无创呼吸机领域核心专利分析

舒文秀

摘 要：无创呼吸机是治疗睡眠呼吸暂停和慢性阻塞性肺疾病的一种重要的医疗设备。而通过专利被引频次筛选核心专利，通过引证关系、同族专利数量、权利要求数量和分布国家等途径筛选出随着技术发展引申出的重要专利，了解无创呼吸机领域的技术发展经历从诊断监测到压力控制再到患者舒适度提升，并对未来无创呼吸机领域的技术发展趋势进行了展望和分析。

关键词：无创呼吸机；专利分析；核心专利

为了治疗睡眠呼吸暂停和慢性阻塞性肺疾病等呼吸系统疾病，通常使用通气治疗设备。无创呼吸机通过面罩等患者接触部件，向患者提供正压力的可供呼吸氣体，辅助患者进行呼吸。此种疗法减少气管插管率，降低患者治疗风险，对于患者无损伤，且疗效显著。

1 无创呼吸机领域国内专利情况

1981年，澳大利亚沙利文（Sullivan）教授首次用CPAP（Continuous Positive Airway Pressure），持续正压气道方法治疗睡眠暂停综合症，取得了良好的效果。由于无创呼吸机行业在国内兴起时间较短，在国内自主研发生产企业并不多，且多为中低端家用型产品厂商。加大国内无创呼吸机领域专利布局能够提高国产无创呼吸机在国际市场的竞争力，造福国内众多的呼吸疾病患者，取得良好的社会和经济效益。

2 筛选核心专利

本文利用“国家知识产权局专利检索分析系统”对全球无创呼吸机专利进行检索和分析。为了检索查全差准，将无创呼吸机技术分解成无创呼吸机湿化器技术、无创呼吸机风机技术、无创呼吸机患者接口技术、无创呼吸机算法技术、智能化无创呼吸机技术。

利用检索平台对专利数据去噪，最后检索出92507个专利。

在无创呼吸机领域被引频次最高的3件专利都是在20世纪90年代申请的，这三件专利的引用频次超过了700次，这三件核心所涉及的技术为无创呼吸机技术整体发展奠定了基础。呼吸暂停的诊断（专利号US08335118）和呼吸监控CPAP（专利申请号US07892692）阐述的呼吸暂停诊断和睡眠监测技术具有引导作用。而“治疗打鼾症的装置”（专利申请号US07292646）是早期无创呼吸机的雏形。这三件专利的权利人都是澳大利亚瑞思迈公司，这为该公司成为行业巨头打下了良好的基础。

而这三件核心专利在2003-2007年是被引用次数最多的，反应了呼吸暂停事件的诊断和睡眠监测在该时期仍是研究热点方向。引证频次居首位的US08335118在2007年被引用了88次。

3 查找重要专利

通过对引用核心专利的专利追踪，核心专利的主要引证人都是瑞思迈公司，瑞思迈公司以自己的专利为基础，后期申请了大量的改进型专利和外围专利。美国的Cardica Pacemakers公司大量引用US08335118和US07892692的专利技术。

被引频次最高的专利呼吸暂停的诊断（专利号US08335118）提出的技术方案是测量呼吸气流已产生气流信号，根据呼吸气流信号方差和预支，并通过监测气道阻塞情况来判断呼吸暂停事件。基于本专利产生了大量的高频次引用专利，患者呼吸监控、诊断和治疗的方法和系统（US10943721），该专利根据类似的计算和判断方法，将监测装置植入体内，一遍更加准确的判断呼吸事件，并在植入装置与呼吸治疗中建立通信链接，这项技术很快得到关注，被引用533次。

基于核心专利呼吸监控CPAP（专利US07892692），产生了自动CPAP技术，围绕自动CPAP技术产生了大量的专利，其中引用频次最高的是自动CPAP系统配置信息（专利号US6920877），该发明技术点是对患者鼻腔的气压持续评估并不断优化供气压力，使鼻腔供气压力始终处于最优值，从而提高患者舒适性。

基于核心专利“治疗打鼾症的装置”（专利申请号US07292646），产生了大量用于CPAP的面罩和鼻罩的外围专利布局，其中澳大利亚悉尼大学申请的“与患者密封性好的CPAP面罩”被引频次高达655次。

4 确定其他重点专利

除了通过被引频次确定重点专利，还需要综合考虑权利要求数量、同族专利数量、申请人、专利分布国家等。通过检索出的重点专利，在美国申请专利居多。从申请专利数量看，瑞思迈占据绝对优势，其次是伟康，而美国IBM公司和日本精工等知名品牌也涉足无创通气领域。权利要求数量最多的专利“带有加湿器的可吸入气体设备”（专利公告号WO2004112873A1），权利要求高达95条。该专利保护带有加湿装置的无创通气装置，以降噪和体积为主要发明点。重点专利的主要保护集中在呼吸面罩、湿化、压力模式选择和降噪几个领域。

5 无创呼吸机领域技术发展

通过检索无创呼吸机领域的核心专利及重点专利，无创呼吸机技术经历了3个阶段，从最初的诊断监测到压力控制到现阶段的舒适度提升。

第一阶段：1994年以前。1994年瑞思迈公司首次推出CPAP平台滴定法，同年推出了第一代AUTO CPAP自动压力调节单水平呼吸机，能够根据患者有无呼吸暂停、低通气情况及上呼吸道阻力的大小自动调节正压通气的压力。当时技术热点围绕判断睡眠呼吸暂停事件的诊断方法，是阻塞型还是中枢神经导致的，Auto CPAP 用于治疗阻塞型睡眠呼吸暂停综合症。

第二阶段：1994-2000年。随着传感器应用的推广，呼吸气体的压力控制系统成为新的研究热点和技术改进重点。2000年出现了双水平呼吸机，由于增加了压力传感器，呼气相电机转速降低，治疗压力降低，患者舒适度提升。

第三阶段：2000年以后，更加关注患者舒适度体验，开发了呼气阻力压力释放功能，使用舒适度高。专利更多布局在呼吸面罩和湿化领域，通过人性化来争取更多的市场份额。

6 未来无创呼吸机领域发展方向

用户舒适度体验依然是未来呼吸机领域的研发方向，呼吸面罩、湿化技术都将依然成为呼吸机生产商专利布局重点。呼吸面罩将沿着人体工程学、可调节、柔性好和个性定制的方向发展。湿化装置是将呼吸机风机输出的空气湿化，湿化装置含有加热部件，需要充分考虑防干烧和防倒灌。新西兰的费雪派克在该领域有明显优势，该公司专利布局主要在降低功耗、加快湿化效率、自动加水和低水位报警等。未来湿化装置将向便携化、智能化和低功耗方向发展。

目前为了准确地获得患者使用通气治疗设备的状况，特别是家用通气治疗设备的使用状况，需要患者定期将家用通气治疗设备拿到医院或医疗服务机构，在医院或医疗服务机构将该设备连接至电脑上，进行数据下载和分析，这种方式虽然能够获得准确的使用状况信息，但却给患者带来了极大的不便。随着物联网技术的发展，通过多领域技术相结合，进一步实现远程医疗，数据传输不需要患者定期将家用通气治疗设备拿到医院或医疗服务机构，在患者家中将该设备连接至电脑上，进行数据下载和分析，给患者解决实际问题。

随着无创呼吸机技术发展，对大数据技术应用尚属于开始阶段，国内应用极少，“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产，通过海量数据分析，实现人们呼吸机应用习惯分析，呼吸方法的革新，提供有力判据的同时为医学研究提供更好的支撑。