摘 要：本文探究了内镜手术机器人领域的两大巨头公司——直观外科公司以及强生公司的专利布局竞争态势。通过分析发现，直观外科利用其原研优势采取了保护式专利布局，构建了覆盖面较广的防御网，在市场上率先形成垄断，强生则从自身实际出发，利用并购的手段快速完善专利布局，通过对抗式专利布局进行突围，在市场抢占一席之地。本文通过对内镜手术机器人领域的两大公司的专利布局竞争态势进行探究，以期对创新主体的专利布局、发展路线提供参考与启示。 关键词：内镜手术机器人专利布局保护式专利布局对抗式专利布局
中图分类号：G306 文献标识码：A
0引言
随着全球新冠疫情的暴发和不断升级，人工智能防疫应用迅速涌现，其中，在医疗手术场景中，能够辅助或替代外科医护人员上“前线”执行手术操作的手术机器人，正在发挥越来越重要的作用。手术机器人不仅可以降低医护人员的工作强度、实施微创手术加快患者康复速度，同时也可以减少医护人员与患者的直接接触，降低了很多健康风险。
根据Grand View Research数据表明[1]，医疗机器人具有巨大的发展潜力，而手术机器人占全球医疗机器人份额65％以上，占比最高，是医疗机器人中体量最大、技术壁垒最高、最具投资价值的机器人。手术机器人大类包括：内镜手术机器人系统、骨科手术机器人系统、神经外科机器人系统、血管介入手术机器人及其他临床手术机器人。其中，内镜手术是手术机器人最大的应用领域。
专利布局是专利战略思想的体现和延伸，是一个为达到某种战略目标而有意识、有目的的专利组合过程，企业的专利战略往往要根据自身实际情况采取针对性的策略。总体而言，专利布局的整体策略分为保护式布局、对抗式布局和储备式布局[2]。下文中，笔者将对内镜手术机器人领域的两大巨头公司——直观外科公司（简称直观外科）和强生公司（简称强生）不同的专利布局策略进行研究分析，探究该领域专利布局的竞争态势。
1检索策略及检索结果
检索针对的技术主题限定为内镜手术机器人相关的专利申请，针对技术主题的检索，选择S系统的CNABS、CNTXT、VEN（即SIPOABS和DWPI）数据库为数据源，通过关键词和分类号组合检索，检索时间截至2021年2月28日。构建检索式的一般原则为：分类号专有位置 or (分类号相关位置 and 关键词)，分类号的检索字段采用IPC和CPC，关键词的检索字段采用联合索引BI（对于CNABS数据库，BI为标题TI、关键词KW、摘要AB、权利要求CLMS的联合，
作者简介：孙茜（1989—），女，山西忻州人，硕士，专利审查员，助理研究员，主要从事医疗器械领域的专利审查工作；李晶晶（1988—），女，浙江嘉兴人，硕士，专利审查员，助理研究员，主要从事医疗器械领域的专利审查工作。
申请量在全球专利申请总量的占比达到63%，堪称内镜手术机器人领域的两大巨头。
构建的主要检索式如下：
编号数据库命中数检索式
1 CNABS 1463 A61b34/low/ic and (腔镜or 内镜 or 内窥镜)
2 CNABS 22
3 a61b19/00/ic and 机器人and (腔镜 or 内镜 or 内窥镜)
……
1 CNTXT 3168 A61b34/low/ic and (腔镜or 内镜 or 内窥镜)
2 CNTXT 910 a61b19/00/ic and 机器人and (腔镜 or 内镜 or 内窥镜)
……
1 VEN 2701 A61B34/low/ic and (laparoscop+ or thoracoscop+ orendoscop+)
2 VEN 806 A61B19/00/ic and robot+ and (laparoscop+ or thoracoscop+or endoscop+)
3VEN 2312 (A61B34/30/low/cpc or A61B2034/low/cpc) and (laparoscop+ orthoracoscop+ or endoscop+)
……
2内镜手术机器人两大巨头公司发展概况
2.1 直观外科公司
直观外科（Intuitive Surgical）是手术机器人市场的开拓者，也一度是市场的垄断者。1999年，直观外科研发的达芬奇（da Vinci）机器人手术系统获得了欧洲CE市场认证，标志着世界第一台真正的手术机器人诞生；2000年7月，达芬奇通过了美国食品药品监
图1 达芬奇手术机器人产品
值得一提的是，在2000年达芬奇手术系统公开销售之前，直观外科曾被竞争对手Computer Motion起诉过专利侵权，该公司曾在1997年发布过Zues手术系统，Zues手术系统来源于AESOP系统的升级改进，AESOP是一个获得FDA批准的声控手术机器人内窥镜控制系统，用于给腹内镜手术提供更高质量、更稳定的视野。当Computer Motion提起诉讼时，直观外科也马上开始反诉讼，两家没有经验的初创公司开始了无休止的法律斗争，也限制了这两家公司的初期发展。直到2003年双方同意结束技术诉讼，走向了合并。
