乳腺三维超声容积成像领域专利竞争态势分析

中国医学科学院/北京协和医学院 医学信息研究所/图书馆，北京 100020

引言

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，是女性发病率最高、致死率第二的肿瘤[1-2]。美国大约1/8的女性一生中会被诊断出侵袭性乳腺癌，我国乳腺癌发病率已经成为女性恶性肿瘤的首位，过去几年中的发病率和病死率显著增加[3-4]。目前还未发现有效预防乳腺癌的手段，早诊早治是提高乳腺癌生存率的最重要方法。乳腺影像检测是临床常用的乳腺癌诊断方法，超声检测因实时性、无辐射和对良恶性肿瘤的高区分性等特点是诊断的首选手段。乳腺三维超声容积成像是基于乳腺构造特征的数据采集和图像重建的超声成像方式，能够提供肿瘤三维信息和冠状面信息，可提供更为全面的诊断信息，从而提高诊断的精确性[5-6]。

专利是技术信息最有效的载体[7-10]，三方专利通常被认为具有较高的科技含量和经济价值[11]，发明专利授权更能体现一个国家/地区作为技术来源地的创新实力[12]。本研究通过乳腺三维超声容积成像领域全球专利申请、三方专利申请、发明专利授权进行分析，展示该领域的技术开发规模、技术来源地、技术开发机构等，全面了解全球技术开发现状与趋势。

1 数据来源与方法

本研究选择智慧芽数据库中收录的乳腺三维超声容积成像领域专利，以“乳腺三维超声容积成像”为主题词在标题和摘要中进行检索，数据检索及下载时间为2019年12月18日。智慧芽全球专利数据库收录了从1790年至今的全球116个国家/地区的1.4亿多件专利，8000多万条文献、科技、政策等数据，每周更新数据，可提供全球专利、引用数据、同族信息，获悉国内外技术及全球布局情况。智慧芽数据库可为本研究提供全面可靠的数据来源。采用专利计量分析结合定性分析的方法，通过专利申请量、三方专利申请量、发明专利授权量的分析展示技术开发规模，通过专利申请人区域分析展示技术来源地，通过专利申请/专利权人的分析展示技术开发领先机构，通过国际专利分类号的分析展示技术开发热点。受制于专利申请到公开有18个月的滞后期，以及发明专利自申请至授权的漫长周期（大多需要3～5年），数据分析时，专利申请未纳入2019年的数据，发明专利授权未纳入2017、2018和2019年的数据。

2 专利竞争态势

2.1 专利申请量

专利申请数量是指专利机构受理技术发明申请专利的数量，反映技术发展活动的活跃程度。专利申请数量越多，表示相关领域的创新能力越高，越有活力[13-15]。乳腺三维超声容积成像领域共有专利申请96组，1999～2018年全球专利申请量的年度分布如图1所示，该领域全球专利申请量还未形成一定规模，2014年申请量最多，有9组，每年专利申请量都在10组以下，虽然申请量有限但持续活跃。

图1 乳腺三维超声容积成像领域全球专利申请量年度分布

2.2 三方专利申请量

三方专利在地理上囊括了美国、日本、欧洲这三个世界上科技水平和创新活力最高的国家/地区，同时在这三个国家/地区申请专利费用昂贵，因此三方专利通常被认为具有较高科技含量和经济价值[11,16]。乳腺三维超声容积成像领域共有三方专利申请17组，已积累一定数量的潜在市场价值成果，占该领域全球专利申请量的17.34%，接近1/5，1999～2016年全球三方专利申请量的年度分布如图2所示，三方专利申请还未呈现连续申请的态势，有几年的专利申请量为0，其他每年的申请量也只有1～2组。

2.3 发明专利授权量

并不是每个专利申请都能授权，尤其是发明专利，审查特别严格。发明专利授权不仅表明专利权人获得了其发明技术的排他性产权，也意味着其发明技术转变为受法律保护的无形资产和竞争优势[12]。乳腺三维超声容积成像领域全球发明专利授权共有40组，已具备一定数量的高质量成果，1999～2016年全球发明专利授权量的年度分布如图3所示，每年发明授权量在5组以下。

图2 乳腺三维超声容积成像领域全球三方专利申请量年度分布

图3 乳腺三维超声容积成像领域全球发明专利授权量年度分布

3 专利技术来源地

通过专利申请人所在国家/地区分析可以在一定程度上反映专利申请技术来源地[7,17]。乳腺三维超声容积成像领域全球共有专利申请96组，专利技术来源地如图4a所示。美国是该领域专利申请最多的国家，有50组，处于第一位，占全球该领域专利申请总量的52%，超过1/2，领先优势明显，是主要的技术来源地；其次是中国，专利申请数量7组，全球占比7%；英国有6组，全球占比6%，排在第三位。其他国家/地区的专利数量均在4组以下。该领域全球发明专利授权共有42组，技术来源地如图4b所示。美国发明专利授权量依然处于全球第一位，有25组，占全球该领域发明专利授权总量的59%，接近3/5，处于领先地位。日本排在第二位，发明专利授权量2组，全球占比7%。中国排在第三位，发明专利授权量2组，全球占比5%。

