智能馬桶健康監測技術專利分析

陳紅奎 朱飛 董淼蕾 張漢婷 周麗萍

（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南 鄭州 450002）

智能馬桶健康監測技術專利分析

陳紅奎 朱飛 董淼蕾 張漢婷 周麗萍

（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南 鄭州 450002）

智能馬桶健康檢測的結果涵蓋了身體內各項指標的很多信息，可以借以獲得病源、了解人體代謝過程是否正常，為腎功能、泌尿系統、肝臟疾病、代謝性疾病如糖尿病等病理變化及臟器功能狀態的診斷和治療監測提供了客觀資料，具有非常重要的臨床意義和價值。基于此，本文就智能馬桶健康監測技術進行了分析。

智能馬桶；專利；健康；監測

隨著生活水平與生活質量的提高，人們越來越重視自我身體健康狀況，例如借助一些家用醫療器械來監測、記錄人體參數或進行按摩。在智能馬桶領域，已有一些利用控制技術、計算機技術和信息技術將體檢裝置與日常生活中的馬桶結合起來的研究，可以在人們在如廁過程中自動檢測出生理參數，并將數據傳送到計算機進行處理、存儲、判斷及分析，不僅可以利用如廁時間進行身體檢查，充分利用時間，滿足當前人們對生活節奏快捷的要求，還能較好地保證長期的堅持檢查，為健康判斷提供可靠數據。因此，智能馬桶健康監測技術已逐漸成為智能馬桶領域的研究熱點之一，其發展路線如圖1所示。

圖1 智能馬桶健康檢測技術發展路線

1 智能馬桶健康監測技術專利申請情況

1.1 國內外專利申請情況

由圖2智能馬桶健康監測技術專利情況可知，1985年之前涉及智能馬桶健康監測領域的全球專利申請數量非常少，主要集中在國外，在2004年之前該領域的全球專利申請量趨于穩步增長態勢；在2004年之后智能馬桶健康監測的增長速度放緩，1995年至2004年期間是智能馬桶監測技術的迅猛發展時期，原因在于隨著智能家居技術、物聯網等加速發展，人們的生活習慣已經逐漸發生轉變，對于坐便器智能化、人性化、健康化的需求也日益強烈。智慧、簡單、安全、易用是智能馬桶健康檢測的重要屬性。

圖2 智能馬桶健康監測技術專利情況

同樣，由全球和中國的專利申請量分布趨勢來看，中國的專利申請量與全球專利申請量分布情況的整體趨勢大致一致，尤其在2000年之后進入快速增長，其專利的申請量也超過國外的申請量，可見國內企業開始逐漸重視智能馬桶的健康檢測，并對有意識的對專利進行布局。

從圖3各主要國家專利申請量分布情況來看，在智能馬桶健康檢測領域，日本的智能馬桶產業發達，專利申請量占據首位，占全球專利申請量的46%，其次是中國，占據全球專利申請量的32%左右，尤其在1990年之后快速增長，體現了國內馬桶領域開始對智能馬桶健康檢測技術研發、專利保護的重視，再其次是韓國、美國和德國等，均為發展高科技的產業大國，其專利申請量占全球專利申請量的8%、5%和3%。

1.2 重要申請人

經統計分析，智能馬桶健康檢測領域的專利申請主要集中在國外企業，如圖4所示，其中以日本較為發達。智能馬桶健康監測領域主要申請人有日本TOTO、松下、驪住株式會社、美國Kohler公司和中國的蘇州路之遙公司。相對而言，日本在該領域占據絕對領先地位，專利申請量大，經過專利文獻的閱讀分析，發現TOTO和松下不僅在本國進行大量的專利申請，還向其他具有較大市場的中國和歐洲提交了一定量的專利申請，而中國發展國外專利市場的意識相對薄弱，主要為國內申請。

