基于Innography的血糖仪专利情报研究

血糖仪是监测血糖的仪器,能够迅速、便利、准确地监测自身血糖水平,对机体血糖平衡起着重要的监控作用。随着近年来糖尿病发病率的不断升高,血糖仪相关技术得到极大的重视和发展,血糖仪相关领域的研究也随之成为热点,具有较高的学术价值和极其广阔的应用前景。本文对Innography数据库收录的4,332件血糖仪相关专利数据进行了分析,分别从专利申请和授权的年度趋势,发明人所在地,专利申请地,专利技术生命周期,联合专利分类体系分布以及专利权人等角度深入分析了血糖仪领域专利的整体产出情况、技术成熟度、重点技术领域以及研发机构情况等。研究表明,血糖仪相关技术经过近15年的快速发展已进入平稳发展阶段;罗氏、强生和雅培等全球市场占有率较高的企业都在大量申请相关专利,以达到利用专利屏障实现市场垄断的目的;美国在血糖仪领域的研究和应用优势非常明显,其技术研发能力最强,实力居世界首位;中国的专利数量较多但技术分散,缺少世界级顶尖企业,许多研发活动是在大学和研究所开展,其血糖仪市场在未来具有很好的应用前景。     

2023年脑机接口领域发展态势

脑机接口是人脑与计算机或其他电子设备之间建立的直接交流与控制通道。由于其战略重要性,脑机接口已经成为各国战略布局的重点。本文简要介绍了脑机接口领域的发展历程,重点从战略布局、科研进展与产业应用等角度系统梳理了2023年该领域的最新进展,并展望未来发展趋势。2023年,神经编解码算法、神经探针与芯片等脑机接口领域核心技术取得重要进展,功能性超声脑机接口等新型脑机接口不断涌现,应用领域已经从医疗扩展到科研、娱乐等领域,重要企业取得多项里程碑进展。未来,脑机接口硬件将向小型化、高通量、柔性化发展,编解码效率和质量将大幅度提升,促进脑机接口功能从替换和恢复向改善、补充和增强转变,应用领域将进一步拓展。随着脑机接口的广泛应用,其伦理安全问题将受到重视。     

神经工程与脑-机接口

神经工程是近年来在生物医学工程领域备受关注的学科发展新方向。它运用神经科学和工程学的方法来分析神经功能并为神经功能缺失与紊乱的修复提供新的解决问题的方案;而脑-机接口则是当前神经工程领域中最活跃的研究方向之一。脑-机接口是在脑与计算机或其他外部设备之间建立的直接的通信和交流通道。在脑-机接口系统中,具有特定模式的脑信号携带着受试者希望表达的意愿,计算机将接收到的脑信号转换成相应的控制命令,于是那些有运动障碍的残疾人就可以利用脑-机接口系统来实现与外界的交流与对外部设备的控制。在基于脑电信号的脑-机接口系统中,受试者产生的脑信号大致可以分为内源性（endogenous）和外源性（exogenous）两类。其中外源性的成分主要取决于外部物理刺激（视觉、听觉或触觉）的参数而与认知行为无关;而内源性成分则主要由认知行为产生而与外部的物理刺激无关。在许多情况下,脑－机接口中的瞬态诱发电位通常都同时包含着内源性和外源性两种成分。寻找新的脑－机接口模式使之能显著提升记录脑电信号中的内源性与外源性成分在脑－机接口研究中具有重要意义。本文中将介绍一种基于运动起始时刻（motion—onset）的新的脑-机接口实验范式。本文的最后还探讨了脑－机接口未来发展的趋势与展望。     

脑机接口：现状，问题与展望

本文综述现有脑机接口技术的最新发展,并讨论这些脑机接口技术的局限和存在的问题,如高估人类个体大脑的功能、对大脑信息存储方式缺乏了解等.基于大脑信息存储的"二维码"模型,我们认为目前的脑机接口技术方案仅适用于一些简单的应用场景,如了解受测者的情绪变化、生命活动的状态,以及控制体外器械等,而无法通过脑机接口技术获取脑内诸如记忆与思考等信息的精准细节.我们也提出,向大脑输入信息的脑机接口技术有较大的发展空间,比如发展具有多种调控效果、物理和生化技术结合的深脑刺激装置,有可能广泛应用于抑郁症、癫痫等脑疾病的治疗,以及应用于短期脑力的增强.本文对于目前的脑机接口研究领域具有一定的警示和启发意义.     

