双足、舌头等），以此在大脑运动皮层诱发与实际运动相似的脑电活动模式。典型地，想象肢体运动会引起对侧感觉运动皮层8–12 Hz的μ波和18–26 Hzβ波功率显著下降，即产生感觉运动节律（SMR）的事件相关去同步化(ERD)现象。

这种ERD特征可被算法识别并翻译为控制指令，而无需用户真正肢体动作。当停止想象时，相关脑电节律会恢复同步（事件相关同步化ERS）。由于运动想象激活了与真实运动高度相似的神经通路，其产生的脑信号具有较强的生理相关性，可用于重建因疾病受损的运动功能网络。

1、MI-BCI的康复机理与优势：

运动想象范式因其神经激活模式接近真实运动，被广泛用于脑卒中等运动功能障碍患者的康复训练。患者通过想象瘫痪肢体的运动并结合实时反馈，能够促进受损运动皮层的可塑性重组，加强大脑与肌肉的神经连接。研究表明，基于运动想象的BCI训练可有效改善中风偏瘫患者上肢功能，其疗效显著优于单纯的物理治疗或功能电刺激（FES）等传统方案。“主动参与”是MI-BCI康复的核心：患者在闭环反馈系统中反复尝试用大脑“想动”瘫痪肢体，配合由外骨骼或电刺激产生的感觉反馈，从而达到促发神经重组的目的。

值得一提的是，MI范式属于不依赖外界刺激的自主脑信号编码方式，能够给予患者主观能动性的发挥。

然而，其挑战在于学习门槛：很多用户需要经过数小时乃至数周训练才能熟练产生可辨识的脑电特征，一些用户甚至存在“BCI失灵”现象，难以产生稳定的想象信号。因此，在商业应用中，需要通过良好的指导和训练协议来降低用户使用门槛。

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2、应用场景

运动想象BCI目前在康复领域主要有两大应用方向：

神经康复治疗：针对脑卒中等中枢损伤患者，构建BCI运动想象训练系统辅助康复。典型方案是让患者佩戴EEG设备，尝试想象执行特定肢体动作；当系统检测到正确的想象信号时，触发相应的反馈（例如驱动瘫痪肢体的外骨骼运动或给予电刺激）。这种脑-机-肌肉闭环训练可以加速运动通路重塑，显著改善偏瘫肢体的运动功能。大量临床研究支持MI-BCI对上肢运动功能恢复的积极作用，FDA也已批准了基于EEG的康复外骨骼系统用于中风后手功能训练。可以预见，主动式BCI未来将成为运动功能重建的重要辅助手段。

外部设备控制：MI范式还可以用于瘫痪患者对辅助器械的主动控制。例如，截瘫患者通过想象左右手运动来分别控制轮椅的转向；又如想象握拳/放松来控制机械手的抓取和松开。尽管基于非侵入性EEG的MI控制信道有限，但结合模式识别技术也能实现简单的多命令控制。在更前沿的探索中，侵入式运动想象BCI展现了强大的控制精度：美国一项研究中，植入脑机接口的四肢瘫痪志愿者通过意念同时操控两只机械臂，成功完成了用刀叉切蛋糕并送入口中的复杂动作。

这样的突破说明，主动式BCI具备帮助重度瘫痪者恢复日常生活自理能力的巨大潜力。值得注意的是，侵入式方案目前主要在科研与临床试验中，非侵入式MI-BCI在实际产品中更强调安全易用。虽然主动式BCI需要用户投入较多精力训练，但其控制过程自然直观、符合用户主观意图，在康复治疗中还能提供神经功能重建的附加价值。

对于偏瘫康复训练等需要激发大脑主动重组的场景，运动想象范式具有不可替代的优势。它让患者主动参与康复过程，增强大脑对瘫痪肢体的重新支配能力。同时企业在产品实施上需考虑，MI-BCI对用户培训和动机有一定要求，需提供良好的用户引导和反馈机制，以提高信号识别的准确率和使用体验。

3、怎么选？

如果从企业产品线的角度看，运动想象（MI）最适合放在“做功能重建，讲神经可塑性”这一档产品上。

比如：上肢主被动康复训练仪（含电刺激）、手功能康复训练机器人（气动手）、下肢反向康复训练系统、下肢外骨骼、踝关节训练仪、仿生手/仿生腿这类，核心卖点都是——帮偏瘫/截瘫病人把“动起来”的功能一点点练回来。在这些场景里，MI能把“我想动”变成设备动作，本身就是疗效故事的一部分，也方便和康复科的科研、随访体系打通。