2 智能馬桶健康監測技術發展路線

智能馬桶健康監測技術主要體現在人體按摩、體重溫度等參數檢測以及尿液分析幾個方面，以下分別從這幾個方面針對健康檢測技術相關專利進行研究和分析。

圖3 主要國家專利申請量分布情況

圖4 主要申請人分布圖

2.1 人體按摩

為了使馬桶坐墊起到保健的作用，使人們在使用馬桶時得到健康護理，1992年的專利申請文獻CN2147817Y在墊面弧面上設有保健紋，在接觸人體殷門穴位的部位設有保健凸豆，墊面底面設有嚙合齒連接海綿層，正常使用能對人的腰、腿部起溫經通絡，引氣活血等作用。1996年的專利申請CN2249052Y由按摩板與硬質面板依靠鳩尾扣與鳩尾槽緊密結合形成一個靠背，同時又是一個活動式可拆卸裝置，正面為軟性材質而反面為硬性材質的按摩板可兼具按摩腳底的功效，在硬質面板的凹洞內裝有適于幼兒使用的軟質幼兒座墊，硬質面板內部裝有強固承載梁架，使用時可固定于任何形式的馬桶座上。1999年的專利申請DE19933514A1在馬桶墊圈上具有剛性或撓性的按摩元件，并且有一些按摩元件通過電動裝置的驅動能夠提供可以改變的、旋轉的或往復的運動，有效地對人體進行按摩。2003年的專利申請JP2005137532A在馬桶墊的內部、馬桶蓋的下部及其延伸部分設置指壓式按摩點，能夠使使用者的臀部、背部、腿部及腳部得到有效按摩。2008年的專利申請CN101554300A在座圈本體上設置若干個按摩機構，按摩機構包括外殼、電機、裝設于電機輸出軸上的偏心輪和彈性懸吊裝置，使用時，電機驅動偏心輪旋轉從而產生振動，并通過外殼的上蓋部傳出，用戶在使用此座圈時，同時座圈上的按摩機構可以對用戶身體的特定部位或具體穴位起到按摩健身的效果。2008年的專利申請CN201228383Y在坐便墊的表面和水箱面對坐便墊的表面設有磁鐵，且磁鐵對應人體臀部和背部的穴位，如廁時，坐便墊和水箱表面的永磁鐵就會對起到按摩保健的作用。2014年的專利申請CN104068781A通過發熱按摩人體的肚子從而減少人們排便的時間，能夠提供支撐板讓使用者在使用時輕松舒適，使用時簡單方便。

2.2 體重、溫度的檢測

為了能夠連續地、自動地在一個相當穩定的環境監測人體的健康狀態參數如體重、溫度、血壓、脈搏等，1988年的專利申請JPH01239237A通過在馬桶坐墊下面設置熱敏元件和壓力傳感器來監測人體的溫度和體重。1999年的專利申請CN2394561Y公開了一種座便器圈，由連接軸桿與座便器座連接，在座便器圈的上方有重量顯示裝置，座便器圈的下方有壓力傳感器，電子顯示器上帶有語音提示裝置；采用該結構后，使人們在坐便的同時，就可以測量出自己的體重和體質，極大地方便了人們的使用，而且保證了使用的經常性。2014年的專利申請CN104131607A，通過安裝在馬桶墊圈下的重量傳感器捕獲體重數據，當人體蹲坐于馬桶上后，只需要雙腳離地懸空幾秒鐘時間，即相當于重量全部加載到了馬桶墊圈以及下面的重量傳感器上，即可獲得體重數據；另外，通過加載于馬桶墊圈上的溫度傳感器可以監測大腿至臀部處的體溫數據；體重、體溫的檢測可以作為建立更高更大層面的大數據醫療系統的數據基礎來源，方便幫助建立個人電子信息檔案，便于醫療機構和醫務人員利用大數據分析來提高診斷的準確性和速度以及進行及時有效的健康狀況預警，適合未來醫療服務的需求。

2.3 尿液分析

尿其實是有關人體健康狀態的重要信息源，借助于對尿糖、尿蛋白、尿膽原、潛血或其它尿成分作定量分析，可將糖尿病一類的胰腺損害、肝臟損害、腎臟損害或其它功能性障礙，以非損傷方式檢查。