直观外科从成立伊始就专注于自主研发，目前已经将达芬奇手术系统的四代平台商业化：第四代达芬奇X、达芬奇Xi和达芬奇SP手术系统，第三代达芬奇Si手术系统，第二代达芬奇手术系统和第一代达芬奇标准手术系统。可以实行的手术涵盖妇科外科、泌尿外科、普通外科、心胸外科和头颈外科等科室[3-4]。
达芬奇手术系统的售价是极其昂贵的，在华售价高达2000万人民币，并且后续持续性的服务费用依旧不菲。逐年递增的需求，高昂的售价，捆绑的后期配件更新与服务，让其他公司更加觊觎手术机器人的市场，强生便是其中的后起之秀。
2.2 强生公司
强生（Johnson & Johnson）及其子公司主要从事医疗保健领域的研究、开发、生产和销售，拥有260多家运营公司，几乎在全世界所有国家开展业务。强
（Ethicon）成立，主营传统缝合业务。伊西康率先推出了一次性皮肤吻合器，开发了新的涂层吻合线，开创了医疗上机械替代人工缝合伤口的新时代，巩固了强生缝合业务的霸主地位。19世纪80年代开始，强生器械进入了第二个发展阶段，即主攻微创手术，同时向骨科、灭菌等多方向多元化发展。作为缝合业务的延续，伊西康在微创手术中的表现更加瞩目。1988年伊西康进行了第一次微创胆囊膀胱切除术，最大程度地发挥了内镜手术的魅力。随后的30年，强生不断推出新型微创手术器械，为外科手术革命作
出了重大贡献。2015年，强生与谷歌达成战略合作，共同成立手术平台公司Verb Surgical，联合伊西康多年的微创手术经验和谷歌人工智能技术，旨在共同探索更好的手术解决方案平台。这意味着强生医疗器械正式进入AI领域，进入第三个全新发展阶段。
与直观外科潜心笃志钻研达芬奇系统不同，强生另辟蹊径以并购的方式实现对手术机器人的全面布局。面对内部研发旷日持久的困境，对外收购无疑是进入并抢占赛道的最佳捷径。强生历年相关收购情况如图2所示[5-7]。在内镜机器人领域直观外科一枝独秀的情况下，强生开始布局达芬奇系统尚未占领的专科领域，如骨科机器人，又如直观外科尚处于探索阶段的其他内镜机器人。在骨科方面，2010年以前，强生与史赛克（Stryker）的市场占有率不相上下，轮流交替市场第一的宝座。而自2012年，强生以197亿美元收购了辛迪斯（Synthes）后，强生在骨科三大产品关节、脊柱、创伤里没有了短板，一举占据了全球骨科市场首位，也为其在骨科机器人领域的发展奠定了夯实的基础。2015年，强生DepuySynthes收购了Olive Medical，为微创手术提供高清可视化系统，使得强生内镜机器人方面，强生也保持着强势收购的态势持续完善能力拼图。2016年，强生收购NeuWave Medical，将其微波消融系统NeuWave Flex与手术机器人平台相结合，带来呼吸道手术和肺癌检测外科手术机器人技术，扩展其数字外科手术业务。2017年，收购医疗设备制造商Megadyne，用于将伊西康先进的能量器材和Megadyne的创新型电外科产品相结合，是实现提供全面的智能能量解决方案以提升手术精度和效率目标的重要举措。2019年，强生收购了手术机器人公司Auris Health，这也成为了强生收购Orthotaxy后的
再度出击，此举主要是应对美敦力巨资收购柯惠的战略布局，强生收购Auris的动作又重新将两者拉回到同一起跑线，同时也为强生在直观外科尚未涉猎的领域开辟了新的战线。2020年，强生买下了Verb Surgical的其余股份，取得了完全控制权，标志着其在手术机器人领域站稳脚跟后又迈出了重要一步。
图2 强生历年收购情况
殊途同归，如今强生已经立足胸外、眼科、心脏电生理、外周血管、骨科等多个垂直领域，成功在内镜手术机器人领域占据一席之地。
3内镜手术机器人两大巨头公司的专利布局策略分析3.1直观外科公司专利布局
3.1.1 直观外科公司专利整体概况
直观外科公司在手术机器人领域的专利主要集中
手术器械与机械臂这两个分支的专利布局较为均衡，其中对于专利布局更多的手术器械分支，主要涉及手术器械设计、手术器械识别和接合、以及手术器械关节自由度等。控制系统方面的专利布局主要涉及手术器械的跟踪、定位，力传感、反馈等。
图3 直观外科公司的专利整体概况
3.1.2直观外科公司专利策略
对于以自身特技术或产品立足的企业而言，建立好自身的专利保护网是其基本需求，强大的自我专利保护网即是最好的防御措施[2]。直观外科公司即采用了保护式专利布局策略，围绕其自身的技术创新活动，全面布局了与其自身技术或产品密切相关的专利。
1993年，直观外科在WO9313916A1中首次提出包括工作现场操纵器装置（即患者平台）、控制器装置（医生平台）及摄像机（图像系统）三大部件的远程操作系统，搭建了内镜手术机器人的框架，其中工作现场操纵器装置用于操纵手术工作区患者部位的手术器械，摄像机查看手术工作区，医生通过与操纵器装置相连的手动装置来遥控操纵器装置执行手术操作。1997年，Computer Motion公司（后与直观外科合并）在CN1216454A中构建了用于心脏手术缝合的微创外US9096033B2、US9844411B2等）。在手术器械方面，其专利主要涉及各种末端手术工具设计（US6312435、US6840938、US9393017B2等）、改进关节自由度以改善末端执行器的灵巧性（US6685698、US20190282253A1、US9962066B2、CN106901837A 等）、设置与机械臂的适配和识别特征以提高手术操作的安全性（WO2000033755、CN101426412A等）。