图4 乳腺三维超声容积成像领域技术来源地

从专利申请量与发明专利授权量来看，美国是全球乳腺三维超声容积成像领域最主要的技术来源地，技术开发活跃且创新能力强，引领全球发展。

中国在乳腺三维超声容积成像领域已经积累一定数量的技术开发成果（表1），共有专利申请7组，其中有2组获得授权，包括1组发明专利授权和1组实用新型专利。中国在该领域的专利申请机构包括3家企业，2家高校和1个个人申请，中国企业在该领域的技术创新已经占据较重要地位。中国获得授权的2组专利分别是复旦大学的一个发明专利授权，关于图像的自动提取方法，另外1组是无锡祥生医疗科技股份有限公司的实用新型专利，涉及自动成像和扫描成像装置。其他5组未获授权专利均为发明专利，且已进入实质审查阶段。需要引起注意的是，无锡祥生医疗科技股份有限公司的实用新型专利CN207055510U，同样的发明创造已同日申请发明专利[18-19]，即目前还在实质审查阶段的CN106725616A，这是器械类专利一个非常重要的特点。

乳腺三维超声容积成像领域全球三方专利申请技术来源地如图5所示，只有5个国家有三方专利申请，主要集中在欧美发达国家，这些专利具有一定的潜在市场价值。该领域共有三方专利申请17组，美国是三方专利申请最多的国家，有11组，占全球该领域发明专利授权总量的65%，超过3/5，领先优势明显，表明美国专利具有的较高科技含量和经济价值。英国排在第二位，有3组，全球占比17%，接近1/5；德国、荷兰和印度各有1组。

乳腺三维超声容积成像领域17组三方专利中，处于有效状态的有7组（表2），占比为41.2%，超过2/5。其中美国2组，是关于超声扫描的压缩面研究；英国3组，均是关于图像分析；德国1组，涉及乳腺成像的自动诊断方法；印度1组，是关于乳腺热成像的图像自动分割技术。从有效的三方专利来看，各国的研究重点有所差异，美国侧重于扫描压缩面的研究，英国侧重于图像分析，德国聚焦于图像诊断，印度的重点则是在图像的自动分割技术。

图5 乳腺三维超声容积成像领域的三方专利申请技术来源地

4 专利技术开发机构

乳腺三维超声容积成像领域主要技术开发机构如图6所示，有18家，包括15家公司，2家研究中心和1家高校。18家技术开发机构中，美国机构有12家，英国、德国、荷兰、中国、南非和印度各1家。专利申请量位列全球第一位和第二位的均是美国公司，通用电气公司专利申请数量（12组）和发明专利授权量（5组）均排名第一位，Qview Medical公司专利申请数量（9组）位列第二位，发明专利授权量有2组，这两个公司均未见三方专利申请。专利申请数量排在第三位的英国Qinetiq公司（7组），其发明专利授权量3组，三方专利申请有3组，是三方专利申请数量最多的机构。无锡祥生医疗科技股份有限公司专利申请数量有2组，是中国唯一一家跻身全球前列的技术开发机构，该公司尚未见发明专利授权，但有1组实用新型专利。18家机构中有三方专利申请的技术开发机构共有8家，除了三方专利申请数量（3组）最多的英国Qinetiq公司，还有美国Qualia Computing公司、Arch公司和U-Systems公司三方专利申请均为2组，德国西门子公司、荷兰飞利浦公司和印度Niramai公司各有1组。

表2 乳腺三维超声容积成像领域7组有效三方专利

图6 乳腺三维超声容积成像领域主要技术开发机构

5 专利技术开发热点

专利由审查员依据其对技术方案的理解赋予若干代表其创新点的国际专利分类号（IPC），通过IPC可了解该专利涉及的相关技术创新点[10,20]。通过对乳腺三维超声容积成像领域的IPC进行分析，来揭示其技术分布情况。表3是乳腺三维超声容积成像领域专利申请量排名前10位的IPC，技术领域主要涉及图像处理及分析、诊断及检测等研究。

表3 乳腺三维超声容积成像领域三方专利申请的技术领域分布

专利申请量最多的技术点是G06T7/00，有30组，主要涉及图像分析。专利申请数量排在第二位的是A61B8/00，有26组，主要涉及诊断。专利申请数量排在第三位的是A61B8/08，有21组，主要涉及肿瘤的相关检测。其他技术点的专利申请量都在20组以下。

6 小结

专利是技术创新的重要方式和必要资源，是技术创新活动的重要标志。本研究从专利竞争态势、技术来源地、技术开发机构、技术开发热点等角度揭示乳腺三维超声容积成像领域技术创新力。通过全球专利申请的数量揭示技术开发规模，通过三方专利申请揭示潜在市场价值成果，通过发明专利授权揭示高质量成果，通过国际专利分类号分析揭示技术开发热点。乳腺三维超声容积成像领域虽然每年申请数量有限但持续活跃，未来有很大的发展空间，且已积累一定数量的潜在市场价值成果和高质量成果，技术创新能力持续提升。美国是该领域主要技术来源地，技术开发规模、潜在市场价值成果和高质量成果均位列全球第一位，且领先优势明显，中国与美国相比还存在较大差距。技术开发领先机构为美国通用电气公司、Qview Medical公司和英国Qinetiq公司；无锡祥生医疗科技股份有限公司是中国唯一一家跻身全球前列的技术开发机构，已具备一定数量的技术开发成果。乳腺三维超声容积成像领域技术开发热点主要集中在图像处理及分析、诊断及检测等研究。本研究通过乳腺三维超声容积成像领域的专利分析，来揭示全球竞争态势，从情报学的角度提供基于数据和事实的研究证据。