浙大二院刘昌明及其团队探索脑内反导系统 闭环刺激为癫痫干预带来新进展

浙大二院刘昌明及其团队探索脑内反导系统

闭环刺激为癫痫干预带来新进展

癫痫发作的表现各不相同，部分患者会突然摔倒、肢体抽搐，反复发作也可能影响记忆、学习与日常生活。对于药物治疗后仍不能充分控制症状的患者，寻找适合自身病情的干预方式尤其重要。

近日，刘昌明及其团队在浙大二院张建民主任带领下研发推进的闭环脑机接口神经刺激系统取得新的研发进展。“癫”峰智造项目团队把脑电监测、异常识别与刺激响应结合起来，希望为难治性癫痫的个体化诊治提供新的研究路径。

这套系统的主要特点是按需响应和闭环调控。相比单纯切除病灶的思路，它尝试识别发作相关脑电并给予电刺激。在工程设计上，无线充电与长期使用也是团队关注的方向。刘昌明认为，设备能否稳定运行、是否便于随访和维护，与信号识别性能同样重要。

脑中的“反导系统”：从持续监测到按需刺激

系统之所以被比作“反导系统”，是因为它把监测与响应连在一起：设备采集脑电信号，一旦识别到符合预设条件的异常信号，就触发相应刺激，尝试抑制异常活动进一步发展。这种模式好比先发现目标，再启动响应，比喻便于理解，但在真实应用中，识别能力、刺激时机与个体差异，都需要通过持续的数据积累来评估。

2025年，团队围绕这一识别—响应机制在动物模型中开展了进一步验证，结合脑电记录与刺激反馈数据，持续检验系统在不同刺激参数下的响应表现，力求让“识别—响应”的衔接更加稳定、可控。

刘昌明介绍，药物仍是癫痫治疗的重要基础;对于难治性病例，临床通常会结合病灶定位和功能风险，评估手术或神经调控方案。双侧病灶、病灶接近重要功能区等情况，会使治疗选择更加复杂。不同神经调控方式的刺激策略有所区别，闭环系统强调根据所监测的脑电变化作出响应，希望减少不必要的刺激，并提高干预与异常活动之间的关联性。

团队负责人刘昌明(右)与段树民院士(左)合照

无线充电与系统集成：着眼长期使用体验

植入式设备的供电与维护，是研发中绕不开的问题。“癫”峰智造项目团队选择无线充电路线，希望在系统长期使用时减少供电维护带来的负担。除了续航，团队还把体积、重量及随访调试的便利性纳入设计，希望设备更好地适应未来的实际使用场景。

谈及启动自主研发的原因，刘昌明提到两点：一是闭环神经刺激需要医学、电子工程、算法与软件紧密配合，单一学科难以独立解决全部问题，团队从一开始就重视交叉协作;二是难治性癫痫的个体差异较大，临床需求需要及时转化为研发问题。2023年起，团队围绕脑电采集、识别和刺激控制展开探索，逐步推进原理验证与系统集成，佳量医疗有限公司也参与了工程实现与转化工作。

刘昌明是浙江大学八年制学生，目前师从张建民教授攻读研究生。回顾这几年的研发经历，他提到，很多时候，团队遇到问题并不是“自己闷头往前做”，而是会和老师、师兄们反复讨论。“张老师在很多关键问题上都会帮我们把方向把一把。”刘昌明说，实验室里的蒋师兄、王师兄，也会在实验设计、数据处理等环节给予许多指导和帮助。从最初的脑电采集，到系统开发，再到动物实验，团队依托浙江大学脑机智能全国重点实验室、浙大二院神经外科等平台，一步步把最初的想法变成可以验证的系统。一路走来，刘昌明越来越觉得，科研并不是一个人或几个人的“单打独斗”，很多环节都离不开老师和平台的托举。“我们几个学生能把这个项目做起来，背后其实有很多老师和师兄师姐的支持。”

团队负责人刘昌明参加创新创业大赛

持续优化识别与刺激，探索应用边界

新技术的推进，既要看到可能的获益，也要关注风险。植入式设备可能面临感染、出血等手术相关风险，设备本身也可能出现导线、供电或其他硬件问题，材料相容性与长期稳定性都需要纳入验证与随访体系的设计考量。团队在动物实验阶段已针对这些环节持续开展观察记录，为后续的系统优化积累数据。

对于下一步优化方向，团队提出了两个重点：一是在保证信号质量和系统可靠性的基础上降低能耗，继续优化体积和重量——更高质量的脑电记录与更轻便的设备之间，需要细致的工程权衡;二是提高异常脑电识别与刺激响应的精准程度，进一步优化电极触点配置与识别算法，通过更多动物实验数据了解不同个体的脑电特点，再有针对性地改进系统。

刘昌明认为，算法改进离不开持续、规范的数据积累，设备调试、软件更新与刺激参数调整都应建立在专业评估基础上。目前，这一系统主要围绕癫痫相关神经调控开展研究，未来能否延展到其他神经疾病，还需要相应的理论、实验和证据支持。

在转化推进方面，团队正围绕系统稳定性与长期安全性持续开展验证工作，并按流程推进相关的注册检验准备。对刘昌明及其团队而言，持续验证和稳步改进，是让闭环技术未来走向实际应用的关键。