医生平台是医生的操作端，医生通过医生平台的输入设备实现对患者平台手术器械的遥控，直观外科在医生平台分支的专利布局主要涉及输入装置（如手柄、踏板）的设计改进以提高操控的灵活性、舒适性及安全性（US6714839B2、US8120301B2、CN102647955B等），通过提供触觉反馈来增强医生操作的手感以实现操控的精确性（US6594552B1、CN108463183A等），以及实现对患者平台反馈控制的
控制系统，主要涉及通过传感或图像等手段实现对手术工具位置的传感、跟踪、反馈，实现手术器械尖端的定向、对准等（CN109077699A、US8108072B2、CN106901837A等）。
手术系统的一个关键的构成要素是提供三维（3D）可见光图像的双通道（即，左和右）视频捕获和显示能力，为外科医生提供立体视图，直观外科在图像系统方面的专利布局主要涉及成像手段（US8079950B2、CN105748026A、US10365554B1等）、用户界面的设计以便于医生对信息的获取及交互处理（US9718190B2、US10282881B2等）。
3.2强生公司专利布局
3.2.1强生公司专利整体概况
强生凭借着子公司伊西康的缝合业务，顺利进入了微创手术领域，也为其布局微创外科手术机器人
式布局的开始。与直观外科严密部署内镜手术机器人专利技术堡垒不同的是，强生的相关布局依旧是以伊西康主营业务缝合相关的外科器械为主，即其布局依旧以手术机器人的手术器械及能量设备为主，占其申请量的75%左右。从其专利申请情况来看，强生仍然
没有跳出直观外科的专利壁垒，主要也是在患者平台、医生平台、图像系统及主从控制四个方面展开布局。
虽然强生具备伊西康在微创外科领域尤其是缝合技术方面得天独厚的优势，但想在手术机器人领域突破直观外科的专利布阵，依旧缺乏突破口。此外，尽管强生已经在手术机器人领域进行了专利布局，但是其并没有相应的产品问世。直到2019年2月，强生34亿收购了手术机器人公司Auris Health， Auris已经有产品ARES手术机器人及新一代Monarch平台，ARES手术机器人在2016年获得FDA的认证，新一代Monarch平台也在2018年获得FDA的认证。这次收购，不仅使强生完善了在微创手术机器人领域的能力拼图，还使强生一举获得了Auris名下的266个专利。
Auris的专利布局是否能助强生在直观外科的全面布局下突出重围？笔者便对Auris的专利申请进行了标引分析，Auris的专利概况如图4所示，具体可以分为3个技术分支：内镜介入部分、图像视觉部分及系统平台。Auris在这三个分支的专利布局情况较为均衡，未有重点布局之倾向。值得注意的是，Auris的专利布局呈现出专科化特点，涉及呼吸科、眼科、泌尿科等多种专科手术机器人，试图以“专精”对抗“兼善”。
3.2.2强生公司专利策略
强生虽然有子公司伊西康在微创外科领域的技术积淀，但是与直观外科成熟的技术及完备的基础专利布局相比，尤显不足。经年累月的内部研发，追赶技
图4 Auris公司的专利整体概况
强生收购的Auris成立于2007年，其首席执行官Frederic Moll曾是直观外科的创始人之一。其研发的最新手术机器人产品Monarch平台，用于诊断和靶向肺部结节，便于肺癌的早期诊断和靶向。与传统的支气管镜检查相比，Monarch平台能够提高医生到达病灶的能力，能够获取难以触及的小结节，以高精度活检肺结节。虽然Auris公司推出的手术机器人产品适用于肺癌的早期筛查及，但是在标引其技术专利时发现，其在专利中的布局并不仅仅限于呼吸科，而是针对了包括眼科、泌尿科甚至全科在内的战略布局。虽然Auris在进行专利布局时，大多为专科手术机器人，但是其也曾提出过提供多个机器人机械臂系统来执行各类手术构想，在US9622827B2提出了手术机器人系统可以将机械臂定位成多种构造来访问患者身体的不同部位，实现多种外科手术的操作。
通过Auris专利布局中应用科室的标引情况来看，其系统平台的下一个应用目标可能是眼科白内障手术或肾结石去除手术，更或者是一系列专科手术相结合。此外，Auris收购了Hansen医疗，而Hansen医疗也有其成熟的机器人产品及相应的专利，如Sensei电生理导管机器人，已经在2007年5月获得FDA批准上
市，还有用于外周血管介入的Magellen系统。显然，Auris 是强生完善能力拼图的最佳选择。强生收购Auris不
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