Развитие технической области «Биосенсорные системы е-health» в фокусе патентного анализа Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

и информационные

технологии

Ж*

>

В.Г. зинов,

д.э.н., ФГБНУ «Дирекция НТП», г. Москва, Россия, [email protected]

о.в. ЧЕРЧЕНКО,

ФГБНУ «Дирекция НТП», г. Москва, Россия, [email protected]

РАЗВИТИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ «БИОСЕНСОРНЫЕ системы Е-HEALTH» В ФОКУСЕ ПАТЕНТНОГО АНАЛИЗА

УДК 004.418

Зинов В.Г., Черченко О.В. Развитие технической области «биосенсорные системы е-health» в фокусе патентного анализа (ФГБУ Дирекция научно-технологических программ, г. Москва, Россия)

Аннотация. Представлены результаты многокритериального патентного анализа, характеризующие особенности развития технологического направления «биосенсорные устройства для измерения физиологических показателей человека» на современном этапе. Отмечена выраженная междисциплинарность предлагаемых технических решений и стабильный линейный рост патентной активности в течение последних 20 лет. Абсолютным технологическим лидером направления являются США, однако в течение 2010-2015 гг. отмечен резкий рост числа патентов, выданных резидентам Китая. Показано, что резиденты РФ демонстрируют крайне низкую по сравнению с другими странами изобретательскую активность в области создания биосенсорных устройств. Патентный ландшафт РФ по данному технологическому направлению характеризует стагнация патентной активности в 2014-2015 гг., незначительное число патентных документов, вышедших за пределы РФ, полное отсутствие триадных патентных семейств. Сделан вывод о низкой конкурентоспособности отечественных заделов в этой области, что следует учитывать при выборе научно-технологических приоритетов страны.

Ключевые слова: биосенсорные устройства, технические решения, патентная активность, технологические лидеры, компании-драйверы, российские разработки, конкурентоспособность, патентный анализ.

UDC 004.418

Zinov V.G., Cherchenko О. V. Development of a technical field of the «bio-sensory e-health systems» through the prism of a patent analysis (FSBI Direction of scientific-technological programmes, Moscow, Russia) Abstract. The article presents the results of the multi-criteria patent analysis, which describes certain features of the development of the technological field of the «bio-sensory devices for measuring physiological indexes» at its current stage. The article notes that suggested technical solutions are characterized by multidisciplinary features and by a stable in-line growth of patent activity in the past two decades. An absolute technological leader in this field is the United States, however, in the period between 2010 and 2015 a rapidly growing number of patents were granted to Chinese residents. The article demonstrates that citizens of Russian Federation exhibit a considerably lower, compared to other countries, productive activity in the area of bio-sensory devices. The Russian patent landscape in this industrial area is characterized by stagnation of patent activity in the period of 2014-2015, by an insignificant number of patent documents released overseas and by the absolute absence of triad patent communities. The conclusion is made that domestic capacities in this area are noncompetitive which should be considered when choosing scientific-technological priorities of the country.

Keywords: bio-sensory devices, technical solutions, patent activity, technological leaders, companies-drivers, Russian ^^ developments, competitiveness, patent analysis.

T

В новой экономической реальности, в которой РФ оказалась в связи с падением цен на энергоносители, особое ^^^^^^^^^ значение приобрело определение перспектив ее научно-

технологического развития. Поэтому в 2015 г. было принято решение о разработке стратегии научно-технологического развития

© В.Г. Зинов, О.В. Черченко, 2016 г.

России на долгосрочный период. Документ должен быть представлен осенью 2016 г. [1] и наделен статусом «документа стратегического планирования» [2].

Основная задача, стоящая перед разработчиками стратегии и научным сообществом РФ, которое примет участие в ее обсуждении - выбор ограниченного числа приоритетов технологического развития страны. Эти приоритеты должны обеспечить решение первоочередных социально-экономических задач РФ, среди которых особое место занимает повышение качества и продолжительности жизни россиян. Одним из трендов, позволяющих на современном техническом уровне решать эти задачи, является использование мобильных технологий для развития здравоохранения. Прогнозируется, что мобильные технологии могут радикально изменить сегодняшнее состояние медицины, в частности, осуществлять более точную и быструю диагностику, точнее определять границы устойчивости организма и стадии развития заболеваний [3]. В контур этого тренда вписано достаточно большое количество более самостоятельных технологических направлений, подробно рассмотренных в статье Л.А. Цветковой с соавт., 2014 [4], из которых самым динамично развивающимся являются биосенсорные системы е-1пеа1Ж.

