無創呼吸機領域核心專利分析

舒文秀

摘 要：無創呼吸機是治療睡眠呼吸暫停和慢性阻塞性肺疾病的一種重要的醫療設備。而通過專利被引頻次篩選核心專利，通過引證關系、同族專利數量、權利要求數量和分布國家等途徑篩選出隨著技術發展引申出的重要專利，了解無創呼吸機領域的技術發展經歷從診斷監測到壓力控制再到患者舒適度提升，并對未來無創呼吸機領域的技術發展趨勢進行了展望和分析。

關鍵詞：無創呼吸機；專利分析；核心專利

為了治療睡眠呼吸暫停和慢性阻塞性肺疾病等呼吸系統疾病，通常使用通氣治療設備。無創呼吸機通過面罩等患者接觸部件，向患者提供正壓力的可供呼吸氣體，輔助患者進行呼吸。此種療法減少氣管插管率，降低患者治療風險，對于患者無損傷，且療效顯著。

1 無創呼吸機領域國內專利情況

1981年，澳大利亞沙利文（Sullivan）教授首次用CPAP（Continuous Positive Airway Pressure），持續正壓氣道方法治療睡眠暫停綜合癥，取得了良好的效果。由于無創呼吸機行業在國內興起時間較短，在國內自主研發生產企業并不多，且多為中低端家用型產品廠商。加大國內無創呼吸機領域專利布局能夠提高國產無創呼吸機在國際市場的競爭力，造福國內眾多的呼吸疾病患者，取得良好的社會和經濟效益。

2 篩選核心專利

本文利用“國家知識產權局專利檢索分析系統”對全球無創呼吸機專利進行檢索和分析。為了檢索查全差準，將無創呼吸機技術分解成無創呼吸機濕化器技術、無創呼吸機風機技術、無創呼吸機患者接口技術、無創呼吸機算法技術、智能化無創呼吸機技術。

利用檢索平臺對專利數據去噪，最后檢索出92507個專利。

在無創呼吸機領域被引頻次最高的3件專利都是在20世紀90年代申請的，這三件專利的引用頻次超過了700次，這三件核心所涉及的技術為無創呼吸機技術整體發展奠定了基礎。呼吸暫停的診斷（專利號US08335118）和呼吸監控CPAP（專利申請號US07892692）闡述的呼吸暫停診斷和睡眠監測技術具有引導作用。而“治療打鼾癥的裝置”（專利申請號US07292646）是早期無創呼吸機的雛形。這三件專利的權利人都是澳大利亞瑞思邁公司，這為該公司成為行業巨頭打下了良好的基礎。

而這三件核心專利在2003-2007年是被引用次數最多的，反應了呼吸暫停事件的診斷和睡眠監測在該時期仍是研究熱點方向。引證頻次居首位的US08335118在2007年被引用了88次。

3 查找重要專利

通過對引用核心專利的專利追蹤，核心專利的主要引證人都是瑞思邁公司，瑞思邁公司以自己的專利為基礎，后期申請了大量的改進型專利和外圍專利。美國的Cardica Pacemakers公司大量引用US08335118和US07892692的專利技術。

被引頻次最高的專利呼吸暫停的診斷（專利號US08335118）提出的技術方案是測量呼吸氣流已產生氣流信號，根據呼吸氣流信號方差和預支，并通過監測氣道阻塞情況來判斷呼吸暫停事件?；诒緦＠a生了大量的高頻次引用專利，患者呼吸監控、診斷和治療的方法和系統（US10943721），該專利根據類似的計算和判斷方法，將監測裝置植入體內，一遍更加準確的判斷呼吸事件，并在植入裝置與呼吸治療中建立通信鏈接，這項技術很快得到關注，被引用533次。

基于核心專利呼吸監控CPAP（專利US07892692），產生了自動CPAP技術，圍繞自動CPAP技術產生了大量的專利，其中引用頻次最高的是自動CPAP系統配置信息（專利號US6920877），該發明技術點是對患者鼻腔的氣壓持續評估并不斷優化供氣壓力，使鼻腔供氣壓力始終處于最優值，從而提高患者舒適性。

