中國及全球呼吸面罩領域專利技術現狀分析

呼吸面罩最早出現于第一次世界大戰，主要用于個人防護。隨著科技的不斷發展和材料工藝的不斷進步，呼吸面罩朝著小巧、高效、舒適、佩戴方便的方向發展，應用領域逐步擴大，在臨床醫護人員中廣泛使用和推廣[1]。由于呼吸面罩領域的技術應用廣泛，人類面部特征較為獨特，消費者對面罩的功能結構、使用方法和材質方面都提出了更高的要求[2]。呼吸面罩經歷了98年的技術革新歷史，至今仍有不少企業、一線醫護人員對現有呼吸面罩技術進行改進和創新，全球呼吸面罩領域專利申請量一直保持上升趨勢。專利分析是對專利文獻中的專利信息進行收集、篩選、加工整理，并運用統計學方法和技巧，對結果進行深入挖掘與緊密分析，形成具有總攬全局、預測未來發展、有較高價值的專利競爭情報[3]。本文運用專利分析方法，收集、篩選和整理呼吸面罩領域專利，從技術熱點、布局現狀、專利市場等方面剖析中國和全球呼吸面罩技術領域發展現狀，為一線醫護人員和企業創新改進呼吸面罩領域技術提供參考。

1 資料與方法

1.1 數據來源

本文采用“智慧芽”(PatSnap)專利數據庫作為數據源，它收錄了美國、歐洲、世界知識產權組織、中國、日本、韓國、挪威和全球法律專利，并且每周更新，具有全面性和代表性。本文對全球呼吸面罩領域專利進行檢索，截至2019年2月18日，檢索到呼吸面罩全球專利申請6 565項，其中中國專利申請2 175項。

檢索式為：(TAC：(("Oxygen inhalation device" or "Respiratory device" or (oxygen $W2 (absor* or uptake or inhal* or breath* or respiratory or ventilation) $W2 (mask or device or apparatus)) or (oxygen $W3 ("face mask" or "face guard" or "face shield")))) OR TTL_ENTRANS：(("Oxygen inhalation device" or "Respiratory device" or (oxygen $W2 (absor* or uptake or inhal* or breath* or respiratory or ventilation) $W2 (mask or device or apparatus)) or (oxygen $W3 ("face mask" or "face guard" or "face shield")))) OR ABST_ENTRANS：(("Oxygen inhalation device" or "Respiratory device" or (oxygen $W2 (absor* or uptake or inhal* or breath* or respiratory or ventilation) $W2 (mask or device or apparatus)) or (oxygen $W3 ("face mask" or "face guard" or "face shield")))) AND IPC：(A61M16 or A62B or B63C11/20 or B63C11/60) NOT IPC：(A61G or A61B)

1.2 分析方法

在數據庫中檢索“標題/摘要/權利要求”中包含“Oxygen inhalation device”或“Respiratory device”字段，國際專利分類號(IPC)專利號限定為“A61M16或A62B或B63C11/20或B63C11/60”的專利，對檢索出的國內外專利7 096條，剔除不符合要求的專利531條，將剩下的6 565條作為研究對象。整理專利申請人、申請國家、授權法律狀態等數據，分析得出全球呼吸面罩專利申請年度、主要來源國與地區/申請人、成果轉化等，基于IPC分類整理得出全球呼吸面罩專利技術點分布情況。隨后在原有檢索式基礎上將“地區”限定為“中國”，同樣以專利申請人、申請國家、授權法律狀態、IPC分類號等為基礎數據，分析我國專利申請的基本情況和技術熱點。在研究數據中選取專利申請量、引用數量、被引數量、專利分類和訴訟情況等，對國內外市場進行分析。

2 結果與分析

2.1 全球呼吸面罩專利現狀分析

2.1.1 全球專利總數量

本文檢索獲得呼吸面罩相關技術的全球專利申請6 565件，專利授權4 385件，授權比例約為66.8%，授權有效專利數量為1 857件，有效比例約為42.3%。

2.1.2 全球專利申請數量年度趨勢分析

呼吸面罩專利申請始于1920年，1920-1986年，全球呼吸面罩申請專利不多，增長緩慢，并持續到1986年。以后開始有所突破，2001年以后每年的申請數量都保持在200件以上(圖1)，這與新時代經濟快速發展促使人們越來越重視醫療健康及工作環境有關。因此工業生產與醫療救護領域呼吸面罩的需求大大增加，促進了對該技術領域的研發投入。

