2016年东芝、GPS、联影、迈瑞高端影像医疗设备大比拼专利报告

    习大大指出：先进医疗设备研发体现了多学科交叉融合与系统集成。近期，智慧芽出品了高端医疗影像设备行业报告，将医学影像技术领域的全球和中国的专利申请进行统计和分析，从专利的角度，探讨国外大公司的技术壁垒和国内公司如何在逆境中成长。

　　核心数据：

　　1） 2016年全球影像诊断设备销售额达365亿美元，预计2019年市场销售将达到400亿元。

　　2） 目前，全球高端医疗影像设备的专利已超过16万件

　　3） 该领域日本的专利拥有量居全球第一，为5万多件，占全球总量的30%；排名第二美国，拥有专利量达到3万多件；中国拥有的专利量有1.6万多件，排名第三，占全球总量的10%。

　　核心观点：

　　建议：国内企业应更多的与国内的科研院所合作，将国家科研项目应用到产业中，形成优势互补，有效利用资源。国内企业之间，也应该加强横向联系，构建企业知识产权联盟，交叉许可专利，共享专利权等，将各家积累的技术优势和生产能力结合起来，共同提高行业的整体竞争力，进而提升国内企业在高端医疗影像市场中的话语权。

　　一、行业发展情况

　　1.全球医疗器械市场规模

　　根据EvaluateMedTech的统计，2011-2015全球医疗器械销售规模呈现稳步上升趋势。2015年，销售额达到3900亿美元以上。预计该市场规模在2020年增长至4775亿美元，2015-2020期间将呈现4.1%的年均复合增长率。

　　与此同时，全球医疗器械市场的研发投入也保持着稳定增长态势，2015年达到248亿美元。

    2. 影像诊断设备市场的发展

　　市场规模

　　全球医疗器械市场中，影像诊断设备约占10%的份额。随着人们越来越重视对慢性疾病的预防，影像诊断设备市场规模也在不断扩大。2016年全球影像诊断设备销售额达365亿美元，预计2019年市场销售将达到400亿元。

　　发展历程

　　从1895年德国物理学家威廉·伦琴发现X线，无意中摄下第一张手部骨骼图象，医学影像学首次步入人类医学，开创了放射诊断技术的新纪元。随着各种新型成像技术的不断改进，放射学由单纯的X线成像发展到包括CT、MRI、超声、核医学、CR、DR等各种数字化成像技术的现代影像学阶段。

　　到21世纪，医学影像设备进入了蓬勃发展的新时代，更高的分辨率、更快的扫描速度、多功能的集成、多种影像设备的融合已成为医疗影像技术发展的基本趋势。［1］目前，我国中低端医学影像设备发展趋于成熟， 而高端医学影像设备的研发起步较晚，技术力量相对薄弱，技术壁垒较高的高端设备都被国外的大公司所掌握。

　　本分析报告将对以磁共振成像（MRI）设备，计算机断层扫描（CT）设备，X线机，超声成像设备为代表的医学影像技术领域的全球和中国的专利申请进行统计和分析，从专利的角度，来看看国外大公司的技术壁垒和国内公司如何在逆境中成长。

　　二、全球专利概况

　　截至2016年6月，高端影像医学设备领域的全球专利申请量已超过16万件，经过同族合并，专利族也达到了9万多个。（一个专利族是指有共同优先权，在多个国家或地区多次公开的，内容基本相同的一组专利文献）

　　1. 全球申请趋势

　　1972年X射线计算机断层扫描设备(CT)问世，伴随着新技术的研发，专利申请也逐步增多。

　　由于80年代MRI开始应用到临床，计算机技术迅速发展和数字影像技术的使用，传统的X线机也迈入数字化行列，出现了计算机放射摄影技术(CR)，专利申请量在80年代得到了迅速增长。［1］

　　而在1997年，直接数字化X线成像技术(DR) 被首次使用，以美国为例，医疗设备的研发投入与销售额的百分比也在1997年超过了10%［2］，专利申请量也从1997年起呈现指数型的增长。

