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国枫视角
国枫观察 | 医学脑机接口的技术创新、产业路径与法律服务——基于专利数据的实证分析
发布时间：2025.09.18
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脑机接口作为前沿科技融合的典型代表，已被纳入我国未来产业体系。本文基于医学领域脑机接口专利数据，从技术构成、创新主体、产业特点等维度，归纳资本市场和知识产权法律服务中应重点关注的问题，以期为技术团队、创新企业、投资机构等提供参考。
作者：孟睿、史淑彦
一、引言
脑机接口作为前沿科技融合的典型代表，已成为全球科技竞争的战略高地。近年来，我国从中央到地方相继出台多项支持政策：2024年初，工信部等七部门联合发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》；2025年初，北京市和上海市分别推出《加快北京市脑机接口创新发展行动方案（2025–2030年）》与《上海市脑机接口未来产业培育行动方案（2025–2030年）》。这些政策的密集落地，标志着脑机接口正式被纳入国家未来产业体系，其发展路径与重点方向已逐步清晰。政府正通过制造体系建设、资金投入、审批优化、人才引进乃至医保支付机制创新等多维度举措，系统推动脑机接口技术从实验室研究走向规模化产业应用。
专利作为技术创新成果的核心载体，不仅记录了法律权利状态与保护范围，更承载了深层次的技术方案与产业化潜力，可为洞察行业创新态势、识别技术发展趋势、分析市场竞争格局以及辅助投融资决策提供关键依据。2024年底，欧盟知识产权局（EUIPO）与欧洲投资局联合发布《保护欧洲创新：私募股权在欧洲知识产权中的作用》的报告，运用各类数据指标分析和论证了私募股权（PE）和风险投融资（VC）与创新企业知识产权之间的双向良性互动关系。
本文基于医学领域脑机接口相关专利数据，从技术构成、创新主体、产业生态等多个维度进行梳理，并以此为基础归纳资本市场和知识产权相关法律服务中应当关注的问题，以期为技术团队、创新企业、投资机构等就资本市场以及知识产权相关法律问题的研判提供参考。
二、脑机接口技术构成及主要创新主体
（一）脑机接口系统组成及技术分支
脑机接口通过建立大脑与外部设备之间的直接通信通路，实现对大脑意图的解读与外部控制，或通过神经调控修复乃至增强神经功能。其核心任务是从神经信号中提取有用信息并转化为可执行的指令。
脑机接口技术尚无统一的分类标准。常见的分类方式包括：按信号采集方式分为侵入式、半侵入式和非侵入式；按信息流转路径分为输出式（脑控）与输入式（控脑）；按应用目的分为脑感知与脑调控技术。[1]
功能单元是专利技术分类的基本原则，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发布的《脑机接口专利关键技术白皮书》，通过结构或功能分解，将脑机接口细分为信号采集、接口器件、信号解码、脑控外设、神经调控五大技术分支。具体如图1所示。[2]
图1
五大技术分支对应脑机接口系统的五大功能模块。通过采集与脑功能相关的信号，并利用预处理、特征提取和模式识别等信号处理方式实现对大脑活动状态或意图的解码，并根据解码结果与外部设备通信或控制外部设备，同时，可以把大脑活动状态、解码结果、与外部通信或控制结果反馈给用户，进而调节大脑活动以获得更好的性能。[3]接口器件则由专用芯片或通用芯片实现，对采集到的脑电信号进行前端处理。
图2
图2为全球脑机接口专利技术分布统计数据，[4]以上专利申请数据显示，信号解码专利申请数量最多，神经调控专利申请数量次之。申请数量和排名显示了相应技术分布的技术积累程度和创新活跃程度。
