《腦機接口行業專題研究:腦機接口“奇點”臨近關注康復醫療和抑郁癥領域的應用-240707(22頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《腦機接口行業專題研究:腦機接口“奇點”臨近關注康復醫療和抑郁癥領域的應用-240707(22頁).pdf(22頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、國海證券研究所請務必閱讀正文后免責條款部分2024 年年 07 月月 07 日日行業研究行業研究研究所:證券分析師:周小剛S證券分析師:李明STable_Title腦機接口腦機接口“奇點奇點”臨近臨近,關注康復醫療和抑郁癥關注康復醫療和抑郁癥領域的應用領域的應用腦機接口行業專題研究腦機接口行業專題研究最近一年走勢行業相對表現2024/07/05表現1M3M12M醫藥生物-8.4%-10.7%-21.9%滬深 300-4.6%-3.8%-11.3%投資要點投資要點:腦機接口是新質生產力和未來產業發展方向,政策鼓勵腦機接口產腦機接口是新質生產力和未來產業發展方向,政策鼓勵腦機接口產業發展。業發展。
2、北京、上海、天津、湖北等多地陸續出臺培育未來產業的政策文件,鼓勵腦機接口產業發展。醫保亦支持腦機接口醫療應用,2021 年山東醫保局新增醫療服務項目“腦機交互康復訓練”并納入醫?;鹬Ц斗秶?,2024 年 4 月加快北京市腦機接口產業發展行動方案(20242030)(征求意見稿)提出“鼓勵腦疾病的功能評估、功能康復、功能替代等醫療器械納入醫療保險和收費目錄”。腦機接口技術正處于大規模應用的質變前夜腦機接口技術正處于大規模應用的質變前夜,國內外應用落地加速國內外應用落地加速。侵入式侵入式 BCI 方面方面,Neuralink 公司于今年 1 月份完成首例人體植入;Axoft 公司計劃開發至少集成
3、上百萬個電極的腦機接口,已獲得 FDA突破性設備認定。非侵入式非侵入式 BCI 方面方面,多項研究表明腦機接口康復訓練對卒中患者的康復效果優于常規方法,上市公司開始積極布局腦機接口康復器械,產業發展有望加速。情感腦機接口方面情感腦機接口方面,上海交大、天津大學對抑郁癥的評估和診斷,瑞金醫院對難治性抑郁癥的神經調控均取得成果。相關上市公司順應產業趨勢,積極布局無創 BCI 康復設備、侵入式BCI、介入式 BCI、腦電大模型等方向,探索腦機接口在卒中康復、神經調控、睡眠健康、專注培優、智能家居互動等領域的落地應用。本報告特點本報告特點:市場缺少對腦機接口在細分場景和具體應用中的分析,本報告闡明了腦
4、機接口技術在兩個具體醫療場景即卒中康復和抑郁癥診斷中的背景、原理、作用、市場空間和行業進展。據 GDB 和中國衛生健康統計年鑒數據,我國存量腦卒中患者 2000萬人以上,年新發腦卒中 200 萬至 400 萬人次左右,其中約 80%的患者發生肢體功能障礙,2021 年僅公立醫院的腦卒中患者醫藥費總計 560 億元左右。腦機接口康復訓練通過促進神經可塑性,有利于卒中患者功能康復,減輕疾病造成的社會經濟負擔。目前行業處于早期發展階段,我們測算腦機接口康復設備的潛在市場空間在 40 億元至 375 億元左右。證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分2據中國精神衛生調查,我國成人抑郁障礙 12 月患病
5、率和終生患病率分別為 3.6%和 6.8%;而我國精神科醫生數量不足,每 10 萬人擁有2.55 名精神科醫生。情感腦機接口有望實現抑郁癥等精神疾病的客觀評估,為患者的個性化治療提供客觀依據。重點關注公司重點關注公司:建議關注康復醫療器械研發引領型企業翔宇醫療翔宇醫療,與知名教授合作升級無創BCI康復設備并研發植入式BCI的誠益通誠益通,醫教研一體的神經??漆t療集團三博腦科三博腦科,以及其他布局腦機接口的個股如創新醫療、巖山科技、南京熊貓、狄耐克、盈趣科技等。風險提示風險提示:腦機接口技術進步不及預期的風險,產業政策不及預期的風險,臨床試驗失敗的風險,醫療器械注冊審批進展不及預期的風險,重點關
6、注公司業績不及預期的風險。eZfYcWfV8XbUdXeUaQ8Q9PsQnNtRqMfQoOpQeRqQxOaQnMpPNZmMqPMYnPqQ證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分3重點關注公司及盈利預測重點關注公司及盈利預測重點公司重點公司股票股票2024/07/05EPSPE投資投資代碼代碼名稱名稱股價股價20232024E2025E20232024E2025E評級評級688626.SH 翔宇醫療30.481.441.732.1637.0117.6214.11買入300430.SZ誠益通14.090.620.821.0622.9517.2513.31未評級301293.SZ三博腦科3
7、5.790.490.450.50126.4280.1371.58未評級002173.SZ創新醫療6.59-0.08-未評級002195.SZ巖山科技2.470.06-51.17-未評級600775.SH 南京熊貓7.81-0.260.040.06-223.03125.21未評級300884.SZ狄耐克8.140.410.490.5932.2316.7513.85未評級002925.SZ盈趣科技11.850.580.780.9833.7315.2712.06未評級資料來源:Wind 資訊,國海證券研究所(注:除翔宇醫療外,其他公司盈利預測數據均來自 Wind 一致預期)證券研究報告請務必閱讀正文
