赵继宗院士团队首次报道脑机接口真实世界患者临床特征图谱：1641例运动障碍患者揭示个性化BCI的临床需求

脑机接口正在逐步从实验室走向临床。然而，当越来越多研究聚焦于信号质量、解码准确率、信息传输速率以及设备性能时，一个更基础的问题开始显现：真正来到临床寻求脑机接口治疗的患者，究竟是什么样的？

2026年8月12日，中国卒中学会官方期刊、BMJ出版集团旗下 Stroke & Vascular Neurology（SVN）在线发表了首都医科大学附属北京天坛医院团队的一项前瞻性观察性队列研究，题为《Real-world clinical characteristics of motor disorders for personalised brain-computer interfaces: phenotypic insights from a specialised clinic》，系统描绘了真实世界运动障碍患者的临床表型特征，该研究通讯作者为赵继宗、杨艺。

引用格式： Chai X, Zheng Z, Wang N, et al. Real-world clinical characteristics of motor disorders for personalised brain-computer interfaces: phenotypic insights from a specialised clinic. Stroke Vasc Neurol. 2026. doi:10.1136/svn-2026-005290. Epub ahead of print.

在这项研究中，研究人员依托北京天坛医院BCI评估门诊建立前瞻性临床队列，对2025年前来就诊的运动功能障碍患者进行系统分析，共纳入1641例患者，并从病因、人口学特征、地理来源、病程、运动障碍表型、肌力、关节活动度、感觉状态以及患者对BCI的认知和期望等多个维度进行刻画。

这项研究由此构建了一个面向真实世界患者的临床特征图谱，也使BCI研究的问题从“技术能够实现什么”，进一步延伸至“真实患者究竟需要什么”。

01

1641例患者：真实世界BCI门诊

首先呈现出怎样的人群结构？

研究首先对整个队列的基线特征进行了分析。

1641名患者的平均年龄为45.93±11.23岁，其中男性1320例，占80.44%，呈现明显的男性占优特征。但进一步按照病因进行区分后可以看到，不同疾病之间的年龄构成并不一致。

脑卒中患者整体以中老年人为主，其中40—49岁年龄段患者较为集中；创伤性脑损伤（traumatic brain injury，TBI）患者则明显更年轻，主要分布于30—39岁；肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）患者的年龄相对更高，50—59岁患者比例较高。

这种年龄差异提示，即使都以运动功能障碍为主要临床表现，不同疾病对应的患者生命周期、功能需求以及疾病进展过程仍存在明显差异。

研究人群的人口统计学特征及疾病分布。(A) 堆叠柱状图，展示了不同疾病类别（包括卒中、创伤性脑损伤 [TBI]、脊髓损伤 [SCI]、肌萎缩侧索硬化症 [ALS] 及其他）中各年龄段的占比。(B) 按性别（男性 n = 1320；女性 n = 321）分层的疾病类型分布。(C) 圆环图，展示了整个队列（n = 1641）的教育背景。

从病因构成看，脑卒中构成了这一真实世界BCI门诊中最主要的患者群体。

1641名患者中，脑卒中患者1087例，占66.24%；其次为脊髓损伤（spinal cord injury，SCI），共301例，占18.34%；其他神经系统疾病102例，占6.22%；ALS患者82例，占5.00%；TBI患者69例，占4.20%。

这一病因结构在男性与女性患者中基本一致。男性患者中，脑卒中911例，脊髓损伤217例；女性患者中，脑卒中176例，脊髓损伤84例。也就是说，无论性别如何，脑卒中都是进入BCI评估门诊的最主要诊断，其次均为脊髓损伤。

研究同时记录了患者的教育程度。整个队列覆盖了较广泛的教育背景，其中初中文化程度患者比例最高，其后依次为高中和大学文化程度。这意味着，真实临床环境中的BCI受众并非仅限于高学历、对技术高度熟悉的人群，而是具有更加广泛的社会和教育背景。