Несмотря на отсутствие единого мнения, что называть биосенсором -аналитическую систему для работы с биологическим веществом или систему, содержащую биологическое вещество, больше данных в пользу определения, согласно которому биосенсором называется аналитическая система, содержащая биологический материал (ферменты, клетки, антитела, антигены, рецепторы, фрагменты ДНК), который находится в непосредственном контакте или встроен в физико-химический датчик [5].

В биосенсорных устройствах используются физико-химические преобразователи различных типов: оптические, акустические, кондуктоме-трические, калориметрические, электрохимиче-

www.idmz.ru ._

2016, № 2 *

т

ские. Тип датчика определяется особенностью реакций и превращений в биологическом тестирующем элементе биосенсора, при этом невозможно найти какой-либо один, универсальный преобразователь [6].

В обзоре Балякина с соавт., 2015 [7] представлены результаты изучения существующих технических решений в области биосенсорных технологий, доступных к практическому внедрению на территории Российской Федерации. Составленный авторами список устройств содержит 176 наименований, что свидетельствует о том, что внутренний рынок для биосенсерных устройств уже начал формироваться.

Что же касается глобального рынка, то к 2018 г. может произойти более чем двукратный его рост по сравнению с 2012 г., (до 16,8 млрд. долл. США). В качестве ключевых игроков, претендующих на этот рынок, называют США, страны Европы и Японию. Около половины этого рынка приходится на биосенсорные системы, применяемые для экспресс-диагностики. Выход на рынок таких тест-систем ожидается в 2015-2020 гг. [8].

Таким образом, разработка устройств медицинского назначения на основе биосенсер-ных технологий может рассматриваться как одно из приоритетных направлений в рамках развития технологий мобильной медицины. Однако при выборе приоритетов научно-технологического развития РФ, с нашей точки зрения, недостаточно руководствоваться лишь показателями объемов мирового и внутреннего рынка, а также экономической и социальной значимости тех или иных технологических областей. Крайне важно располагать объективными оценками уровня конкурентоспобности национальных заделов и ключевых индустриальных драйверов. Источником таких данных может стать патентная статистика.

Целью настоящего исследования было выполнение многокритериального патентного анализа, характеризующего динамику и драйверов развития направления «биосенсорные

и информационные

технологии

^ -I

>

устройства для измерения физиологических показателей человека», а также оценка конкурентоспособности отечественных научно-технологических заделов.

информационная база и инструменты для исследования

Информационной базой исследования являлся мировой массив патентных документов, связанных с развитием направления и опубликованных за период с 1995 по 2015 гг. Поисковый запрос, используемый для выполнения анализа, имел следующий вид (sensor* and physiol*) or biosensor* or nanobiosensor*) and ((mobil* ADJ health*) or mhealth* or body* or wearable* or implant*)).

Многокритериальный патентный анализ был выполнен с использованием аналитической БД Thomson Innovation (производитель - компания Thomson Reuters), которая охватывает патентные документы всего мира и позволяет искать их по полям уникальной реферативной базы патентных данных Derwent World Patent Index (DWPI), содержащей информацию о более чем 25 млн. патентных семейств (50 млн. документов) из более, чем 50 юрисдикций. Все патенты, прежде чем попасть в БД, проходят тщательную проверку и доработку. Например, выполняется заполнение отсутствующей информации о патентообладателе, корректировка ошибок написания, стандартизация имен, исправление ошибочных и добавление новых индексов, пропущенных в IPCs и CPCs, детальная классификация DWPI, расширение и корректировка патентной семьи, добавление стран, не входящих в INPADOC и ведомств, подающих вне конвенции приоритета и др. [9].

На втором этапе анализа уже с использованием БД RUPAT ФИПС, содержащей полные тексты российских патентов на изобретение и (частично) заявок на изобретение за период с 1994 г. по 02.2016 г. [10], было уточнено количество патентов, полученных резидентами РФ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Как показали результаты выполненного анализа, всего за последние 20 лет (19952015 гг.) в мире было опубликовано 34 920 патентных документов, соответствующих используемому поисковому образу, число которых стабильно и линейно растет из года в год.

Рис. 1 манифестирует устойчивую уверенность разработчиков в востребованности новых технических решений и, по сути, отражает рыночный потенциал использования таких систем как элементов технологий мобильного здравоохранения.