8、后免責條款部分4內容目錄內容目錄1、腦機接口屬于新質生產力和未來產業發展方向.71.1、政策鼓勵腦機接口產業.71.2、腦機接口技術正處于大規模應用的質變前夜.81.3、上市公司積極布局腦機接口.102、非侵入式腦機接口在醫療場景的應用.122.1、卒中康復.122.1.1、卒中發病率高、致殘率高、經濟負擔重.122.1.2、腦機接口通過促進神經可塑性,提升卒中康復效果.132.1.3、腦機接口卒中康復設備潛在市場空間大.132.1.4、海外亦有無創腦機接口卒中康復器械獲批.142.2、情感腦機接口.153、海外 Neuralink 公司的進展.163.1、植入物 N1.163.2、Neura
9、l Decoding.173.3、Neuralink 的使命愿景.184、重點關注公司.195、風險提示.20證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分5圖表目錄圖表目錄圖 1:Neuralink 首例受試者意念控制光標以及玩馬里奧賽車.9圖 2:我國半侵入式腦機接口 NEO 首例人體植入.10圖 3:Ji-Hoon Jeong 團隊構建的 11 種上肢運動.10圖 4:單肢體多關節 5 分類動作的運動想象.10圖 5:中國卒中發病率.12圖 6:REBUILT 臨床研究要點.13圖 7:腦機接口康復效果優于其他康復訓練方法.13圖 8:IpsiHand 上肢康復系統.14圖 9:情感腦機接口結
10、構示意圖.15圖 10:零唯一思情緒“X”光機.15圖 11:“神工-神心”系統.15圖 12:N1 植入物.16圖 13:形似“縫紉機”的手術機器人.16圖 14:Neuralink 腦機接口對腦電信號的解碼.17圖 15:“手寫”功能的神經解碼.17圖 16:動物實驗中實現了更多功能的神經解碼.17圖 17:重建視覺.18證券研究報告國海證券研究所請務必閱讀正文后免責條款部分表 1:鼓勵腦機接口產業的相關政策文件.7表 2:山東于 2021 年新增“腦機交互康復訓練”醫療服務項目.8表 3:非侵入式、介入式、半侵入式和侵入式腦機接口對比.8表 4:部分上市公司在腦機接口領域的布局.11表
11、5:腦機接口卒中康復設備的潛在市場空間測算.14證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分71、腦機接口屬于新質生產力和未來產業發展方向腦機接口屬于新質生產力和未來產業發展方向1.1、政策鼓勵腦機接口產業政策鼓勵腦機接口產業腦機接口(Brain Computer Interface,BCI)指在大腦/脊髓與外部設備之間創建信息通道,通過采集和解碼中樞神經活動進行意圖識別和輸出,操控外部裝置并接收反饋信息,構成閉環的人機交互系統。腦機接口主要應用于人體機能障礙的補償與修復,以及人類行為能力的增強。腦機接口是新質生產力和未來產業發展方向腦機接口是新質生產力和未來產業發展方向。習近平總書記 2023
12、年 9 月在黑龍江考察時指出“積極培育未來產業,加快形成新質生產力,增強發展新動能”。中央經濟工作會議指出“要以科技創新推動產業創新,特別是以顛覆性技術和前沿技術催生新產業、新模式、新動能,發展新質生產力”。當前,新一輪科技革命和產業變革加速演進,重大前沿技術、顛覆性技術持續涌現,科技創新和產業發展融合不斷加深,催生出元宇宙、人形機器人、腦機接口、量子信息等新產業發展方向,大力培育未來產業已成為引領科技進步、帶動產業升級、開辟新賽道、塑造新質生產力的戰略選擇。北京、上海、天津、湖北等多地陸續出臺培育未來產業的政策文件,鼓勵腦機北京、上海、天津、湖北等多地陸續出臺培育未來產業的政策文件,鼓勵腦機
13、接口產業發展。接口產業發展。2024 年 4 月,北京出臺加快北京市腦機接口產業發展行動方案(2024-2030)(征求意見稿),是首個省級層面腦機接口專項產業政策文件。表表 1:鼓勵腦機接口產業的相關政策文件鼓勵腦機接口產業的相關政策文件政策文件等政策文件等發布時間發布時間要點要點上海打造未來產業創新高地發展壯大未來產業集群行動方案2022 年 9 月 鼓勵未來健康、未來智能、未來能源、未來空間、未來材料等。到 2030 年,未來產業產值達到 5000 億元左右?!澳X機接口”放在“未來健康”首位,提出“加速非侵入式腦機接口技術、腦機融合技術等領域突破?!薄疤剿髂X機接口技術在肢體運動障礙、慢性
14、意識障礙、精神疾病等醫療康復領域的應用?!绷暯娇倳浽诤邶埥疾鞎r的講話2023 年 9 月 提出“積極培育未來產業,加快形成新質生產力,增強發展新動能”。體現了黨中央對未來產業和新質生產力的高度重視。北京市促進未來產業創新發展實施方案2023 年 9 月 形成若干全球占先的未來產業集群。攻關腦機接口芯片和電極開發、信息編解碼、雙向腦調控等類腦智能技術。搭建腦科學與腦機接口創新平臺,加快腦機接口創新成果在臨床醫學、航空航天、智慧生活領域的成果轉化和產業應用。工業和信息化部等七部門關于推動未來產業創新發展的實施意見2024 年 1 月 腦機接口作為未來產業十大標志性產品之一。鼓勵探索腦機接口在