02

患者来自全国32个省级行政区：

BCI临床需求已呈现跨区域流动

除了患者个体特征外，研究进一步分析了BCI评估门诊患者的地理来源。

结果显示，1641例患者来自中国大陆32个省级行政区，覆盖率达到94.1%。从病例数量来看，山东、河北、河南、北京和广东位列前五。

整体上，患者主要集中于华北和华东地区，尤其是沿海及经济相对发达地区，而来自东北、西北和西南地区的患者相对较少，整体呈现出从中心地区向周边地区递减的趋势。

中国各地各类病例的地理分布情况。圆圈的大小与该特定地点的病例总数成正比。圆圈内的扇形区域代表各类特定疾病（包括中风、创伤性脑损伤 [TBI]、脊髓损伤 [SCI]、肌萎缩侧索硬化症 [ALS] 及其他疾病）所占的比例。柱状图展示了病例数最多的五个省份。

不同疾病的地理分布也并非完全一致。虽然脑卒中在大多数省份均构成最主要的病因，但在四川以及部分主要城市中心，脊髓损伤患者所占比例相对更高。

文中认为，这种地域分布可能同时受到区域经济发展水平、医疗服务可及性、交通基础设施以及当地疾病流行病学特征等多方面因素影响。

这一结果所呈现的并不仅是患者“来自哪里”，更反映出真实世界中患者进入专业BCI临床评估体系的空间特征：当一种新兴神经技术进入临床早期阶段时，其实际服务范围、区域医疗资源以及患者跨区域就医能力，都可能参与塑造最终进入临床队列的人群构成。

03

患者什么时候开始寻找BCI？

发病后1—2年出现明显就诊高峰

在完成基线与地理特征描述后，研究开始进一步进入患者的临床表型。

首先是病程。

整个队列呈现出一个非常明确的时间分布特征：患者在发病后的前两年进入BCI门诊的人数明显增加，其中病程1年的患者为308例，病程2年的患者达到334例，此后随着病程延长，就诊人数逐渐下降。

也就是说，对于相当一部分运动功能障碍患者而言，BCI并不是在疾病发生后立即被考虑，而更多是在经历一定阶段的治疗与康复后，于发病后的早期阶段开始成为新的干预选择。

不同疾病之间同样存在差异。

脑卒中和SCI患者主要集中于发病后1—4年就诊，与损伤后的康复阶段相对应；相比之下，ALS患者则更加集中于发病后的前两年。这种分布与ALS疾病进展较快、患者对功能支持需求更加迫切的特点相一致。

由此，真实世界BCI患者首先表现出明显的“时间异质性”：患者并非处于统一的疾病阶段，而是在不同病程、不同功能下降速度和不同康复轨迹下进入BCI评估体系。

04

偏瘫占73.6%，但患者功能状态横跨独立行走至长期卧床

从运动障碍类型来看，偏瘫构成最主要的临床表型，占整个队列的73.6%。

其中右侧偏瘫略多于左侧偏瘫，两者比例分别为56.1%和43.9%。这一结果与队列中脑卒中患者占比较高密切相关，因为脑卒中正是造成偏瘫的重要病因。

与此同时，截瘫患者占12.6%，四肢瘫患者占13.8%，主要见于脊髓损伤以及重度ALS患者。

但如果仅仅按照“偏瘫、截瘫、四肢瘫”对患者进行分类，仍不足以描述这一队列的真实复杂程度。

不同疾病类别患者的年度分布趋势。折线图展示了患者数量随时间变化的分布情况，重点关注病程少于 15 年的病例。

在实际运动能力方面，患者之间存在显著异质性。58%的脑卒中患者仍然能够独立行走；与此形成明显差异的是，65%的SCI患者需要依赖轮椅。与此同时，ALS患者和SCI患者中均有15%处于卧床状态。