Наибольшую коллекцию запатентованных технических решений по теме «биосенсорные системы тНеа1Нп» за 1995-2015 гг. собрали резиденты США (рис. 2). Признавая за этой страной абсолютное лидерство (60% патентов мира) в разработке систем мобильного здравоохранения, нельзя не отметить значительную и динамично растущую долю патентов Китая и Японии - по 8,59% и 8,29% соответственно (Табл. 1).

На рис. 3 визуализированы результаты распределения патентов по топ-5 странам приоритета по теме «биосенсорные системы тНеа1Нп» за 1995-2015 гг. Отчетливо видно, что страной, начавшей активные исследования в этой области, вносящей наибольший вклад в развитие направления и удерживающей статус технологического лидера, является США. Однако в последние пять лет стало очевидным, что появился новый активный участник борьбы за рынок биосенсорных устройств -Китай, который стремительно сокращает разрыв с лидером. Рост патентной активности Японии и стран Евросоюза характеризуется неустойчивой динамикой: в последние три года наблюдается даже некоторое сокращение патентной активности резидентов.

Развитие направления «биосенсорные системы тНеа1Ж» отмечено исключительно широким фронтом научных исследований,

2016, № 2

Рис. 1. Динамика патентования по теме «биосенсорные системы mHealth» за 1995—2015 гг. (Источник Thomson Innovation, данные на 25 февраля 2016 г.).

■ us QCN ■ JP О ЕР ■ DE 3KR QGB Я W0 ■ AU

Source Thwnsofl innovatmn®. www UKMnsoiiinnovalffti.cotn

Рис. 2. Анализ распределения патентов по странам приоритета по теме «биосенсорные системы mHealth» за 1995-2015 гг.

(Источник Thomson Innovation, данные на 25 февраля 2016).

и информационные

технологии

Рис. 3. Анализ распределения патентов по топ-5 странам приоритета по теме «биосенсорные системы mHealth» по годам за 1995-2015 гг.

(Источник Thomson Innovation, данные на 25 февраля 2016).

Рис. 4. Тематическая карта патентов мира по направлению «биосенсорные системы mHealth», за 1995-2015 гг.

(Источник Thomson Innovation, данные на 25 февраля 2016).

и ■■■ ■■

66

2016, № 2

Таблица 1. Топ-20 стран приоритета по теме «биосенсорные системы mHealth», за 1995-2015 гг.

(Источник Thomson Innovation, данные на 25 февраля 2016).

Страна Количество патентов Доля,%

США 20952 60.00%

Китай 3001 8.59%

Япония 2897 8.29%

Европейское патентное агентство 1311 3.75%

Германия 1218 3.49%

Южная Корея 1009 2.89%

Великобритания 766 2.19%

WO 600 1.72%

Австралия 572 1.64%

Швеция 472 1.35%

Франция 365 1.05%

Израиль 249 0.71%

Тайвань 239 0.68%

Италия 204 0.58%

Дания 157 0.45%

Индия 126 0.36%

Финляндия 92 0.26%

Австрия 77 0.22%

Швейцария 74 0.21%

Россия 74 0.21%

являя собой яркий пример области междисциплинарных и конвергентных исследований. Визуализация тематического ландшафта патентной активности обнаруживает несколько десятков технических областей, задействованных разработчиками биосенсорных устройств (рис. 4).

Если из различной тематической направленности проводимых исследований выбрать базовое для мобильной медицины понятие

«беспроводной» (wireless), то легко заметить повышенную концентрацию запатентованных технических решений (рис. 5.), что визуализирует главный вектор направленности исследований и разработок в этой области.

Тематическая карта патентов с российским приоритетом, релевантных теме «биосенсорные системы mHealth», за 19952015 гг. (рис. 6), отражает незначительную долю отечественных изобретателей в этой

>

и информационные

технологии

Рис. 5. Тематическая карта патентов мира, соответствующих теме «биосенсорные системы mHealth», за 1995-2015 гг. Яркими точками обозначены патенты, в топике которых встречается слово беспроводной (wireless)

(Источник Thomson Innovation, данные на 25 февраля 2016).

Рис. 6. Тематическая карта патентов РФ по направлению «биосенсорные системы mHealth», за 1995-2015 гг.

(Источник Thomson Innovation, данные на 25 февраля 2016).

области. Россия, хоть и оказалась включенной в топ 20 стран с максимальным числом патентообладателей в этой сфере, но заняла последнее место (табл. 1) с 74 патентными документами, что составляет 0,21% от общемирового патентного потока за последние

20 лет. Тем не менее, в половине технических областей, которые вовлечены в разработку биосенсорных систем для мобильной медицины, российские ученые имеют запатентованные новые технические решения, хотя таких решений очень мало.