15、醫療康復、無人駕駛、虛擬現實等典型領域的應用。要求“圍繞腦機接口等專業領域制定專項政策文件”。廣東省工信廳等部門舉行五大未來產業新聞發布會2024 年 2 月 未來生命健康產業集群包括:重點發展基因技術、細胞治療、AI+生物醫藥、合成生物學、腦科學與類腦研究等。加快北京市腦機接口產業發展行動方案(20242030)(征求意見稿)2024 年 4 月 推動腦機接口在醫療、教育體育、工業安全、娛樂、康養、智慧生活等領域的示范應用。目標到 2030 年,腦機接口產業規模達到 3000 億,成為未來產業經濟重要增長點。鼓勵腦疾病功能評估、功能康復、功能替代等醫療器械納入醫療保險和收費目錄。證券研究報告
16、請務必閱讀正文后免責條款部分8天津市未來產業培育發展行動方案(20242027)2024 年 4 月 腦機交互是天津市未來產業重點攻關方向之一。湖北省加快未來產業發展實施方案(20242026 年)2024 年 6 月 到 2026 年,組織 100 項原創性、顛覆性技術攻關,培育 100 個引領性、創新性產品,制定 100 項關鍵標準和規范,打造 100 個標志性應用場景,發展壯大 100 家科技領軍企業和創新型龍頭企業,建設 10 家未來產業科技園和未來產業先導區,未來產業總體規模達到 1000 億元。到 2035 年,未來產業總體規模達到萬億級?!澳X機接口”放在“未來健康”首位,開展腦認
17、知功能解析、重大腦疾病診治、類腦智能等前沿研究,發展腦機接口芯片、腦神經信號采集與處理、植入手術機器人等關鍵技術。實施腦機接口融合應用工程,推動腦機接口等領域重大創新產品研發轉化。資料來源:工信部,北京市政府,廣東省政府,湖北省政府,北京市經信局,上海市經信委,天津日報,國海證券研究所醫保支持腦機接口:醫保支持腦機接口:2021 年 9 月,為促進醫療新技術的推廣應用,進一步減輕患者就醫負擔,山東醫保局新增醫療服務項目“腦機交互康復訓練”并納入醫?;鹬Ц斗秶?。2024 年 4 月,加快北京市腦機接口產業發展行動方案(20242030)(征求意見稿)亦提出“鼓勵腦疾病的功能評估、功能康復、功能
18、替代等醫療器械納入醫療保險和收費目錄”。表表 2:山東于山東于 2021 年新增年新增“腦機交互康復訓練腦機交互康復訓練”醫療服務項目醫療服務項目編碼編碼項目名稱項目名稱項目內涵項目內涵價格價格340200056腦機交互康復訓練虛擬現實引導,誘發運動沖動,采集腦電信號,算法分析運動意圖,通過電刺激或外骨骼機器人輔助完成運動動作,訓練情況自動評估。120 元/次資料來源:山東省醫保局,國海證券研究所1.2、腦機接口技術正處于大規模應用的質變前夜腦機接口技術正處于大規模應用的質變前夜根據電極置入方式和腦信號來源的不同,腦機接口可分為非侵入式、介入式、根據電極置入方式和腦信號來源的不同,腦機接口可分
19、為非侵入式、介入式、半侵入式和侵入式半侵入式和侵入式。侵入式腦機接口電極侵入大腦皮質內,采集到單個神經元細胞的電信號 Spikes 和局部多個神經元的電信號 LFP,信號的時空分辨率高,結合高通量電極,有望實現意圖的精細識別。非侵入式腦機接口從頭皮采集 EEG信號,頻率在 100Hz 以內,空間分辨率厘米級;與侵入式 BCI 相比,非侵入式BCI 系統具有更高的安全性和廣泛性。表表 3:非侵入式、介入式、半侵入式和侵入式腦機接口對比非侵入式、介入式、半侵入式和侵入式腦機接口對比類別類別電極位電極位置置電信號類別電信號類別電信號來源電信號來源頻率頻率空間分空間分辨率辨率電壓電壓通道數通道數無創/
20、非侵入/非植入式頭皮外EEG(Electroence-phalogram,腦電圖)頭皮表面記錄到的,大腦皮層大量神經元的同步突觸活動。幾Hz或幾十 Hz厘米級5-300V1、2、4、8、16、32、64、128 通道等植入式介入式腦血管內ECoG(Electrocortico-graphy,皮層電圖)神經元集群(幾萬個神經元)一致性活動引起的電位波動。200Hz幾百微米0.01-5mV16 通道半侵入式硬膜外8 通道侵入式皮質表面數百至上千通道皮質內LFP(local field potential局部場電位)局部區域多個神經元突觸后電位變化的總和。200Hz幾百微米1mV128 通道、102
21、4 通道、證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分91600 通道、上萬通道等Spkies(峰電位)神經元細胞胞內動作電位,經細胞外液體等介質傳導后的電信號。100-7000Hz單個神經元5-500V資料來源:中華醫學雜志公眾號,微靈醫療公眾號,科沿有道公眾號,APL Bioeng,全瀾腦科學,國海證券研究所從實現的功能和用途而言從實現的功能和用途而言,腦機接口又可分類為運動腦機接口和情感腦機接口腦機接口又可分類為運動腦機接口和情感腦機接口。目前腦機接口技術的靈敏度尚待提高,但它的理論儲備和應用實踐積累不僅充足,且正蓬勃發展,腦機接口技術正處于大規模應用的質變前夜。國內外腦機接口應用落地加速,
