ISOIEC TS 275712026 信息技术 脑-计算机接口 非侵入性脑信息收集的数据格式标准立项发展报告

信息技术脑-计算机接口非侵入性脑信息收集的数据格式标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology—Brain-computerinterfaces—Dataformatfornoninvasivebraininformationcollection摘要脑-计算机接口（Brain-ComputerInterface,BCI）技术作为新一代人机交互范式，近年来在医疗康复、智能控制、人因工程及认知科学等领域取得了突破性进展。随着非侵入性脑信息采集设备（如脑电图、功能性近红外光谱、脑磁图等）的日益普及，多模态脑数据在格式定义、元数据描述、数据交换与共享等环节面临严峻的互操作性与标准化挑战。在此背景下，国际标准化组织（ISO/IEC）发布了ISO/IECTS27571:2026《信息技术脑-计算机接口非侵入性脑信息收集的数据格式》技术规范。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、关键条款及应用价值，着重分析了其在统一脑数据表示、促进跨平台互操作、保障数据安全与隐私合规等方面的重要作用。报告指出，该标准的发布标志着脑-计算机接口领域数据标准化工作迈入新阶段，为构建开放、兼容、安全的脑信息生态体系奠定了坚实基础，并为后续国际标准研制提供了重要方向与参考框架。关键词：脑-计算机接口；非侵入性脑信息；数据格式；互操作性；国际标准；标准化；脑电数据Keywords:Brain-computerinterface;Noninvasivebraininformation;Dataformat;Interoperability;Internationalstandard;Standardization;EEGdata一、引言1.1标准化背景与研究意义脑-计算机接口技术旨在建立人脑与外部设备之间的直接通信通路，无需依赖外周神经和肌肉组织。近年来，随着神经工程、人工智能、可穿戴传感技术的深度融合，非侵入式BCI系统在运动功能康复、意识状态监测、认知负荷评估、神经疾病辅助诊疗等场景中展现出广阔的应用前景。然而，当前非侵入性脑信息采集领域面临一个结构性瓶颈：各设备厂商和研究机构普遍采用私有数据格式，不同系统之间缺乏统一的数据表达规范和交换协议，导致数据共享困难、研究成果难以复现、多中心协作效率低下等问题日益凸显。脑电数据（EEG）、功能性近红外光谱数据（fNIRS）等时间序列信号在各采集设备中的采样率、通道排布、参考电极设置、伪迹标注方式等均存在显著差异，进一步加剧了数据异构化程度。在此背景下，制定统一的非侵入性脑信息数据格式标准，已成为推动BCI技术规模化应用和产业健康发展的迫切需求。ISO/IECTS27571:2026的发布，正是对这一行业痛点的积极回应。1.2标准基本信息-标准编号：ISO/IECTS27571:2026-标准名称：信息技术脑-计算机接口非侵入性脑信息收集的数据格式-英文名称：Informationtechnology—Brain-computerinterfaces—Dataformatfornoninvasivebraininformationcollection-标准状态：现行-发布机构：国际标准化组织（ISO/IEC）-ICS分类号：接口和互连设备-发布日期：2026-04-23-国别：国际组织-语言：英语二、标准研制背景2.1技术发展现状与趋势非侵入性脑信息采集技术经历了从实验室研究到产业化应用的重要转型。脑电图（EEG）凭借其毫秒级时间分辨率和相对低廉的设备成本，始终是非侵入式BCI系统中应用最为广泛的信息采集手段。功能性近红外光谱（fNIRS）以血氧代谢信号为信息载体，在运动伪迹鲁棒性方面具有独特优势。脑磁图（MEG）虽设备昂贵，但在空间分辨率方面表现优异。近年来，多模态联合采集方案日渐成为研究热点，EEG-fNIRS混合系统已进入临床应用验证阶段。