2016, № 2

Таблица 2. Топ-20 кодов IPC патентов по теме «биосенсорные системы mHealth», за 1995-2015 гг.

(Источник Thomson Innovation, данные на 25 февраля 2016).

МПК Количество патентов Доля, /о Паспорт МПК

A61B0005 14719 24.81% Диагностика; измерение биоэлектрических токов

A61N0001 5267 8.88% Электротерапия; магнитотерапия;

G01N0033 3905 6.58% Исследование или анализ материалов (иммунологический анализ)

G01N0027 2776 4.68% Исследование или анализ материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств

C12Q0001 1959 3.30% Способы измерения или испытания, использующие ферменты или микроорганизмы

G06F0019 1595 2.69% Устройства или способы цифровых вычислений или обработки данных для специальных применений

А6^0002 1152 194% Фильтры, имплантируемые в кровеносные сосуды; искусствен' ные части тела; приспособления для прикрепления их к телу

А61М0005 1041 1 75% Устройства для подкожного, внутрисосудистого и внутримышеч-

' ного введения сред в организм

G01N0021 A61B0017

1005 949

1.69%

Исследование или анализ материалов с помощью оптических средств

Приборы и инструменты для медицинского обследования внутренних полостей путем осмотра с применением фотографических сред (нехирургические способы медицинского обследования)

A61K0009 843 1.42% Лекарства и медикаменты, отличающиеся формой

A61L0027 825 1.39% Способы и устройства для стерилизации материалов; дезинфекция протезов

A61M0001 805 1.36% Устройства и приспособления для введения лекарств в организм или для нанесения их на кожный покров человека (устройства или приспособления для отсасывания или нагнетания)

C12M0001 752 1.27% Устройства для работы с ферментами или микроорганизмами

A61B0019 654 1.10% Приборы и инструменты для медицинского обследования внутренних полостей путем осмотра с применением фотографических средств

A61L0031 637 1.07% Способы или устройства для дезинфекции или стерилизации материалов или предметов хирургических изделий

A61M0025

636

605

Устройства и приспособления для введения лекарств в организм 1.07% или для нанесения их на кожный покров человека (зонды, катетеры; приспособления для дренирования ран; расширители)

Приборы и инструменты для медицинского обследования внутренних полостей или трубовидных органов тела путем визуального осмотра или осмотра с применением фотографических средств (сочленение)

G06Q0050 589 0 99% Системы обработки данных или способы, специально предна-

' значенные для здравоохранения

Приборы и инструменты для медицинского обследования вну-545 0.92% тренних полостей путем осмотра с применением фотографических средств для размещения инструментов

и информационные

технологии

Рис. 7. Динамика патентования технических решений по теме «биосенсорные системы mHealth» резидентами РФ за 1995-2015

(Источник Thomson Innovation, данные на 25 февраля 2016).

Рис. 8. Анализ распределения патентов с российским приоритетом по странам публикации по теме «биосенсорные системы mHealth» за 1995-2015 гг.

(Источник Thomson Innovation, данные на 25 февраля 2016).

2016, № 2

Для анализа областей техники, в которых происходит наиболее активное патентование, рассмотрим, в каких классах Международной патентной классификации (МПК) сосредоточены наибольшие коллекции патентных документов. Для расшифровки нами были отобраны первые двадцать классов, на долю которых приходится 70% всех запатентованных технических решений, вошедших в топ-100 МПК (табл. 2). Наибольшее число таких технических решений приходится на класс А61В0005 - Диагностика, измерение биоэлектрических токов. Этому направлению посвящено почти четверть всех патентных документов из топ-100 МПК. Второй и третий по величине портфель патентов связан с методами проведения электротерапии и методами иммунологического анализа - 8,88% и 6,58% соответственно.

Коллекция патентов с российским приоритетом по теме «биосенсорные системы тНеа1Нп», за 1995-2015 гг. представлена 74 опубликованными патентными документами. Причем, если в 2011-2013 гг. наблюдалась положительная динамика патентования, то в 2014-2015 гг. отмечено двукратное падение изобретательской активности (рис. 7).

Портфель патентов резидентов РФ, вышедших за пределы страны, выглядит еще более скромным. Всего 33 патентных документа с приоритетом РФ опубликованы в зарубежных патентных ведомствах: 7 - в Китае, 5 -в США, 5 - в Австралии, 3 - в Евросоюзе, 2 - в Индии, 2 - в Японии, 2 - в Канаде. Статус международной заявки по процедуре РСТ имеют еще 5 патентных документов. Причем все эти патентные документы входят лишь в 11 патентных семейств. Российских триадных патентных семейств обнаружено не было (рис. 8).

