基于专利检索的我国医用磁共振成像系统专利现状分析

毕帆，王龙辰，李斌

上海交通大学附属第六人民医院 医学装备处，上海 200233

基于专利检索的我国医用磁共振成像系统专利现状分析

毕帆，王龙辰，李斌

上海交通大学附属第六人民医院 医学装备处，上海 200233

本文通过采用关键词和国际专利分类号相结合的方式对中国专利文献数据库（CNPAT）进行检索，并对检索出的专利数据进行筛选和统计。通过对我国磁共振成像（MRI）系统的专利申请趋势、申请人以及技术分类主题等进行分析，为今后我国医用MRI领域的发展提出参考建议。

专利检索；磁共振成像；国际专利分类号

0 前言

医用磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是继X射线计算机断层成像、B超等检查技术后又一新的断层成像方法。它具有无辐射损伤、组织分辨力高、多方位多参数成像等优点，因此在临床上得到了广泛使用。从1946年美国科学家Bloch和Purcell发现核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）现象到1980年全身MRI系统研制成功，MRI技术发展迅速[1-2]。随着科技的不断发展，MRI在磁体技术、射频线圈技术和成像技术等方面都发生了翻天覆地的变化[3-4]。但国内MRI技术力量较国外薄弱，各大核心专利技术主要掌握在飞利浦、西门子、GE等大型跨国企业手中。故了解我国医用MRI的专利技术对于企业研发、医院购置设备具有重要意义。

本文利用专利检索的方法，对我国医用MRI领域的专利现状进行了统计分析，有助于国内企业和用户了解医用MRI领域的最新技术热点，也有助于从侧面了解未来国产MRI技术的发展趋势。

1 MRI产业现状

自1980年代全球第一台用于临床的全身MRI系统在Fonar公司诞生后，MRI技术日趋成熟，应用范围日益广泛，行业规模不断扩大。从全球医用MRI行业发展来看，仅2012年全球新增MRI系统就达到了1.5万台，同比增长13.64%，全球医用MRI的总装机量达到了14.68万台[5]。

目前，医用MRI系统主要向中高场强和低场强两极化发展。两类MRI系统的主要特点，见表1。我国中高场强的MRI市场主要被一些跨国企业所垄断，如GE、飞利浦、西门子和几家日资企业。国内产业的发展以及跨国企业的生产转移，使得国内低场强MRI的生产基本能够满足市场需求，但低场强MRI系统存在图像质量较差、成像速度慢等缺点。国内主要有深圳安科、北京万东、沈阳东软、宁波鑫高益等企业，在永磁MRI的中低端市场占据着一定的市场份额，并以生产永磁型低场强MRI为主[6]。近年来，成都奥泰、上海联影等新兴企业的崛起，成为推动国产超导MRI的重要力量。但我国的研发水平和发达国家相比还存在较大差距，高端MRI还依赖于进口。随着医疗体制改革的深入，我国MRI市场潜力巨大。而且随着超导技术、液氦零消耗技术的不断发展[7-8]，高场强超导型MRI将是其中一个重要的发展趋势。

表1 两类MR I系统对比

2 研究方法

本文采用关键词和国际专利分类号（International Patent Classifi cation，IPC）相结合的检索方法，在中国专利文献数据库（China Patent Database，CNPAT）中进行专利检索，检索年限为1985～2013年。首先，根据MRI技术领域，确定对应的IPC分类号，将分类号的检索结果与MRI技术内容相关的关键词进行“与”、“或”、“非”等逻辑运算，在CNPAT中检索涉及的IPC分类号和关键词，见表2。得到初步的检索结果后，进一步通过人工筛选来获得最终的检索结果。采用此检索策略可以最大程度地保证检索结果的全面性。我国专利制度通常分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利等3类。本研究考虑的是MRI技术方面的相关专利，故在统计时只将发明专利和实用新型专利作为统计对象，未将外观设计专利纳入统计。

表2 CNPAT检索涉及的IPC分类号和关键词列表

3 MRI专利现状分析

3.1 专利申请趋势分析

通过对MRI领域的专利申请量进行检索，得到1985～2013年专利申请情况的数据统计图，见图1。可以看出，我国MRI技术领域专利申请数量总体处于上升趋势，且在进入21世纪后增长速度较快。