相反，如果产品的主目标是沟通、环境控制、护理便利（比如轮椅、护理床、病房控制终端），病人时间有限、配合度有限，这时候硬上MI，往往是性价比不高的选择——可以留着作为高阶选配，主战场应该让位给反应式或被动式范式。

反应式BCI：稳态视觉诱发电位(SSVEP)范式

反应式BCI依赖用户对外部感官刺激做出自然反应来引发脑信号变化。用户无需主动想象动作，而是在刺激诱导下产生可解码的脑电模式。其中最常用的一类反应式范式是稳态视觉诱发电位（Steady-State Visual Evoked Potential,SSVEP）。

SSVEP是指当用户注视一个以固定频率闪烁的视觉刺激时，在大脑视觉皮层会同步出现与刺激频率相同（或其倍频）的脑电振荡响应。例如，注视10Hz闪烁光会在枕叶诱发出显著的10Hz和20Hz成分。由于这种脑信号与刺激频率锁相，系统可以通过检测EEG频谱中的特定峰值来判断用户所关注的目标刺激。

1、SSVEP范式原理与特点

SSVEP通常通过在屏幕上呈现多个不同闪烁频率的目标（例如虚拟按键），用户选择性地注视其中一个，BCI系统即可识别出对应频率从而判定用户意图。相比主动式MI，SSVEP范式有几个突出优点：首先，信息传输率高——因为不同频率编码可实现多选项同时存在，用户选择速度快，理论上SSVEP BCI每分钟可输出比特数远高于MI等范式。

实际研究中，使用SSVEP实现的脑控“拨号电话”系统让13名受试者中的8人成功通过注视频闪按键拨通了号码，平均传输率达到27.15比特/分钟。其次，几乎零训练——受试者只需将注意力集中在闪烁目标上即可，无需长时间训练如何产生脑信号。这使SSVEP非常适合快速上手的应用场景。再次，由于视觉诱发信号显著且稳健，在静止环境下SSVEP的检测准确率往往很高。

在商业化层面，SSVEP属于非侵入式且技术实现较简单的一类BCI，对硬件要求相对低（典型EEG头戴即可），是目前学术研究和产品开发中应用最广的范式之一。

2、应用场景

凭借上述优势，SSVEP-BCI在康复辅助领域的潜在应用非常丰富，包括：

辅助沟通与环境控制：SSVEP已经成功用于脑控拼写系统（如虚拟键盘输入文字）、拨号打电话、控制电视空调等智能家居设备，以及驱动电动轮椅等。对于高位截瘫、运动神经疾病（ALS）患者，注视屏幕上不同频率闪烁的图标即可实现“意念选字”或控制家电开关，大大提高了生活自理能力。这类应用在市场上有较大需求，一些初创公司也在开发基于SSVEP的脑控打字软件和物联网控制接口。

神经康复训练：在某些康复场景下，SSVEP可以用作交互手段，辅助患者进行功能重建训练。例如，将不同训练内容映射到不同闪烁按钮，患者通过注视选择来完成康复游戏操作，从而在被动训练中增加主动参与度。此外，视觉功能评估也可借助SSVEP实现：通过设计视野中不同位置的闪烁刺激，可客观测试患者的凝视跟踪能力和视野范围，用于视觉损伤的评估和训练。

状态监测与生物反馈：SSVEP信号的时间-频率特征可用于检测用户的认知状态变化。例如，当用户疲劳或注意力下降时，对视觉闪烁的神经响应幅度可能降低，据此可以实时监测其专注度和警觉性。一些研究还探索了利用个体对特定频率刺激的SSVEP响应模式作为大脑“指纹”进行身份识别的可能性。这类应用目前更多在实验阶段，但展现了SSVEP在被动监测领域的拓展价值。

3、商业化考量

对于康复器械企业而言，SSVEP范式非常适合那些追求稳定性能和易用性的脑机产品。它无需用户漫长训练，上手快，控制准确率高，是实现“即插即用”脑控的理想候选。

然而，其局限也需要考虑：SSVEP高度依赖视觉刺激环境，用户长时间注视闪烁会产生视觉疲劳，某些人群（如癫痫或严重视力障碍者）不适用。此外，在动态环境或移动过程中，SSVEP的准确度可能受干扰。