22、典型案例包括:國內外腦機接口應用落地加速,典型案例包括:侵入式侵入式 BCI:Neuralink 公司于公司于 2024 年年 1 月完成第一例人體植入月完成第一例人體植入。受試者Noland 由于脊髓損傷造成四肢癱瘓已有 8 年,術后實現了意念控制光標,BPS(bits per second 每秒比特數,衡量控制光標的速度和準確性)達 8.0。Neuralink 當前工作重點是繼續提升光標控制性能至 10BPS 左右,并擴展功能如文本輸入;未來計劃將腦機接口功能擴展到物理世界,包括控制機械臂、輪椅等。圖圖 1:Neuralink 首例受試者意念控制光標以及玩馬里奧賽車首例受試者意念控制光標以
23、及玩馬里奧賽車資料來源:Neuralink介入式介入式 BCI:2024 年 4 月,Synchron 公司宣布計劃招募數十名患者進行大規模臨床試驗,入組漸凍癥、多發性硬化癥以及中風導致的癱瘓患者。柔性電極柔性電極:2022 年 10 月,Axsoft 公司宣布其腦機接口產品已獲得 FDA 突破性設備認定。Axsoft 公司由哈佛大學助理教授劉嘉等人聯合創立,目標是以超柔性電子器件為基礎,開發至少集成上百萬個電極的腦機接口,實現同時并長期穩定檢測上百萬個神經元活動。半侵入式半侵入式 BCI:2024 年 1 月,首都醫科大學附屬北京天壇醫院神經外科賈旺教授團隊、首都醫科大學宣武醫院趙國光教授團
24、隊分別聯合清華大學洪波教授團隊利用微創 BCI 技術首次成功幫助高位截癱患者實現意念控制光標移動、通過腦電活動驅動氣動手套實現自主喝水等腦控功能。證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分10圖圖 2:我國半侵入式腦機接口我國半侵入式腦機接口 NEO 首例人體植入首例人體植入資料來源:央視網神經調控:神經調控:2020 年 12 月,瑞金醫院腦機接口及神經調控中心成立,同時啟動了難治性抑郁癥腦機接口神經調控治療臨床研究。截至 2023 年 4 月,該研究已入組 23 位患者,術后患者抑郁癥狀的平均改善超過 60%,患者的生活質量也顯著提高。非侵入式運動想象非侵入式運動想象 BCI:以往,無創運動
25、想象 BCI 常見的運動想象部位為左手、右手、雙腳和舌,基于不同肢體單一動作的指令集數量有限,難以滿足實際應用需求;近年來已有很多研究者開始探索單關節多個動作以及單肢體多個關節的精細運動想象范式。2020 年,韓國高麗大學 Ji-HoonJeong 團隊構建了 11 種上肢運動想象數據庫,設計了上下左右前后 6 個方向的抓取物品和喝水試驗任務,成功率分別為 60%和 43%。2022 年,中國科學院自動化研究所團隊設計了單肢體多關節 5 分類(包括手、手腕、手肘,肩以及靜息)的運動想象任務,5 分類任務的識別正確率為 46.8%。圖圖 3:Ji-Hoon Jeong 團隊構建的團隊構建的 11
26、 種上肢運動種上肢運動圖圖 4:單肢體多關節單肢體多關節 5 分類動作的運動想象分類動作的運動想象資料來源:非侵入式腦機接口編解碼技術研究進展高小榕等資 料 來 源:Time-Distributed Attention Netwerk forEEG-Based Motor Imagery Decoding From the Same LimbXuelin Ma 等1.3、上市公司積極布局腦機接口上市公司積極布局腦機接口國內相關上市公司順應產業趨勢,積極布局無創 BCI 康復設備、侵入式 BCI、介入式 BCI、腦電大模型等方向,探索腦機接口在卒中康復、神經調控、睡眠健康、專注培優、智能家居互動
27、等領域的落地應用。證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分11表表 4:部分上市公司在腦機接口領域的布局部分上市公司在腦機接口領域的布局證券簡稱證券簡稱證券代碼證券代碼腦機接口布局腦機接口布局誠益通300430.SZ2024 年 3 月 28 日,全資子公司龍之杰設立北京腦連科技有限公司,聘請高小榕教授任首席科學顧問。依托腦連科技公司深入探索腦機接口相關技術,先以龍之杰現有產品為基礎,實現非侵入式為主的腦機功能升級,同時支持研發團隊探索侵入式腦機技術研發。2024 年 5 月 23 日,成立“腦機接口植入式生物實驗室”。翔宇醫療688626.SH公司早期就有腦機接口領域的研發和布局,已完成與天
28、津大學、西安交通大學等聯合承擔的“生-機智能交互與生機電一體化機器人技術”國家重點專項。2024 年 3 月 17 日,公司聯合天津大學、中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院等 8 家國內從事腦機接口、生物感知反饋、人機交互和系統研發的優勢單位共同申報國家重點研發計劃“生物與信息融合(BT 與 IT 融合)”重點專項“高精度生物感知覺反饋操縱技術與系統”項目,項目實施將推進腦機接口等生物感知反饋操縱技術在醫療、航空航天領域的應用。三博腦科301293.SZ2024 年 4 月 17 日,與清華大學(生物醫學工程學院)合作,擬捐贈 1500 萬元用于清華-三博腦科腦機精準醫學聯合研究中心項