因此，同样进入BCI评估门诊的患者，其功能水平可能从仍能够独立行走的轻中度运动障碍，一直延伸到依赖轮椅甚至长期卧床的严重运动功能受损状态。

这种跨度构成了真实世界BCI患者最重要的特征之一：所谓“运动障碍患者”并不是一个功能状态相对一致的群体。

05

肌力差异进一步揭示患者运动残存能力的巨大跨度

研究随后从肌力角度进一步量化患者的运动功能。

对于受累上肢，53.63%的患者仍能够完成抗阻力运动，8.90%的患者能够完成抗重力运动，而37.48%的患者已经没有活动能力。

这一结果意味着，即使在受累肢体内部，患者残存运动能力仍存在非常大的差异。一部分患者仍保留较强的自主运动能力，而另一部分患者已经完全无法产生可见运动。

这种差异在SCI患者的下肢表现得更加突出。

SCI患者受累下肢损伤最为严重，其中81.73%的患者没有活动能力，明显高于其他疾病亚组。

与此相对，未受累肢体通常能够保留更好的肌力。64.11%的未受累上肢具有抗阻力活动能力，未受累下肢中这一比例为62.16%。

因此，从BCI应用角度观察真实患者时，仅知道患者患有何种疾病并不足够。患者是否仍然存在残余运动、哪些肢体仍保留运动能力、受累侧与非受累侧之间存在多大差异，都构成其临床表型的一部分。

按疾病类别划分的运动功能障碍、关节活动受限及感觉障碍的分布情况。(A) 展示运动功能障碍构成的圆环图。(B) 比较中风、脊髓损伤（SCI）和肌萎缩侧索硬化（ALS）患者群体在活动能力状态（独立行走、辅助行走、轮椅代步及卧床）方面差异的饼图。(C) 展示不同身体部位关节活动完全受限百分比的人体示意图。圆圈的大小和颜色深浅代表受限百分比，突显了各类疾病中关节受累的不同特征。圆环图展示了不同疾病群体中感觉异常的比例。(D) 痛觉。(E) 温度觉。

06

从肩、肘到踝：关节活动度呈现出明显的疾病特异性

除了肌力，关节活动度（range of motion，ROM）也是研究重点分析的临床指标。

研究系统评估了腕、肘、肩、髋、膝和踝六个关键关节，并观察到不同疾病群体之间存在较为明显的差异。

在五类疾病群体中，脑卒中患者肘关节和肩关节部分活动受限的比例最高，分别达到56.03%和61.36%。这种表现反映出脑卒中相关运动通路损伤所具有的局灶性特点。

与之相比，SCI患者在肘部和肩部表现出较高比例的近乎正常活动度，分别为47.18%和54.15%。研究认为，这可能与SCI患者相较于脑卒中或TBI患者，其皮层或上运动神经元受到直接损伤的程度较轻有关。

更值得关注的是踝关节。

在整个队列中，踝关节是活动受限最严重的关节，41.01%的患者存在完全性活动受限。其中SCI患者最为突出，63.46%的SCI患者存在踝关节完全性活动受限；“其他”疾病亚组中这一比例也达到47.06%。

这使踝关节功能障碍成为该真实世界BCI门诊患者中一个十分突出的临床问题。

针对脑机接口（BCI）的接触度、认知度、应用偏好、康复侧重点及主要关切点进行的调查分析。雷达图展示了这五个维度的调查结果。

07

运动障碍之外，感觉功能同样不能被忽略

脑机接口面向运动障碍患者，但患者的临床问题并不局限于运动本身。

研究进一步分析了患侧疼痛觉和温度觉状态，并观察到不同疾病之间具有明确差异。

SCI患者的疼痛觉异常比例最高，达到70.76%；ALS患者则最低，仅为20.73%。这一差异与两种疾病所涉及的神经通路不同相一致：SCI可能影响脊髓感觉传导束，而ALS主要累及运动神经元，感觉通路相对较少受到影响。

温度觉异常整体发生率低于疼痛觉，为38.33%，但不同疾病之间仍呈现类似模式。

SCI患者的温度觉异常比例最高，为65.45%；TBI患者为26.09%；ALS患者最低，为20.73%。

由此形成的真实世界患者临床图谱，不再仅仅是“某种疾病对应某种运动障碍”，而是进一步包含运动能力、关节状态和感觉功能等多个维度。不同维度之间的组合，共同定义了患者真实的功能状态。

08

1478名患者主要通过新闻认识BCI：

公众认知与真实接触之间仍存在明显距离

在完成身体功能特征分析之后，研究进一步将视角转向患者对BCI本身的认识。

结果显示，患者对BCI的接触程度存在非常明显的层级结构。

1641名患者中，有1478人主要通过新闻报道了解BCI。相比之下，真正与BCI产品发生直接接触的患者数量明显减少：97人曾亲眼见过BCI产品，仅50人曾实际使用过BCI产品，另有115人归入“其他”类别。

