Mit KI werden maßgeschneiderte „Gehirnkarten“ für Patienten angefertigt, Xijia Medical schließt eine Pre-A-Finanzierungsrunde im Wert von mehreren zehn Millionen Yuan ab | Exklusive Erstveröffentlichung von 36Kr

Text | Lingguo Liu 

Redaktion | Ruojing Hai

36Kr erfuhr, dass Xijia Medical, ein Unternehmen für Gehirnwissenschaft und KI, kürzlich eine Pre-A-Finanzierungsrunde in Höhe von mehreren zehn Millionen Yuan abgeschlossen hat, die von Guozhong Capital angeführt wurde, mit Beteiligung von Xi Venture Capital, Qinzhi Capital, Huichuang Medical und Xingfu Capital. Diese Finanzierungsrunde wird hauptsächlich für klinische Forschung, Marktexpansion und Produktiteration verwendet.

Xijia Medical wurde 2019 gegründet und konzentriert sich auf die Analyse von MRT-Daten (Magnetresonanztomographie) unter Einsatz von KI- und Cloud-Computing-Technologien in Kombination mit Konnektomik, um präzise, individualisierte Gehirnnetzwerkkarten für Patienten zu erstellen. Derzeit wird diese Technologie hauptsächlich für die Planung neurochirurgischer Operationen, die Neuromodulation und die Positionierung vor der Implantation von Elektroden für Gehirn-Computer-Schnittstellen verwendet.

Im Mai 2025 gab Xijia Medical eine Angel-Finanzierungsrunde in Höhe von mehreren zehn Millionen Yuan bekannt, die von Xianfeng Qiyun Investment finanziert wurde und hauptsächlich für die Marktförderung und weitere Forschung und Entwicklung von KI-basierten Konnektomik-Produkten verwendet wird. Nach mehr als einem Jahr zeigt diese Investition erste Erfolge.

Wie bekannt ist, hat Xijia Medical auf Basis der KI-Gehirnatlas-Software NuraTome bereits ein TMS-Navigationsgerät (transkranielle Magnetstimulation) weiterentwickelt. Bei der TMS-Behandlung von Depressionen auf Basis seines präzisen Zielschemenas zeigt die Punktminderungsrate der Skalen bei behandelten Patienten eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Ausgangswert, was eine gute klinische Remissionsrate aufweist.

Gleichzeitig erweitert das Unternehmen seine Geschäftslinien auf Szenarien für Gehirn-Computer-Schnittstellen und hat bisher die klinische Implantation von mehr als 20 Elektroden unterstützt, um Anbietern von Gehirn-Computer-Schnittstellen eine vorgelagerte Navigationsinfrastruktur bereitzustellen.

Vom „Durchschnittsgehirn“ zu „individuellen Koordinaten“

Im Jahr 2016 teilten Forscher um Matthew F. Glasser das Großhirnrinden in 360 Hirnregionen auf Basis der MRT-Daten des Human Connectome Project (HCP) ein und veröffentlichten einen Gehirnatlas, der Informationen zur Struktur der Großhirnrinde, Gehirnfunktionen und regionalen Verbindungen enthält. Danach wurde der HCP-Atlas als einer der universellen Gehirnatlanten weit verbreitet in der Gehirnforschung sowie der Diagnose und Behandlung von Hirnerkrankungen eingesetzt.

Aber der HCP-Atlas zeigt hauptsächlich ein „durchschnittliches“ Gehirn, während „die Kopfgröße und die Hirnfurchen und Hirnwindungen von Mensch zu Mensch unterschiedlich sind. In einigen Fällen können Tumore und Ödeme auch das umliegende Gewebe zusammendrücken, was zu einer Verschiebung der Hirnregionen führt“, erwähnt Yuan Quan, CFO von Xijia Medical. Daher lässt sich der HCP-Atlas nicht direkt auf verschiedene Patienten anwenden.

Alle in das Gehirn eingreifenden Verfahren wie neurochirurgische Operationen, Magnetstimulation und Elektrodenimplantation erfordern eine präzise Positionierung ihrer Struktur und Funktion. Wie lässt sich der universelle Atlas präzise mit unterschiedlichen Gehirnen abgleichen? Xijia Medical hat eine neue Lösung für dieses Problem gefunden, indem es maschinelles Lernen auf riesige Mengen an MRT-Daten anwendet.