29、目。2024 年 6 月 4 日,與武漢衷華腦機戰略合作簽約,促進腦機接口臨床轉化。武漢衷華腦機是高德紅外董事長黃立投資設立的企業,已成功研發 65000 通道雙向的腦機接口芯片。創新醫療002173.SZ2021 年,參股杭州博靈腦機 40%股份。首款產品幫助偏癱患者實現對殘疾肢體自主控制,已經啟動了二類醫療器械的申報準備工作。未來將探索在消費娛樂、智能家居等潛在應用場景的應用。心瑋醫療6609.HK2023 年 5 月 4 日,全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗獲得成功,在猴腦內實現了介入式腦機接口腦控機械臂。試驗由南開大學段峰教授團隊牽頭,與中國人民解放軍總醫院、上海心瑋醫療科技股
30、份有限公司聯合完成。巖山科技002195.SZ2023 年 8 月,成立了全資子公司巖思類腦研究院,以腦電大數據與腦電大模型為核心技術底座,面向腦科學和人工智能領域的前瞻性研究,開展腦機接口解碼算法與系統、非器質性腦疾?。ɡ绨d癇、抑郁癥、嚴重失眠等)的診斷和評估、大腦內在狀態調控等方向的科學研究和產品開發,推動研究成果商業化落地。巖思類腦研究院已經開始嘗試進行腦電大模型的預訓練,目的在于使腦電大模型學會腦電信號的變化規律后,將大模型底層壓縮出來的本征特征做為下游任務的輸入,從而完成大腦意念的轉譯。南京熊貓600775.SH公司作為承擔單位的“基于腦機接口技術的多模態人機交互系統集成研發”項目
31、入選江蘇省 2022 年省科技計劃專項資金(重點研發計劃產業前瞻與關鍵核心技術)項目清單,目前項目處于科研開發階段。狄耐克300884.SZ公司積極布局腦電波交互領域,重點聚焦于睡眠健康、專注培優和康復器械三個細分領域的研發,開發系列產品。盈趣科技002925.SZ2024 年 4 月,盈趣科技、海河實驗室及 InteraXon 簽訂戰略合作協議,圍繞無創腦機接口領域,共同發力消費級腦機接口。2024 年 6 月 9 日,展出 Xmuse 腦電波儀,實現“放松關燈,眨眼變色”的智能家居互動。資料來源:各公司公告,各公司官微,上證 e 互動,深交所互動易,江蘇省工信廳,天津大學醫學院,中宏網,國
32、海證券研究所證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分122、非侵入式腦機接口在醫療場景的應用非侵入式腦機接口在醫療場景的應用相較于侵入式腦機接口,非侵入式腦機接口由于具備更好的安全性和廣泛性,有望率先在醫療、教育體育、工業安全、娛樂、康養、智慧生活等多領域大規模落地應用。本報告主要介紹其在醫療場景中有望率先落地的應用。2.1、卒中康復卒中康復2.1.1、卒中卒中發病率高、致殘率高、經濟負擔重發病率高、致殘率高、經濟負擔重腦卒中俗稱“中風”,是一種由于腦部血管突然破裂或因血管阻塞導致腦組織損傷的急性腦血管疾病。卒中是中國居民首要的成人致死、致殘病因,其特點是高發病率、高復發率、高致殘率、高死亡率
33、、高經濟負擔。伴隨著社會的發展,尤其是人口老齡化及城鎮化進程,腦血管疾病危險因素暴露水平上升,腦血管疾病負擔日益增加。腦卒中發病率高、致殘率高腦卒中發病率高、致殘率高。據中國腦卒中防治報告 2021引用的 GDB 數據,2019 年中國腦卒中發病率為 201/10 萬,即每年新發腦卒中 200 萬人以上;2019 年中國腦卒中患病率為 1471/10 萬,即存量腦卒中患者 2000 萬人以上。據發表在中國康復理論與實踐及中國康復醫學雜志的相關文章,約 80%腦卒中患者出現肢體功能障礙,約 50%-80%存在步行功能障礙,即使給予積極的康復治療 6 個月后仍有 20%-40%的患者無法獨立行走;
34、上肢和手功能方面,超 60%患者在 6 個月后仍然遺留上肢或手功能障礙。圖圖 5:中國卒中發病率中國卒中發病率資料來源:中國腦卒中防治報告 2021概要,國海證券研究所腦卒中患者池大、經濟負擔重,據中國衛生健康統計年鑒,2021 年我國公立醫年我國公立醫院缺血性卒中出院患者數為院缺血性卒中出院患者數為 389 萬人次、出血性卒中為萬人次、出血性卒中為 55 萬人次,總計萬人次,總計 443萬人次萬人次;缺血性卒中和出血性卒中患者次均醫藥費分別為1.07萬元和2.61萬元,即 2021 年我國公立醫院腦卒中患者醫藥費總計 560 億元左右。應用腦機接口康應用腦機接口康復設備,將有利于卒中患者功能
35、恢復,減輕疾病造成的社會經濟負擔。復設備,將有利于卒中患者功能恢復,減輕疾病造成的社會經濟負擔。證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分132.1.2、腦機接口通過促進神經可塑性,提升卒中康復效果腦機接口通過促進神經可塑性,提升卒中康復效果卒中致殘源于腦損傷,常規康復治療效果有限。卒中致殘源于腦損傷,常規康復治療效果有限。腦卒中發生時,神經元在幾秒鐘內發生變性,2 分鐘后腦部就顯示出結構受損的跡象,最終導致感覺和運動功能受損??祻陀柧毢驮u估是幫助卒中患者恢復自理、回歸生活的重要手段,然而常規康復治療后,仍有相當比例的卒中患者存在不同程度的運動功能障礙。腦機接口通過促進神經可塑性腦機接口通過促進
36、神經可塑性,提升康復效果提升康復效果。無創腦機接口設備通過提取相關特征,可以實時從腦電活動中解碼用戶的運動意圖,檢測到運動意圖會觸發對用戶的相應反饋。這種反饋可以是抽象形式(例如在計算機屏幕上移動的光標)或具象形式(例如參與者身體部位的視覺表示在計算機屏幕上的虛擬化身或 VR 頭戴顯示器上)或通過外骨骼機器人、觸覺或神經肌肉電刺激系統直接傳遞到患者肢體上,以重現意圖中的運動。北京天壇醫院孟霞團隊領導的一項臨床研究在中國共17個中心入組296名存在上肢運動功能障礙的缺血性腦卒中患者,其中腦機接口組 150 人、對照組 146 人,經過 1 個月康復訓練后,腦機接口組在主要有效性結果(1個月時 F
