腦科學這個商業(yè)前景被嚴重低估的領(lǐng)域，AI如何助力其產(chǎn)業(yè)化

       腦科學，被認為是人類科學最后的前沿。雖然大腦實體只棲居于人類不大的腦袋內(nèi)，但是研究大腦并不比研究浩瀚的宇宙簡單。

       在很多人還僅僅把腦科學視為科研桂冠上難以企及的明珠時，已經(jīng)有幾十億美金的資金流入腦科學研究領(lǐng)域，這些押注者不是別人，而是各國政府。

       自2013年美國開啟腦計劃以來，美國、歐盟、日本、澳大利亞、韓國等國家和地區(qū)相繼推出了各自的腦科學研究計劃，腦科學與類腦研究已成為當前國際科技前沿的熱點領(lǐng)域，被各國視為未來新的經(jīng)濟增長點和引領(lǐng)新科技的變革引擎。

       但到目前為止，人類關(guān)于大腦的研究目前還相當粗淺。紐約大學醫(yī)學院神經(jīng)科學教授的捷爾吉·布薩基（Gy?rgy Buzsáki）在新書《由內(nèi)而外看大腦》中寫道：“我們正不斷取得進展，但問題依然非常棘手。”

       面對腦科學研究，我們究竟處于黎明前的黑暗還是剛剛踏入永夜，一切還不得而知。但至少有一點是光明的， 目前用于大腦研究的技術(shù)正在模糊傳統(tǒng)的學科邊界，人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等計算機學正在與生物學結(jié)合探索大腦，這些新變量的加入或許能為我們帶來新發(fā)現(xiàn)。

       動脈網(wǎng)通過梳理發(fā)現(xiàn)，在腦科學領(lǐng)域，除了吸引了眾多關(guān)注的阿茲海默癥，在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中，癲癇是腦科學研究一個很好的模型，尤其是在難治性癲癇中，通過腦部深電極（SEEG）獲得的“深腦信號”為腦科學研究提供了大量稀缺的腦部信號。顯然，在腦電數(shù)據(jù)大規(guī)模產(chǎn)生的時代，依靠人工的數(shù)據(jù)處理方式已經(jīng)無法應(yīng)對，AI的介入帶來了新的數(shù)據(jù)發(fā)掘方法。

       其實這并不是AI通過癲癇研究腦科學領(lǐng)域的唯一切口， 在科研之外，AI+腦電在商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化方面，有哪些切入路徑？存在多大的想象空間？動脈網(wǎng)進行了梳理。
 

國內(nèi)腦電研究的一體兩翼如何展開

       腦科學發(fā)展現(xiàn)在的階段，相當于物理學和化學在20世紀初期的處境，科學家們在很多細分領(lǐng)域取得突破，但是重大的理解和突破尚未出現(xiàn)。目前腦科學中最關(guān)鍵的問題，是人類對腦的各種功能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作原理的認知非常粗略，只能大致理解人類腦區(qū)和功能的關(guān)系，但更多的細節(jié)并不清楚。

       腦科學的大廈尚未建成，在落實大廈基座方面，我們需要更基礎(chǔ)的腦科學理論。這也和我國腦計劃的重點相符。2019年前后，經(jīng)過長達五年多時間的醞釀，中國在科學界形成“一體兩翼”腦計劃研究方向的基礎(chǔ)共識。

       中國腦計劃“一體兩翼”關(guān)注“腦科學的基本問題；腦疾病的診斷治療；腦啟發(fā)的人工智能”。

       “一體”即“認知腦”，關(guān)注和理解人類大腦的認知功能是怎么來的。核心是認知腦區(qū)結(jié)構(gòu)和功能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實質(zhì)，嘗試闡明大腦如何工作。

       正如中國腦計劃的領(lǐng)軍者和倡導者蒲慕明院士所描述的“我們看到計算機，要分析它的功能就必須知道計算機的結(jié)構(gòu)，對于大腦的功能我們必須要知道大腦的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這就叫做‘全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜’，也是我們這個大計劃的關(guān)鍵部分”。

       兩翼，則指向“保護腦”和“創(chuàng)造腦”兩大主攻方向。

       其中，“保護腦”主要是更好地診斷和治療各類重大腦疾病，包括阿爾茨海默癥、癲癇、帕金森、抑郁癥等疾病，在神經(jīng)系統(tǒng)疾病這條賽道上，將有機會誕生千億獨角獸。