Konkret enthält sein Kernsoftwareprodukt NuraTome ein Atlas-Framework mit 379 Hirnregionen, von denen 360 kortikale Hirnregionen aus dem HCP-Atlas stammen und weitere 19 subkortikale Regionen ergänzt werden.

Xijia Gehirnatlas – Kernstruktur des Gehirns

Wie erläutert wird, hat das Xijia-Team bereits 2017, noch vor dem Aufkommen großer Modelle, damit begonnen, KI-Fähigkeiten für Gehirnbilder aufzubauen und spezielle Algorithmen mit MRT-Daten von gesunden Personen und Patienten zu trainieren. Das KI-Modell lernt zuerst die typischen Verbindungswege von Nervenfaserbündeln in verschiedenen Hirnregionen aus den Daten gesunder Personen und lernt daraufhin die „einzigartige“ Position zu erkennen, die jeder „standardmäßige“ Hirnbereich im Gehirn verschiedener Patienten einnimmt. Dieses Verfahren zur individualisierten Positionierung von Gehirnnetzwerken auf Basis struktureller Verbindungen wird auch als SCA (Structural Connectivity Atlas) bezeichnet. Auf dieser Grundlage kombiniert NuraTome dann funktionelle MRT (fMRT), um die funktionellen Verbindungen zwischen Hirnregionen zu analysieren.

Letztendlich sehen Ärzte über die NuraTome-Software von Xijia einen individualisierten Gehirnnetzwerk-„Kartenplan“, der sowohl das Spektrum der strukturellen Verbindungen als auch den Atlas der funktionellen Verbindungen enthält. Yuan Quan erklärt, dass die Nische von Xijia mit der Position von Kartenunternehmen in der Internetbranche verglichen werden kann. Dementsprechend lässt sich der strukturelle Gehirnatlas so verstehen, dass Straßen, Gebäude, Verwaltungsbereiche usw. auf einer Karte eingezeichnet werden, während der funktionelle Atlas dynamische Informationen wie Verkehrsdichte, Ampeln und Stauzonen hinzufügt.

In Kombination beider können Ärzte die Position von Läsionen genauer bestimmen, den Verlauf von Nervenfaserbündeln verfolgen und Funktionsstellen erkennen, um so das Eingriffsverfahren und den Weg festzulegen.

Yuan Quan gibt an, dass Xijia derzeit Zehntausende klinische Daten aus dem In- und Ausland gesammelt und für das KI-Training verwendet hat, dazu gehören auch jahrelange Forschungsdaten und öffentliche Datensätze, wobei der Umfang der Datensammlung an der Spitze der Branche liegt.

Bestandsdaten sind ein Aspekt, um die Modellfähigkeiten ständig zu verbessern, sind auch Zusatzdaten entscheidend, die das „Drehzahl“ des Datenrads beschleunigen können. Wie erläutert wird, verwendet NuraTome ruhende Zustands-fMRT, wobei der Patient nur etwa 8 Minuten ruhig liegen muss, um die Scan abzuschließen. Im Vergleich dazu kann ein herkömmlicher aufgabengebundener Scan zwei bis drei Stunden dauern, sodass die Datensammlungsgeschwindigkeit von Xijia auf MRT relativ schneller ist. „Ein vollständiger 23-minütiger MRT-Scan plus 90 Minuten Datenanalyse reichen aus, um die Daten vollständig zu verarbeiten.“

„Sowohl Software als auch Hardware ausgestattet“

Der Bereich der Neuromodulation für TMS (transkranielle Magnetstimulation) ist die Geschäftslinie von Xijia, die in den letzten Jahren die schnellsten Fortschritte gemacht hat.

TMS ist eine Therapie, die die Aktivität von Neuronen in bestimmten Gehirnbereichen durch gepulste Magnetfelder stimuliert oder hemmt, und umfasst hauptsächlich drei Schritte: Positionieren des Zielpunkts, Navigieren der Spule und Ausgeben der Magnetstimulation. Bisher schätzen Ärzte in der Regel die Position des Zielpunkts anhand von Bildern und anatomischen Markierungen ab und halten dann die Spule in der Hand, um die Magnetstimulationstherapie am Kopf des Patienten durchzuführen.

