誰在AI醫療領域異軍突起?從專利大數據看端倪

誰在AI醫療領域異軍突起?從專利大數據看端倪
特約撰稿人
業界專家學者
專利與研發情報

本文作者為智財散步創辦人 馬克斯,文章同步刊登於智財散步

 

從技術發展走向商業應用的人工智慧

「如果說人工智慧還不能做些什麼事情?大概就是有幽默感地講笑話吧!」這是網路上關於人工智慧議題相當有趣又富含深意的一則討論。仔細想想,這句話背後傳達著一個重要訊息,即人工智慧的技術已被廣泛應用於各個面向,簡單來說,就是各行各業都已搭上 “AI+_____” 這台列車。

人工智慧究竟被應用於哪些產業?世界智慧財產權組織於2019年發佈的《WIPO Technology Trends 2019 – Artificial Intelligence》[2]提供了一些線索,經統計自1960年至2018年與人工智慧技術相關的34萬筆專利家族資料,發現人工智慧的前三大應用領域分別是:「電信領域」、「交通領域」及「醫療領域」。

 

“AI+醫療正大步向前

人工智慧和醫療這兩個領域的相遇,或許你我都不會感到意外,更甚者,可以說它在人工智慧發展初期便被投以關注的眼光,不僅僅是因為它關係著人類的生命,監測、診斷與治療等行為所產生的龐大生理數值數據,正是孕育人工智慧最好的泉源。

美國食品藥品監督局(簡稱美國FDA)自2014年起,便陸續核准基於人工智慧的診斷服務(一款利用人工智慧演算法檢測心律異常的手機應用程式AliveCor)[3]。2018年,更是馬不停蹄地加快該一類服務/產品的核准速度,美國FDA時任局長戈特利布(Scott Gottlieb)便曾表示過,要儘快制定監管規範,藉以促進人工智慧的研發創新[4],隨即在2019年4月,美國FDA便為「軟體即醫材(Software as a Medical Device,SaMD)」擬定了一套全新的監管框架[5],讓安全與創新得以取得平衡。監管單位的開放態度也讓產業界積極投入,2020年1月28日,美國FDA核准了新創數位健康公司Eko的人工智慧數位聽診器DUO,可用以檢測心雜音和心房顫動,是首款可用於篩檢嚴重心臟病的人工智慧數位聽診器[6],2020年2月7日,美國FDA核准了基於人工智慧藉以協助獲取具診斷質量之超音波心動圖圖像的軟體Caption Guidance[7]。至今,美國FDA和產業界仍在 “AI+醫療” 這條路上大步前進著!

這股“AI+醫療”趨勢,台灣的電子科技廠大老們也嗅到了!台灣生技醫療產業發展的重量級單位「社團法人國家生技醫療產業策進會(簡稱生策會)」於2019年11月進行理監事改選,35名席次當中有11名是來自電子科技廠,包括廣達林百里、和碩童子賢、緯創資通林憲銘、研華劉克振等人都在名單。新任會長翁啟惠在第一次理事會會議之後便表示,生策會將組織平台驅動生技醫療及資通訊(ICT)兩大產業的結合,跨界合作翻轉產業。

 

想從專利數據洞察趨勢,但該怎麼下手?

設想一下!你是一名專利從業人員,並任職於一家正在發展人工智慧解決方案的資通訊科技公司,總是在趨勢中尋找機會的董事長也同樣關注到上面這些消息,並指示你從專利的角度去分析產業動態!具體來說,人工智慧於醫療上的應用,誰是主要玩家(競爭者)?哪些應用領域已被投入發展?公司該往哪裡投入?等等相關商業策略問題。

沒有團隊的你,面對如此困難的命題,陷入苦惱!你想著,若是靠自己從各個國家的官方專利資料庫查找,不只耗時、費工且還得面臨無法檢全的問題。就算真的找完了,又該如何有效率地對來自不同資料庫的上千萬筆數據進行統整分析。從檢索、數據統整、加工、分析到產生洞察,少說也得花上兩三個月,才能給董事長一份完整的報告。

正在皺眉的你,突然靈光一閃!為何不尋找一套專利檢索與分析工具的幫助呢?打開Google鍵入關鍵字「專利檢索與分析平台」,映入眼簾的是「全新Derwent Innovation」這幾個大字!Derwent Innovation 這套平台包含了德溫特世界專利索引(DWPI)在內的德溫特全球專利資料庫,全新的Derwent Innovation更擴展至涵蓋了156個國家/地區的專利資料,相較舊版僅有90個國家/地區的專利資料,新版的資料量可說是更加完整。另外還有專家對專利進行改寫,讓專利內容變得清晰易懂,更有AI技術輔助檢索與分析,也因為60年來持續提供著高品質數據,Derwent Innovation已經協助46間專利局以及全球超過4萬名專利及研發人員進行專利檢索分析與洞察創新。