圖1 呼吸面罩專利申請數量年度趨勢

2.1.3 全球專利技術申請人國別

按申請人所在國家分析不同國家在該技術領域的科研實力水平。圖2顯示，呼吸面罩領域申請人主要來自中國(2 175件)、美國(1 044件)、德國(388件)和法國(213件)。從申請人國家分布可以看出，中國、美國和一些歐洲國家在呼吸面罩領域研發方面實力強大。

雖然中國在該領域的專利申請起步較晚，但是經過近幾年的快速發展，已經超越美國、德國，成為第一大技術來源國。

圖2 呼吸面罩技術來源國分布

2.1.4 全球專利主要申請人

按申請(專利權)人統計專利申請數量排在前10位的申請人(表1)。

表1顯示，該領域專利主要申請人都來自國外的公司，涉及醫療、航天領域。中國申請(專利權)人的申請量在近年來居于首位，但是全球呼吸面罩領域排名前10的申請(專利權)人中卻沒有中國申請人，說明中國在該領域的專利申請人相對分散，沒有技術優勢集中的單位，因此需要提高整體的發展實力，促進我國在該領域的競爭力。

2.1.5 全球呼吸面罩領域專利主要技術點分布

國際專利分類號(IPC)是世界通用的專利分類系統，標注了專利的所屬類型，主要用于分析專利結果的主題分布[4]。

表1 全球呼吸面罩領域排名前10位的申請(專利權)人

將申請專利按IPC領域進行分布，分析發現呼吸面罩領域專利主要分布在人類生活必需品(A部)。其中在該領域申請專利最多的是A61M16，其次是呼吸保護裝置(A62B7)。圖3中的A61M16是以氣體處理法影響患者呼吸系統的器械(如口對口呼吸、氣管用插管)，A62B7是呼吸保護裝置，A62B9是呼吸保護裝置或呼吸裝置的構件，A62B18是呼吸面具或防護帽(如吸氧面罩、防毒面具或防護帽的部件)。

圖3 IPC領域分布排名前10的呼吸面罩領域全球申請專利

2.1.6 呼吸面罩國際專利競爭現狀

選取專利申請量、引用數量、被引數量、專利分類和訴訟情況為評估指標，對全球排名前10的申請(專利權)人的技術競爭實力進行分析，了解呼吸面罩行業的市場競爭狀況。專利申請量代表其公司在某一技術領域技術活躍的水平，一定程度上反映該公司的專利創新能力；專利引用數量反映了專利技術布局情況，也體現了專利的質量及其內在價值[5-7]。專利引用次數越高，說明該公司不斷對其新的應用進行開發研究，申請大量圍繞核心專利的改進專利，對核心專利形成包圍之勢，使核心專利擁有者被迫進行交叉許可[8-9]；專利被引用次數高說明該專利是該領域技術最重要的專利，為技術核心專利[10-11]。

表2顯示，3M公司專利申請量、訴訟數量都位居第一，被引用專利數量位居第二，說明該公司的專利創新能力強，并且擁有大量的核心專利，占據國際呼吸面罩市場領域絕對領導地位。因此，部分企業企圖通過專利訴訟等形式讓3M公司的專利無效，減少專利許可次數。專利分類范圍最高的是卓達宇航，排名第一，說明該公司的技術創新范圍較廣。

進一步分析競爭實力較強的3M公司，發現該公司是一家多元化的跨國企業，在醫療產品、高速公路安全、辦公文教產品、光學產品等核心市場占據領導地位，其面罩產品包括呼吸、防護等，主要用于呼吸器、防毒防塵等。

表2 呼吸面罩領域全球排名前10的申請(專利權)人的專利狀況

2.2 中國呼吸面罩專利現狀分析

2.2.1 中國專利總體數量

在數據庫中按申請(專利權)人區域選擇來自中國申請(專利權)人的申請2 175件，專利授權1 771件，授權專利所占比例為81.4%；有效專利為718件，有效專利所占比例為40.5%。