„In der herkömmlichen Therapie wird am Beispiel von Depressionen hauptsächlich der strukturelle Mittelpunkt des dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) als Stimulationsziel ausgewählt, aber dieser Hirnbereich hat die Größe eines Tennisballs, während der Fokus der Stimulation der TMS-Spule begrenzt ist. Daher ist es in der tatsächlichen Behandlung schwierig, den wirksamen Zielpunkt präzise zu stimulieren; NuraTome kann den Positionsbereich weiter auf Millimetergenauigkeit verkleinern und den Ärzten sagen, welche Position genau stimuliert werden soll.“

Darüber hinaus fehlt in der herkömmlichen Therapie das individualisierte Verständnis der Gehirnnetzwerke verschiedener Patienten, sodass bei Patienten mit derselben Indikation oft derselbe Zielpunkt stimuliert wird. Tatsächlich können die Anomaliepunkte des Gehirnnetzwerks hinter derselben Indikation unterschiedlich sein. Beispielsweise leiden Patienten mit Depressionen teilweise unter anhaltender Niedergeschlagenheit, teilweise unter Verlust des Lustempfindens oder werden von Angstzuständen und Schlaflosigkeit geplagt. Obwohl die Skalenwerte ähnlich sind, bedeutet das nicht, dass die anomalen Verbindungen in derselben Hirnregion auftreten. Dementsprechend wird der therapeutische Effekt bei Stimulation derselben Position natürlich beeinträchtigt. Wie erläutert wird, liegt die Wirksamkeit der TMS-Behandlung im Modus des „blinden Schusses“ auf Basis herkömmlicher anatomischer Markierungen manchmal nur bei 20 % bis 30 %, sodass der klinische Nutzen für Patienten nicht stabil ist.

Um zu erreichen, dass die Zielpunkte von Mensch zu Mensch unterschiedlich sind, müssen zuerst die Anomaliepunkte im Gehirnnetzwerk jedes Patienten ermittelt werden. Bezüglich des spezifischen Mechanismus vergleicht NuraTome die funktionellen Verbindungen des Patienten mit Referenzdaten von gesunden Personen, ermittelt Bereiche mit übermäßig aktiven oder gehemmten Verbindungen und filtert dann unter Berücksichtigung von Indikationen, Symptomen und klinischen Daten die Verbindungen heraus, die mit den Symptomen des Patienten zusammenhängen, um Kandidaten-Zielpunkte für die Behandlung zu bilden.

Wie erläutert wird, hat Xijia derzeit Strategien zur Berechnung von Zielpunkten für etwa zehn Indikationen wie Depressionen, Schlafstörungen, Angststörungen, Alzheimer-Krankheit, Autismus, Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung und Rehabilitation nach Schlaganfall entwickelt. Das Unternehmen gibt an, dass die Wirksamkeit der TMS-Behandlung nach Einsatz seines präzisen Zielschemas im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren deutlich gestiegen ist.

Nachdem der Zielpunkt präzise gefunden wurde, ist die TMS-Therapie erst zur Hälfte abgeschlossen, die andere Hälfte ist die „Spulenavigation“. Ärzte müssen während der Behandlung sicherstellen, dass die Spule den Zielpunkt die ganze Zeit über ausrichtet. Bisher wurde dieser Teil hauptsächlich von Navigations-Hardwaregeräten von Drittanbietern durchgeführt, während Xijia nur für die Softwarepositionierung verantwortlich war.

Wie erläutert wird, hat Xijia derzeit selbst ein TMS-Navigationsgerät entwickelt, das Positionierungs- und Navigationsfunktionen in einem einzigen Gerät integriert. Nachdem NuraTome den Zielpunkt berechnet hat, verfolgen die Binokularkameras des Navigationsgeräts die Position von Kopf und Spule des Patienten, um Ärzte bei der Anpassung der Spule zu unterstützen und Abweichungen während der Behandlung zu reduzieren. Yuan Quan verwendet einen Schützenvergleich: „TMS ist das Gewehr, das Navigationsgerät ist das Zielfernrohr, und NuraTome ist dafür verantwortlich, hochwertige Ziele zu erkennen.“

Ziel finden, Grenzen ziehen

Neben der Neuromodulation ist mit der beschleunigten klinischen Einführung von Gehirn-Computer-Schnittstellen in den letzten zwei Jahren auch die neue Erweiterungsszene von NuraTome entstanden, da diese ebenfalls eine präzise Gehirnpositionierung erfordern.

