文/北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 李天潤

　　一、引言

　　核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance， NMR）作為一種前沿的分析與成像技術(shù)，自20世紀(jì)中葉被發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用以來，已深刻變革了材料科學(xué)、化學(xué)分析、生命科學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域。其基本原理是利用原子核在強磁場中的磁矩能級分裂與射頻激勵，獲取物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、動態(tài)過程及空間分布信息。其中，磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging， MRI）作為NMR技術(shù)最廣為人知的應(yīng)用，已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)不可或缺的無創(chuàng)診斷工具。近年來，隨著超導(dǎo)磁體、快速成像序列、人工智能輔助診斷等技術(shù)的飛速發(fā)展，NMR/MRI技術(shù)正朝著更高場強、更快速度、更高智能化和更低成本的方向演進。本文旨在概述NMR/MRI技術(shù)的研究現(xiàn)狀、核心應(yīng)用領(lǐng)域，并基于公開專利數(shù)據(jù)，對國內(nèi)外相關(guān)專利布局進行初步分析，以揭示該領(lǐng)域的技術(shù)競爭態(tài)勢與發(fā)展趨勢。

　　二、核磁共振技術(shù)研究現(xiàn)狀與應(yīng)用

　　NMR技術(shù)的核心依賴于強而穩(wěn)定的主磁場。根據(jù)磁場產(chǎn)生方式，常見的穩(wěn)態(tài)磁場NMR系統(tǒng)主要分為永磁型、常導(dǎo)型和超導(dǎo)型磁場。其中，超導(dǎo)NMR憑借其能夠產(chǎn)生極高場強（目前臨床主流為1.5 T和3.0 T（T指磁場強度Tesla），科研可達(dá)十?dāng)?shù)T乃至更高）和卓越磁場均勻性、穩(wěn)定性的優(yōu)勢，占據(jù)了中高端市場的主導(dǎo)地位。然而，超導(dǎo)NMR系統(tǒng)的制造、運營和維護成本高昂，其核心部件——超導(dǎo)磁體需要液氦維持低溫環(huán)境，因為原材料的稀缺，每升液氦的市場價格是同樣體積液氮的市場價格的十幾倍甚至幾十倍。

　　當(dāng)前，NMR/MRI技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已從最初的物理化學(xué)分析，廣泛拓展至：醫(yī)療診斷：全身各部位疾病檢測，特別是神經(jīng)系統(tǒng)、 肌肉骨骼系統(tǒng)、腹部及心血管疾病；科研工具：用于物質(zhì)結(jié)構(gòu)解析（NMR波譜儀）、生物大分子動力學(xué)研究、新藥研發(fā)等；工業(yè)與材料：用于食品質(zhì)量控制、石油勘探、材料孔隙結(jié)構(gòu)分析等。

　　三、關(guān)于核磁共振的專利的初步分析

　　1.中文專利概況

　　筆者基于大為專利檢索系統(tǒng)，對權(quán)利要求中關(guān)鍵詞包含“磁共振”的中文發(fā)明專利在常用庫-中國中進行了檢索。截至當(dāng)前，相關(guān)發(fā)明專利申請共計超過11.6萬件。其國際專利分類號（IPC）主要集中于：

　　- A61B5/055（使用核磁共振的醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備）

　　- G01R33/48（NMR，MRI的處理或分析信號或數(shù)據(jù)）

　　- G01R33/54（NMR，MRI系統(tǒng)的信號處理，如射頻線圈的調(diào)諧、耦合）

　　- G01R33/565（NMR，MRI的圖像增強或校正）

　　- G01R33/34（用于NMR，MRI的線圈裝置）

　　- G01R33/381（用于NMR，MRI的磁體裝置）

　　主要申請人集中在西門子、通用電氣（GE）、飛利浦、東芝醫(yī)療、日立、三星、佳能醫(yī)療、上海聯(lián)影醫(yī)療、中國科學(xué)院下屬多個研究所（如深圳先進技術(shù)研究院）、清華大學(xué)、浙江大學(xué)等。值得注意的是，以上海聯(lián)影醫(yī)療為代表的國內(nèi)醫(yī)療設(shè)備企業(yè)已展現(xiàn)出強大的專利積累和創(chuàng)新能力，在國內(nèi)專利申請總量和活躍度上位居前列，改變了過往由跨國巨頭絕對主導(dǎo)的局面。

