高壓氧艙設(shè)備專利技術(shù)綜述

摘 要：醫(yī)用高壓氧艙作為一種高端的醫(yī)療設(shè)備，在治療CO中毒、減壓病、腦外傷、腦血管疾病、缺血缺氧性腦病等方面具有極大的應(yīng)用需求和廣泛的應(yīng)用前景。本文通過對高壓氧艙技術(shù)在全球的相關(guān)專利申請進(jìn)行了研究，從申請趨勢、區(qū)域分布、技術(shù)發(fā)展路線等多個角度進(jìn)行分析，預(yù)測了高壓氧艙未來的發(fā)展方向，希望能為我國高壓氧艙未來的技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)、專利布局提供一定參考。

關(guān)鍵詞：高壓;氧艙;專利分析

序言

高壓氧艙是在封閉的空間內(nèi)以高于一個大氣壓的氧氣來治療疾病的醫(yī)學(xué)設(shè)備。高壓氧醫(yī)學(xué)起源于19世紀(jì)的英國，1956年，荷蘭人Boerema等在大型高壓氧艙內(nèi)進(jìn)行心內(nèi)直視手術(shù)成功，隨后高壓氧艙治療法引起了世界各國醫(yī)學(xué)界的重視和極大的興趣，高壓氧醫(yī)學(xué)開始迅速發(fā)展。高壓氧艙歷經(jīng)200多年，由最初的高氣壓治療階段，已經(jīng)發(fā)展到高壓氧治療階段。時至今日，高壓氧艙設(shè)備已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)成熟的地步，極大地推動了高壓氧醫(yī)學(xué)向更高、更深層次的發(fā)展。

1 高壓氧艙的分類及系統(tǒng)組成

1.1高壓氧艙的分類

一般而言，高壓氧艙按艙內(nèi)加壓物質(zhì)不同分為空氣加壓艙和純氧艙;按容納人數(shù)多少分單人艙、多人艙，其中多人艙又分大型高壓空氣艙、中型高壓空氣艙、小型高壓空氣艙;按用途不同分為高壓氧艙、嬰兒高壓氧艙、動物實(shí)驗(yàn)用高壓氧艙、潛水加壓艙、低壓艙、高低壓兩用艙、潛水加壓艙群等[1]。

1.2高壓氧艙系統(tǒng)的基本組成

高壓氧治療最基本的流程是用空氣壓縮機(jī)將高壓空氣經(jīng)過濾后注入艙中使艙內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到高壓氧治療所需的壓力，與此同時開通供氧系統(tǒng)，患者在艙內(nèi)呼吸高壓、高濃度氧氣。空氣加壓氧艙是目前國內(nèi)外最常用、最安全的高壓氧艙，下面以醫(yī)用空氣加壓氧艙為例介紹高壓氧艙的基本組成。按系統(tǒng)功能可將高壓氧艙設(shè)備分成如下幾個大的系統(tǒng)：供排氣系統(tǒng)、供排氧系統(tǒng)、艙體及輔助系統(tǒng)、操控系統(tǒng)。按功能組成又可將高壓氧艙設(shè)備分為：艙體部分、空氣加減壓部分、供排氧部分、氧艙電氣部分、氧艙空氣調(diào)節(jié)部分、氧艙消防及緊急減壓部分[2]。

2 專利申請趨勢分析

本文對醫(yī)療氧艙領(lǐng)域的國內(nèi)外專利進(jìn)行了檢索，檢索截止至2021年6月25日。下文將從申請趨勢、申請區(qū)域分布、技術(shù)發(fā)展路線等方面對醫(yī)療高壓氧艙技術(shù)進(jìn)行分析。

2.1高壓氧艙全球?qū)＠麪顩r

2.1.1申請趨勢

圖1顯示了1908年-2019年全球高壓氧艙的專利申請量分布情況。自1908年起，其技術(shù)發(fā)展大致分為三個階段（曲線尾部的回落是由于專利文獻(xiàn)延遲公開的特點(diǎn)所造成的）：

萌芽階段（1908-1963年）：全球范圍內(nèi)關(guān)于氧艙的專利起始于1908年，限于當(dāng)時高壓氧醫(yī)學(xué)的發(fā)展水平較低，科技、工業(yè)化水平也不夠高，1963年之前世界范圍內(nèi)高壓氧艙的專利年均申請量很少，基本維持在個位數(shù)，這也客觀反映出這一階段高壓氧治療還未引起醫(yī)學(xué)界足夠的重視和興趣。

發(fā)展階段（1963-2003年）：這一階段呈現(xiàn)了高壓氧艙在世界范圍內(nèi)起步和發(fā)展的狀態(tài)。雖然在1963年到1980年之間處于一個波動期，但是隨著高壓氧醫(yī)學(xué)逐漸受到重視并不斷走向成熟，以及工業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在1980年以后，大量新建的單人高壓氧艙進(jìn)入市場，高壓氧治療呈現(xiàn)出持續(xù)增長的勢頭，并獲得較快的發(fā)展，并在2003年申請量出現(xiàn)一個頂峰。