       “創(chuàng)造腦”主要實現(xiàn)類腦人工智能的研究與開發(fā)，核心戰(zhàn)略目標是開發(fā)仿腦計算機，將由兩部分組成:一是發(fā)展腦型器件和結(jié)構(gòu)；二是腦型信息產(chǎn)生和處理系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)。

       中國腦計劃的巨大價值在于其在未來五到十年的持續(xù)實施，會全力推動人工智能與腦科學的深度融合發(fā)展，其研究成果，將會極大的促進類腦人工智能技術(shù)的發(fā)展，這一領(lǐng)域的研究突破，將引領(lǐng)新一輪的科技革命。
 

癲癇成為腦科學研究的先導領(lǐng)域

       在一體兩翼中，哪一領(lǐng)域研究較為迫切？答案無疑是對重大腦部疾病進行診斷和治療。

       據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計，包括阿爾茨海默、帕金森、癲癇、**分裂、抑郁癥在內(nèi)的各種神經(jīng)類和**類疾病在內(nèi)的腦相關(guān)疾病，是所有疾病里社會負擔最大的疾病，占到28%以上，并已超過心血管、癌癥，成為影響人類生存質(zhì)量的首要疾病。

       因此，重大腦疾病的診斷、治療與干預(yù)，將成為各國腦計劃中，最具現(xiàn)實意義與未來價值的先導領(lǐng)域。

       眾所周知，人類大腦蘊含近1000億個神經(jīng)元，大腦網(wǎng)絡(luò)異常復(fù)雜，神經(jīng)元數(shù)目眾多，而每個神經(jīng)元的放電模式、編碼模式、信息處理方式均不一樣。所以，要理解這個復(fù)雜的系統(tǒng)如何工作，首先需要能有對人類大腦活動數(shù)據(jù)持續(xù)記錄的手段和工具。隨著科學界對腦電的記錄、提取、分析和研究，越來越多對于大腦的深度認知被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。

       那么在眾多腦部疾病里，哪類腦部疾病，對促進腦部認知和類腦智能研究最具潛力？

       癲癇無疑是腦科學研究一個很好的模型。

       與阿爾茨海默、帕金森等退行性功能神經(jīng)疾病以及抑郁癥等**疾病不同，在眾多腦部疾病當中，癲癇是一個跨種族、年齡與性別，貫穿個體全生命周期的腦部慢性疾病。

       導致癲癇的病因多種多樣，有先天基因缺陷，也有后天發(fā)育、腦部內(nèi)外創(chuàng)傷等，但歸結(jié)一個核心特征即顱內(nèi)特定腦區(qū)（致癇區(qū)）出現(xiàn)神經(jīng)元突發(fā)性異常放電，通過神經(jīng)傳導通路傳導至全腦各個功能區(qū)，并最終導致短暫的大腦功能障礙和身體機能失能。

       正是由于癲癇發(fā)作特性所形成的對特定腦區(qū)短暫的功能剝奪，使人類能透過癲癇發(fā)作，借助某些特定手段（如SEEG腦電極）有效記錄癲癇發(fā)作期間，異常腦電在大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的傳導路徑，以及特定腦區(qū)功能喪失前后的特征對比，癲癇每一次的發(fā)作，無疑都對人類“認知大腦”提供了極其寶貴的“深空信息”。

       如果人類對于大腦的研究被稱為是自然科學中最后一塊疆域，那么對癲癇的研究則是人類探索最后一片疆域的路標。此外，癲癇研究還具有深遠的社會意義。

       世界衛(wèi)生組織的報告《癲癇：公共衛(wèi)生的當務(wù)之急》中指出癲癇是世界最常見的慢性神經(jīng)系統(tǒng)疾病之一，影響全世界各個年齡約5500萬人，癲癇對國家、社會、醫(yī)療系統(tǒng)、病人家庭與病人來說都是長期而巨大的負擔。

       在發(fā)展中國家，由于人們對癲癇缺乏正確認識及醫(yī)療資源匱乏，大多數(shù)癲癇患者得不到合理有效的治療，存在很大的“治療缺口”。我國活動性癲癇患者的治療缺口達到63%。據(jù)此估算我國大約有400萬左右活動性癲癇患者沒有得到合理的治療。

