基于專利檢索的我國醫用磁共振成像系統專利現狀分析

畢帆，王龍辰，李斌

上海交通大學附屬第六人民醫院 醫學裝備處，上海 200233

基于專利檢索的我國醫用磁共振成像系統專利現狀分析

畢帆，王龍辰，李斌

上海交通大學附屬第六人民醫院 醫學裝備處，上海 200233

本文通過采用關鍵詞和國際專利分類號相結合的方式對中國專利文獻數據庫（CNPAT）進行檢索，并對檢索出的專利數據進行篩選和統計。通過對我國磁共振成像（MRI）系統的專利申請趨勢、申請人以及技術分類主題等進行分析，為今后我國醫用MRI領域的發展提出參考建議。

專利檢索；磁共振成像；國際專利分類號

0 前言

醫用磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是繼X射線計算機斷層成像、B超等檢查技術后又一新的斷層成像方法。它具有無輻射損傷、組織分辨力高、多方位多參數成像等優點，因此在臨床上得到了廣泛使用。從1946年美國科學家Bloch和Purcell發現核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）現象到1980年全身MRI系統研制成功，MRI技術發展迅速[1-2]。隨著科技的不斷發展，MRI在磁體技術、射頻線圈技術和成像技術等方面都發生了翻天覆地的變化[3-4]。但國內MRI技術力量較國外薄弱，各大核心專利技術主要掌握在飛利浦、西門子、GE等大型跨國企業手中。故了解我國醫用MRI的專利技術對于企業研發、醫院購置設備具有重要意義。

本文利用專利檢索的方法，對我國醫用MRI領域的專利現狀進行了統計分析，有助于國內企業和用戶了解醫用MRI領域的最新技術熱點，也有助于從側面了解未來國產MRI技術的發展趨勢。

1 MRI產業現狀

自1980年代全球第一臺用于臨床的全身MRI系統在Fonar公司誕生后，MRI技術日趨成熟，應用范圍日益廣泛，行業規模不斷擴大。從全球醫用MRI行業發展來看，僅2012年全球新增MRI系統就達到了1.5萬臺，同比增長13.64%，全球醫用MRI的總裝機量達到了14.68萬臺[5]。

目前，醫用MRI系統主要向中高場強和低場強兩極化發展。兩類MRI系統的主要特點，見表1。我國中高場強的MRI市場主要被一些跨國企業所壟斷，如GE、飛利浦、西門子和幾家日資企業。國內產業的發展以及跨國企業的生產轉移，使得國內低場強MRI的生產基本能夠滿足市場需求，但低場強MRI系統存在圖像質量較差、成像速度慢等缺點。國內主要有深圳安科、北京萬東、沈陽東軟、寧波鑫高益等企業，在永磁MRI的中低端市場占據著一定的市場份額，并以生產永磁型低場強MRI為主[6]。近年來，成都奧泰、上海聯影等新興企業的崛起，成為推動國產超導MRI的重要力量。但我國的研發水平和發達國家相比還存在較大差距，高端MRI還依賴于進口。隨著醫療體制改革的深入，我國MRI市場潛力巨大。而且隨著超導技術、液氦零消耗技術的不斷發展[7-8]，高場強超導型MRI將是其中一個重要的發展趨勢。

表1 兩類MR I系統對比

2 研究方法

本文采用關鍵詞和國際專利分類號（International Patent Classifi cation，IPC）相結合的檢索方法，在中國專利文獻數據庫（China Patent Database，CNPAT）中進行專利檢索，檢索年限為1985～2013年。首先，根據MRI技術領域，確定對應的IPC分類號，將分類號的檢索結果與MRI技術內容相關的關鍵詞進行“與”、“或”、“非”等邏輯運算，在CNPAT中檢索涉及的IPC分類號和關鍵詞，見表2。得到初步的檢索結果后，進一步通過人工篩選來獲得最終的檢索結果。采用此檢索策略可以最大程度地保證檢索結果的全面性。我國專利制度通常分為發明專利、實用新型專利和外觀設計專利等3類。本研究考慮的是MRI技術方面的相關專利，故在統計時只將發明專利和實用新型專利作為統計對象，未將外觀設計專利納入統計。

表2 CNPAT檢索涉及的IPC分類號和關鍵詞列表

3 MRI專利現狀分析

3.1 專利申請趨勢分析

通過對MRI領域的專利申請量進行檢索，得到1985～2013年專利申請情況的數據統計圖，見圖1。可以看出，我國MRI技術領域專利申請數量總體處于上升趨勢，且在進入21世紀后增長速度較快。

圖1 我國MR I領域專利申請量趨勢圖

我國MRI領域技術專利申請大致可分為4個階段：第一階段為萌芽階段，大致為1985～1993年，除了在1985年專利制度設立時有12件專利外，其余年份的專利申請量均較少。這表明，此階段技術較為薄弱，申請量較少。第二階段為1994～1998年，此階段初步進入穩定上升期，申請量有一定上升但呈現波動趨勢。第三階段為1999～2004年，這一階段進入穩定上升期，申請數量有大幅度增長，年均有近100件的申請量。第四階段為2005年至今，這一階段進入快速增長期，在2012年達到峰值500件。另外由于從專利申請到專利公開具有一定的時間間隔，故專利申請具有一定的滯后性，因此本研究中得到的2013年的專利申請數量少于實際申請數量。同時，2005年的專利申請數量相比前后幾年有一定幅度的增長，這是因為在2004～2005年間，MRI行業確定將3T超高場強的MRI作為臨床常規產品。從整體的申請量可以估計，MRI技術領域專利申請量在今后一個時期仍將繼續走高。