因此，SSVEP最适合在相对静止、受控的环境下使用，如室内的沟通辅具、患者病床上的交流终端等。在这些场景中，反应式BCI所提供的高速可靠输入能够满足市场对于沟通与控制效率的需求。

4、怎么选？

稳态视觉诱发电位（SSVEP）它最适合的，是那些需要在多个选项中频繁选择的产品：脑控轮椅（前进/后退/左/右/停止）、智能病房控制面板（灯光、床位、空调、呼叫）、脑控键盘/打字软件、智能家居控制终端等。只要患者能睁眼、能盯屏幕，SSVEP就能在相对短时间内“即插即用”，对高位截瘫、ALS这类人群来说，是很现实的选择。

对于一些康复训练类设备，SSVEP也可以作为交互层：比如让患者通过注视不同频率按钮选择训练内容、难度或游戏任务，为本来偏被动的训练加一点“主观选择感”。但如果产品本身没有明确的“多选项控制”需求，只想做简单的开始/停止、单一模式训练，那刻意上SSVEP，未必是成本最优的路径。

反应式BCI：P300事件相关电位范式

另一类重要的反应式BCI范式是基于事件相关电位（ERP）的，例如著名的P300范式。P300属于认知诱发电位的一种——在经典Oddball范式中，当一系列刺激中出现罕见的目标刺激（概率<=20%）时，大脑会在约300毫秒后产生一个正向波峰响应，称为P300。

典型的P300信号幅值约5–10微伏，潜伏期220–500毫秒，在头皮中央偏顶区域（如电极Pz、Cz）最为明显。基于此原理，科研人员发明了P300脑控拼写器：将字母数字排成矩阵轮流闪烁（或者由声音/触觉呈现序列），当用户集中注意某个目标字符时，每当该行列被闪烁时都会在其脑电中诱发P300波，系统据此识别出用户所关注的字符。1988年Farwell和Donchin的开创性工作证明了P300拼写输入的可行性，至今P300拼写器已成为BCI领域的标准应用。

1、P300范式优势与应用

作为反应式范式，P300同样不要求用户产生特殊的脑活动，只需将注意力锁定在目标刺激上。它的主要特点和优势在于：

训练负担小：和SSVEP一样，P300属于无需训练的BCI。任何人只要理解任务（如心里数目标闪烁次数）即可产生稳健的P300响应，无需像MI那样反复练习。这使其非常适合重度瘫痪且无法配合训练的患者使用。

较高的信息传输率和准确性：现代P300拼写器结合先进算法，已能实现每分钟数十个字符的输入速度。在对ALS等锁定综合征患者的测试中，P300系统往往能取得和健康人相当的准确率。相比MI范式个体差异大的问题，P300性能更为稳定，大部分用户都能达到可用的控制精度。

界面直观：P300拼写矩阵被广泛采用的一个原因是所见即所得的交互模式——用户看到想要的字符闪烁，就等于在选择它。这种直观性降低了认知负担，提升了用户体验。在商业产品设计中，良好的GUI能进一步增强P300系统的可用性。

满足刚需：P300范式从诞生之初就是为了解决瘫痪患者的基本沟通需求。它天然适配“拼字”这一高价值场景，因此也获得了广泛关注和深入优化。时至今日，市面上已经出现了商业化的P300拼写器装置，可供重度残障人士用于打字沟通。这一点对于康复器械企业而言意味着P300相关技术相对成熟，有一定现成市场。

2、应用场景

利用P300拼写器实现字符输入

除了拼写输入，P300-BCI近年来被拓展到更多辅助控制领域。例如，通过将目标刺激映射为操作命令，P300范式已用于轮椅导航（如闪烁箭头指示方向）、无人机操控、智能家居控制以及医疗监护等场景。在智能病房中，P300接口可以让行动受限患者通过注视床旁屏幕上的选项来呼叫护士、调节床位、控制灯光空调等，提高生活便利度。同样地，在脑控玩具、教育训练等消费级应用上也出现了P300的身影。

例如，一些游戏通过闪烁选项让用户用意念作出选择，从而实现娱乐或注意力训练的目的。当然，需要指出的是，P300的速度相对SSVEP仍略慢，而且受到刺激频率和用户专注力影响，如果用户分心或疲劳，P300波幅可能减小影响识别。因此在设计应用时，通常结合多模态刺激（比如视觉+听觉同时提供目标提示）来提高稳健性。