       尤其是手術(shù)治療手段，我國有超過1000萬癲癇患者，約占總?cè)丝诘?‰左右。其中，約300萬患者屬于無法依靠藥物治療有效控制病情的難治性癲癇，這批患者需要借助更為前沿的外科手段來輔助治療。

       盡管抗癲癇藥物的數(shù)量在過去20年里大幅增加，但約有三分之一的患者仍然對藥物治療產(chǎn)生抗藥性。雖然外科手術(shù)的效果有所改善，一半以上的手術(shù)患者長期免于癲癇發(fā)作，但仍只有一小部分耐藥患者接受了癲癇手術(shù)。
 

AI介入癲癇初診：無創(chuàng)腦機接口信號解讀有限

       雖然存在較大的治療缺口，但癲癇其實并不可怕。在現(xiàn)有的治療方法下， 90%的癲癇患者都是可治愈的。從治愈的手段來看，60%-70%的癲癇患者可以通過藥物控制，30%的患者需要通過手術(shù)進行治療。

       但是癲癇可治愈、可治療并不意味著我國癲癇治療中不存在困局。尤其是在我國醫(yī)療資源緊缺，癲癇更為高發(fā)的情況之下。

       而現(xiàn)有的診療流程不能達到的裂縫，正是AI介入生長探索腦電研究的土壤。

       從癲癇診斷與治療的各環(huán)節(jié)看，從病患初次接受診斷到癲癇確診，從確診后的持續(xù)監(jiān)測到癲癇常規(guī)藥物治療與控制，從藥物無法控制所形成的難治性癲癇確認到借助外科手段介入與治療，哪些新技術(shù)正在滲透進癲癇這個古老的疾病中，并且?guī)砬袑嵉母淖?？哪些環(huán)節(jié)蘊含巨大投資價值？動脈網(wǎng)對此進行了梳理。

       我們可以把AI滲透癲癇診療環(huán)節(jié)分為三個階段：初次診斷、用藥監(jiān)測和預(yù)警和難治性癲癇診療

       1、初次診斷和累計確診

       在初次診斷和累計確診階段，從癲癇首次異常發(fā)作的初次診斷到最終確診，腦電圖（EEG）檢查是癲癇診斷的常規(guī)步驟。一般來說，通過腦電圖檢查，80%左右的癲癇病人發(fā)作間歇期均有腦電圖異常，只有5%-20%的癲癇病人發(fā)作間歇期腦電圖可表現(xiàn)正常。

       臨床困局1：診斷與分流困局

       該階段面臨的最大困局，是人工診療資源的缺乏。我國腦電師資源緊缺。由于腦電設(shè)備、算法和人才的限制，癲癇的診療工作受到諸多限制。同時，由于有豐富診斷經(jīng)驗的腦電圖師與神內(nèi)臨床醫(yī)生多集中在重點癲癇中心，加之患者及患者家庭基于對癲癇初始發(fā)作的未知與恐慌，多數(shù)患者集中涌向各省市三甲醫(yī)院，導致病患無法有效分流，同時大量疑似癲癇病患與初發(fā)癲癇病患的準確診斷和有效區(qū)分成為臨床突出難題。

       臨床困局2：需求與供給困局。

       從臨床經(jīng)驗看，初次就診并最終確診的癲癇病患人數(shù)約占總就診病患人數(shù)的20%左右，以中國每年新增40萬的癲癇病患為基數(shù)計算，每年僅涉及初診EEG監(jiān)測的總?cè)藬?shù)就接近200萬左右，還要加上已確診累計的近1000萬癲癇病患。

       而對初診患者進行確認和對確診患者進行常規(guī)EEG監(jiān)測，常常涉及多臨床中心、多次常規(guī)腦電圖監(jiān)測（確診病患常規(guī)EEG約在2.5次/年），導致對現(xiàn)有醫(yī)療診斷資源的大規(guī)模占用，給各地醫(yī)療體系帶來沉重負擔。

       以北京某區(qū)癲癇中心為例，EEG常規(guī)檢查數(shù)量高達1.5萬人次/年，單人診斷費用約為800元/次，中心配備常規(guī)腦電圖機數(shù)量已高達15臺，腦電圖師人數(shù)多達20多人。因監(jiān)測任務(wù)過重，工作環(huán)境枯燥單一，且升遷路徑狹窄，導致腦電圖技師流失率高，這又進一步加重就診病患需求與醫(yī)療供給之間的矛盾。