圖1:全新Derwent Innovation的使用者介面

 

仔細研究著全新Derwent Innovation,你更發現它在使用者介面與使用者體驗也都作了優化改進,直觀且易於理解的介面,能讓使用者高效率地完成工作。

就是它了!毫不猶豫地作了決定。

 

抽絲剝繭,讓專利數據說故事

有了全新Derwent Innovation的協助,想要從專利大數據洞察趨勢再也不是件難事!迅速擬定專利檢索策略,在人工智慧技術部份,由於有許多子技術涵蓋其中,參考前述WIPO的AI專利統計報告,以專利家族涵蓋最多的八個人工智慧相關子技術,加上Artificial intelligence共9個技術名稱作為關鍵字(請參閱表1),於標的、摘要及申請專利範圍之欄位進行檢索。此外,考量醫療所涉及的範疇亦相當多元,從量測、監測、照護、診斷、藥物、治療、醫材等,因而搭配了9個國際分類號(IPC)來對醫療領域相關應用進行鎖定(請參閱表1,特別要說明的是,經人工審視初步檢索結果後,發現有許多商業經營相關的專利,因而特意排除國際分類號G06Q),並進一步針對近十年來相關專利進行檢索分析。最終,檢索結果得到了134,183件專利,以DWPI專利家族分組則有85,640個家族(備註:DWPI專利家族具有較嚴格的定義,即每件專利必須和該家族中其它專利具有完全相同的優先權)。

 

1:專利檢索策略擬定
關鍵字 國際分類號(IPC
Artificial intelligence
Machine learning
Neural network
Logic programming
Expert system
Fuzzy logic
Ontology engineering
Probabilistic reasoning
Deep learning
A61B       診斷;外科;鑑定
A61N       電療;磁療;放射療;超音波療
A61P       化學藥品或醫藥製劑之療效
G06F       電子數位資料處理
G06T       一般影像資料處理或產生
G06K       數據識別;數據表示;記錄載體:記錄載體之處理
G06N       基於特定計算模式之計算機系統
G16B       生物資訊學,即信息和通信技術[ICT]專用於計算分子生物學的基因或蛋白質相關數據處理
G16H       醫療照護資訊學,即信息和通信技術[ICT]專門適用於醫療或醫療照護的操作或處
檢索式
CTB=(“Artificial intelligence” or “Machine learning” or “Neural network” or “Logic programming” or “Expert system” or “Fuzzy logic” or “Ontology engineering” or “Probabilistic reasoning” or “Deep learning”) AND IC=(“A61B*” or “A61N*” or “A61P*” or “G06F*” or “G06T*” or “G06K*” or “G06N*” or “G16B*” or “G16H*”) NOT IC=(“G06Q*”) AND AD>=(20100101) AND AD<=(20200226);

 

完成檢索之後,重頭戲便是分析!全新Derwent Innovation的一大改進點,便是在檢索後的圖表分析功能。85,640DWPI專利家族,輕鬆一鍵按下「INSIGHTS」,不到十秒鐘的時間系統便自動為你產出一份具有六張圖表的洞察報告,包括誰是主要競爭對手、這些競爭對手主要發展的領域是什麼、這些專利主要分布於哪些市場等相關可用以支援決策的數據。說實話,其實靠這份洞察報告,半天都不需要就能跟董事長交差了!

圖2:專利洞察報告

 

然而,身為一名專業的專利從業人員肯定自我要求相當高,花點時間透過多項系統預設與可供自定義的圖表分析,其實會有更多意外的發現。從申請趨勢來看,2015年起人工智慧於醫療的專利數量開始出現增長,於2016-2017年更是以翻倍的速度成長,考量部分專利申請案可能尚在18個月的早期公開期之內,相信2018年並不會是專利申請的頂峰。

圖3:專利申請趨勢(申請年)

 

目前,人工智慧於醫療上的相關專利多集中於中國及美國。美國向來是人工智慧相關技術與應用的領先國家,然而隨著中國官方的大力支持,中國從學研界到產業界都積極投入AI技術的開發與應用(中國國務院曾於2017年發佈《新一代人工智能發展規劃》,並訂定於2030年成為全球主要AI創新中心的戰略目標[9]),這也讓美國白宮科技政策顧問克拉席歐斯(Michael Kratsios)疾呼:「中國AI技術急起直追,與美國的差距已越來越小![10]」或許是這個警告起了作用,美國川普於2021年會計年度的預算提案中,表明要加大對於人工智慧發展的研發投入[11]。