3、商业化考量

对于康复辅具厂商而言，P300范式的价值在于可靠的“意念点击”功能。它特别适用于需要在多选项界面中进行点选的场景，这在交流设备和环境控制中很常见。P300设备通常由显示/刺激端和EEG采集分析端组成，硬件相对简单，但对信号处理算法要求高（需实时从嘈杂EEG提取细微的P300波形）。目前来看，P300范式已经在临床和市场上验证了可行性，是一个稳健且通用的解决方案。

然而，企业也需注意到用户长期使用的舒适性和易用性问题，如缩短一次拼写所需的重复闪烁次数、优化刺激界面避免视疲劳等。此外，听觉P300等变体范式可以为失明或视觉障碍患者提供替代方案，丰富了产品的适用人群。

在决策时，厂家应根据自身产品的用途选择合适的P300方案：例如做文字输入器则侧重字符矩阵优化，做环境控制则需要设计良好的指令菜单界面等等。不论如何，P300作为经典范式，其通用性和可靠性使其依然是脑机接口商业应用的中流砥柱。

4、怎么选？

P300的强项，是把“盯住某一个选项”这件事变成一个可靠的“意念点击”。所以它天然适合做：脑电思维输入系统（意念打字）、锁闭综合征/重度瘫痪患者的沟通板、智能病房/护理终端（点选呼叫、翻身、调床、开关灯）、脑控菜单式控制界面。

这类产品的共性是：

–病人不一定有精力长期训练MI；

–但能理解任务、能把注意力集中到某个目标上。

此外，P300/ERP也非常适合作为评估工具嵌入到产品里，比如意识障碍评估终端、认知障碍康复评估训练系统、部分语言障碍评估系统，通过任务相关电位来判断“有没有意识反应”“有没有认知加工”。

对于主打“高频、多级连续控制”的产品（比如需要连续转向的轮椅、实时步态调节的外骨骼），P300虽然能做，但并不是最顺手的方案，更适合和SSVEP/传统传感器组合成“确认键”“安全键”，而不是一个人扛全场。

被动式BCI：情感与认知状态范式

被动式BCI并不直接用于用户对外部设备的意图控制，而是通过分析用户自发的脑活动，来推断其内部状态信息。也就是说，在被动式范式中，用户大脑产生的信号并非为了控制什么设备，而是反映其当下的情绪、注意力、认知负荷等心理状态，系统则被动“读取”这些状态用于相应的用途。例如，驾驶辅助系统监测到驾驶员出现困倦的脑信号时发出警示，教育训练软件根据学生专注度脑信号来动态调整教学内容等。典型的被动式BCI范式包括情感BCI（检测情绪状态）、工作负荷BCI（评估脑力负担）等。

1、情感BCI范式原理

这类范式通过预先设计的情绪诱发任务来引出用户不同情绪对应的脑电模式，并训练模型进行分类识别。常用的情绪诱发手段包括：观看带有特定情感色彩的图片或影片、聆听特定风格的音乐、阅读情绪性文字、进行沉浸式游戏情境等。

多模态刺激（同时结合视觉、听觉等）通常能引起更强烈、可辨识的情绪脑响应。例如，国际上有标准化的情感图片库（IAPS等）用于诱发静态视觉情绪反应；音乐和自传式回忆结合能诱发深层次的情绪体验；虚拟现实游戏则可模拟动态情境调动用户情绪。通过比较刺激前后的EEG变化，特别是额叶、边缘系统相关的节律和功能连接变化，来判断用户是愉悦、紧张、放松还是悲伤等状态。除了情绪之外，被动式BCI也广泛用于注意力/疲劳监测：例如根据脑电中的θ波和α波比值评估精神专注度，根据P300错失率判断疲劳程度等。

114张油画图片作为情绪诱发素材（图源参考文献）

2、应用场景：

心理健康与情感障碍干预：情感BCI可以用于客观评估抑郁症、焦虑症患者的大脑情绪反应特征，帮助诊疗和疗效跟踪。另外，结合情感识别的神经反馈设备可引导用户进行情绪调节训练。例如，用户戴上脑电头环，系统实时显示其放松程度或情绪指数，引导其通过呼吸放松、冥想等降低负面情绪。这类情绪监管产品在国外已经出现雏形，一些可穿戴设备号称能够监测压力并给予放松指导。