       初診階段產(chǎn)業(yè)價值及重要參與方：

       巨量癲癇病患的EEG監(jiān)測需求，以及EEG數(shù)據(jù)的時序性特點（閱片過程耗時漫長），高度依賴人工方式識別與輸出診斷結(jié)論難以為繼。在此背景下，利用AI算法快速提取關(guān)鍵病理性EEG腦電數(shù)據(jù)成為大趨勢。

       目前，該領(lǐng)域已經(jīng)有眾多科技公司介入，包括阿里健康（2019年5月上線阿里癲癇腦電分析引擎）在內(nèi)的眾多國內(nèi)外科技公司及互聯(lián)網(wǎng)巨頭均已積極介入癲癇診斷領(lǐng)域，希望通過AI算法緩解醫(yī)療診斷資源不足的情況，在5G新基建的推動下，通過云醫(yī)療、遠程大數(shù)據(jù)等方式，緩解臨床資源分布不均的現(xiàn)狀。

       相關(guān)產(chǎn)業(yè)與腦科學關(guān)聯(lián)度：★★☆☆☆

       從現(xiàn)有癲癇EEG腦電AI診斷的企業(yè)布局來看，它們都并非專注于癲癇診療，而是看中了癲癇診療背后的腦電研究價值。誠然，EEG腦電監(jiān)測對于腦電研究有著巨大價值，但目前要實現(xiàn)有效利用還需要解決眾多挑戰(zhàn)。

       EEG腦電監(jiān)測手段的出現(xiàn)已有悠久歷史，全球各大頂級學府均已深度介入無創(chuàng)監(jiān)測的研究，但因頭皮腦電監(jiān)測數(shù)據(jù)信噪比差，有效特征數(shù)據(jù)解耦困難，且受制于監(jiān)測環(huán)境及個體特性等多重制約，導致腦科學界可從其中進一步挖掘更深入認知數(shù)據(jù)的難度異常巨大。

       動脈網(wǎng)曾與在美計算神經(jīng)科學領(lǐng)域某學者交流，他將EEG腦電解碼過程形象比喻為“站在巨大的足球場外，想去理解和聽懂坐在特定區(qū)域坐席的某一些球迷在交談什么一樣困難，許多神經(jīng)元在經(jīng)過初始信號的耦合后，已經(jīng)形成巨大而嘈雜的背景音，且需要特殊事件，如某一方球隊進球了，才能大致分清來自哪一方球隊的球迷的歡呼聲，無創(chuàng)BCI（腦機接口）領(lǐng)域正是如此，更多只能獲得區(qū)域的趨勢信號，無法進一步理解更深的含義。”

       無創(chuàng)BCI（腦機接口）信號解讀有限也是為什么較多腦機接口公司扎推于淺層意念控制、睡眠等領(lǐng)域。在該領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)項目多局限于嘗試解讀特殊腦區(qū)（運動區(qū)），以及具有顯著特征的EEG腦電特征（如癲癇）的發(fā)作監(jiān)測，用于無創(chuàng)BCI腦機接口的開發(fā)及應(yīng)用。該領(lǐng)域更多集中在所謂“意念”控制的領(lǐng)域，如遙控玩具等，結(jié)合肢體與肌電反饋等，切入泛娛樂行業(yè)，國內(nèi)如EEGSmarT，國外包括如Neuroverse，均為面向家用消費級及**護理（睡眠健康）領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)項目。

       該領(lǐng)域公開過往融資的企業(yè)包括：

用藥監(jiān)測與預(yù)警成為AI+癲癇第二賽道

       AI能夠以其高效處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的特點緩解癲癇初次診療的供需難題。讓更多患者可以獲得藥物診療，但隨之而來的是確診后的神經(jīng)藥物常規(guī)治療的耐藥性困局。

