呼吸機(jī)專(zhuān)利技術(shù)綜述

朱書(shū)華

【摘 要】本文通過(guò)檢索、統(tǒng)計(jì)、分析全球呼吸機(jī)的專(zhuān)利申請(qǐng)文獻(xiàn)，從中獲取了各個(gè)國(guó)家申請(qǐng)量、技術(shù)演進(jìn)、重要申請(qǐng)人信息。

【關(guān)鍵詞】呼吸機(jī);專(zhuān)利技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)： TH77;F426.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）20-0044-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.018

0 引言

呼吸機(jī)又稱(chēng)通氣機(jī)，其可控制或代替人的正常生理呼吸。隨著醫(yī)學(xué)迅猛發(fā)展，呼吸機(jī)成為人類(lèi)必不可少的設(shè)備，呼吸機(jī)作為常規(guī)的救治儀器，其應(yīng)用越來(lái)越普遍，發(fā)展也越來(lái)越快。

呼吸機(jī)治療目的是為了維持患者合適的通氣量，其機(jī)械的通氣技術(shù)作為呼吸機(jī)上人機(jī)交互較復(fù)雜技術(shù)，涉及到患者的舒適度，通氣的質(zhì)量，治療效果等等。

1 呼吸機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 主要結(jié)構(gòu)

呼吸機(jī)主要包括吸氣部分、呼氣部分、控制裝置三部分（圖1）。其中，吸氣部分是給患者提供吸氣流量或壓力，并產(chǎn)生相應(yīng)的吸入量，其相應(yīng)的參數(shù)，如氧氣濃度，吸氣的壓力、吸氣的流量可根據(jù)需要調(diào)節(jié)和控制;呼氣部分是患者將氣體呼出體外的裝置，其呼氣的壓力、時(shí)間等可根據(jù)患者的實(shí)際情況調(diào)節(jié);控制部分則用于控制吸氣和呼氣，以產(chǎn)生不同的呼吸模式。此外，呼吸機(jī)還附帶有監(jiān)測(cè)、濕化或霧化的裝置。

1.2 工作原理流程

控制部分發(fā)出吸氣的信號(hào)時(shí)，呼吸機(jī)由呼氣相切換至吸氣相，其切換可由呼吸機(jī)自動(dòng)的發(fā)出;也可由患者觸發(fā)。吸氣相時(shí)，吸氣部分根據(jù)患者需要提供部分新鮮氣體，如空氣和氧氣的混合氣體或純氧氣。切換的方式與患者的通氣模式相關(guān)聯(lián)。多數(shù)的呼吸機(jī)在呼氣相時(shí)打開(kāi)呼氣閥，使患者產(chǎn)生呼氣。呼吸機(jī)由此周而復(fù)始地完成機(jī)械通氣的作用和功能（圖1）。

從上述的工作流程圖可看出，一個(gè)完整的呼吸周期可分為4個(gè)階段，從呼氣切換到吸氣、吸氣段、從吸氣切換到呼氣、呼氣段。目前，呼吸機(jī)的任何一種通氣方式均是按照上圖中的一條或者幾條路徑工作。

2 呼吸機(jī)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

2.1 檢索分類(lèi)號(hào)與關(guān)鍵詞

關(guān)鍵詞：呼吸機(jī)，通風(fēng)機(jī);respirator，ventilator。

分類(lèi)號(hào)：A61M16/00-以氣體處理法影響病人呼吸系統(tǒng)的器械。

2.2 申請(qǐng)量分析

在確定了檢索分類(lèi)號(hào)與關(guān)鍵詞后，我們?cè)谥袊?guó)專(zhuān)利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)（CNABS），由世界專(zhuān)利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)（SIPOABS）和德溫特世界專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)（DWPI）組合的外文虛擬庫(kù)（VEN）中以上述選取的關(guān)鍵詞和分類(lèi)號(hào)進(jìn)行檢索，檢索對(duì)象限定在全球公開(kāi)日或公告日在截止到2018年底的專(zhuān)利申請(qǐng)，并對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行了分析。

圖2顯示了截止2018年底各個(gè)國(guó)家呼吸機(jī)的申請(qǐng)量排行，全球呼吸機(jī)專(zhuān)利主要分布在美國(guó)、中國(guó)、歐洲、日本、德國(guó)等，由圖2可知，全球呼吸機(jī)專(zhuān)利申請(qǐng)量美國(guó)獨(dú)占鰲頭，中國(guó)緊隨其后。國(guó)外呼吸機(jī)專(zhuān)利相對(duì)較多，這主要是因?yàn)閲?guó)外呼吸機(jī)起步早，且技術(shù)相對(duì)比較先進(jìn)，國(guó)外呼吸機(jī)產(chǎn)品由于其發(fā)展較早，已經(jīng)形成了一套成熟的呼吸機(jī)研究模式及相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。隨著近幾年中國(guó)醫(yī)療改革的推進(jìn)，國(guó)內(nèi)的醫(yī)保制度的逐步完善，政府對(duì)醫(yī)療企業(yè)投入的資助增多，中國(guó)的醫(yī)療技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，整個(gè)醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)，中國(guó)市場(chǎng)對(duì)呼吸機(jī)的需求量是巨大的。