成熟階段（2003年至今）2003年以后，高壓氧艙的申請量有所回落并且整體上進(jìn)入一個成熟期，這一階段高壓氧艙的設(shè)備更加完善、安全，對高壓氧的生理作用、治療機(jī)制、毒副作用等有了進(jìn)一步全面的認(rèn)識和預(yù)防措施。從此，高壓氧醫(yī)學(xué)的發(fā)展在世界各地又突飛猛進(jìn)。

2.1.2申請區(qū)域分布

雖然高壓氧醫(yī)學(xué)的發(fā)展在世界各地有了長足的進(jìn)步，但是世界各國高壓氧醫(yī)學(xué)的發(fā)展仍不均衡。自從1964年我國第一臺高壓氧艙投入臨床，經(jīng)過60多年的發(fā)展，醫(yī)用氧艙在設(shè)計與制造，安全使用與管理等方面都取得了很大的突破，由圖1可以看出，相對而言，中國、美國、日本、歐洲等國家地區(qū)的發(fā)展較為突出，尤其中國在1998年以后，年申請量逐年增長。目前中國的申請量已經(jīng)占到了全球的33%，歐洲地區(qū)次之，占比達(dá)到17%，其次是美國，占比達(dá)到11%。2003年，中國申請量出現(xiàn)了一個較大的增量，是2002年的2.3倍，并且美國和歐洲申請量均有增長，導(dǎo)致2003年全球申請量出現(xiàn)一個高峰值。之后，申請量出現(xiàn)短暫回落后，一直至今保持了持續(xù)快速增長的趨勢。

2.2高壓氧艙的技術(shù)發(fā)展路線

對全球高壓氧艙的專利申請進(jìn)行分析和梳理后，發(fā)現(xiàn)高壓氧艙的關(guān)鍵技術(shù)分支主要分為：（1）艙體部分，高壓氧艙的殼體結(jié)構(gòu)輕量化、便攜式，外觀向美觀化是長期的一個研究方向，而氧艙的應(yīng)急安全設(shè)計是一直是各國申請人研究的熱點(diǎn)，另外，艙體的供排氧設(shè)備如制氧機(jī)、空氣壓縮機(jī)等的改進(jìn)也提升了高壓氧艙的性能和用戶舒適度;（2）氧艙控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由最原始的手動操作逐漸發(fā)展到電磁閥遙控、單片機(jī)+繼電器、計算機(jī)控制等方式，另外智能化、人工交互技術(shù)是一個大的發(fā)展方向;（3）輔助醫(yī)學(xué)治療技術(shù)，隨著高壓氧醫(yī)學(xué)的深入發(fā)展，高壓氧艙與其它醫(yī)學(xué)輔助治療技術(shù)如芳香或藥物熏蒸療法、熱輻射療法、呼吸機(jī)、負(fù)離子保健、負(fù)壓隔離/負(fù)壓模擬高原環(huán)境等形成綜合性治療技術(shù)，對人體進(jìn)行疾病治療、醫(yī)學(xué)研究、養(yǎng)生、保健、健身、鍛煉等，成為當(dāng)前的一個熱門研究方向。

3 技術(shù)發(fā)展趨勢及預(yù)測

從目前高壓氧艙設(shè)備的發(fā)展趨勢看，預(yù)測其發(fā)展方向主要有如下幾個方面：

（1）高壓氧艙持續(xù)向智能化、簡便化、清潔化、美觀化方向發(fā)展，使高壓氧治療更安全、更方便，艙體操作簡單方便而又智能，為廣大患者提供更加舒適有效的服務(wù)。

（2）高壓氧艙設(shè)備更加專業(yè)化。為了應(yīng)對不同環(huán)境和需求，開發(fā)出特殊的設(shè)備，如沉箱作業(yè)、海洋石油鉆探、高壓氧急救、減壓病患者轉(zhuǎn)運(yùn)等等，所以出現(xiàn)了便攜式高壓氧艙、高壓氧救護(hù)車等。

（3）氧艙內(nèi)醫(yī)療設(shè)備的開發(fā)和使用，如氧艙內(nèi)呼吸機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、吸痰器等，打破了常規(guī)醫(yī)療設(shè)備不能進(jìn)艙的禁忌，使各種救治設(shè)備在艙內(nèi)可安全使用，提高氧艙內(nèi)的救治水平，擴(kuò)大氧艙內(nèi)的救治范圍。

（4）隨著移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、人工智能時代到來，使得醫(yī)療高壓氧艙等醫(yī)療設(shè)備并入互聯(lián)網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)，醫(yī)生、操艙人員、病人家屬隨時隨地可以在移動終端上觀察到病人的治療情況。

參考文獻(xiàn)：

[1]裴承芝.單人醫(yī)療高壓氧艙自動控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2017.

[2]張禹，肖宏等.高壓氧艙設(shè)備的發(fā)展概況[J].中國醫(yī)療設(shè)備，2010，25（2）：1-4.

作者簡介：

劉健（1985—），男，山西朔州人，碩士，助理研究員，專利審查員，主要從事時間測量、護(hù)理床、氧艙等領(lǐng)域的專利實(shí)質(zhì)審查工作。