       臨床困局1：耐藥性困局

       在癲癇的治療中，各類癲癇藥物治療是主流治療方式。癲癇病患在服藥控制期間，需要不定期及定期接受常規(guī)腦電監(jiān)測，以跟蹤評估治療效果及耐藥性。

       對全球5500萬活躍性癲癇病患而言，長周期、持續(xù)的癲癇用藥，會產(chǎn)生對特定癲癇藥物產(chǎn)生耐藥性。根據(jù)臨床廣泛統(tǒng)計與研究，臨床上約30%的癲癇患者應(yīng)用抗癲癇藥物治療后并不能完全控制癲癇的發(fā)作進展,其治療難度較大,且癥狀持續(xù)時間相對較長,經(jīng)影像學檢查可見海馬硬化等腦部病變，該部分耐藥病患多數(shù)會成為難治性癲癇群體（難治性癲癇一般指，施用兩種及以上抗癲癇類藥物仍無法有效控制癲癇發(fā)作）。

       臨床困局2：癲癇看護與發(fā)作預(yù)測困局

       大量癲癇病患的存在，給國家、社會、家庭，個體均帶來了巨大的負擔，特別是癲癇病患本身，因發(fā)作的突發(fā)和隨機性，承受著巨大的心理壓力，不少癲癇病患也因此喪失獨立生活能力，部分癲癇病患融入社會的迫切心理，也讓許多癲癇病患主觀上隱匿患病史，更是給社會及家庭帶來無限隱患。

       產(chǎn)業(yè)價值及重要參與方：

       全球主要生物醫(yī)藥企業(yè)，長期投入巨資研發(fā)期望形成可更替的，持續(xù)有效的新型癲癇藥物。在藥物研發(fā)領(lǐng)域，也出現(xiàn)了基因療法，以及借助新的手段（如基因檢測）判斷癲癇原發(fā)類型，更加定向精準地解決和控制癲癇發(fā)作問題。

       2019年2月，初創(chuàng)公司Arvelle Therapeutics獲1.8億美元A輪融資，推進抗癲癇基因治療療法的開發(fā)。

       針對癲癇耐藥性問題，除了開發(fā)新藥、新療法等治本解決方案，實現(xiàn)更好的癲癇看護和發(fā)作預(yù)測也是一種緩解問題的方式。

       如何解決如此龐大癲癇群體有效看護和發(fā)作預(yù)測，避免癲癇個體置身危險境地，是全球科學界、醫(yī)學界以及產(chǎn)業(yè)界努力希望解決的難題。

       癲癇發(fā)作預(yù)警可以實現(xiàn)監(jiān)測患者用藥情況；識別癲癇發(fā)作模式的變化；量化癲癇發(fā)作數(shù)據(jù)。伴隨EEG腦電監(jiān)測設(shè)備的小型化和可穿戴化，能為癲癇發(fā)作提供哪怕30秒至1分鐘的預(yù)警周期，也能幫助病患減少環(huán)境風險敞口。

       此外，癲癇病患長周期有效監(jiān)測，也能積累對該群體的健康評價指數(shù)，對部分輕癥群體，原有保險無法覆蓋的人群，也將借助該邏輯得到保險覆蓋的擴展。目前處于病患看護與癲癇預(yù)警領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)項目包括：

       相關(guān)產(chǎn)業(yè)與腦科學關(guān)聯(lián)度：★★★☆☆

       從切入腦科學研究的角度來看，癲癇的家中看護和預(yù)測發(fā)作用于腦科學研究還尚不成熟。

       主要原因也是受制于腦功能神經(jīng)科學領(lǐng)域?qū)Πd癇發(fā)作底層研究，仍未獲得顯著性突破，包括可穿戴設(shè)備的小型化與腦電監(jiān)測算法無法兼顧，以及沿用原有EEG腦電需要對AI算法有效性有嚴格的驗證，有賴于更多特征樣本數(shù)據(jù)進行算法喂養(yǎng)。

       尚未成熟的根本原因還在在于，我們尚未獲得基于人腦的更為精細的“全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜”，還沒有解開EEG腦電特征與功能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、癲癇發(fā)作之間的底層機制。只有在此之后，才能借助5G等高帶寬、低延時的數(shù)據(jù)傳輸手段，利用更加強大的EEG腦電云平臺的算力，實時完成癲癇病患端的快速監(jiān)測與預(yù)判輸出。

       因該領(lǐng)域主要場景針對泛醫(yī)療以及家庭，關(guān)鍵數(shù)據(jù)的獲取仍停留在病例病史上、人工干預(yù)診斷以及常規(guī)EEG腦電分析等運營類數(shù)據(jù)和淺層醫(yī)療數(shù)據(jù)，尚未涉足有利于腦科學重大突破的關(guān)鍵核心數(shù)據(jù)。
 