圖4:專利公開地域分佈

 

從申請人(最終母公司)的排名來看,由全球領先的人工智慧解決方案公司IBM領先群雄,而且相較第二名的百度有著大幅的差距。然而,來自中國的單位在前十名當中占據了五個席次,包括百度、平安集團旗下的平安科技、騰訊、華為,以及中國科學院。

圖5:前十大申請人排行分析(最終母公司)

 

若再進一步分析,將申請人搭配申請時間的演進來看,平安科技雖是此領域的後進者,但卻以相當快的速度佈局專利!2017年以前,平安科技每一年的專利數量僅有個位數,但到了2018-2019年突飛猛進地成長至每年達幾百件的申請量。

圖6:前十大申請人近五年專利分析(最早優先權日)

 

那麼,這幾個玩家著重的領域有沒有差異呢?從國際分類號可以觀察出前十大申請人所投入之領域分佈,IBM、百度、Microsoft等網路科技公司著重於「G06F 17/00-數據處理」,相較之下,中國科學院、平安科技、騰訊、Google則較著重於「G06K 09/00-圖像識別」與「G06N 03/00-生物計算」。

圖7:前十大申請人主要五個技術領域分析(IPC分類號)

 

讓我們把目光聚焦近幾年異軍突起的平安科技。談到平安科技在AI醫療的布局,就不得不提到「謝國彤」這號人物,他曾擔任IBM中國研究院認知醫療研究總監,於2017年加盟平安科技,是平安科技的現任首席醫療科學家,負責整合並構件集團的AI醫療發展策略與平台。

圖8:平安科技於AI醫療的專利地圖 為CN;為WO;為US

 

在2018年底的一場論壇演講中,謝國彤提到平安科技一直嘗試著運用AI來重塑整個醫療過程,包括從病患於診前的預測與篩查、診中的輔助診斷與治療及診後的管理與隨訪[12],於2015年推出的健康管理App「平安好醫生」即是平安集團相當重要的戰略性產品。從平安科技的專利地圖上來看,確實也涵蓋了這幾個重點應用領域,例如「Detection」中的第CN109637667A號發明專利申請案,即是透過機器學習建立模型藉以檢測病患的糖尿病數據並發現異常,又如「Voice Speech」中的第CN109394258A號發明專利申請案,可協助醫生判別病患的肺部呼吸音並對其進行分類。

圖9:第CN109637667A號發明專利申請案

 

圖10:第CN109394258A號發明專利申請案

 

值得一提的是,雖然平安科技投入許多AI醫療的專利申請,但目前多數專利仍是停留於中國國內,走向海外的專利申請(包括PCT申請案或美國申請案)依舊是少數!至於這些少數走向海外的專利涉及哪些技術領域,這裡就賣個關子,留待給你自行操作全新Derwent Innovation去一探究竟預約Demo

 

想要驅動決策,得先找到屬於自身企業的演算法

最後,回到董事長交辦事項的情境,那麼公司在這場“AI+醫療”趨勢中所要擬定的策略是什麼?筆者認為上述這些眾多圖表僅僅提供了宏觀的分析,還得盡力去找出「屬於自身企業的演算法」,包括盤點擁有或缺乏哪些資源、回答究竟何種產品具有商業價值、擬定與現有與潛在競爭對手的競爭策略,並且反覆地透過專利數據分析得到最契合自身企業的洞察,方才能真正驅動決策!

 

 


參考資料

[2] WIPO Technology Trends 2019 – Artificial Intelligence

[3] FDA Approvals For Smart Algorithms In Medicine In One Giant Infographic

[4] Transforming FDA’s Approach to Digital Health

[5] “Proposed Regulatory Framework for Modifications to Artificial Intelligence/Machine Learning (AI/ML)-Based Software as a Medical Device (SaMD) – Discussion Paper and Request for Feedback”

[6] FDA Clears Eko’s AFib and Heart Murmur Detection Algorithms, Making It the First AI-Powered Stethoscope to Screen for Serious Heart Conditions

[7] FDA Authorizes Marketing of First Cardiac Ultrasound Software That Uses Artificial Intelligence to Guide User

[9] 国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知

[10] US tech chief: China is threatening America’s lead in the global artificial intelligence race

[11] President Trump’s FY 2021 Budget Commits to Double Investments in Key Industries of the Future

[12]谢国彤谈平安医疗科技:用人工智能技术重塑医疗

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