　　进入21世纪后，专利申请量一直保持稳定，但在2005年，全球医学影像专利申请量出现了下滑。原因是什么呢？让我们带着问题来看后续的分析。

　　参考文献：

　　［2］谈泉，邢伟，医学影像设备的中国专利申请现状分析，中国医疗器械信息，2013-05：15-20

　　［3］医疗器械行业国内外比较研究，国信证劵

　　2. 全球主要国家分布

　　从医学影像设备在全球的专利分布情况来看，日本的专利拥有量居全球第一，为5万多件，占全球总量的30%，排名第二的是美国，拥有专利量达到3万多件。令人惊喜的是，中国拥有的专利量有1.6万多件，排名第三，占全球总量的10%。但中国专利数量的增长多集中在近10年，尤其是最近5年。

　　3. 近20年中美日德四国的专利申请趋势（图表最好改大一点，并把几个国家代码改为国家名称。如：jp－日本，us－美国，cn－中国，de－德国）

    从近20年趋势中可以看出，美国专利申请量从2005年后出现下滑趋势，之后一直保持在每年1500件左右的数量。而中国专利从2001年后就进入快速发展时期，呈现加速上升趋势。

　　一方面是中国作为高端医疗器械的进口大国，进入21世纪后，市场需求极大，国外的影像医学设备的巨头纷纷在产品出口的中国的同时，也不忘记通过在中国申请专利来遏制中国企业的仿制。另一方面，中国相关的医学影像设备的制造商也在国家的政策指引和市场的召唤下，投入大量的资金，一边学习国外的先进管理经验，一边进行自主研发。

　　据统计，在2009年，我国医疗器械进口总额为61.05亿美元，同比增长 17.03%。在进口目标市场中，美国、德国、日本、瑞士和荷兰排在前五位，市场比重为71.47%。在2010年，我国医疗器械市场首次突破1000亿元人民币大关，跃升至世界第二位。［3］

　　4. 主要申请人

　　从全球主要申请人来看，排在前五的公司所拥有的专利总量为4万多件，占全球专利总量的30%。东芝公司，GE公司，西门子公司，飞利浦公司，日立公司这几家影像医学设备的巨头，不仅在全球影像产品的市场份额上遥遥领先，在专利技术的储备和技术壁垒的构建上，也保持着同步，让其他竞争对手望尘莫及。

　　（1）株式会社东芝

　　成立于1875的东芝集团，总部在日本东京，拥有“能源”、“存储”、“医疗健康”三大核心技术，并涉足电力和社会基础设施、社区解决方案、医疗健康、电子元器件、生活产品等五大事业领域。在医疗健康领域，东芝集团自1914年在日本制造出第一个X线管球进入医疗机器行业以来，经过百年的发展，已经拥有CT、X光机、MRI（磁共振）、超声成像、CL(生化分析仪器)等医用影像系列产品，产品遍布日、美、中、欧等 135个国家及地区，成为世界主要医学影像产品厂商之一。

　　（2）GE公司

　　通用电气公司（General Electric Company，简称GE），其总部位于美国康涅狄格州，是世界上最大的电气和电子设备制造公司，也是世界上最大的多元化服务性公司，所跨领域甚广，从飞机发动机、发电设备到金融服务，从医疗造影、电视节目到塑料等。

　　GE 医疗集团隶属于GE(通用电气)公司，为全世界提供革新性医疗技术和服务。1896年，伴随着德国物理学家威廉·伦琴发现X线，通用公司开始生产最早的商用X射线管产品。美国在1986 年底已有721台核磁共振成像装置，1988年拥有 1430 台，这些数字主要都是由GE公司所贡献。

　　通用电气公司(GE)，飞利浦公司(Philips)和西门子公司(Siemens)，由于长期占据全球医疗影像市场的前三位，被称为全球医疗影像领域的GPS

　　（3）西门子公司

　　位于德国的西门子公司，是全球医疗行业最大的技术型供应商之一，也是医学影像、实验室诊断和医疗IT领域的领先者。预测称2018年西门子将占据全球影像诊断市场的最大份额，销售额上升至129亿美元，占领全球28.7%的市场份额。通用电气将缩小与西门子之间的差距，预计年增长率 5%。

　　（4）飞利浦公司

　　飞利浦公司总部位于荷兰，1896年，飞利浦研发出世界上第一个X射线球管，正式进军医疗健康领域。1914年，飞利浦在欧洲创建首个研究实验室。1918年，飞利浦公司开始生产X射线管产品。1928年，穆勒和飞利浦公司合作研制生产商用X光机。

