脑机接口技术作为脑科学的重要组成部分,对脑疾病临床诊治和人工智能发展具有重要意义,已成为全球科技竞争的战略高地。本白皮书通过分析全球专利申请,揭示脑机接口产业的竞争态势、核心技术发展和专利布局。
核心观点与数据:
- 全球脑机接口专利申请持续增长,信号解码相关申请数量最多,其次为信号采集。美国是全球专利申请的重要技术来源地,但近十年中国已成单一市场专利申请首位。
- 中国创新主体是近十年中国专利申请迅猛增长的主要来源,产业龙头企业来华申请主要聚焦神经调控和信号采集技术分支。
- 信号采集技术分支中,脑电采集是重点,侵入式脑电采集成为热点。美敦力和皇家飞利浦在非侵入式和侵入式脑电采集专利申请中分别居于全球首位。
- 神经调控技术分支中,有创神经调控占据优势,脑深部刺激和脊髓电刺激是热点技术。美国在脑深部刺激和脊髓电刺激方面仍具数量优势,但中国专利申请近十年增速加快,呈现赶超态势。
- 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%,其中神经调控的专利转让比例最高。
关键技术研究:
- 信号采集: 侵入式脑电采集技术发展迅速,硬质电极仍是重要工具,柔性电极成为热点,多功能集成电极(如信号采集与神经调控结合、血管内电极支架)是未来发展方向。
- 神经调控: 脊髓电刺激技术已进入闭环感知调控阶段,基于诱发复合动作电位(ECAP)信号进行感知调控是关键技术。美敦力基于姿态信号和ECAP信号双路径发展专利技术,萨鲁达专注于基于ECAP信号实现疼痛感知调控,波士顿科学则围绕疼痛评分和ECAP信号进行布局。
- 脑深部刺激: 美敦力研发BrainSense技术实现闭环精准调控,波士顿科学开创方向性电极技术实现精准刺激,Neuropace独创反应性神经刺激技术专注癫痫发病预测。美敦力近年来开始关注诱发复合动作电位信号和诱发共振神经活动信号,诱发共振神经活动信号尚处于研究早期,发展空间大。
研究结论:
- 脑机接口技术发展迅速,中国和美国是主要驱动力量。国内科研院所和科创企业发展迅速,海外龙头企业仍具行业优势。
- 信号采集领域,非侵入式和侵入式脑电采集是重点,多功能集成电极是未来发展方向。
- 神经调控领域,有创神经调控占据优势,ECAP信号在脊髓电刺激和脑深部刺激中的应用前景广阔。
- 脑深部刺激技术发展路径多样,人工智能技术在疾病预测中的应用前景广阔。
- 国内创新主体应增强专利保护意识,强化专利布局能力,提升专利运用水平,以在脑机接口国际竞争中赢得优势。