2.2.2 中國專利申請數量年度趨勢

我國呼吸面罩領域專利自1987-2005年一直保持平穩的發展態勢，專利申請數量增長平緩而且數量極少。

2006年開始，專利申請數量增速明顯，尤其從2009年開始每年的申請量逐漸遞增，進入技術發展期(圖4)。由此可見，近幾年我國在該技術領域的研發熱情極高，發展快速。

圖4 呼吸面罩領域中國專利申請數量年度趨勢

2.2.3 呼吸面罩領域中國專利主要申請人情況

按來自中國的申請(專利權)人排序，列出中國排名前10的主要專利權人。表3顯示，排名前10位的專利權人主要包括企業(6家)、醫院(2家)，大學(1家)，個人(1個)，其中中國人民解放軍第四軍醫大學排名第一。

表3 呼吸面罩領域中國排名前10的申請人

2.2.4 中國專利主要技術點分布

將中國的申請專利進行IPC領域分布，統計分析后發現，中國IPC分布情況與該領域全球的分布情況基本相同，我國在該領域的專利申請也主要集中在人類生活必需品(A部)，尤其是在以氣體處理法影響患者呼吸系統的器械(A61M16)方面研究較多，涉及部分呼吸保護裝置(A62B7)領域專利較多(圖5)。

圖5 IPC分布排名前10的呼吸面罩領域中國申請專利

2.2.5 國內市場分析和成果轉化分析

在呼吸面罩領域，中國市場共有2 450件專利。同樣選取專利申請量、引用數量、被引數量、專利分類和訴訟情況等評價指標對前10位申請(專利權)人進行排名(表4)。表4顯示，中國市場的主要競爭者中，瑞思邁有限公司擁有明顯的技術優勢，專利引用量和被引用量都位居第一。我國的專利權人在該領域的各項指標較低，沒有出現較強的市場競爭者，還有很大的技術進步空間。

對瑞思邁公司的進一步分析發現，該公司是世界著名的睡眠呼吸設備專業制造公司，其面罩產品主要分為醫院用面罩、無排氣孔面罩、全臉面罩和兒童面罩。我國其他企業可以根據瑞思邁公司研究領域特點，尋找互相合作的機會。

成果轉化方面，已轉化的專利研究技術點主要與呼吸氧氣相關，說明在呼吸面罩領域加強對制氧、吸氧相關技術的研究與優化有利于研究成果的轉化和應用。

表4 呼吸面罩領域中國市場排名前10的申請(專利權)人的專利

3 討論

呼吸面罩經歷了專利技術的不斷革新，在臨床上仍有較好的應用前景。就本文的分析結果來看，可得出以下結論。

在全球呼吸面罩領域中，美國3M公司、澳大利亞瑞思邁公司和德國德爾格公司在全球專利申請人中排名前3，在呼吸面罩領域有較強的競爭優勢。中國雖然專利申請數量全球排名第一，但中國企業和科研院校的專利申請量排名未進入全球前10。中國地區專利申請人排名前10位的主要以國外公司居多，而中國的高校和企業僅有3家，缺少技術創新較強的專利權人，反映了我國專利申請者在全球、地域的技術布局意識薄弱，未能申請相關專利族保護其核心技術[12]。

技術熱點方面，中國IPC分布情況與全球領域的基本相同，技術研究范圍也主要以氣體處理法影響患者呼吸系統的器械(A61M16)方面研究為主，部分涉及呼吸保護裝置，說明國內外企業有較多合作機會。

成果轉化方面，全球成功的成果轉化項目主要與供氧相關，創新改進制氧、吸氧等相關技術的研究有利于促成中國專利技術的產業化發展。

從本文的分析結果可以看出，呼吸面罩領域的研究已有98年歷史，全球研究熱度最高時間段在2013-2016年，我國研究熱度最高的時間段在2015-2017年，意味著該領域的有些方面已經成熟，未來該領域的研究熱度可能會有所下降。隨著新技術不斷更替，尤其近年來中國呼吸面罩專利申請快速增長，在該領域還有很多的發展機會。建議我國各企業采取與國外企業不同的合作模式，整合各自優勢，不斷改進自身已有產品，促進整個行業技術的提升，提高中國企業在國際中的競爭力。