37、MA-UE 評分變化)上顯著優于對照組,表明相較傳統康復手段,腦機接口康復訓練更好地恢復了卒中患者的上肢運動功能。2018 年發表的一項薈萃分析顯示,基于腦機接口的神經康復對上肢運動功能的影響呈現中等到大的效應量(標準化均數差 SMD 作為效應指標),優于單純的運動想象、鏡像療法、機器人輔助訓練、強制性運動、虛擬現實療法、經顱直流電刺激等常規康復訓練方法。圖圖 6:REBUILT 臨床研究要點臨床研究要點圖圖 7:腦機接口康復效果優于其他康復訓練方法腦機接口康復效果優于其他康復訓練方法資料來源:Rehabilitation with brain computer interface andup
38、per limb motor function in ischemic stroke孟霞等資料來源:搜狐網2.1.3、腦機接口卒中康復設備潛在市場空間大腦機接口卒中康復設備潛在市場空間大我國年新發腦卒中患者至少 200 萬人以上,假設其中 100 萬人左右進行腦機接口康復治療,每人每天在手功能下肢功能步態等康復設備上各進行 1 次訓練、1 次訓練 2030 分鐘、連續 30 天,假設一套設備平均每天供 10 名患者使用、證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分14一年供 120 名患者使用,則全國共需要約 8000 套左右的腦機接口康復設備。進而假設一套包含了手功能重建、下肢功能恢復、步行系統
39、等在內的多臺腦機接口康復設備的售價在 200 萬元左右,則全國市場空間 160 億元左右。表表 5:腦機接口卒中康復設備的潛在市場空間測算腦機接口卒中康復設備的潛在市場空間測算謹慎假設謹慎假設中性假設中性假設樂觀假設樂觀假設每年新發腦卒中患者數每年新發腦卒中患者數200 萬至 400 萬人左右接受腦機接口康復訓練的接受腦機接口康復訓練的卒中患者數卒中患者數50 萬人100 萬人150 萬人康復治療周期康復治療周期1 個月周轉率周轉率一套設備一年供 120 名患者使用設備需求量設備需求量約 4000 套約 8000 套約 12500 套設備售價設備售價100 萬元/套200 萬元/套300 萬元
40、/套市場空間市場空間40 億元160 億元375 億元資料來源:中國衛生健康統計年鑒,Rehabilitation with brain computer interface and upperlimb motor function in ischemic stroke孟霞等,國海證券研究所2.1.4、海外亦有無創腦機接口卒中康復器械獲批海外亦有無創腦機接口卒中康復器械獲批2021 年 4 月,FDA 批準 IpsiHand 用于 18 歲以上受慢性運動缺陷影響的中風患者提供無創的家庭康復。FDA 根據 Neurolutions 公司提交的臨床數據評估了IpsiHand 系統的安全性和有效性,
41、包括一項為期 12 周、入組 40 名患者的非盲臨床試驗。所有受試者經 IpsiHand 系統康復后,肢體運動功能都有明顯改善。IpsiHand 上肢康復系統,包括一個腦電頭套、手部外骨骼和平板電腦。腦電帽能夠識別患者何時試圖移動和控制手臂,然后將這些信號翻譯并發送至前臂的機械外骨骼裝置上,機械支架會根據翻譯的意圖,幫助肢體按照患者的大腦意圖進行動作,外骨骼裝置能夠執行展開或回握的手部動作外骨骼裝置能夠執行展開或回握的手部動作。圖圖 8:IpsiHand 上肢康復系統上肢康復系統資料來源:Neurolutions,臻泰智能證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分152.2、情感腦機接口情感腦機
42、接口情感腦機接口(affective brain-computer interface,aBCI)是一種對人的情緒進行識別和(或)調控的腦機接口。圖圖 9:情感腦機接口結構示意圖情感腦機接口結構示意圖資料來源:情感腦機接口研究綜述呂寶糧等精神疾病患者眾多精神疾病患者眾多,而精神科醫生數量不足而精神科醫生數量不足。據 WHO,全球超 3 億人患抑郁障礙;中國精神衛生調查顯示,我國成人抑郁障礙 12 月患病率和終生患病率分別為 3.6%和 6.8%,其中抑郁癥為 2.1%和 3.4%。我國平均每 10 萬人擁有 2.55名精神科醫生,而韓國、日本、英國、法國平均每 10 萬人分別擁有 7.91、1
43、2.55、13.76、23.63 名精神科醫生,我國精神科醫生數量不足。情感腦機接口有望實現抑郁癥等精神疾病的客觀評估,為患者的個性化治療提情感腦機接口有望實現抑郁癥等精神疾病的客觀評估,為患者的個性化治療提供客觀依據供客觀依據。目前,抑郁癥評估與診斷主要靠臨床醫生根據患者自述以及量表進行,量表填寫過程比較主觀,難以實現客觀的抑郁癥評估。圖圖 10:零唯一思情緒零唯一思情緒“X”光機光機圖圖 11:“神工神工-神心神心”系統系統資料來源:新華社資料來源:腦機交互與人機共融海河實驗室證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分16基于腦電與眼動信號,上海交通大學呂寶糧教授團隊構建了抑郁癥客觀評估系統