（二）我国脑机接口专利申请趋势及主要应用领域
图3
经数据库检索，我国创新主体在我国累计申请脑机接口相关专利3万多件。[5]我国已成为全球最大的单一专利申请市场，申请量超越美国。图3为近十年来，我国创新主体在我国年度专利申请量统计，可以看出，自2017年开始，我国创新主体在我国专利申请数量和增长率均不断攀升，脑机接口创新处于活跃阶段，2022年至今，研发成果一直处于高位产出状态。说明我国创新主体持续发力，已经具有了一定的技术积累和沉淀。
图4
图4为从专利技术应用领域（IPC分类）维度对我国脑机接口有效专利进行的分类统计。[6]可以看出，我国脑机接口有效专利主要集中在医学领域（A61），其数量超出总数量的50%。其次为计算科学（G06）和信息技术（G16）等领域。
（三）医学领域脑机接口各技术分支的主要创新主体
1. 信号采集主要创新主体及有效专利数量排名
信号采集是脑机接口系统实现信号获取的关键环节，涵盖非侵入式、半侵入式、侵入式等多种技术路线，相关专利主要包括电极设计、信号预处理算法等。该技术旨在解决脑电信号微弱、易受干扰等难题，为精准捕捉大脑神经活动电信号提供核心支撑，构成脑机信息交互的“入口基石”。
图5
图5为医学领域信号采集相关有效专利数量排名，展示了该技术分支领域排名靠前的主要创新主体及有效专利数量（本文有效专利包括授权专利和审中专利申请，不包括未授权或已失效专利）。全部创新主体及有效专利数量均可通过数据库检索分析获得。鉴于篇幅限制，本文图5至图9仅展示有效专利和专利申请的数量排名前十的我国创新主体，同一专利有可能被同时纳入多个技术分支进行统计。
2. 接口器件主要创新主体及有效专利数量排名
接口器件作为脑机信号传输的“桥梁”，其专利布局涵盖生物兼容性电极材料、微型化信号传输模块、植入式/非植入式接口硬件设计等关键技术。该板块致力于解决器件与生物组织之间的适配性、信号传输损耗及长期稳定性等核心问题，从硬件层面保障脑机间信号的高效与稳定交互，为脑机接口系统实现小型化、实用化奠定坚实的硬件基础，进而推动该技术从实验室研究向临床与消费级应用场景加速转化。
图6
图6为医学领域接口器件相关有效专利数量排名，展示了该技术分支领域排名靠前的主要创新主体及有效专利数量。
3. 信号解码主要创新主体及有效专利数量排名
信号解码是脑机接口系统中实现“脑－机”信息转换的核心环节，涵盖信号预处理、特征提取与模式分类等一系列关键技术。该领域相关专利主要致力于利用机器学习、深度学习等算法对有效特征进行识别与解码，最终将非平稳、高维度的神经信号转化为稳定、可靠的控制指令。
图7
图7为医学领域信号解码相关有效专利数量排名，展示了该技术分支领域排名靠前的主要创新主体及有效专利数量。
4. 脑控外设主要创新主体及有效专利数量排名
脑控外设作为脑机接口技术的“应用终端”，是实现大脑与外部物理世界交互的关键载体，其专利布局广泛覆盖脑控机器人、智能假肢、交互终端与控制设备等方向。该板块核心技术围绕外设与脑机信号的高效适配展开，致力于解决运动意图识别、精细控制协同、多模态反馈与人机协同学习等关键问题，推动脑控外设从实验原型阶段逐步走向规模化临床应用和日常辅助生活场景。随着相关技术的不断成熟与产品化，脑控外设正显著提升运动功能障碍患者的生活质量，并持续拓展人类与机器之间的交互能力与融合深度，成为脑机接口体系中不可或缺的“赋能型”技术组成部分。
图8
图8为医学领域脑控外设相关有效专利数量排名，展示了该技术分支领域排名靠前的主要创新主体及有效专利数量。
5. 神经调控主要创新主体及有效专利数量排名