Полученные даные иллюстрируют полную неготовность российских патентообладателей побороться даже за отдельные ниши глобального рынка биосенсорных устройств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты выполненного патентного анализа позволяют отнести направление «биосенсорные системы тНеаМ» к числу четко оформленных и восходящих трендов глобальной научно-технологической сферы.

Учитывая тот факт, что глобальный рынок биосенсорных устройств для измерения физиологических показателей организма человека, формирующийся на наших глазах, по прогнозам, будет исчисляться 16,8 млрд. долл. США к 2018 г., можно констатировать, что развитие этого направления имеет не только огромное социальное значение, но и обладает потенциалом создания новой отечественной индустрии. Последнее обстоятельно особенно важно для РФ, экономика которой должна быть диверсифицирована в среднесрочной перспективе. С учетом этих аргументов направление «биосенсорные системы тНеа1Ж» следовало бы отнести к числу приоритетных.

Однако, с нашей точки зрения, к началу 2016 г. РФ сохраняет критический уровень отставания от стран, захвативших технологическое лидерство и претендующих на значительную долю формирующегося рынка биосенсорных устройств биомедицинского назначения. Опубликованных патентных документов с российским приоритетом очень мало по сравнению с индустриально развитыми странами, а запатентованные технические решения закрывают менее половины междисциплинарных предметных областей по направлению «биосенсорные системы тНеаМ».

Вместе тем, конкурентоспособные российские заделы, имеющие потенциал освоения ниш глобального рынка биосенсорных устройств, существуют, о чем свидетельствуют 33 технических решения резидентов РФ, запатентованных в зарубежных странах. Поэтому при разработке стратегии научно-технологического развития и выборе приоритетов науки и технологий РФ, с нашей точки зре-

>

и информационные

технологии

>

ния, крайне важно обратить внимание на направление «биосенсорные системы тНеа1Ж» и придать ему дополнительный импульс развития, чтобы на основе отечественных техно-

логических заделов в коллаборации с зарубежными центрами превосходства создавать наукоемкую конкурентоспособную продукцию для внутреннего и глобального рынков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Заседание Совета по науке и образованию 24 июня 2015 года, 14:55 2015-06-30, Отдел редакции официального сайта Президента России, Москва, Кремль. [Электрон. ресурс]. - URL: http://www.kremlin. ru/events/president/news/49755

2. Заседание Совета по науке и образованию 21 января 2016 года, 15:50 2016-01-24., Отдел редакции официального сайта Президента России, Москва, Кремль. [Электрон. ресурс]. - URL: http://www.kremlin. ru/events/president/news/51190

3. Панкратов С.Г., Знаменская Т.Ю. Мобильные технологии в здравоохранении (mHealth): концепция и перспективы. Часть I. Здоровье как выделенное состояние организма и отклонения от него // Менеджер здра-воохранения-2014, № 2. - С. 30-48

4. Цветкова Л.А., Кузнецов П.П., Куракова Н.Г. Оценка перспектив развития мобильной медицины - mHealth на основании данных наукометрического и патентного анализа // Врач и информационные технологии. -2014. - № 4. - С. 66-77

5. Кудряшов А.П. Биосенсорные устройства: Курс лекций /Мн: БГУ, 2003. -С. 10

6. Будников Г.К. Биосенсоры как новый тип аналитических устройств. [Электрон. ресурс]. - URL: http://www.pereplet.ru/obrazovanie/ stsoros/216.html

7. Балякин А.А., Малышев А.С, Мамонов М.В., Тараненко С.Б. Особенности развития и внедрения медицинских биосенсоров в Российской Федерации. [Электрон. ресурс]. - URL: http://www.fundamental-research.ru/ ru/article/view?id=35103

8. Глобальные технологические тренды // Трендлеттер. - 2014. - № 1 [Электрон. ресурс]. - URL: https://www.hse.ru/data/2014/12/23/1104053629/ Trendletter%231Jnal.pdf

9. Всемирный указатель патентов Derwent (Derwent World Patents Index ® - DWPI) [Электрон. ресурс]. - 2016- URL: http://thomsonreuters.ru/ products/derwent-world-patents-index/

10. База данных Изобретения (полные тексты) - RUPAT / Сайт Федерального института промышленной собственности [Электрон. ресурс]. -2015 - URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru/inform_ resources/inform_retrieval_system/article_2/article_rupat