44、,已推出基于多模態情感腦機接口:情緒“X”光機,可以進行多場景情感交互,實現抑郁癥的客觀診斷與早期發現;團隊正在研發針對抑郁癥患者的數字療法以及家庭款情緒儀。腦機交互與人機共融海河實驗室研發了抑郁評估的情感腦機交互機器人系統“神工-神心”系統,通過聲音刺激誘發用戶聽覺穩態響應,采集腦電信號并解碼受試者的情緒信息,構建識別模型,進行抑郁智能輔助診斷?!吧窆?神心”系統目前已在多家醫院進行測試,測試性能表現良好。3、海外海外 Neuralink 公司的進展公司的進展Neuralink 公司成立于 2016 年;2023 年 5 月,FDA 批準其開展人體臨床試驗,招募因頸脊髓損傷或肌萎縮側索硬化癥
45、導致四肢癱瘓的患者;2024 年 1 月,Neuralink 公司完成第一例人體植入,近期計劃實施第二例人體植入,預計 2024年內完成 10 例人體植入。3.1、植入物植入物 N1Neuralink 目前的腦機接口植入物名為 N1,產品特點包括:電極線由超柔性材料制成,直徑僅 4 至 6 微米,從而最小化了對大腦的機械損傷和排異反應。無線充電,美觀、衛生,N1 植入物與顱骨表面齊平,植入后縫合頭皮,頭發重新長出后,看不出植入痕跡。長時程使用。第一例受試者每天使用 810 小時。手術機器人實現安全且快速的植入。由手術機器人規劃電極線的植入位置,避開大腦血管;第一例受試者不到 2 小時即完成手術
46、,術后一天即出院。圖圖 12:N1 植入物植入物圖圖 13:形似形似“縫紉機縫紉機”的手術機器人的手術機器人資料來源:Neuralink,國海證券研究所資料來源:Neuralink,國海證券研究所證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分173.2、Neural Decoding解碼軟件的核心是一個人工神經網絡,在手術完成后,對植入者進行一系列認解碼軟件的核心是一個人工神經網絡,在手術完成后,對植入者進行一系列認知測試,用以訓練人工神經網絡,直到其可以將神經元的興奮模式解碼成準確知測試,用以訓練人工神經網絡,直到其可以將神經元的興奮模式解碼成準確的動作的動作。以解碼光標移動方向為例,步驟如下:1
47、.采集光標向不同方向移動時的腦電信號:電極線植入在運動皮層,當受試者意圖向不同方向移動光標時,1024個電位通道采集電信號。2.訓練解碼器:根據采集到的神經電活動,訓練一個人工神經網絡模型。3.解碼:訓練完成后,人工神經網絡模型即可將用戶的神經電活動解碼為光標的動作。4.校準:Neuralink APP 有校準功能,受試者可以日常通過校準訓練,增強解碼的準確性。圖圖 14:Neuralink 腦機接口對腦電信號的解碼腦機接口對腦電信號的解碼資料來源:Neuralink,國海證券研究所目前第一例人類受試者已實現意念腦控光標,并能夠區分左鍵點擊、右鍵點擊,足以使用電腦和平板、玩電腦游戲等。而 Ne
48、uralink 在動物上已試驗成功了更多功能如“點擊并拖拽”、“手寫”、“手勢”等,未來有望在人類受試者上升級更多功能。圖圖 15:“手寫手寫”功能的神經解碼功能的神經解碼圖圖 16:動物實驗中實現了更多功能的神經解碼動物實驗中實現了更多功能的神經解碼資料來源:Neuralink資料來源:Neuralink,國海證券研究所證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分183.3、Neuralink 的使命愿景的使命愿景Neuralink 計劃未來重建視覺、運動功能、語言功能,甚至增強人類行為能力。以重建視覺的“盲視”產品為例,通過植入物向視覺皮層輸送編碼后的攝像機圖像讓盲人重新獲得視覺,已在動物實驗
49、中驗證成功。圖圖 17:重建視覺重建視覺資料來源:Neuralink證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分194、重點關注公司重點關注公司建議重點關注:翔宇醫療翔宇醫療,康復醫療器械行業研發引領型企業,已布局腦機接口領域研發和推進應用落地。誠益通誠益通,設立控股孫公司北京腦連科技,聘請高小榕教授任首席科學顧問,實現康復器械產品的非侵入式腦機功能升級,并研發植入式腦機接口。三博腦科,三博腦科,醫教研一體的神經??漆t療集團,與清華大學、衷華腦機等戰略合作促進腦機接口科研和臨床應用。其他積極布局腦機接口的個股如創新醫療、巖山科技、南京熊貓、狄耐克、盈趣科技等。重點關注公司及盈利預測重點關注公司及盈
50、利預測重點公司重點公司股票股票2024/07/05EPSPE投資投資代碼代碼名稱名稱股價股價20232024E2025E20232024E2025E評級評級688626.SH 翔宇醫療30.481.441.732.1637.0117.6214.11買入300430.SZ誠益通14.090.620.821.0622.9517.2513.31未評級301293.SZ三博腦科35.790.490.450.50126.4280.1371.58未評級002173.SZ創新醫療6.59-0.08-未評級002195.SZ巖山科技2.470.06-51.17-未評級600775.SH 南京熊貓7.81-0.