神经调控是脑机接口技术在神经功能干预与修复领域的核心应用方向，相关专利涵盖经颅电刺激、经颅磁刺激、聚焦超声等新型调控技术。该板块聚焦于神经疾病诊疗、认知增强、情绪调节等关键场景，通过实时脑机信号反馈实现对神经活动的精准刺激与闭环调控，推动形成“感知-解码-刺激”一体化的智能干预新模式。这一技术路径不仅为阿尔茨海默病、抑郁症、帕金森病等难治性神经疾病提供创新治疗方案，也有助于构建脑机协同的新型神经调控范式，持续推动神经康复和精神医学等领域向精准化、智能化方向演进。
图9
图9为医学领域神经调控相关有效专利数量排名，展示了该技术分支领域排名靠前的主要创新主体及有效专利数量。
（四）技术路径追踪及专利布局示例之电极
电极是脑机接口系统中负责采集神经信号或施加电刺激的关键部件，其性能直接决定了信号质量与调控效果。电极技术的发展与专利布局情况深刻反映了脑机接口创新方向与竞争格局。通过对电极相关专利的检索与分析，可清晰识别技术演进路径、核心市场主体及其专利布局策略。
1. 硬质电极：技术成熟与持续迭代
硬质电极是侵入式脑机接口发展初期的代表性技术。1957年，美国神经生理学家Hubel研制出钨微丝电极，实现了对神经元电信号的有效记录。此后，硬质电极逐步演进出密歇根电极与犹他电极两大主流类型。这两类硬质电极的专利技术发展概况如图10所示。[7]
图10
图10显示，自上世纪50年代以来，硬质电极技术持续迭代，相关专利申请延续至今，显示出其在特定应用场景下仍具不可替代性。从专利布局主体来看，硬质电极的核心专利主要掌握在美国机构手中，反映出美国在早期技术积累中的领先地位。
2. 柔性电极：技术热点与创新焦点
为克服硬质电极与脑组织机械不匹配、易引发免疫反应等缺陷，柔性电极逐渐成为侵入式脑机接口研发的重要方向。柔性电极具有更好的生物相容性和组织贴合性，能够实现更稳定、长期的信号记录。
图11
图11为国内外创新主体柔性电极专利技术布局概况。[8]图11数据显示，美国Neuralink公司是柔性电极领域的主要创新者。Neuralink公司围绕柔性电极技术进行了持续性、系统化的全球专利布局。据报道，其核心产品“N1植入物”采用高密度柔性电极阵列，已于2023年获FDA批准进入人体临床试验。中国创新主体也在该领域积极跟进，上海脑虎科技采用蚕丝蛋白材料开发柔性电极（CN113616211B、CN115500835B）；清华大学基于聚酰亚胺/碳纳米管复合材料提出新型电极结构（CN117158981A）；复旦大学则通过湿法纺丝工艺研制出导电聚合物纤维电极（CN115624336B）。武汉衷华脑机作为国内侵入式脑电采集专利申请量领先的企业，也在柔性电极方面进行了持续性专利布局。
3. 血管内支架电极：微创介入的新兴方向
血管内支架电极通过血管介入方式植入，避免开颅手术，显著降低植入创伤与感染风险，近年来成为脑机接口技术的新兴分支。该类电极可置于大脑运动皮层附近血管内，精准采集神经信号。
图12
图12为国内外创新主体血管内支架电极专利布局概况。[9]图12数据显示，美国Synchron公司在该领域已经取得重要突破，其技术源于墨尔本大学Thomas Oxley团队2012年提出的血管支架电极概念（US20140288667A1）。Synchron通过持续改进与专利扩展，已构建完善的专利壁垒，并多数在中国进行专利布局。2025年8月，该公司首次公开展示渐冻症患者通过血管植入大脑的脑机接口系统控制外部设备的成果，引发行业广泛关注。
国内企业如上海神奕、深圳应和、上海阶梯、武汉衷华脑机等也已积极布局血管内电极领域，从专利申请时间与数量来看，技术积累和专利覆盖尚有较大提升空间。
（五）医学领域脑机接口专利数据分析小结