脑机接口中脑电信号提取方法和技术的研究进展

脑机接口(BCI)系统可以把大脑发出的信息直接转换成能够驱动外部设备的命令,并代替人的肢体或感觉器官实现人与外界的交流以及对外部环境的控制。BCI技术的发展目前还存在着很多问题,其中最关键的问题是必须有一个安全的、可长时间持续探测或者注射信号的方法。该文综述了当前BCI研究中不同脑电信号的提取方式特征以及信号记录装置,通过分析总结了其优缺点。对于各种不同信号方式的BCI,都有待于更多的科技工作者深入研究。     

脑机融合系统综述

脑机接口是生物脑与电脑或机器之间的一种直接连接通路。脑机融合计算系统是一种基于脑机接口技术,综合利用生物智能和机器智能的新型智能融合系统,其在医疗康复、生活娱乐和军事侦查等方面具有巨大的应用开发潜力。首先从信息传输的角度简述由脑机接口到脑机融合的发展趋势;其次重点阐述脑机融合系统的概念及其研究所面临的挑战,并分三个层次介绍当前若干典型相关工作;最后介绍吴朝晖课题组在脑机融合计算系统方面的相关工作。     

基于节律性脑电信号的脑-机接口

脑-机接口系统是一个不依靠外周神经和肌肉组织等而实现大脑和外界装置之间直接的交流和控制的通道。它为那些运动障碍的残疾人表达自己的意愿和实现对外部设备的控制提供了一种新的强大的技术支持。基于脑电的脑-机接口作为一种非侵入型的技术引起了该领域很多人的关注。基于脑电的脑-机接口采用了很多种类型的脑电信号。其中,振荡性的脑电图由于有较高的幅值和对噪声不敏感等特性而体现出极大的优势。也是由于这些原因,振荡性的脑电图变成了脑-机接口的应用中非常成功的设计之一。本文要介绍主要的基于脑电的脑-机接口中的两种,分别是稳态视觉诱发电位和基于运动本体感觉节律的脑-机接口。作者将详细的叙述该研究的生理背景、脑-机接口的参数,以及该系统的构造及信号处理的方法,并且会演示一些具有潜在应用价值的科研成果。     

2022年脑科学与类脑智能发展态势

脑科学是理解人和自然的“终极疆域”,现已成为重要的科学和技术前沿领域之一。该文主要从研究计划、研究进展、产品研发与产业发展的视角分析2022年脑科学与类脑智能领域的进展,并对未来发展趋势加以展望。2022年,美国、中国等国家/地区的脑计划取得较大进展;在脑图谱绘制、脑发育与脑认知功能解析、脑疾病机制探索及类脑智能技术与产品开发方面取得重要研究突破;脑疾病药物研发管线丰富,将推动相关产业快速发展。未来,借助各类新技术,研究人员将在多尺度解析脑认知功能,识别其中的功能障碍,开发出多种有效的脑疾病治疗药物;脑科学与人工智能等领域相互借鉴,推动类脑智能领域快速发展并广泛应用;数据治理和伦理安全的突破有助于脑科学与类脑智能研究的良性发展。     

脑电事件相关去同步化和同步化的神经元群模型

利用基于丘脑-皮层网络的神经元群模型,研究被试者在某种认知状态下脑功能区的连接状态。模型包括三个模块,分别对应脑电头皮电极C3、Cz、C4记录的三个皮质区。模型外部输入包括用高斯白噪声表示的上行传入感受器信号、用直流偏移表示的皮质对丘脑的兴奋性输入、用指数衰减表示的来自脑千和前脑基底神经元的调制信号。模型输出的兴奋性神经元群的平均膜电位反映脑电记录的局部电位。改变模型输入,进行多次仿真试验并进行线性和非线性分析。研究结果显示：仿真输出信号的alpha频带功率谱有与实际脑机接口实验一致的事件相关去同步化和同步化现象;模型中功能相近的区域间有更强的耦合,随着耦合强度的增加,输出信号间的相关性和同步性均增加。     