从技术演进角度来看，当前BCI领域正经历三个重要转变：其一，从单一模态向多模态融合转变，要求数据格式能够兼容多种信号类型的统一描述；其二，从离线分析向实时闭环交互转变，对数据流的实时性和时序一致性提出了更高要求；其三，从单中心研究向多中心协作转变，数据的可移植性和互操作性成为基本前提。2.2行业面临的标准化挑战尽管BCI技术发展迅速，数据标准化工作却明显滞后。具体而言，行业面临以下几个方面的挑战：数据表达不一致：不同设备厂商定义的数据文件中，通道命名规则各异（如“Cz”“CZ”“C3”等命名不统一），参考电极设置方式（平均参考、耳垂参考、乳突参考等）缺乏统一规范，导致同一实验场景下采集的数据在不同系统间无法直接比对。元数据描述缺失：大量数据文件缺少关于采集环境、受试者状态、任务范式、设备参数等关键上下文信息的结构化描述，严重制约了数据的二次利用和价值挖掘。数据交换壁垒：各平台间缺乏通用的数据导入导出机制，研究人员往往需要进行繁琐的格式转换和预处理工作，极大增加了数据管理成本。隐私与安全问题：脑数据蕴含丰富的神经生理信息，高度敏感，如何在促进数据共享的同时保障受试者隐私安全，亟需标准层面的回应与规范。正是基于上述行业痛点，国际标准化组织适时启动了ISO/IECTS27571的制定工作。三、标准主要内容3.1标准适用范围与定位ISO/IECTS27571:2026是一项国际标准化组织发布的技术规范（TechnicalSpecification,TS），属于ISO/IECJTC1框架下的标准文件类型。其内容涵盖了非侵入性脑信息采集过程中数据格式的定义、数据元素的规范描述、元数据架构以及数据交换的基本要求。该标准适用于脑电图、功能性近红外光谱、脑磁图等各类非侵入性脑信息采集技术所生成的数据，旨在为设备制造商、软件开发商、研究机构及临床医疗机构提供统一的技术参考框架。3.2标准构建的总体框架ISO/IECTS27571:2026通过建立一套系统的、可扩展的数据格式框架，着力破解脑数据互操作性的核心障碍。标准的总体框架设计围绕三大核心层展开：数据格式核心层、元数据描述层和数据交换接口层。数据格式核心层定义了脑信息数据文件的基本结构，包括数据文件头（包含文件标识、版本信息、数据类型等基本信息）、通道配置信息（通道名称、通道类型、信号单位、采样率等）、信号数据区（以统一的时间序列结构存储采集的脑信号数据）以及事件标注区（记录刺激呈现时刻、受试者响应、伪迹标记等事件信息）。元数据描述层构建了一套系统化的元数据模型，涵盖受试者元数据（如年龄、性别、健康状况，均进行匿名化处理，以保障隐私）、采集设备元数据（设备型号、放大器参数、滤波设置、电极类型等）和实验范式元数据（任务类型、刺激参数、实验流程描述）。数据交换接口层则规定了标准数据格式与其他常用数据格式之间的转换规则。该层充分考虑了现有数据生态的延续性，为已广泛应用于学术研究领域的数据格式提供了标准化的映射路径，从而最大限度地降低标准推广过程中的迁移成本。3.3关键技术与创新点ISO/IECTS27571:2026在技术内容方面呈现以下突出创新点：多模态数据统一表达机制：标准设计了一套统一的数据容器结构，能够将EEG、fNIRS、MEG等不同类型的脑信息数据纳入同一个数据模型框架之中。通过区分“信号类型”和“数据维度”，该机制可兼容不同模态数据的异构特性。可扩展性与前瞻性：标准采用模块化设计理念，核心框架保持相对稳定，但通过扩展字段和自定义元数据项，为未来可能出现的新型非侵入性脑信息采集技术预留了兼容空间。数据质量标识体系：标准引入了数据质量等级描述字段，用于标注数据的噪声水平、伪迹污染程度、信号质量评估结果等信息，为下游分析和算法评估提供了重要的参考依据。安全与隐私内嵌设计：标准的元数据架构中单独设置了隐私与安全属性字段，覆盖数据匿名化处理标识、访问控制要求、数据使用许可条件等敏感信息维度。四、标准核心价值与应用前景4.1促进数据共享与多中心协作ISO/IECTS27571:2026最直接的价值在于打破了脑数据共享的格式壁垒。统一的数据格式框架有助于消除不同设备、不同平台间的数据异构性问题，使来自不同实验室、不同国家和地区的脑数据能够在同一框架下进行整合分析和比较验证。