難治性癲癇，AI逐步縮小腦電未知

       如果說在AI在此前兩個環(huán)節(jié)的介入，擴大了癲癇患者獲得精準診療的機會，擴大了癲癇患者的供給。那么對于難治性癲癇，AI的介入則是提升醫(yī)療機構(gòu)和醫(yī)生處理和應(yīng)對巨大需求的能力。

       臨床困局1：藥物常規(guī)治療手段的失效

       根據(jù)全球領(lǐng)域?qū)﹄y治性癲癇的簡易定義，難治性癲癇（Intractableepilepsy）又稱頑固性癲癇，指應(yīng)用兩種及兩種以上適當?shù)囊痪€抗癲癇藥物正規(guī)治療且藥物的血濃度在有效范圍內(nèi)，仍無法有效控制癲癇發(fā)作且影響日常生活。

       該部分難治性癲癇病患群體不少因長期服藥，伴隨大腦核心功能區(qū)累進與不可逆的器質(zhì)性病變，導致部分癲癇病患逐步發(fā)展形成顱內(nèi)單處或多處，大腦單側(cè)甚至雙側(cè)多局灶致癇區(qū)，使用兩種及以上常規(guī)抗癲癇類藥物已無法有效干預(yù)與控制致癇區(qū)異常腦電激發(fā)。

       目前從全球范圍來看，難治性癲癇占活躍性癲癇總?cè)藬?shù)的比例接近30%,在中國有近300萬癲癇病患屬于難治性癲癇范疇。同時每年新增新發(fā)確定約40萬癲癇病患，這其中約有10萬屬于難治性癲癇類型。

       與通過藥物可有效控制癲癇發(fā)作的一般性癲癇而言，難治性癲癇對家庭、社會的危害更為巨大。如2019年深圳發(fā)生的5·16特大交通事故造成3死18傷慘痛悲劇，正是由服藥期癲癇發(fā)作，難治性癲癇給包括該名癲癇病患在內(nèi)四個家庭帶來無法彌補的傷害。如何有效緩解癲癇發(fā)作，降低發(fā)作頻次，成為眾多臨床手段關(guān)注的核心目標。

       解決大量難治性癲癇病患診斷與治療，成為擺在腦科學與臨床界的一道必須攻破的難題。

       臨床困局2：難治性癲癇治療手段有限

       從難治性癲癇診斷與治療方式來看，神經(jīng)外科手術(shù)介入是目前推動的重點方向。

       神外手術(shù)從解決難治性癲癇的根源出發(fā)，神經(jīng)外科醫(yī)生在切除致癲區(qū)之前，需要通過植入腦內(nèi)電極，利用SEEG顱內(nèi)立體定向技術(shù)明確大腦中的致癲區(qū)。然后決定是進一步采取包括手術(shù)切除、射頻消融與激光毀損等直接毀損致癇灶的剔除手段，還是選擇包括DBS、VNS、RNS等一系列神經(jīng)調(diào)控技術(shù)在內(nèi)的，作用于對應(yīng)腦區(qū)主動干預(yù)癲癇致癇灶的異常放電的姑息性治療方式。

       自2000年起， SEEG在北美難治性癲癇治療中推廣并廣泛應(yīng)用。最新統(tǒng)計表明，SEEG已經(jīng)成為最重要的顱內(nèi)監(jiān)測手段（占所有顱內(nèi)監(jiān)測的43.1%）,作為該項技術(shù)發(fā)源國的法國，針對癲癇外科手術(shù)前置性手術(shù)的SEEG適用比例已經(jīng)高達60%以上。中國目前SEEG手術(shù)的實施比例占難治性癲癇外科手術(shù)的比例，也從之前不足5%快速提升至目前的25%左右，與SEEG技術(shù)已成熟的歐美國家相比，仍然蘊含著巨大的增長空間。

       作為全美最知名的梅奧醫(yī)學中心（Mayo Clinic）,自引入癲癇外科手術(shù)以來，癲癇中心數(shù)量從原有的14個增加至目前的94個，其中成人中心從2003年的14個增至2012年的66個，兒童中心從2003年的3個增至2012年的28個。從數(shù)據(jù)可以看出，癲癇外科手術(shù)治療的有效性，極大的推動了癲癇中心的建設(shè)。