　　如今，医疗保健已成为飞利浦的核心业务之一。公司目前在诊断影像、图像引导治疗、病人监护、健康信息化以及消费者健康和家庭护理领域处于领导地位。2015年健康科技业务的销售额达168亿欧元。

　　（5）日立公司

　　株式会社日立成立于1910年。目前，日立医疗在中国提供5大影像健康支持，涵盖US 、MR、 CT、XR、NIRS。2011年日立集团收购株式会社阿洛卡，强强联合后的日立阿洛卡超声产品为医疗超声领域源源不断地提供成熟、先进的全球领先技术。

　　5.申请人的技术领域地图

　　目前医学影像设备的国际市场总额接近400亿美元，并且以每年15%左右的速度增长。不断增长的市场需求大大刺激了各国在此领域的投入，由于利润丰厚，使其成为国际竞争最激烈的市场之一。但由于技术壁垒高，医学影像设备市场主要被美，日，德等少数国家的几个大型跨国公司垄断。

　　在X线成像设备上，包括X线机，数字X线摄影设备(DSA，CR，DR等)和X线计算机体层设备(X-CT)，西门子，飞利浦，GE，东芝，日立把持着主要的市场份额，而把几家公司的专利数量相加起来，也是基本覆盖了该领域所有的核心专利。

　　在磁共振成像设备（MRI）上，和市场份额的拥有量一样，相关专利也主要被东芝，西门子，飞利浦三家所拥有。目前，磁共振成像设备全球年销售额达到30-40亿美元。

　　在超声成像设备上，专利的分布相对均匀，除了五大巨头，还有众多的其他公司也参与其中。这也反应在市场份额上。目前，主要的超声成像设备公司除了五大巨头，还有阿克松，ATL，阿洛卡等公司，全球年销售额达到40-50亿美元。

    三、中国专利概况

　　中国的医疗器械生产从20世纪70年代开始，起初高端产品靠进口，中低端产品以仿制为主。伴随着我国专利制度的诞生及国际进出口贸易的流通，我国的医疗设备制造商，依靠仿制生产的方式遭遇到了法律和市场的挑战。到2003年，国内医疗设备生产企业有9000余家，从业人员约40万，工业产值达600亿人民币左右。自主设计，集成创新也逐渐成为医疗设备发展的新兴主流。

　　从patsnap智慧芽专利数据库中检索发现，截止到2016年6月，在影像医疗设备领域，国内已经公开的专利数量达到1.6万件。下面将从国内外的主要申请人来分析中国的专利现状。

　　1. 国外申请人在华的申请趋势

　　五大巨头从90年代初期就开始在中国申请专利，从2000年后，专利申请量增长趋于稳定，但是在后续的发展中，都遇到过申请量上的波动，也凸显出几家巨头在中国的研发策略和业务发展上遇到的挑战。我国作为全球医疗器械市场的重要进口国家，产品的进口也必然会带来专利申请量的增长。这也体现了专利制度的价值，保护专利权人利益的同时，提高社会的创新能力，促进科技的进步。

　　2. 国内申请人在华的申请趋势

　　经过多年的发展，我国在中低端医疗器械产品方面，产量居世界第一。但是，在高端医疗设备，如技术密集的医学影像设备上，技术储备和市场份额上距几家巨头仍有较大差距。从专利数量上看，我国企业从2000年开始自主创新，并用专利对创新成果进行保护。在医学影像设备上，国内企业和研究所的专利拥有量排名靠前的五家为：上海联影医疗科技，深圳迈瑞生物医疗，苏州边枫电子科技，沈阳东软医疗，中科院深圳先进技术研究院。

　　这与国家的政策导向也较符合：2006年，国务院8号文件在振兴装备制造业的16大关键领域里明确列有“数字化医疗影像设备等”。近20年内，国家科技部门在广州，成都，北京，沈阳，深圳先后建立五个国家级专业医疗器械领域的工程技术研究中心。

　　3. 国外企业和国内企业的研发策略比较

　　研发策略雷达图的算法是智慧芽和新加坡国立大学合作研发，从8个不同的维度对比各个公司研发策略。(数据覆盖2010~2015)