注意力训练与教育：利用被动式BCI监测专注力的应用在教育市场引发关注。比如市面上有儿童用的专注力头环，通过EEG监测上课时孩子的注意力集中程度，并生成报告反馈给老师和家长。虽然这种做法存在争议，但从技术角度证明了脑信号可用于客观量化注意力水平。未来，这类装置若科学使用，可用于注意力缺陷多动症(ADHD)儿童的训练，或帮助普通学生了解自己学习时段的专注起伏，从而进行针对性调整。

脑疲劳与认知负荷监控：在康复训练或工作训练中，持续监测使用者的脑力负荷有助于优化任务难度。被动式BCI可通过检测脑电中的工作记忆负荷指标（如额中Theta波功率）来判断用户是否过度疲劳或压力过高，从而及时调整训练强度，避免事与愿违。在驾驶、航空等安全关键领域，脑疲劳监测同样有巨大市场需求，一些车载脑波监测器已经在开发中，旨在当司机瞌睡或精神不集中时发出预警，确保安全。

3、商业化考虑

被动式BCI范式近年随着可穿戴EEG设备的发展而快速兴起。相比主动/反应式，被动式不需要用户配合做特定任务，使用门槛最低，因此在消费级健康产品中极具吸引力。例如，Muse、BrainCo等公司推出的头戴式EEG产品，号称能实时识别用户的放松度、注意力水平和情绪波动，为冥想放松、专注力训练提供量化反馈。

这些产品迎合了大众对精神健康和效率提升的关注，在市场上反响热烈。当然，对于康复器械企业而言，切入被动式BCI要注意算法准确性和应用场景的选择。目前情感和认知状态的脑信号解读还具有一定挑战，容易受个体差异和环境噪声影响。因此产品设计上可以考虑融合多传感数据（如心率、皮电）提高鲁棒性。总的来说，被动式BCI为康复及健康产品打开了“读心”的新窗口，只要应用得当，能够为用户提供更个性化和智能化的服务，例如自适应调整训练方案、实时风险预警等，具有广阔的商业前景。

4、怎么选？

被动式BCI不负责“帮患者发指令”，而是负责“读状态、调策略”，所以它更像是现有设备的“智能加成模块”。它适合挂在几类产品上：

–各类训练设备：上肢/下肢训练系统、认知障碍康复评估训练系统，在训练过程中实时监测注意力、疲劳、情绪，让设备自动调节强度和时长（不过度训练，也不白练）；

–情绪/睡眠/心理相关产品：情感障碍干预系统、放松训练/冥想设备、TMS+BCI这样的神经调控组合，用被动式BCI做“疗程前后对比”和“动态调参依据”；

–可穿戴/居家类产品：儿童专注力训练头环、居家认知训练盒子、睡眠管理设备，让产品从“只给内容”升级成“能看懂用户状态”的版本。

对于那些已经有成熟运动控制方案的产品（例如传统运动康复仪、PC游戏、普通物理治疗设备），如果一上来就想把所有控制都换成脑控，工程量和成本都很大；反而先用被动式做一个“状态监测+训练优化”的轻量升级，更可能是低风险、好落地的第一步。

结尾

回到一开始的问题：企业到底该怎么选BCI范式？

说到底，MI也好，SSVEP、P300、被动式也好，本质上都不是“路线之争”，而是“场景匹配度”的问题。对很多企业来说，选择的成本居高，大多都是小企业，不能像某宇那样一下子上100套设备，也没那个资金去储备人才，甚至现在这方面的人，还很难找。

所以对企业来说，更重要的不是“技术上我能做多少种范式”，而是：在我现有的产品和客户里，先拿哪一款设备，用哪一种范式，能最清楚地证明一件事——这东西对医院、对医生、对病人，马上有用，值这个钱。

所以应该把生意往回推，如果没看懂的小伙伴可以在看看上面的决策框架，虽然这是一个不太标准的小模型，建立这个框架的目的，我们是站在患者/医院角度上决策的，当这四件事想清楚之后，你会发现，选择其实没有那么纠结，没有任何一种范式可以通吃所有场景。

就像一家餐厅，菜单上有几道招牌菜，也有几道配菜，不可能指望用一锅菜满足所有客人。企业真正要做的是：在自己的产品矩阵里，先挑出1–2个最合适接BCI的切入口，把它们做深、做顺、做出样板，再慢慢往外扩。