基于核心專利“治療打鼾癥的裝置”（專利申請號US07292646），產生了大量用于CPAP的面罩和鼻罩的外圍專利布局，其中澳大利亞悉尼大學申請的“與患者密封性好的CPAP面罩”被引頻次高達655次。

4 確定其他重點專利

除了通過被引頻次確定重點專利，還需要綜合考慮權利要求數量、同族專利數量、申請人、專利分布國家等。通過檢索出的重點專利，在美國申請專利居多。從申請專利數量看，瑞思邁占據絕對優勢，其次是偉康，而美國IBM公司和日本精工等知名品牌也涉足無創通氣領域。權利要求數量最多的專利“帶有加濕器的可吸入氣體設備”（專利公告號WO2004112873A1），權利要求高達95條。該專利保護帶有加濕裝置的無創通氣裝置，以降噪和體積為主要發明點。重點專利的主要保護集中在呼吸面罩、濕化、壓力模式選擇和降噪幾個領域。

5 無創呼吸機領域技術發展

通過檢索無創呼吸機領域的核心專利及重點專利，無創呼吸機技術經歷了3個階段，從最初的診斷監測到壓力控制到現階段的舒適度提升。

第一階段：1994年以前。1994年瑞思邁公司首次推出CPAP平臺滴定法，同年推出了第一代AUTO CPAP自動壓力調節單水平呼吸機，能夠根據患者有無呼吸暫停、低通氣情況及上呼吸道阻力的大小自動調節正壓通氣的壓力。當時技術熱點圍繞判斷睡眠呼吸暫停事件的診斷方法，是阻塞型還是中樞神經導致的，Auto CPAP 用于治療阻塞型睡眠呼吸暫停綜合癥。

第二階段：1994-2000年。隨著傳感器應用的推廣，呼吸氣體的壓力控制系統成為新的研究熱點和技術改進重點。2000年出現了雙水平呼吸機，由于增加了壓力傳感器，呼氣相電機轉速降低，治療壓力降低，患者舒適度提升。

第三階段：2000年以后，更加關注患者舒適度體驗，開發了呼氣阻力壓力釋放功能，使用舒適度高。專利更多布局在呼吸面罩和濕化領域，通過人性化來爭取更多的市場份額。

6 未來無創呼吸機領域發展方向

用戶舒適度體驗依然是未來呼吸機領域的研發方向，呼吸面罩、濕化技術都將依然成為呼吸機生產商專利布局重點。呼吸面罩將沿著人體工程學、可調節、柔性好和個性定制的方向發展。濕化裝置是將呼吸機風機輸出的空氣濕化，濕化裝置含有加熱部件，需要充分考慮防干燒和防倒灌。新西蘭的費雪派克在該領域有明顯優勢，該公司專利布局主要在降低功耗、加快濕化效率、自動加水和低水位報警等。未來濕化裝置將向便攜化、智能化和低功耗方向發展。

目前為了準確地獲得患者使用通氣治療設備的狀況，特別是家用通氣治療設備的使用狀況，需要患者定期將家用通氣治療設備拿到醫院或醫療服務機構，在醫院或醫療服務機構將該設備連接至電腦上，進行數據下載和分析，這種方式雖然能夠獲得準確的使用狀況信息，但卻給患者帶來了極大的不便。隨著物聯網技術的發展，通過多領域技術相結合，進一步實現遠程醫療，數據傳輸不需要患者定期將家用通氣治療設備拿到醫院或醫療服務機構，在患者家中將該設備連接至電腦上，進行數據下載和分析，給患者解決實際問題。

隨著無創呼吸機技術發展，對大數據技術應用尚屬于開始階段，國內應用極少，“大數據”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力來適應海量、高增長率和多樣化的信息資產，通過海量數據分析，實現人們呼吸機應用習慣分析，呼吸方法的革新，提供有力判據的同時為醫學研究提供更好的支撐。