       在中國，基于治療目的的癲癇外科手術(shù)，也在過去5年得到飛速發(fā)展。根據(jù)中國抗癲癇協(xié)會一份數(shù)據(jù)表明，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國癲癇外科手術(shù)量已從2015年4000臺左右，增長至2018年近20000臺，而作為實施癲癇外科手術(shù)至關(guān)重要的術(shù)前SEEG顱內(nèi)深部電極監(jiān)測技術(shù)，自2013年前后由國內(nèi)著名神經(jīng)科學術(shù)帶頭人之一的劉興洲教授引入中國以來也廣泛普及開來，從2014年的不足百臺，迅速增長至2019年的近5000臺，其中能實施SEEG手術(shù)的癲癇中心從2014年的6家增長至2019年的近200家。

       癲癇手術(shù)中最主要、也是最核心的臨床價值在于，能否準確查找及有效明確癲癇致病灶，以及界定致癇灶與周圍正常功能腦區(qū)之間的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，也只有這樣一個前提，才能最大限度借助外科手術(shù)方式“剔除”致癇區(qū)對周邊正常腦功能的影響。

       這里借用臨床界某神外教授的比喻，“癲癇每一次的發(fā)作，就像在廣漠的草原里燃起熊熊烈火，致癇區(qū)就是起火點。最有效控制大火蔓延的方式，就是隔絕大火起源點與周邊草原的聯(lián)系。”

       產(chǎn)業(yè)價值及重要參與方：

       難治性癲癇作為一個艱深和高壁壘的領(lǐng)域，受到的產(chǎn)業(yè)關(guān)注并不少。目前，國內(nèi)已有眾多產(chǎn)業(yè)方切入癲癇功能神外領(lǐng)域。

       在癲癇診斷和治療的產(chǎn)業(yè)鏈中，既包括了研發(fā)大型醫(yī)療設(shè)備的全球知名醫(yī)療集團，如尼高力、日本光電、GE、飛利浦。也包括研發(fā)手術(shù)機器人、AI輔助診斷等創(chuàng)新性的解決方案。

       目前，國內(nèi)已有包括華科精準、睿米、華志微創(chuàng)等國內(nèi)知名功能神外手術(shù)機器人完成布局。在手術(shù)高值耗材方面，有包括華科恒生、諾爾醫(yī)療、瑞神安在內(nèi)的醫(yī)療器械商，形成對ALICS,PMT,ADtech等海外進口電極（三類高值耗材）的進口替代。

       據(jù)不完全統(tǒng)計，作為全球腦電圖機領(lǐng)域知名廠商的日本光電及美國尼高力，為滿足國內(nèi)大量三家醫(yī)院建設(shè)癲癇外科中心的需求，過去兩年在中國市場新投放的高導聯(lián)腦電圖機數(shù)量累計超過300臺以上，而購置這些專用于SEEG電極的128-256通道高導聯(lián)腦電圖機，也視作癲癇外科手術(shù)能力指數(shù)增長的前置性指標。

       此外，作為快速提升手術(shù)效率的神外機器人，在過去兩年里也處于快速商業(yè)化的階段。除國際知名品牌ROSA神外機器人以外，國內(nèi)包括華科精準、睿米、華志微創(chuàng)等一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的神外機器人，也在過去兩年里批量投放臨床使用，據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2019年底，以上神外手術(shù)機器人廠商，在國內(nèi)累計投放設(shè)備數(shù)已超過150臺。

       以上大量新建癲癇中心的出現(xiàn)，SEEG等關(guān)鍵臨床手段的普及推廣，以及高導聯(lián)腦電圖機、神外手術(shù)機器人等關(guān)鍵設(shè)備的持續(xù)大規(guī)模投放，也側(cè)面反映出不少具有敏銳商業(yè)嗅覺的全球VC及產(chǎn)業(yè)資本，正積極布局至具有5500萬病患的癲癇產(chǎn)業(yè)，以滿足飛速增長的癲癇診療需求。

癲癇診斷與治療上下游全景圖

       在難治性癲癇治療這個小眾的領(lǐng)域，不同的切入方想要解決的問題并不同。手術(shù)機器人大大地提高了手術(shù)的精準度和效率；磁共振兼容的腦內(nèi)電極讓醫(yī)生可以精準定位致癲區(qū)位置等等

