近日，SynSense時識科技與海南大學聯合在影響因子高達7.7的國際知名期刊《Computers in Biology and Medicine》上發表了最新研究成果，展示了如何用低維信號通用類腦處理器Xylo和脈沖神經網絡技術實現超低功耗的實時癲癇檢測系統，結果顯示系統準確率高達93.3%，檢測延遲平均僅0.5秒，計算功耗僅為287.9微瓦。

全球5000萬患者的挑戰癲癇發作的不可預測性，嚴重影響患者生活質量

癲癇是一種常見的神經系統疾病，其特點是突發性、不可預測的腦電活動異常。患者常出現不同程度的意識喪失、痙攣發作或其他異常行為。全球范圍內有超過5000萬名癲癇患者，而其中許多患者由于這種發作的不可預測性，無法獲得及時的醫療干預，嚴重影響生活質量，甚至危及生命。實時監測癲癇發作，并在發作早期或即將發生時進行監測和預警，對及時干預、個性化治療、提升患者生活質量等方面具有重要的意義。

圖2.腦電信號分析

在實時癲癇檢測中，設備通常需要貼近患者的身體，甚至靠近頭部進行連續的腦電信號（EEG）監測和處理。對于這種場景，功耗成為制約設備的關鍵因素。過高的功耗不僅會導致設備發熱，造成危險，還會縮短設備續航時間，增加用戶頻繁充電的負擔，甚至可能影響設備的可靠性。同時，癲癇檢測要求在短時間內對異常信號作出反應，過長的延遲可能導致患者錯過最佳的干預時機。

超低功耗，快速響應系統準確率達93.3%，檢測延遲平均僅0.5秒

SNN通過模擬生物神經元的脈沖發放機制，能夠有效處理時間序列數據，特別適合像癲癇檢測這樣需要實時信號分析的任務。不同于傳統人工神經網絡（ANN），SNN在處理大規模神經信號時具有顯著的能效優勢。時識科技自主研發的低維信號通用類腦處理器Xylo，在硬件層面實現了SNN的高效運行，使得整個系統在保持高精度檢測的同時，將功耗降至亞毫瓦級別。

Xylo可以支持在極低功耗下執行復雜的生物信號處理任務。其架構支持多種網絡拓撲結構，允許靈活配置神經元和突觸參數，以適應不同的應用需求。

圖3.Xylo 內核架構

文章中顯示，在癲癇檢測實驗中，Xylo展示了卓越的性能：在癲癇發作的檢測任務中，達到了93.3%的準確率（CHB-MIT數據集）和92.9%的準確率（Siena數據集）。功耗方面，Xylo的計算功耗僅為287.9微瓦，IO功耗為87.4微瓦，遠低于目前傳統信號處理芯片的功耗水平。檢測延遲平均僅為0.5秒，極大提高了系統的響應速度，確保了癲癇發作的實時監控能力。

智能化醫療時代助推器類腦智能技術在醫療領域的未來展望

該研究為癲癇患者提供了更準確、實時的監測手段，同時展示了類腦智能在醫療監測領域的廣闊的前景。不僅為癲癇患者帶來了希望，也為整個醫療監測領域開辟了更多的可能性。

Xylo超低功耗和實時信號處理能力，使其成為開發便攜式、可穿戴設備的理想選擇。通過持續監測患者的腦電信號，醫生可以更準確地了解患者的病情變化，從而為患者提供更加個性化的治療方案。這將推動個性化醫療的發展，使治療更加精準和有效。通過減少發作的不可預測性和提高干預的及時性，患者的生活質量可以得到顯著提升。這不僅減少了因癲癇發作帶來的心理壓力，也將減輕社會負擔。我們將有望看到這一技術被應用于監測和診斷其他神經系統疾病，如帕金森病、阿爾茨海默病等。

隨著這項技術的進一步發展和應用，類腦智能將推動醫療設備進入一個全新的智能化時代，為全球患者帶來更健康、更智能的生活。

關于SynSense時識科技

SynSense時識科技（原名aiCTX）創立于2017年，是全球領先的類腦智能與應用解決方案提供商。 SynSense時識科技專注類腦智能的研究與開發，以蘇黎世大學和蘇黎世聯邦理工學院20+年全球領先的研發經驗和技術積累為基石，聚焦邊緣計算應用場景，提供橫跨感知與計算的類腦智能應用與解決方案。是全球首個同時擁有類腦智能領域感知與計算技術，并掌握該領域大量核心底層專利的類腦智能公司。 SynSense時識科技率先實現了類腦芯片商業化應用零的突破，為人工智能向認知智能發展，萬物互聯向萬物智聯發展邁出了關鍵一步。SynSense將和伙伴一起，共同構建“端到芯”“物與物”“物與人”萬物智聯的認知生態，引領全球類腦智能應用與發展，為人類未來美好生活創造福祉。