Sowohl bei invasiven Gehirn-Computer-Schnittstellen, bei denen Elektroden in das Hirngewebe implantiert oder auf die Dura mater aufgebracht werden, als auch bei nicht-invasiven Gehirn-Computer-Schnittstellen, die Signale wie Elektroenzephalogramm von der Kopfhaut erfassen, müssen Nervensignale erfasst werden, um die Absicht des Menschen zu dekodieren und sie in Geräteanweisungen umzuwandeln.

Ob Signale ausreichend klar erfasst werden können, hängt einerseits von der Anzahl der Elektroden und Kanäle ab, andererseits ist auch die genaue Position der Elektrodenplatzierung entscheidend. Konkret gilt: Je näher man an den Signal-Hotspots liegt, desto größer ist die Chance, wirksame Signale zu erfassen.

Am Beispiel invasiver Gehirn-Computer-Schnittstellen zur Wiederherstellung der motorischen Funktion werden bei herkömmlichen Implantationen normalerweise anatomische Markierungen wie die „Handregion“ des Gyrus praecentralis verwendet, um den ungefähren Bereich der motorischen Funktionszone zu bestimmen. Die Handregion weist jedoch morphologische Unterschiede wie Ω-Form und ε-Form auf, und die tatsächlichen Hotspots der Handmotorik stimmen nicht unbedingt vollständig mit ihnen überein. Unter diesen Umständen kann NuraTome mit seiner Fähigkeit, Funktions-Hotspots, wichtige Nervenfaserbündel und Sicherheitsgrenzen zu erkennen, Ärzten dabei unterstützen, die Zielbereiche der Elektroden zu verfeinern und den spezifischen Implantationsweg zu planen.

Wie erläutert wird, hat das Unternehmen derzeit mit mehreren führenden Anbietern von Gehirn-Computer-Schnittstellen zusammengearbeitet und bisher die klinische Implantation von mehr als 20 Elektroden unterstützt, wobei hauptsächlich ein Abrechnungsmodus pro Fall angewendet wird.

Xijia1x Software zur Verarbeitung von Magnetresonanztomographie-Bildern

Die dritte Hauptanwendungsszene von NuraTome ist die Neurochirurgie, wo seine Positionierungsfähigkeit zuerst auf die Probe gestellt wurde.

„Auf Basis unserer individualisierten Gehirnatlas-Bildgebung können Ärzte die Gehirnnetzwerke, Nervenfaserbündel und grauen Substanzbereiche um den Tumor herum klar erkennen, um besser beurteilen zu können, welche Auswirkungen ein Schnitt an dieser Stelle auf die Gehirnfunktion des Patienten haben könnte“, erklärt Yuan Quan.

Ein Millimeter zu viel Schnitt und man fürchtet, normales Hirngewebe zu verletzen; ein Millimeter zu wenig Schnitt und man fürchtet, dass der Tumor nicht vollständig entfernt wird und später erneut auftritt. Das Fehlen von Werkzeugen zur präzisen Positionierung der Grenzen der Tumorresektion ist ein langjähriges Problem in der neurochirurgischen Praxis. Yuan Quan erklärt dies am Beispiel einer Operation an einem Thalamus-Gliom: Diese Art von Tumor liegt tief im Gehirn, und das Risiko einer postoperativen Lähmung ist hoch, sodass manche Ärzte normalerweise keine Operation empfehlen. „Bei diesem Fall wurde die Operationsplanung mit unserer Software durchgeführt, und die Funktion des Patienten nach der Operation ist grundsätzlich normal.“

Derzeit wird NuraTome hauptsächlich für die präoperative Planung eingesetzt. Während der Operation können Ärzte auch den Atlas abrufen, um die Beurteilung zu unterstützen. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zur Positionierung von Funktionsbereichen wie intraoperativem Wecken und Elektrophysiologie kann es vor dem Operation komplexe Gehirnnetzwerke in einem größeren Bereich darstellen, der über motorische und sprachliche Netzwerke hinausgeht, wie Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Kognition und Emotionen.

Wie bekannt ist, ist die neurochirurgische Operationsplanungssoftware von Xijia bereits in mehr als 180