在神经科学领域，多中心大样本研究对于揭示脑功能的一般规律和个体差异具有重要意义。该标准为大规模数据汇聚提供了技术前提，也为国际脑科学合作项目提供了重要的标准化基础设施。4.2推动产业健康发展从产业角度审视，该标准的实施有助于规范非侵入性BCI设备市场的数据产出格式，降低系统集成成本，促进产业链上下游的高效协作。设备制造商可按标准要求提供标准化的数据输出接口，软件开发商可基于统一的数据模型开发通用的分析与可视化工具，终端用户则可在不同系统间灵活切换而不受数据兼容性制约。4.3支撑人工智能与数据驱动研究五、标准修订单位介绍ISO/IECTS27571:2026的研制工作由国际标准化组织下设的专业技术委员会牵头组织，广泛吸纳了来自全球学术机构、产业界和相关标准化组织的权威专家参与。其中，中国电子技术标准化研究院（CESI）作为脑-计算机接口标准化领域的重要参与力量，为标准制定工作做出了积极贡献。该研究院是中国在电子信息技术领域从事标准化研究的国家级科研机构，长期致力于信息技术领域的标准研制与应用推广工作。在脑-计算机接口标准化方向上，中国电子技术标准化研究院联合国内多家高校和科研机构开展了一系列卓有成效的工作。2019年，全国信息技术标准化技术委员会（SAC/TC28）在生物特征识别分技术委员会（SC37）下设立了脑-计算机接口研究组，系统开展BCI领域标准化需求和标准体系研究工作。在此基础上，中国电子技术标准化研究院组织国内专家积极参与ISO/IECJTC1/SC43脑-计算机接口标准化技术委员会的各项工作，在技术方案论证、数据格式设计、应用场景梳理等方面为ISO/IECTS27571的研制贡献了中国智慧和中国方案。该研究院在标准研制过程中，重点围绕脑数据格式兼容性测试评估、多模态数据融合表达机制、以及数据安全与隐私保护等关键技术方向展开深入研究，为标准技术内容的科学性和可操作性提供了有力支撑。其参与工作不仅推动了中国在脑-计算机接口国际标准化领域的话语权提升，也为国内BCI技术产业的规范化发展提供了良好的标准化基础。六、结论与展望ISO/IECTS27571:2026《信息技术脑-计算机接口非侵入性脑信息收集的数据格式》的发布，是脑-计算机接口领域标准化进程中一座重要的里程碑。该标准首次在国际层面系统性地回应了非侵入性脑信息数据格式不统一、互操作性不足、元数据描述缺失等长期制约行业发展的结构性问题，为全球范围内脑数据的规范化采集、有效交换和深度共享提供了统一的技术框架。从行业影响来看，该标准的实施将对脑-计算机接口技术研发链的各个环节产生深远的积极影响：在设备制造端，推动数据输出接口的标准化和规范化；在算法研发端，降低数据预处理的复杂度，加速人工智能解码模型的迭代优化；在临床应用端，为多中心联合研究和医疗器械的标准化审批奠定数据基础；在数据合规层面，为脑数据的安全存储与合规流通提供了标准化指引。展望未来，脑-计算机接口标准化工作仍将持续深化演进。在ISO/IECTS27571建立的数据格式框架基础上，后续标准可能会在以下方向持续推进：一是进一步完善针对特定应用场景（如医疗康复、教育评估、智能交互等）的细分标准；二是加强与其他相关标准体系的衔接与协调，包括但不限于区块链、联邦学习等新兴技术在脑数据安全共享中的应用规范；三是推动标准在更大范围内获得广泛应用和验证，积累实践反馈以持续优化标准内容。随着脑-计算机接口技术的不断成熟和产业化进程的加速推进，标准化工作的重要性将愈加凸显。我们期待ISO/IECTS27571能够在全球范围内得到广泛采用，为构建开放、兼容、安全、高效的脑信息生态体系发挥核心基础性作用，助力脑-计算机接口技术更好地服务人类社会的发展与进步。参考文献[1]ISO/IECTS27571:2026,Informationtechnology—Brain-computerinterfaces—Dataformatfornoninvasivebraininformationcollection.[2]中国电子技术标准化研究院.脑-计算机接口标准化研究报告.北京,2021.[3]全国信息技术标准化技术委员会.SAC/TC