换言之，在这一真实世界患者群体中，BCI已经具有相当程度的概念传播，但这种认知更多来自媒体信息，而非真实临床应用经历。

在技术类型认知方面，患者对侵入式和非侵入式BCI的了解程度大体相当，分别有770人和771人表示有所了解。但真正了解侵入式与非侵入式BCI之间区别的患者仅有560人；另有656名患者表示对各类BCI均不熟悉，106人属于“其他”类别。

这表明，BCI作为一个概念已经进入部分患者的认知范围，但对于不同技术路径之间的具体差异，患者的理解仍然有限。

09

患者真正希望BCI解决什么？

运动恢复远高于语言和视觉需求

如果说患者“是否了解BCI”代表其技术认知，那么患者“希望BCI帮助自己做什么”，则更加直接地指向真实临床需求。

研究显示，患者期望具有高度明确的功能导向。

在BCI应用方向上，共有1596名患者希望BCI能够帮助实现运动功能的补偿或恢复，远高于语言功能支持的534人以及视觉功能支持的457人。此外，有387名患者希望BCI能够同时覆盖上述全部功能，33人归入其他类别。

进一步聚焦运动康复后可以看到，患者对于上肢与下肢功能恢复的需求几乎同等强烈。

1348名患者希望恢复上肢运动功能，1376名患者希望恢复下肢运动功能，另有1078名患者希望通过BCI辅助肢体运动控制；794名患者希望能够同时实现上述全部康复目标。

也就是说，对于真实世界中进入BCI专科门诊的运动障碍患者而言，其需求并不集中于某一个单独肢体或某一种单独能力，而是在上肢恢复、下肢恢复以及辅助控制之间形成了广泛而并行的功能需求。

10

疗效、费用和周期：

患者评价BCI的核心尺度已经十分现实

患者对BCI最大的关切是什么？

研究给出的答案并不是技术是否先进，也不是系统采用侵入式还是非侵入式路线，而首先是治疗疗效。

共有1496名患者将疗效列为主要关切事项。其后依次是治疗费用，共1324人；治疗周期，共1223人；治疗机制，共940人；另有39名患者关注其他问题。

这一排序具有非常明确的临床现实性。

患者首先关心的是BCI究竟能否带来实际获益；在此基础上，费用以及需要持续多长时间，同样会直接影响患者是否愿意接受相应干预。相比之下，虽然治疗机制同样受到大量患者关注，但其优先级仍低于疗效、费用和周期。

因此，对于进入真实临床场景的BCI而言，患者所面对的从来不是单纯的技术性能问题，而是疗效、成本、时间投入和治疗机制共同构成的一整套临床决策问题。

11

从“标准患者”走向“真实患者”

这项前瞻性BCI专科门诊研究呈现出的一个核心事实是：真实世界中的脑机接口潜在患者具有高度异质性。

他们来自不同疾病群体，处于不同年龄和病程阶段；有人仍能独立行走，有人依赖轮椅，还有人长期卧床；他们的受累肢体肌力从可以抗阻力运动一直延伸至完全无法活动，关节活动度和感觉功能也存在显著差异。

与此同时，他们对于BCI本身的认识同样并不一致。多数患者通过新闻建立了对BCI的基本认知，但真正接触甚至使用过BCI的人仍然非常有限。患者对于侵入式与非侵入式BCI的具体差异认识不足，但对于自己希望解决的问题却高度明确：恢复运动功能，并关注治疗究竟是否有效、需要多少钱以及需要持续多长时间。

因此，这份来自1641名运动障碍患者的真实世界临床图谱所呈现的，并不是一种单一的“BCI患者画像”，而是一系列由疾病类型、病程、运动能力、肌力、关节活动度、感觉状态和治疗期望共同组成的多维临床表型。

研究由此将BCI个性化问题进一步落到了患者层面：如果患者本身存在如此显著的临床差异，那么面向临床的BCI系统也很难依靠单一标准方案覆盖所有患者。

而这也正是建立真实世界患者临床特征图谱的意义所在——在讨论如何进一步提高脑机接口的性能之前，首先更加准确地认识那些真正可能使用这项技术的人，并据此开展患者筛选和个性化系统设计。正如该研究所指出的，其目标正是通过建立首个临床特征图谱，为精准患者筛选以及个性化BCI系统设计提供依据。

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