脑机接口专利关键技术白皮书

大脑是人类的中央控制系统，理解大脑的结构与功能是21世纪最具挑战性的前沿科学问题。脑科学既对有效诊断治疗脑疾病具有重要临床意义，还可推动新一代人工智能和新型信息产业加速发展。自1989年起，美国、欧盟、日本等国纷纷宣布启动脑科学战略研究计划，之后的1990-2000年被命名为“脑的十年”。2013年以后，美国、欧盟等国家/地区相继推出大型脑计划，我国科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目于2021年启动第一期，并于2025年启动第二期，脑机接口（BrainComputer Interface,BCI）研究成为该重大项目的重要方向之一。作为脑科学的重要组成部分，脑机接口技术为人脑功能研究提供了重要方法，也为脑疾病临床诊治提供了前沿工具，当前已经成为全球各国科技竞争的战略高地之一。2024年，工信部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，将脑机接口定义为未来产业之一，并提出了重点发展任务，我国已经将脑机接口作为未来产业重点培育。目前，全球脑机接口产业正处于高速发展阶段，预计2033年全球脑机接口市场规模将突破百亿美元[1]。脑机接口集成了神经学、脑学、新材料、人工智能和信息技术等一系列先进技术，将对社会产业变革、人类生命健康和全球市场竞争产生颠覆性的影响[2]。作为创新成果的重要载体，专利文献蕴含着丰富的技术、法律和经济信息，能够为衡量创新态势、技术发展、市场竞争提供深度情报。在复旦大学和国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心的合作努力下，本白皮书以脑机接口领域INTRODUCTION 1 的全球专利申请为研究对象，通过专利文献挖掘产业竞争态势、核心技术发展、专利布局保护，为我国脑机接口技术研发和产业发展提供数智情报支撑。一方面，对脑机接口国内外专利竞争态势进行分析，以专利申请趋势、竞争地域、竞争对手、技术布局为分析维度，明晰信号采集、信号解码、脑控外设、神经调控、接口器件等脑机接口五大技术分支的技术发展创新态势、创新主体竞争形势、技术布局热点领域，展现全球及国内脑机接口产业发展宏观格局。另一方面，立足我国脑机接口细分产业发展情况，研究脑机接口关键技术演进发展，围绕侵入式脑电信号采集、脑深部刺激、脊髓电刺激等关键核心技术，以技术发展迭代、主要竞争主体和关键细分技术为切入点，梳理相关专利技术发展情况，并与重要上市产品展开关联分析，发现与核心产品相关的专利布局和技术发展情况，助力国内创新主体在产业发展中提升技术竞争力和专利控制力，赢得竞争优势。 简介.............................................................................................................................6脑机接口技术............................................................................................................................6关于本白皮书..........................................................................................................................10研究内容..........................................................................................................................10研究方法..........................................................................................................................11专利信息检索..................................................................................................................12相关事项和约定..............................................................................................................12脑机接口专利竞争整体态势.......................................................................................14全球专利申请总体状况..........................................................................................................14★全球专利申请数据表明，信号解码相关申请数量最多，信号采集次之，脑机接口整体申请处于快速增长态势............................................................................................14★2000年以来信号解码与信号采集相关专利申请增长显著，近十年内脑控外设呈现与神经调控相比肩态势................................................................................................15★美国是全球专利申请的重要技术来源地，近十年内中国已成单一市场专利申请首位，神经调控仍是美国数量占优................................................................................16★全球企业在信号采集、神经调控、脑控外设技术分支下的专利申请相对占优，清华大学、天津大学等国内高校专利申请活跃................................................................18中国专利申请总体状况..........................................................................................................19★国内创新主体是近十年中国专利申请迅猛增长的主要来源，神经调控技术分支下国外来华申请相对较多................................................................................................19★产业龙头企业来华申请聚焦神经调控和信号采集技术分支....................................21★国内科研院所面向企业的专利转让集中在近十年，转让比例为8.85%.................22脑机接口信号采集关键专利技术分析......................................................................24CONTENTS 3 信号采集专利申请总体状况..................................................................................................24★全球专利申请量快速增长，脑电采集是重要技术，侵入式脑电采集成为热点技术........................................................................................................................................24★产业龙头企业皇家飞利浦与美敦力各自在非侵入式和侵入式脑电采集专利申请中居于全球首位................................................................................................................26★近十年内侵入式脑电采集中国专利申请增幅大于非侵入式，皇家飞利浦和美敦力来华申请相对较多........................................................................................................27侵入式脑电信号采集专利技术发展......................................................................................29★硬质电极仍是侵入式脑电采集的重要工具................................................................30★柔性电极是侵入式脑电采集的热点技术和重要方向................................................33★多功能集成电极有助于拓展场景、提高精度、降低创伤，创新空间广阔............36非侵入式脑电信号采集专利技术发展..................................................................................40★天津大学——围绕非侵入式脑电采集技术，构建多层次专利布局........................41★皇家飞利浦——聚焦于睡眠状态监测领域的非侵入式脑电采集技术布局............42★神念科技——以高集成性芯片为基础，量化认知状态，助力消费级应用............43★浙江强脑科技——基于非侵入式脑机接口+AI算法，赋能运动康复、睡眠优化及神经干预............................................................................................................................44脑机接口神经调控关键专利技术分析......................................................................46神经调控专利申请总体状况..................................................................................................46★全球专利申请持续增长，有创神经调控占据优势，脑深部刺激、脊髓电刺激是热点技术................................................................................................................................46★在无创神经调控方面中国已是首要的技术来源地，但是有创神经调控、尤其是热点技术DBS、SCS方面美国数量优势明显...............................................................47★尽管国内创新主体专利申请数量进入全球前十