医疗人工智能专利现状分析

陈玉冰 尹尹

国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心 四川成都 610031

摘要：本文以医疗人工智能的专利申请为分析对象，从全球-全国趋势、创新主体、各产业分支在专利技术中的发展现状三个方面全面分析了医疗人工智能专利现状，以供行业发展提供参考。

关键词：医疗，人工智能，专利

1 引言

医疗人工智能是指在医疗行业各应用场景下引入NLP（Natural Language Processing）、深度学习、计算机视觉等人工智能相关技术，提升医疗行业诊断效率及服务质量，降低医疗活动成本，并且为医疗相关产业链带来新变化的产品及服务。目前医疗人工智能已然大规模应用于医疗健康领域，其主要包括疾病预测、疾病辅助诊断、影像辅助诊断、病理辅助诊断、临床决策支持系统等方面[1]。随着医疗人工智能的发展，医疗人工智能专利也实现着快速的积累，本文以医疗人工智能的专利申请为分析对象，利用多项国内外专利数据库，从全球-全国趋势、创新主体、各产业分支在专利技术中的发展现状三个方面全面分析了医疗人工智能专利现状。

2.研究内容

2.1 全球-全国趋势

图1显示了医疗人工智能领域申请量的全球和全国的年度分布，从图中反映出，在全球范围内，医疗人工智能领域专利申请量总体呈上升趋势，在2013年以前，全球专利申请量都维持在一个相对缓慢的水平，每年的申请量不超过一千件，属于发展的萌芽时期，从2014年开始，申请量开始加速发展，到2018年开始爆发式增长，2018年和2019年两年增长量均达到近五千件，2019年达到了专利申请的高峰。

图1全球-全国医疗人工智能技术领域专利申请趋势

图1还显示了医疗人工智能领域申请量的全国年度分布，从全国专利数据来看，专利申请的整体发展趋势与全球专利申请趋势保持一致，大致也可分为三个发展阶段：2002-2011年为萌发阶段，2012-2015年为缓慢发展的初期阶段，2016-2020年为快速发展的阶段，2020年达到了专利申请的高峰。

2.2 全球重点专利创新主体

在全球范围内，医疗人工智能重点专利创新主体包括三星、IBM、西门子、飞利浦、平安科技（深圳）有限公司、浙江大学、腾讯、上海寒武纪、电子科技大学和清华大学，这与全球地域分布是相吻合的，即中国、美国、韩国等地域占据主导地位。

在全球前10位的重点专利创新主体中，后6位均为中国的专利申请人。可见，中国的公司和高校正在医疗人工智能技术领域崛起。

2.3 医疗人工智能产业分支在专利技术的发展现状分析

人工智能医疗产业发展环节主要有基础层、技术层、应用层。

基础层主要为人工智能医疗的发展提供基础设备，实现对顶层的算力支持，即海量数据处理和储存设备，企业类型主要为设备供应商和数据平台服务商，腾讯、百度、阿里等互联网巨头多在基础层发挥其技术研发优势，通过自主研发产品和并购等方式参与人工智能医疗的发展。

技术层主要为人工智能医疗提供认知、感知、机器学习等方面的技术服务，即对语音、图像等信息的识别和处理，通过计算机对数据进行分析和预测，企业类型主要为专门的语音或图像人工智能技术服务商，以及人工智能技术公司，如科大讯飞、依图科技等企业利用人工智能技术优势，深入医疗细分场景，辅助医生诊断、进行健康管理。

应用层是人工智能在医疗领域的具体应用，例如药物研发、智能诊疗、医疗机器人等，应用层企业的服务领域更加细致，针对具体化的场景提供解决方案，整体上可分为治疗前、治疗中和治疗后。

基础层和技术层技术壁垒较高，前期技术研发资金需求量大，且需要具备一定的技术基础，因此该领域一般由研发能力和资金实力较强的大公司为主；应用层的技术壁垒相对较低，且创收能力强，因此应用层面的企业数量最多，且中小型企业或创业公司通常聚焦应用层面。

海外的互联网巨头和传统医疗巨头均加快对医疗人工智能技术领域的布局。美国是最早在医疗人工智能技术领域布局的国家，各大巨头纷纷入场，创业企业不断涌现，在医疗大数据和辅助诊断等方面取得了率先突破。

通过统计分析，在基础层，主要有IBM、Google、微软、阿里、百度、腾讯等代表企业在底层算法研究方面进行深耕，其代表专利有US2016358069A1、JP2019517138A、CN104615589A等。其中，US2016358069A1涉及一种神经网络抑制，属于三星的发明专利，实现神经网络包括确定是否处理输入特征图的第一区域和卷积核的第一区域的组合，并且响应于确定处理该组合，使用卷积核的第一区域对输入特征图的第一区域执行卷积运算，以生成输出特征图的至少一部分。

在技术层，主要包括使用语音识别、语义分析等做自然语言处理、计算机视觉与图像和传感器和信息采集 ，代表企业包括科大讯飞、依图科技，代表专利有CN101178896A、CN101308652A等。其中CN101178896A申请人为安徽科大讯飞信息科技股份有限公司，保护一种个性化歌唱语音的合成方法。

在应用层，尤其是在医疗领域的应用，主要包括智能影像诊断、病理分析、术前规划、精准手术、术后评估和随访、病情综合分析等，代表企业有GE、Philips、Siemens、美敦力、数坤科技等，代表专利有EP1711908A2、US2019206565A1、US5775330A等。US2019206565A1涉及一种用于操作外科器械的系统和方法，其中全面的介绍了用于抓握患者组织的取样器械、构造为操纵患者组织的解剖器械、构造为夹住患者组织的实施器械和配置为缝合患者的组织的缝合器械等，并具体展示了手术室中执行外科手术的外科系统。

3.结语

本文对医疗人工智能专利现状进行分析，首先对该领域的全球和全国申请量、创新主体进行统计分析，其次从基础层、技术层和应用层三个产业分支对技术构成、代表企业和代表专利进行梳理。经过上述分析能够看出，医疗人工智能领域发展已经趋向于成熟，而国外企业仍然占据主导地位，但国内的企业和高校已经呈现出较强的追赶趋势，未来将随着更加智能和精准等方向逐步提升。（第二作者对本文贡献等同于第一作者）

参考文献

1. 赵飞，兰蓝，曹战强等，我国人工智能在健康领域应用发展现状研究[J].中国卫生信息管理杂志，2018，15（3）：344-349.

（第二作者对文中贡献等同于的一作者）