1983年的專利申請US4636474A提出一種尿分析裝置，它在便座上設有可轉動的旋轉臂，在此臂的自由端裝設有尿檢測器來和排泄到便器的尿接觸，據以進行尿的分析。1986年的專利申請JPS62187253A除了設置對尿或其它排泄物進行收取的采樣裝置外，還在便池后部設置可以用于沖洗排泄物采樣容器的區域。1991年的專利申請JPH530764U借助可手動或電動轉動的旋轉臂對使用者所排出的尿進行采樣并加以分析。1994年的專利申請CN1118626A將采尿容器支承成其軸線與便器的垂直中央面正交，向水平方向延伸，并沿便器的便池內側表面遞至便池空間內最適當的采尿位置，使用后，采尿容器收納于便座前部一個大致隱蔽的位置，由噴嘴噴出的加壓水洗凈。1997年的專利申請CN101787730A設置有用于尿生化檢測的智能尿檢測單元和智能尿生物信息數據庫管理系統，智能尿生物信息數據庫管理系統用于將智能尿檢測單元進行尿生化檢測后的所得的數據與標準數據進行比較來判斷人的健康狀況，使人們可以隨時了解自身的健康情況，并根據檢測結果進行預防和治療。2004年的專利申請CN1748624A利用溫度傳感器、體重感應部及尿糖值感應傳感器檢測體重、體溫及尿糖值并設置有顯示檢測值的顯示部。2010年的專利文獻CN101787730A提供了一種隨時對尿液進行生化檢測的智能化自動尿檢信息顯示座便器，包括座便器本體、用于尿生化檢測的智能尿檢測單元和智能尿生物信息數據庫管理系統。2012年的專利申請CN203042108U增加無創血糖監測裝置和顯示裝置，將醫院才能做的檢測，移植到日常生活中，提高醫療監控效率，同時還能節約檢測時間。2012年的專利申請文獻CN102877526A設置有自動蓄尿裝置，該座便器兼有自動蓄尿和帶干化學分析尿檢功能，從送檢尿的收集到尿液分析輸出，全部由控制單元自動控制，方便人們家庭自我尿檢，對人們篩查預防疾病、監控身體機能變化，具有積極意義。2014年的專利申請CN104131607A可將體重、體溫的檢測可以作為建立更高更大層面的大數據醫療系統的數據基礎來源，方便幫助建立個人電子信息檔案，便于醫療機構和醫務人員利用大數據分析來提高診斷的準確性和速度以及進行及時有效的健康狀況預警，適合未來醫療服務的需求。

綜上可知，馬桶座的健康管理發展主要包括人體按摩、體重檢測、尿液分析等幾個方面，其中對人體體重、溫度的測量主要是通過壓力傳感器和溫度傳感器進行，對人體的按摩的主要通過水力沖洗、凹凸結構、機械振動和電磁按摩等方式進行；對取樣的尿檢分析方法有色譜法、比色法或極譜法（伏特安培測量法）的分析等，且近年的專利申請中逐漸將體重、體溫、尿檢的信息上傳至互聯網系統，方便幫助建立個人電子信息檔案。

3 結語

本文通過對智能馬桶健康檢測的專利進行了研究，梳理了其關鍵技術的發展脈絡，分析了本領域的重要申請人及其核心專利，得到本領域的研發熱點為對尿液進行收集、分析及控制的健康監測，并配合互聯網和手機及時向用戶及醫療機構推送檢測結果。同時，對比國內外專利數據可知，國內企業在該領域存在起步較晚、自動化程度低的問題，因此國內企業應加強對該領域的專利技術的關注和分析。

The Patent Actuality of Intelligent Toilet Health Monitoring Technology

Chen HongkuiZhu FeiDong MiaoleiZhang HantingZhou Liping
（Patent Examination cooperation Henan Center of the Patent office SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

Intelligent toilet health test results cover the body of the indicators of a lot of information，can be used to obtain the source of the disease，to understand the process of human metabolism is normal for renal function，urinary system，liver disease，metabolic diseases such as diabetes and other pathological changes and organs Functional status of the diagnosis and treatment monitoring provides objective information，has very important clinical significance and value.Based on this，in the paper，the intelligent toilet health monitoring technology is analyzed.

intelligent toilet；patent；health；monitor

TU824

A

1003-5168-（2016）07-0089-03

2016-7-5

陳紅奎（1985-），男，助理研究員，研究方向：排水領域發明申請的實質審查；朱飛（1988-），男，研究實習員，研究方向：排水領域發明申請的實質審查，等同于第一作者。