　　2.全球?qū)＠艣r

　　筆者進一步在常用庫-全球中，對關(guān)鍵詞包含“magnetic resonance imaging”或“MRI”等的英文發(fā)明專利進行檢索，相關(guān)申請量超過16.8萬件。全球范圍內(nèi)的主要申請人高度集中于幾家跨國醫(yī)療科技巨頭：西門子（Siemens）、通用電氣（GE）、飛利浦（Philips）、佳能醫(yī)療（Canon Medical Systems， 原東芝醫(yī)療）。此外，日立（Hitachi）、三星（Samsung） 等也在列。

　　從專利布局地域看，美國、中國、日本、歐洲是主要的專利受理區(qū)和市場。與先前分析的超導(dǎo)領(lǐng)域不同，在NMR/MRI這一高度集成化的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，企業(yè)（尤其是整機設(shè)備廠商）是絕對的創(chuàng)新和專利布局主體。這些巨頭的專利覆蓋了從核心磁體、梯度線圈、射頻系統(tǒng)、成像序列、圖像處理到輔助設(shè)備、工作流程優(yōu)化的全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，構(gòu)建了深厚的專利壁壘。

　　3.對比分析與初步結(jié)論

　　結(jié)合初步國內(nèi)外專利分析，可以得出以下初步結(jié)論：

　　產(chǎn)業(yè)成熟度高，巨頭壟斷明顯：全球NMR/MRI市場與技術(shù)已被少數(shù)幾家跨國公司長期主導(dǎo)，其通過持續(xù)的研發(fā)投入和系統(tǒng)性的全球?qū)＠季郑瑯?gòu)筑了極高的市場準(zhǔn)入壁壘。

　　中國力量崛起，但核心環(huán)節(jié)待突破：以聯(lián)影醫(yī)療等為代表的中國企業(yè)，在系統(tǒng)集成、圖像算法、臨床應(yīng)用創(chuàng)新等方面取得了長足進步，并在國內(nèi)乃至全球?qū)＠暾埳媳憩F(xiàn)活躍，實現(xiàn)了從“跟跑”到“并跑”甚至局部“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變。然而，在超高場超導(dǎo)磁體、高密度射頻線圈、高性能梯度放大器等最核心的硬件部件與底層技術(shù)方面，專利布局仍相對薄弱，關(guān)鍵技術(shù)較大程度上依賴進口或國際合作。

　　專利布局重點向軟件與智能化轉(zhuǎn)移：隨著硬件技術(shù)趨于成熟，近年來專利申請熱點明顯向成像序列優(yōu)化、圖像重建算法（如深度學(xué)習(xí)）、人工智能輔助診斷、 workflow自動化等軟件與智能化方向傾斜。這為在傳統(tǒng)硬件領(lǐng)域不占優(yōu)勢的創(chuàng)新者提供了新的競爭賽道。

　　四、結(jié)語

　　綜上所述，核磁共振技術(shù)作為一項多學(xué)科交叉的尖端技術(shù)，其發(fā)展與超導(dǎo)材料、電子工程、計算機科學(xué)等進步息息相關(guān)。當(dāng)前，該技術(shù)已進入一個以系統(tǒng)優(yōu)化、快速智能化為特征的新發(fā)展階段。從專利視角看，全球格局呈現(xiàn)出“應(yīng)用市場強競爭、核心技術(shù)高壁壘”的特點。我國已在整機系統(tǒng)和應(yīng)用創(chuàng)新層面展現(xiàn)出強勁的競爭力，但要在產(chǎn)業(yè)鏈頂端與國際巨頭全面抗衡，仍需在核心部件自主化、基礎(chǔ)專利布局方面持續(xù)投入。建議國內(nèi)相關(guān)企業(yè)與研究機構(gòu)在鞏固現(xiàn)有優(yōu)勢的同時，加強對關(guān)鍵核心部件技術(shù)的攻關(guān)與專利保護，并積極把握智能化、便攜化等新興技術(shù)趨勢進行前瞻布局，以在全球競爭中贏得更大主動權(quán)。