通过对脑机接口专利数据的展示和分析，可以与其他信息结合观察出以下现象：
● 结合技术链分析，信号采集、接口器件与信号解码属于上游基础技术，脑控外设与神经调控更贴近终端应用。专利数据表明，高校与科研院所已在上游积累了深厚的技术基础，未来需通过更有效的科技成果转化机制推动其商业化进程；企业则更多聚焦于产品化开发与市场化应用，推动创新成果落地。
● 我国高校和科研院所在医学脑机接口多个技术环节均展现出全面创新能力，大量科技成果将进入成果转化和商业化阶段。其中，天津大学、清华大学、浙江大学在五大关键技术分支中均表现突出，专利申请量位居前列，体现出这些机构在技术研发上的综合实力与深入程度。
● 企业普遍采取技术聚焦策略，深耕特定环节或应用场景。例如，根据前述专利数据统计，武汉衷华脑机专注于信号采集与接口器件；深圳心流科技重点布局信号解码与脑控外设；北京品驰、苏州景昱、浙江诺尔康、上海力声等企业则集中于神经调控领域，显示出企业在应用创新与市场转化方面的优势。
● 我国创新主体在信号采集、柔性电极、侵入式系统等细分技术领域已展现出较强的创新能力。从专利整体布局来看，我国企业在高价值专利组合构建、专利池与专利网的系统化布局方面可以再提升，延续性和战略协同性可再优化，强化以市场竞争为导向的专利战略规划能力。
● 电极技术的发展呈现出“硬质—柔性—介入式”的演进路径，体现了脑机接口行业向微创、稳定、高通量方向发展的趋势。从专利布局来看，美国在硬质电极和血管内电极领域布局较早、范围广泛，仍占据主导地位；中国在柔性电极等新兴方向积极跟进，高校与企业协同创新活跃。未来可以重视前瞻性和系统性的专利布局，以提升市场竞争力和控制力。
● 值得注意的是，部分明星企业并未进入脑机接口相关专利申请量的前列。这一现象反映出这部分企业可能尚处于初创阶段，部分专利申请未到法定公开时间，核心技术积累、产品结构、专利布局有待提升。
三、我国医学脑机接口产业创新特点
基于专利数据分析，我国医学脑机接口产业呈现出以下三方面特征：
（一）医疗健康是技术落地与产业化的核心领域
如前所述，从专利申请技术分类来看，无论是脑机接口整体专利申请量，还是信号采集、接口器件、信号解码、脑控外设和神经调控五大技术分支，医疗健康相关专利在数量与占比上均占据绝对主导地位。媒体报道的主流技术突破多集中于渐冻症、帕金森病、脊髓损伤、抑郁症等重大神经及精神疾病的治疗与康复应用。全球主要国家及我国目前均将脑机接口相关设备和系统纳入医疗器械管理体系进行严格监管，进一步凸显其医疗属性的重要性。
（二）“黄金三角”协同创新成为核心发展模式
我国医学脑机接口领域的专利申请呈现以科研院所为主体、企业逐步跟进、医疗机构积极参与的特征。我国脑机接口领域已形成以科研院所、医疗机构和创新企业三方协同的“黄金三角”创新体系。[10]高校及科研机构依托前沿研究积累，提供核心知识产权与技术人才；医疗机构贡献临床需求、手术能力与真实应用场景；企业则专注于技术转化与产品商业化。该模式通过“高校筑基、企业转化、医院验证”的有机联动，构建了从基础研究到临床应用的高效转化通路，已成为推动我国医学脑机接口技术产业化的重要机制，也成为评估项目潜力和企业价值的关键指标之一。
（三）初创企业成为商业化落地的主导力量
专利申请数据显示，当前医学脑机接口领域的创新主体呈现“龙头企业稀缺、初创企业主导”的格局，上市企业占比较低，初创企业在技术迭代与应用拓展中发挥核心作用。根据脑机接口产业联盟统计，其会员中中小企业占比超过50%。[11]初创企业具备创新意愿强、机制灵活、响应迅速等优势，积极拓展脑机接口在医疗康复等多场景应用，有效推动了技术从实验室向产业化的快速过渡，成为生态繁荣的关键推动力。
四、资本市场和知识产权法律服务