一种基于支持向量机技术的癫痫脑电棘尖波识别方法

支持向量机是一种基于统计学习理论的新型学习机。文章提出一种基于支持向量机的癫痫脑电特征提取与识别方法,充分发挥其泛化能力强的特点,在与神经网络方法的比较中,表现出较低的漏检率和较好的鲁棒性,有深入研究的价值和良好的应用前景。     

Critical decision-speed and information transfer in the "Graz Brain-Computer Interface"

The Graz Brain–Computer Interface (BCI) transforms changes in oscillatory EEG activity into control signals for external devices and feedback. These changes are induced by various motor imageries performed by the user. For this study, 2 different types of motor imagery (movement of the right vs. left hand or both feet) were classified by processing 2 bipolar EEG-channels (derived at electrode positions C3 and C4). After a few sessions, within some weeks, 4 young paraplegic patients learned to control the BCI. In accordance with the participants, decision-speed (trial length) was varied and the information transfer rate (ITR) was calculated for each run. All experimental runs have been feedback-runs employing a simple computer-game-like paradigm. A falling ball had to be led into a randomly marked target halfway down the screen. The horizontal position was controlled by the BCI-output signal and the trial length was varied by the investigator across runs. The goal was to find values for trial length enabling a maximum ITR. Three out of 4 participants had good results after a few runs. Analysis of their last 2 experimental sessions, each containing between 10 and 16 runs, showed that the trial length can be reduced to values around 2 s to obtain the highest possible information transfer. Attainable ITRs were between 5 and 17 bit/min depending on the participant's performance and condition.     

基于专利分析的生物传感器发展态势研究*

生物传感器将固定化的生物敏感材料作为识别元件,具有体积小、专一性强、响应快、准确度高等特点,市场应用前景广阔。近年来,生物传感器技术发展迅速,研究成果不断涌现。为更好地了解我国生物传感器研究现状,进一步促进生物传感器行业健康快速发展,基于IncoPat专利数据库,利用ITGinsight作为文献分析工具,对全球范围内生物传感器领域的总体研究态势、区域布局、技术构成及研究热点等方面进行专利分析,并对核心专利进行识别。结果表明,我国生物传感器领域的专利数量排在世界前列,但科研实力存在区域分布不均衡、企业研发实力不强、关键核心技术不足等问题。针对这些问题,提出我国生物传感器技术的未来发展策略。     

基于专利分析的干细胞技术创新趋势研究

干细胞(Stem Cells)是当今世界科学研究的热门领域。本文对Derwent Innovation Index(DII)专利数据库收录的1975-2013年世界范围内申请的干细胞技术专利进行了数据计量分析,给出了干细胞专利的年度分布、地区分布、研发重点分布、机构分布等,揭示了已展现出明显优势的干细胞技术的创新现状和发展趋势,所得到的结果可为这种新技术的研发决策提供支持与依据。研究发现,干细胞技术近年来发展迅速,美国和中国对干细胞领域研究资助力度持续加大,美国和日本在干细胞研究领域占据主导地位,目前正处新一轮发展阶段。     

基于专利分析的转基因药用植物技术发展趋势研究

据世界卫生组织不完全统计,药用植物在发展中国家和发达国家的使用量均逐年上升。随着对药用植物需求和消耗的不断增加,许多药用植物资源急剧减少。面对日趋严峻的药用植物资源,利用转基因技术进行品种改良,提高其有效成分含量成为研究的重要方向之一。基于德温特数据库的专利信息,对收录的有关转基因药用植物领域的专利文献进行统计分析,分别从全球和中国本土两个层面对转基因药用植物的研究现状、核心技术、研究热点、技术分布与格局等方面进行研究。结果表明,在转基因药用植物领域美国技术实力最强,而中国专利数量名列前茅,但其国际影响力尚且不足。研究结果为相关企业和科研机构掌握转基因药用植物的发展趋势提供必要的情报支持。     