圖3顯示了每?jī)赡陣?guó)、內(nèi)外關(guān)于呼吸機(jī)的申請(qǐng)量。國(guó)內(nèi)關(guān)于呼吸機(jī)的申請(qǐng)量從2000-2015年期間平穩(wěn)增長(zhǎng)。這從一定程度上反映了中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況與世界衛(wèi)生情況，如2001年中國(guó)加入世界貿(mào)易組織，經(jīng)濟(jì)發(fā)展有了質(zhì)的飛躍，因此外國(guó)申請(qǐng)人在中國(guó)的申請(qǐng)和國(guó)際申請(qǐng)進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)量開(kāi)始逐年增加，因此造就了中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量在2001年以后呈逐年增長(zhǎng)迅速的情況。而2009年的甲型H1N1流感在墨西哥暴發(fā)并迅速在全球范圍內(nèi)蔓延則導(dǎo)致了人們對(duì)呼吸機(jī)的大量需求。

在呼吸機(jī)技術(shù)相對(duì)成熟的機(jī)種上，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品擁有物廉價(jià)美的優(yōu)勢(shì)，在小型醫(yī)院以及一般病房運(yùn)用比較多。圖4顯示了國(guó)內(nèi)公司關(guān)于呼吸機(jī)專(zhuān)利的主要申請(qǐng)人，由圖4可以看出，北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司是國(guó)內(nèi)最大的呼吸機(jī)生產(chǎn)商。但是其專(zhuān)利申請(qǐng)大部分為實(shí)用新型專(zhuān)利和外觀設(shè)計(jì)專(zhuān)利，新穎性和創(chuàng)造性都有待提高。

在對(duì)國(guó)內(nèi)主要申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，就主要申請(qǐng)人申請(qǐng)的相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行了分析，針對(duì)呼吸機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：

2.2.1 對(duì)呼吸機(jī)部件進(jìn)行改進(jìn)

（1）如申請(qǐng)?zhí)枮?011800401285的專(zhuān)利申請(qǐng)，其針對(duì)傳統(tǒng)呼吸機(jī)在通氣過(guò)程中無(wú)法滿(mǎn)足患者想說(shuō)話(huà)或舒適說(shuō)話(huà)的現(xiàn)狀進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種手動(dòng)致動(dòng)的交談閥，在患者想要說(shuō)話(huà)時(shí)，通過(guò)閥阻斷呼吸氣流，以克服現(xiàn)有技術(shù)中必須克服氣體流的阻力來(lái)說(shuō)話(huà)的缺點(diǎn)。

（2）對(duì)呼吸機(jī)上的加濕器進(jìn)行改進(jìn)：如申請(qǐng)?zhí)枮?014100087043的專(zhuān)利申請(qǐng)，為實(shí)現(xiàn)快速加濕空氣的目的，將加濕器中的腔室分為儲(chǔ)液腔和加熱腔，以在加熱時(shí)僅對(duì)加熱腔內(nèi)的少量水加熱;申請(qǐng)?zhí)枮?015100116394的專(zhuān)利申請(qǐng)，則通過(guò)改進(jìn)加濕器的結(jié)構(gòu)，使其自由方便切換加濕或不加濕兩種模式，而無(wú)需重新連接呼吸管路等非常繁瑣的步驟;申請(qǐng)?zhí)枮?014107637260的專(zhuān)利申請(qǐng)，則在加濕器上設(shè)置不同的閥門(mén)結(jié)構(gòu)，以防止加濕器中的水回流到壓力支持設(shè)備中。

（3）如申請(qǐng)?zhí)枮?012800696962的專(zhuān)利申請(qǐng)，通過(guò)設(shè)計(jì)換向閥，以滿(mǎn)足換向頻率，從而，輔助患者呼吸和/或從患者的呼吸系統(tǒng)移除累積的分泌物。

2.2.2 對(duì)呼吸機(jī)的呼吸參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)

如申請(qǐng)?zhí)枮?013100149312的專(zhuān)利申請(qǐng)，通過(guò)血氧機(jī)和自患者界面產(chǎn)生的呼吸流體數(shù)據(jù)來(lái)更精確地判定脈搏傳遞時(shí)間，以更優(yōu)化患者的閉環(huán)治療;申請(qǐng)?zhí)枮?012800660744的專(zhuān)利申請(qǐng)，則通過(guò)調(diào)節(jié)呼吸參數(shù)，使與普通呼吸率比較相對(duì)較高的頻率和較短的脈沖持續(xù)時(shí)間，遞送某個(gè)固定幅度突發(fā)的可呼吸氣體的流，從而對(duì)受試者的肺部造成沖擊。以對(duì)受試者的分泌物轉(zhuǎn)移。

2.2.3 對(duì)呼吸機(jī)本身故障檢測(cè)的改進(jìn)

如申請(qǐng)?zhí)枮?012105803002，針對(duì)現(xiàn)有的呼吸機(jī)故障報(bào)警單一性進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)加入顯示器與主機(jī)的握手通訊，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，顯示器報(bào)警，當(dāng) 顯示器出現(xiàn)故障時(shí)，主機(jī)報(bào)警，并且報(bào)警方式不同，以快速?gòu)膱?bào)警信號(hào)判斷是主機(jī)還是顯示器出現(xiàn)的故障。

3 總結(jié)

隨著呼吸機(jī)的迅猛發(fā)展，其多功能和經(jīng)濟(jì)性，引領(lǐng)未來(lái)呼吸機(jī)的發(fā)展走向。但是國(guó)內(nèi)的呼吸機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新度還不夠。加大國(guó)內(nèi)企業(yè)的科研投入、利用當(dāng)前有利的時(shí)機(jī)，提高創(chuàng)新是未來(lái)國(guó)內(nèi)呼吸機(jī)需要努力的方向。

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