3.2 專利申請人分析

為了研究MRI領域國內的主要競爭情況，對檢索出的專利數據按照申請人進行了統計分析，結果見圖2。需要說明的是，本研究對跨國企業下的不同子公司申請的專利進行了合并簡化，如對搜索到的上海西門子醫療器械有限公司和西門子（深圳）磁共振有限公司的專利予以合并，在統計結果中統稱為西門子公司。排名前三的分別是西門子公司、東芝公司、飛利浦公司，這表明了國外申請人（公司）在MRI領域專利申請中占有絕對的優勢，這與其強大的技術研發力量相關。但不容忽視的是，以上海聯影和中國深圳先進技術研究所為代表的國內公司和研究機構也占有一席之地，表明我國企業和研究機構在MRI領域有一定的技術研發成果，但是在專利申請數量上與國際大公司還有較大差距。在所有的申請人中，西門子公司、東芝公司、飛利浦公司、GE公司所申請的專利數量遠高于其他申請人，表明這幾家跨國公司一直注重MRI技術的研究和開發，同時也注重中國市場的專利申請。

圖2 我國MR I領域專利申請量排名圖

3.3 技術分類主題分析

對MRI技術專利熱點進行分析有助于我國企業和研究機構找準研究方向，故本研究按照MRI的硬件結構對MRI技術領域進行了劃分[1-4,9-11]，結果見表3。對專利申請量及所占比例按各技術領域進行了統計分析，結果見圖3。

表3 MR I技術分類表

圖3 我國MR I領域各技術部分專利申請狀況圖

圖3 表明，涉及磁體系統和梯度系統部分的專利較少，分別占8.58%和7.57%。磁體目前向著高場強、短腔磁體、開放式及專用機發展。梯度系統向雙梯度發展，這在20世紀90年代中期就被提出，但是直到本世紀初才應用于臨床，故這兩大技術分類在專利申請量中比重不大[12-13]。而計算機數據采集和圖像重建部分、射頻系統部分所占比例較大，兩者總和已超過總數的70%。計算機系統是MRI的大腦，它控制著射頻脈沖的激發、信號采集、數據運算和圖像顯示等。近年來隨著計算機硬件處理速度的提高，特別是并行總線技術和并行CPU處理技術的發展，使得磁共振設備可以完成更為復雜的序 列掃描，故在MRI技術領域中，計算機數據采集和圖像重建部分技術專利申請量最大，達到1157件，占總數的38.77%。射頻線圈已從最初的單通道線圈發展為現在的多通道相控陣線圈，配合并行采集技術可以進一步提高MRI的信號采集速度，同時對圖像質量也有明顯的優化作用[14-15]，此技術部分專利申請量也較多，達到954件。上述兩部分關鍵技術發展較快，故專利申請量所占比例較大。其他輔助部分包括檢查床、液氦冷卻系統、生理監控儀器等硬件設備，同時也含有與MRI配套使用的影像歸檔和通信系統（Picture Archiving and Communication System，PACS）軟件，專利申請量占13.10%。

總的來說，MRI領域各技術部分專利申請量差別較大。計算機數據采集和圖像重建、射頻系統部分專利申請比較活躍，而磁體系統和梯度系統部分技術突破難度較大，故專利申請量較少。

4 討論

本研究利用專利檢索的方法對我國醫用MRI領域專利現狀進行了分析，有助于專利政策的制定和規劃，為國內企業和研究機構找準醫用MRI領域的研究熱點提供導向。

基于專利檢索結果，建議國家加大對國內企業的扶持力度，樹立政策導向，鼓勵國內企業技術創新，積極申請相關技術專利，提高企業產品的競爭力。國內企業和科研單位應加大自主創新力度，以臨床需求為導向，追蹤技術熱點，掌握核心技術，在MRI熱點領域如數據處理和圖像重建部分加大技術力量投入，確定技術發展方向，努力縮短與國際間的差距。國內企業、科研單位、醫院及學校間應加大合作力度，通過資源共享、產學研共建平臺、技術合作等形式提高自主創新能力，形成產學研相結合的模式，促進專利成果，從而打破國外技術的壟斷，積極參與國內外市場競爭。

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Analysis on the Current Situation of Patents Related to MRI System in China Based on Patent Search

BI Fan, WANG Long-chen, LI Bin
Department of Medical Equipment, The Sixth People’s Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200233, China

In this paper, patent data of magnetic resonance imaging (MRI) system in China are searched from China patent database (CNPAT) by using the method of keywords combined with international patent classifi cation, then the patent data are selected and statistically analyzed. Through analyzing the patent application trend, applicants and technical classifi cation themes of MRI, this paper proposes some suggestions for the development of MRI in China.

patent search; magnetic resonance imaging; international patent classifi cation

R445.2

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.01.021

1674-1633(2015)01-0071-04

2014-06-19

2014-07-25

李斌，教授級高級工程師，上海市第六人民醫院醫學裝備處處長，中華醫學會醫學工程學分會副主任委員。

通訊作者郵箱：libin2001@hotmail.com