　　本次分析中我们以深圳迈瑞公司为例，对比国内企业与国外“三巨头”德国西门子，美国通用和日本东芝公司在高端影像医学设备领域的专利的多项指标进行对比，从而挖掘出国内企业和国外巨头相比，在研发策略上的异同。

　　在市场推动和专业化这两项的指标上，深圳迈瑞与行业内的领头羊比起来，拥有不俗的表现。证明国内企业对市场的反应较快，同时在专业领域的布局较多。

　　但合作性，国际化，学术驱动这几项的表现，国内企业做的并不多。由于医学影像设备的研发存在着研发时间长，所需资金大的难题，国内的企业应该更多与国内的高校和研究所合作，形成优势互补，有效利用双方的资源。如清华大学和中科院深圳先进研究院在CT探测器

　　和超声成像技术上均有较多的专利申请。

　　在质量提升和数量提升上，深圳迈瑞公司从1997年的第一件专利申请开始，近20年的时间内，除了在专利数量上稳步提升，专利对市场的支持作用也逐渐显现。随着迈瑞公司全球化的发展，pct国际申请有160余件，美国专利申请甚至拥有400多件。

　　4.国内企业和国外企业的技术分布比较

　　注：以上截图为智慧芽3D地图，这是目前全球唯一一家3D专利地图，图中山峰代表专利技术密集区，海洋代表专利技术空白区。颜色较深代表专利较多，为技术红海区，竞争程度越强烈；颜色较浅代表专利数量少，为技术蓝海区，存在技术空白点或难点。

　　最后，以上海联影医疗为例，对比国内企业和国外几大巨头的技术优势和劣势。图中的绿色柱状图代表上海联影公司，其他几种颜色则分别代表西门子，东芝，通用和飞利浦。可以看出，在X射线计算机断层扫描（CT）技术上，上海联影已有不少专利布局，甚至可以和飞利浦公司的专利数量持平。这也体现出这家创办仅六年的上海民营企业的野心和实力，意欲挑战国外的传统巨头。

　　除此之外，上海联影在X射线成像技术（DR），分子影像技术（MI）和磁共振成像（MR）上均有专利的布局，但这几部分的技术储备显然还比不了其他巨头，也是需要今后加大这些技术领域的研发和专利保护。

    总结：

　　全球专利概况

　　1）目前，全球高端医疗影像设备的专利已超过16万件

　　2）全球高端医疗影像设备的专利分布：日本，美国和中国排前三名。近四年的专利申请量，中国甚至超过了日本和美国。

　　3）高端医疗影像设备的专利量，全球前五名的企业分别为：东芝，通用电气，西门子，飞利浦和日立公司。

　　4）在磁共振成像（MRI）设备和X线成像设备上，主要的专利持有者就是全球排名前五的公司，但是在超声成像设备上，除了五大巨头，还有众多的其他公司参与其中。由于超声成像在临床上应用范围广，也有更多的厂家和研究所在此布局专利。

　　中国专利概况

　　1）目前，中国高端医疗影像设备的专利已超过1.6万件，国外公司相比国内公司，专利布局更早，专利持有量也更多。

　　2）以深圳迈瑞为代表的国内企业，在与国外巨头的比拼中，虽然专利拥有总数较少，但是在市场推动性和专业性上，可以和国外巨头一较高低；在专利质量上，深圳迈瑞公司也有不俗的表现。

　　3）国内相关企业在X射线计算机断层扫描（CT）技术上，已有不少专利布局与飞利浦公司的专利数量比较不处下风。

　　4）建议：国内企业应更多的与国内的科研院所合作，将国家科研项目应用到产业中，形成优势互补，有效利用资源。国内企业之间，也应该加强横向联系，构建企业知识产权联盟，交叉许可专利，共享专利权等，将各家积累的技术优势和生产能力结合起来，共同提高行业

　　的整体竞争力，进而提升国内企业在高端医疗影像市场中的话语权。

　　参考文献：

　　谈泉，邢伟，医学影像设备的中国专利申请现状分析，中国医疗器械信息，2013-05：15-20

　　医疗器械行业国内外比较研究，国信证劵