基于专利分析的3D生物打印产业发展态势研究

目的:揭示3D生物打印产业技术研发态势和专利布局,以期为相关机构提供竞争情报,为行业发展提供数据支撑。方法:基于3D生物打印领域产业调研和技术分解,构造检索式获取数据,多维度量化分析领域专利。结果:3D生物打印产业发展可分为孕育期、萌芽期和高速发展期;该产业集中度较低,处于分散竞争阶段;申请人多依据地缘因素选择合作对象,合作方之间多为不同类型的机构;中国申请人的专利申请量占全球的比重已接近50%,但美国申请人的专利篇均被引频次仍远超中国;美国申请人更关注海外市场。结论:3D生物打印产业尚未形成规模效应,有必要整合业内资源,打造产业集群;中、美两国在该产业都具有优势地位,中国亟待加强海外专利布局;综合权衡专利数量和质量,美国申请人的专利竞争力仍高于中国,中国需培育更多核心专利。     

Influence of Stimuli Spatial Proximity on a SSVEP-Based BCI Performance

Objective: Steady-State Visual Evoked Potentials based Brain-Computer Interfaces (SSVEP-based BCIs) systems have been shown as promising technology due to their short response time and ease of use. SSVEP-based BCIs use brain responses to a flickering visual stimulus as an input command to an external application or device, and it can be influenced by stimulus properties, signal recording, and signal processing. We aim to investigate the system performance varying the stimuli spatial proximity (a stimulus property).Material and methods: We performed a comparative analysis of two visual interface designs (named cross and square) for an SSVEP-based BCI. The power spectrum density (PSD) was used as feature extraction and the Support Machine Vector (SVM) as classification method. We also analyzed the effects of five flickering frequencies (6.67, 8.57, 10, 12 e 15 Hz) between and within interfaces.Results: We found higher accuracy rates for the flickering frequencies of 10, 12, and 15 Hz. The stimulus of 10 Hz presented the highest SSVEP amplitude response for both interfaces. The system presented the best performance (highest classification accuracy and information transfer rate) using the cross interface (lower visual angle).Conclusion: Our findings suggest that the system has the highest performance in the spatial proximity range from 4° to 13° (visual angle). In addition, we conclude that as the stimulus spatial proximity increases, the interference from other stimuli reduces, and the SSVEP amplitude response decreases, which reduces system accuracy. The inter-stimulus distance is a visual interface parameter that must be chosen carefully to increase the efficiency of an SSVEP-based BCI.     

特殊酵母工业应用专利发展态势分析

特殊酵母作为区别于传统酵母之外的一类生物资源,具有广泛的工业应用前景.基于incoPat数据库收录的专利数据,以特殊酵母工业应用领域的专利为研究对象,从专利分析的角度,揭示了全球特殊酵母工业应用领域技术创新的发展态势、技术分布、主要申请机构、研究热点以及各类特殊酵母的应用优势等.结果表明:全球特殊酵母工业应用领域的专利...     

基于专利分析的江苏生物医药发展现状与对策研究

以国家知识产权数据库为统计源,对1995～2014年间的生物医药技术研究的专利文献进行统计分析,给出江苏生物医药专利的总体发展态势、地区分布、IPC技术构成和专利高产机构,同时基于技术领域的专利组合,与国内代表性省市北京、山东、上海以及美国进行对比分析,最后重点分析了江苏生物医药企业专利申请情况及地区分布,为江苏及各省制定更加合理的技术发展对策提供专利视角的参考。     

基于专利计量分析的抗HIV 药物发展趋势研究

近年来,艾滋病感染人数急剧增加,已成为威胁人类健康的重大疾病。为了对抗HIV药物的研究现状和发展趋势进行深入分析,本文通过在Derwent Innovations Index数据库中检索2006-2012年的抗HIV药物专利。对采集的专利信息用TDA软件进行数据清洗,利用专利计量分析方法,借助可视化的分析工具,从专利申请数量、优先权国、专利技术机构和专利技术领域等方面进行分析。研究发现近几年抗HIV药物专利申请数量较为平稳;专利申请主要集中在美国、加拿大和中国;抗HIV药物的技术领域主要集中在天然产物、发酵工业和杂环化合物等方面。美国在专利申请数量方面远远领先于其他国家,足以见美国在抗HIV药物研发的活跃和强劲的技术实力。我国虽然在专利申请数量方面具有一定优势,但是与国外相比仍有较大差距。