       但從解決臨床核心痛點而言，關(guān)鍵點還是在于如何快速精準識別和分析SEEG深部腦電，以及多模態(tài)融合算法形成顱內(nèi)3D影像與SEEG腦電耦合并輸出精確癲癇致癇灶以及深刻理解癲癇異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型。

       以下這張診斷治療周期圖，也能體現(xiàn)難治性癲癇診斷環(huán)節(jié)的重要性：

基于SEEG手術(shù)方式的難治性癲癇診斷與治療

       從圖中可以明確，SEEG手術(shù)術(shù)后的偵測周期是最為耗時的環(huán)節(jié)。同時，我們還可以預(yù)見，隨著神外手術(shù)機器人、關(guān)鍵臨床器械功能迭代（如SEEG電極3.0T磁共振兼容）、SEEG腦電圖AI輔助決策等產(chǎn)品和技術(shù)的推廣，難治性癲癇診療效率將從各個環(huán)節(jié)得到提升，未來國內(nèi)SEEG手術(shù)數(shù)量將會快速擴增。

       例如，我們注意到公開報道的諾爾醫(yī)療，除了布局術(shù)中高值耗材SEEG腦電極外，還向下游拓展，在AI輔助識別和分析SEEG腦電信號領(lǐng)域也有深入布局。

       相關(guān)產(chǎn)業(yè)與腦科學關(guān)聯(lián)度：★★★★★☆

       從上面這張圖我們相信，伴隨5G、大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在癲癇特別是難治性癲癇領(lǐng)域?qū)⒂袡C會出現(xiàn)“黃金谷”,來自腦部深部的腦電信息或許能夠成為探索和打開腦部研究的一把鑰匙，幫助科學家更好地認知大腦。

       近兩年來，《Science》、《Natural》等核心知名期刊也出現(xiàn)多篇以SEEG深部腦電作為切入點，對腦部基礎(chǔ)認知進行研究的成果。

       我們或許可以這樣認為SEEG腦電極作為“宇宙深空探測器”負責記錄大量深腦信息，再由有經(jīng)驗的宇宙物理學家們（神外科學家們）去解讀大腦其中的奧秘。

       在與腦科學領(lǐng)域內(nèi)一些專家交流過程中，我們關(guān)注到，難治性癲癇在診斷與治療過程中，利用SEEG深腦電極，能獲得大規(guī)模稀缺的深部腦電數(shù)據(jù)，近年來，全球眾多頂級科研機構(gòu)開始借助這些珍貴信息，形成對大腦的更為全局的認知，我們嘗試以中國腦計劃“一體兩翼”的視角，用下面這張圖展示SEEG深部腦電對認知腦、保護腦以及創(chuàng)造腦所起到的重要作用：

       從這張圖我們能更加全景的理解到，通過癲癇診斷過程，特別是SEEG手術(shù)邏輯的介入，利用fMRI、PET、CT等影像設(shè)備，形成對大腦3D影像，借助SEEG電極所獲得并記錄下的特定區(qū)域神經(jīng)元簇群所釋放的深部腦電（如pHFO高頻小波），形成對于大腦功能區(qū)域腦網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)認知，即利用時域、頻域與空間分布之間的信息耦合，而這一過程恰恰可以用于腦功能網(wǎng)絡(luò)圖譜的繪制。

       而要實現(xiàn)繪制蒲慕明院士所描述的‘全腦功能圖譜’這一重要目標，正是借助于癲癇發(fā)作過程中，遍布于大腦多大200多個SEEG電極極點（IOT），記錄癲癇激發(fā)態(tài)下的腦電傳播效應(yīng)，并最終獲得大量珍貴認知數(shù)據(jù)。

       動脈網(wǎng)也將持續(xù)關(guān)注腦科學領(lǐng)域的進展，追蹤腦科學領(lǐng)域突破，作為打開人腦黑盒的一把鑰匙，SEEG手術(shù)在國內(nèi)開展情況如何，深腦數(shù)據(jù)如何能帶來癲癇領(lǐng)域跨時代的變化，動脈網(wǎng)將持續(xù)關(guān)注報道。隨著深度學習、人工智能和帶來了新的數(shù)據(jù)搜集和處理工具，我們希望SEEG深腦數(shù)據(jù)能夠推動癲癇領(lǐng)域診療技術(shù)前進和進一步探索腦電世界，或許神經(jīng)科學領(lǐng)域取得實質(zhì)性突破就在不遠的未來。