应重点关注的问题
随着脑机接口技术从实验室研究加速向产业化迈进，与之配套的法律服务需求日益凸显，同时鉴于医学脑机接口产业创新呈现出的特点，在科技成果转化、技术应用、市场竞争、资本运作及知识产权等环节，有诸多需要重点关注的问题。
（一）资本市场法律服务及不确定性应对
1. 资本市场面临的技术与知识产权不确定性
当前资本明显向医疗健康应用集中，呈现“投早、投小、投硬科技”的趋势。头部企业通过收并购完善技术链与产品线，科技公司、医疗集团及汽车制造商等跨界力量也积极通过投资与并购切入这一领域。随着行业逐渐成熟，更多企业将寻求IPO实现融资与退出。因此，投资、并购以及IPO等资本市场法律服务是脑机接口产业发展的重要支撑。基于脑机接口产业创新发展特点，资本市场法律服务需要关注以下问题：
● 企业技术真实性与成熟度存疑：不排除个别企业以“脑机接口”为标签进行融资宣传，但实际技术积累、产品成熟度、专利壁垒效应等与宣传不符。
● 战略定位与业务相关性模糊：个别企业有可能仅将脑机接口作为炒作概念，或属跨界碰瓷，缺乏清晰的技术来源、技术研发与验证模式。
● 投资与并购价值难以评估：行业仍处发展早期，技术路线尚未收敛，应用场景仍在探索，对企业技术实力、专利质量以及投融资估值的评估难度较大。
● IPO知识产权风险突出：科创企业IPO中通常面临知识产权侵权诉讼、权属争议、FTO（自由实施）风险等挑战，专利狙击现象频发，可能影响上市进程与市场信心。
2. 投资并购方和创新企业的对应措施
2024年底，欧盟知识产权局（EUIPO）与欧洲投资局联合发布《保护欧洲创新：私募股权在欧洲知识产权中的作用》的报告，运用各类数据指标分析和论证了私募股权（PE）和风险投融资（VC）与创新企业知识产权之间的双向良性互动关系。对于投资、并购方而言，可综合运用以下专利指标，对脑机接口企业进行评估与风险管理：
● 专利数量、成长率与技术成熟度系数：评估研发规模、创新速度和技术成熟度；
● 同族指数与引证率：判断国际布局广度和技术影响力；
● 专利-产品对应性与实施率：检验专利实用性与市场化程度；
● 发明人团队稳定性与技术重心指数：评估研发连续性和业务聚焦度；
● 专利可规避性与IP条款可控性：分析知识产权壁垒效应和合作风险。
对于技术团队和创新企业而言，可以结合以下（二）技术成果转化和知识产权的内容，提升投资估值、增强市场竞争力等。
（二）技术成果转化和知识产权法律服务需精细化
创新不仅涉及向市场引入新的发明，还涉及将发明转化为商业产品或服务。我国医疗脑机接口领域呈现“黄金三角”协同创新特点，高校及科研院所是核心技术的源头，而中小创新企业则承担着技术转化与商业化的重要角色。这一特点催生了多维度、差异化的法律服务需求：
● 专利转让与许可、技术入股架构设计；
● 技术作价评估合规审查；
● 产学研合作协议起草与谈判；
● 收益分配机制构建。
2. 产学研医协同创新机制构建
● 设计多方合作模式，明确各方权责；
● 确立成果归属与利益分配机制；
● 临床数据合规与患者隐私保护。
3.知识产权管理与战略布局
● 高价值专利培育与海外布局规划；
● 专利池构建与标准必要专利策略制定；
● 为中小企业定制轻量级、分阶段专利布局方案；
● 核心技术精准保护与风险规避。
五、结语
脑机接口技术正加速从实验室走向医疗应用，我国凭借政策支持与专利创新显露出显著潜力。“黄金三角”协同模式有效推动了研发与商业化进程，但仍面临成果转化率低、专利布局薄弱及投融资估值体系不成熟等挑战。法律服务应积极运用专利信息与竞争工具，为创新主体构建系统化、可持续的知识产权壁垒，强化其在市场竞争中的技术优势与市场地位。
查看参考文献
2025年）》