51、260.040.06-223.03125.21未評級300884.SZ狄耐克8.140.410.490.5932.2316.7513.85未評級002925.SZ盈趣科技11.850.580.780.9833.7315.2712.06未評級資料來源:Wind 資訊,國海證券研究所(注:除翔宇醫療外,其他公司盈利預測數據均來自 Wind 一致預期)證券研究報告請務必閱讀正文后免責條款部分205、風險提示風險提示腦機接口技術進步不及預期的風險腦機接口技術進步不及預期的風險,部分腦機接口核心技術和關鍵應用尚處于驗證期,技術進步存在不及預期的風險。產業政策不及預期的風險產業政策不及預期的風險,腦機接口
52、屬于新質生產力和未來產業發展方向,多地陸續出臺培育未來產業的政策文件,鼓勵腦機接口產業發展,北京市發布加快北京市腦機接口產業發展行動方案(20242030)(征求意見稿),若后續政策支持力度不及預期,可能對產業發展造成一定影響。臨床試驗失敗的風險臨床試驗失敗的風險,部分應用腦機接口技術的產品屬于二類醫療器械或三類醫療器械,需要經過臨床試驗并獲得有關部門的批準才可以上市銷售,此類腦機接口醫療器械存在臨床試驗失敗的風險。醫療器械注冊審批進展不及預期的風險醫療器械注冊審批進展不及預期的風險,部分應用腦機接口技術的產品屬于二類醫療器械或三類醫療器械,需要獲得有關部門的批準才可以上市銷售,此類腦機接口醫
53、療器械存在注冊審批進展不及預期的風險。重點關注公司業績不及預期的風險重點關注公司業績不及預期的風險。國海證券股份有限公司國海證券研究所請務必閱讀正文后免責條款部分【醫藥小組介紹】【醫藥小組介紹】周小剛,醫藥行業首席分析師,復旦大學經濟學碩士、西安交通大學工學本科,具有 5 年醫藥實業工作經驗、9年醫藥研究工作經驗。趙寧寧,分析師,中南財經政法大學金融碩士,生物工程+金融復合背景,2021 年加入國海證券醫藥組,主要覆蓋中藥、生物藥??拙S崎,分析師,北京大學藥學院化學生物學碩士,四年半醫藥股權投資經驗,主要覆蓋創新藥和 CXO 板塊。沈崠皓,分析師,華東師范大學藥化碩士,3 年海外醫藥投研經驗,
54、2022 年加入國海證券醫藥組,主要覆蓋部分中藥和生命科學上游產業鏈等板塊。萬鵬輝,分析師,中科院藥物所藥物化學碩士,浙江大學藥學學士,4 年醫藥二級市場投研經驗,主要覆蓋 CXO、軟鏡、創新藥等板塊。年慶功,分析師,北京大學物理學本科,軍事醫學科學院微生物博士,2022 年加入國海證券研究所醫藥組,主要覆蓋中藥、零售藥店、干擾素、疫苗和血制品等板塊。李暢,分析師,北京大學藥理學碩士,具有 1 年醫療實業工作經驗,2022 年加入國海證券醫藥組,主要覆蓋創新藥等板塊。李明,分析師,北京大學金融科技碩士,2021 年加入國海證券醫藥組,主要覆蓋醫療服務和醫療器械板塊。林羽茜,研究助理,悉尼大學數
55、據分析碩士,2021 年加入國海證券醫藥組,主要覆蓋醫療器械板塊?!痉治鰩煶兄Z】【分析師承諾】周小剛,李明,本報告中的分析師均具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,以勤勉的職業態度,獨立,客觀的出具本報告。本報告清晰準確的反映了分析師本人的研究觀點。分析師本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收取到任何形式的補償?!緡WC券投資評級標準】【國海證券投資評級標準】行業投資評級推薦:行業基本面向好,行業指數領先滬深 300 指數;中性:行業基本面穩定,行業指數跟隨滬深 300 指數;回避:行業基本面向淡,行業指數落后滬深 300 指數。股票投
56、資評級買入:相對滬深 300 指數漲幅 20%以上;增持:相對滬深 300 指數漲幅介于 10%20%之間;中性:相對滬深 300 指數漲幅介于-10%10%之間;賣出:相對滬深 300 指數跌幅 10%以上?!久庳熉暶鳌俊久庳熉暶鳌勘緢蟾娴娘L險等級定級為 R3,僅供符合國海證券股份有限公司(簡稱“本公司”)投資者適當性管理要求的客戶(簡稱“客戶”)使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶??蛻艏?或投資者應當認識到有關本報告的短信提示、電話推薦等只是研究觀點的簡要溝通,需以本公司的完整報告為準,本公司接受客戶的后續問詢。本公司具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告中的信息均來
57、源于公開資料及合法獲得的相關內部外部報告資料,本公司對這些信息的準確性及完整性不作任何保證,不保證其中的信息已做最新變更,也不國海證券股份有限公司國海證券研究所請務必閱讀正文后免責條款部分保證相關的建議不會發生任何變更。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。報告中的內容和意見僅供參考,在任何情況下,本報告中所表達的意見并不構成對所述證券買賣的出價和征價。本公司及其本公司員工對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失概不負責。本公司或關聯機構
58、可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易,還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等服務。本公司在知曉范圍內依法合規地履行披露義務?!撅L險提示】【風險提示】市場有風險,投資需謹慎。投資者不應將本報告視為作出投資決策的唯一參考因素,亦不應認為本報告可以取代自己的判斷。在決定投資前,如有需要,投資者務必向本公司或其他專業人士咨詢并謹慎決策。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議。投資者務必注意,其據此做出的任何投資決策與本公司、本公司員工或者關聯機構無關。若本公司以外的其他機構(以下簡稱“該機構”)發送本報告,則由該機構獨自為此發送行為負責。通過此途徑獲得本報告的投資者應自行聯系該機構以要求獲悉更詳細信息。本報告不構成本公司向該機構之客戶提供的投資建議。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。本公司、本公司員工或者關聯機構亦不為該機構之客戶因使用本報告或報告所載內容引起的任何損失承擔任何責任?!距嵵芈暶鳌俊距嵵芈暶鳌勘緢蟾姘鏅鄽w國海證券所有。未經本公司的明確書面特別授權或協議約定,除法律規定的情況外,任何人不得對本報告的任何內容進行發布、復制、編輯、改編、轉載、播放、展示或以其他任何方式非法使用本報告的部分或者全部內容,否則均構成對本公司版權的侵害,本公司有權依法追究其法律責任。