图1 我国MR I领域专利申请量趋势图

我国MRI领域技术专利申请大致可分为4个阶段：第一阶段为萌芽阶段，大致为1985～1993年，除了在1985年专利制度设立时有12件专利外，其余年份的专利申请量均较少。这表明，此阶段技术较为薄弱，申请量较少。第二阶段为1994～1998年，此阶段初步进入稳定上升期，申请量有一定上升但呈现波动趋势。第三阶段为1999～2004年，这一阶段进入稳定上升期，申请数量有大幅度增长，年均有近100件的申请量。第四阶段为2005年至今，这一阶段进入快速增长期，在2012年达到峰值500件。另外由于从专利申请到专利公开具有一定的时间间隔，故专利申请具有一定的滞后性，因此本研究中得到的2013年的专利申请数量少于实际申请数量。同时，2005年的专利申请数量相比前后几年有一定幅度的增长，这是因为在2004～2005年间，MRI行业确定将3T超高场强的MRI作为临床常规产品。从整体的申请量可以估计，MRI技术领域专利申请量在今后一个时期仍将继续走高。

3.2 专利申请人分析

为了研究MRI领域国内的主要竞争情况，对检索出的专利数据按照申请人进行了统计分析，结果见图2。需要说明的是，本研究对跨国企业下的不同子公司申请的专利进行了合并简化，如对搜索到的上海西门子医疗器械有限公司和西门子（深圳）磁共振有限公司的专利予以合并，在统计结果中统称为西门子公司。排名前三的分别是西门子公司、东芝公司、飞利浦公司，这表明了国外申请人（公司）在MRI领域专利申请中占有绝对的优势，这与其强大的技术研发力量相关。但不容忽视的是，以上海联影和中国深圳先进技术研究所为代表的国内公司和研究机构也占有一席之地，表明我国企业和研究机构在MRI领域有一定的技术研发成果，但是在专利申请数量上与国际大公司还有较大差距。在所有的申请人中，西门子公司、东芝公司、飞利浦公司、GE公司所申请的专利数量远高于其他申请人，表明这几家跨国公司一直注重MRI技术的研究和开发，同时也注重中国市场的专利申请。

图2 我国MR I领域专利申请量排名图

3.3 技术分类主题分析

对MRI技术专利热点进行分析有助于我国企业和研究机构找准研究方向，故本研究按照MRI的硬件结构对MRI技术领域进行了划分[1-4,9-11]，结果见表3。对专利申请量及所占比例按各技术领域进行了统计分析，结果见图3。

表3 MR I技术分类表

图3 我国MR I领域各技术部分专利申请状况图

图3 表明，涉及磁体系统和梯度系统部分的专利较少，分别占8.58%和7.57%。磁体目前向着高场强、短腔磁体、开放式及专用机发展。梯度系统向双梯度发展，这在20世纪90年代中期就被提出，但是直到本世纪初才应用于临床，故这两大技术分类在专利申请量中比重不大[12-13]。而计算机数据采集和图像重建部分、射频系统部分所占比例较大，两者总和已超过总数的70%。计算机系统是MRI的大脑，它控制着射频脉冲的激发、信号采集、数据运算和图像显示等。近年来随着计算机硬件处理速度的提高，特别是并行总线技术和并行CPU处理技术的发展，使得磁共振设备可以完成更为复杂的序 列扫描，故在MRI技术领域中，计算机数据采集和图像重建部分技术专利申请量最大，达到1157件，占总数的38.77%。射频线圈已从最初的单通道线圈发展为现在的多通道相控阵线圈，配合并行采集技术可以进一步提高MRI的信号采集速度，同时对图像质量也有明显的优化作用[14-15]，此技术部分专利申请量也较多，达到954件。上述两部分关键技术发展较快，故专利申请量所占比例较大。其他辅助部分包括检查床、液氦冷却系统、生理监控仪器等硬件设备，同时也含有与MRI配套使用的影像归档和通信系统（Picture Archiving and Communication System，PACS）软件，专利申请量占13.10%。

总的来说，MRI领域各技术部分专利申请量差别较大。计算机数据采集和图像重建、射频系统部分专利申请比较活跃，而磁体系统和梯度系统部分技术突破难度较大，故专利申请量较少。

4 讨论

本研究利用专利检索的方法对我国医用MRI领域专利现状进行了分析，有助于专利政策的制定和规划，为国内企业和研究机构找准医用MRI领域的研究热点提供导向。

基于专利检索结果，建议国家加大对国内企业的扶持力度，树立政策导向，鼓励国内企业技术创新，积极申请相关技术专利，提高企业产品的竞争力。国内企业和科研单位应加大自主创新力度，以临床需求为导向，追踪技术热点，掌握核心技术，在MRI热点领域如数据处理和图像重建部分加大技术力量投入，确定技术发展方向，努力缩短与国际间的差距。国内企业、科研单位、医院及学校间应加大合作力度，通过资源共享、产学研共建平台、技术合作等形式提高自主创新能力，形成产学研相结合的模式，促进专利成果，从而打破国外技术的垄断，积极参与国内外市场竞争。

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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，教授级高级工程师，上海市第六人民医院医学装备处处长，中华医学会医学工程学分会副主任委员。

通讯作者邮箱：libin2001@hotmail.com