指氧飽和度檢測技術(shù)相關(guān)專利重要申請人分析

武瑞青 薛艷華

摘要：氧飽和度作為重要的生理參數(shù)，其檢測技術(shù)被普遍應(yīng)用于臨床監(jiān)護(hù)。其中，指氧飽和度的檢測操作方便，技術(shù)相對成熟，應(yīng)用范圍最為廣泛。本文從指氧飽和度檢測技術(shù)相關(guān)專利入手，對該技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專利的重要申請人以及他們的重要專利進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：指氧飽和度;專利;重要申請人

Abstract： Since oxygen saturation is an important physiological parameter， detection technology for oxygen saturation is commonly applied to clinical monitoring. Wherein， detection of finger oxygen saturation is convenient， relatively mature and widely used. Through the patent applications of finger oxygen saturation detection technology， we analyze important applicants and key patents in this field.

Key words： finger oxygen saturation; patent; important applicants

引言

指氧飽和度作為臨床檢測的重要參數(shù)，在新型冠狀病毒肺炎的臨床分型中起到了關(guān)鍵的作用[1]。以下將通過該領(lǐng)域幾位重要的國外申請人和國內(nèi)申請人的重要專利的分析，對指氧飽和度檢測技術(shù)的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行梳理。

一、指氧飽和度檢測技術(shù)重要申請人及重要專利分析

1.1國外重要申請人—MASIMO

在全球申請人中，MASIMO的申請量最大，其中，公開號為US5482036A的發(fā)明專利的申請日為1994年5月26日，于1996年1月9日獲得授權(quán)，目前為期限屆滿狀態(tài);發(fā)明專利US5490505A的申請日為1993年10月6日，于1996年2月13日獲得授權(quán)，目前為期限屆滿狀態(tài);發(fā)明專利US5632272A的申請日為1994年10月7日，于1997年5月27日獲得授權(quán)，目前為期限屆滿狀態(tài)。這幾件專利的申請內(nèi)容相似，都公開了一種生理監(jiān)測設(shè)備，更具體地涉及脈搏血氧計(jì)，脈搏血氧計(jì)通常使能量傳播通過介質(zhì)，其中血液流動靠近表面，例如耳垂，或諸如手指或前額的手指。在通過介質(zhì)傳播或從介質(zhì)反射后測量衰減信號。脈搏血氧儀估計(jì)可供身體使用的氧合血液的飽和度。如圖1所示， 兩個LED 300和302，一個發(fā)射紅色波長的LED 300和另一個發(fā)射紅外波長的LED 302放置在手指310附近。光電探測器320接收衰減的可見光和紅外光能信號的電信號。生理監(jiān)測設(shè)備還可以測量心電圖、血壓、心率等生理參數(shù)。值得注意的是，在指氧飽和度檢測領(lǐng)域，這幾件專利的被引證次數(shù)最高，由此可見，在后的很大一部分專利都是在這幾件申請的基礎(chǔ)上完成的，并且這幾篇專利保護(hù)期限一直持續(xù)到期限屆滿日，足見它們都有很高的市場價值。

同屬于申請人MASIMO的發(fā)明專利US6011986A也是其重要專利之一，被引證量也很大，該發(fā)明專利的申請日為1998年2月2日，于2000年1月4日獲得授權(quán)，目前為期限屆滿狀態(tài)。該專利公開了一種在傳感器中校準(zhǔn)和使用發(fā)光二極管以與血氧計(jì)系統(tǒng)一起使用的裝置和方法，通過透射式血氧飽和度測量方式實(shí)現(xiàn)血氧飽和度的測量，是對上述在前申請的進(jìn)一步改進(jìn)，如圖2所示。

除了上述專利以外，MASIMO還有多件有價值專利，比如公開號為US6067462A、US6699194B1、US6263222B1、US5769785A、US6036642A、US6206830B1 、US6157850A等，在業(yè)界都有很深遠(yuǎn)的影響。由于MASIMO的專利申請量在全球遙遙領(lǐng)先，并且技術(shù)也領(lǐng)先于同領(lǐng)域其他申請人，因此，該公司有大量的專利文獻(xiàn)被引證用于破壞在后申請的新創(chuàng)性。

值得一提的是，MASIMO早在1994-1996年期間就在中國布局了公開號為CN1141585A、CN1192271A、CN1358075A、CN1192665A的基礎(chǔ)技術(shù)的相關(guān)專利，均處于失效狀態(tài)，其中CN1141585A、CN1192271A均為期限屆滿終止，但近年在華專利布局相對較少，涉及柔性電路、連接器、數(shù)據(jù)可視化幾個方面，由此可見該領(lǐng)域技術(shù)已相對成熟，不好實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。而該公司對中國市場也有較高的占有率，也激發(fā)了后續(xù)相關(guān)中國企業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展。

1.2國外重要申請人—COVIDIEN

同屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域的佼佼者，柯惠公司在指氧飽和度檢測領(lǐng)域的技術(shù)也處于領(lǐng)先地位，其中，柯惠旗下NELLCOR的公開號為US4911167A的發(fā)明專利，該發(fā)明專利的申請日為1988年3月30日，于1990年3月27日獲得授權(quán)，目前為期限屆滿狀態(tài)，該專利通過使紅色（660納米）和紅外（910納米）光通過患者的血液灌注組織（例如手指140），檢測由血流調(diào)制的透射光，檢測到的光信號優(yōu)選地被單獨(dú)處理并且可選地從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，例如，如上所述用于Nellcor N-100血氧計(jì)，然后共同處理相應(yīng)的紅色和紅外數(shù)字信號的部分，并且基于得到的增強(qiáng)的周期信息確定光調(diào)制比并用于計(jì)算氧飽和度。如圖3所示。

US4685464A同屬于申請人NELLCOR的專利，該發(fā)明專利的申請日為1985年7月5日，于1987年8月11日獲得授權(quán)，目前為期限屆滿狀態(tài)，公開了一種用于檢測動脈血流的耐用傳感器，特別是用于測量動脈血氧飽和度和脈搏率的非侵入性血氧測定儀器。所述傳感器10包括可以插入手指的第一殼體20，第二殼體30，光源90，光檢測器100和信號電纜110，光源90包括紅色LED和紅外LED，紅色LED優(yōu)選地在約660納米的波長下操作，并且紅外LED在約920納米。該專利還對傳感器的形狀作出了詳細(xì)的介紹，技術(shù)已初步成熟。如圖4所示。

此外，NELLCOR公司還有多件有價值的發(fā)明專利，比如US4802486A、US5853364A、US4869254A等。顯而易見，柯惠旗下的NELLCOR公司作為指氧飽和度檢測的引領(lǐng)者之一，在上個世紀(jì)八十年代就已經(jīng)有相對成熟的技術(shù)，為后續(xù)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展作出了突出的貢獻(xiàn)。

柯惠旗下NELLCOR公司也早在1995年向中國專利局提交了專利申請，公開號為CN1148794A，涉及適用于低血氧狀態(tài)測量的傳感器及其裝置，授權(quán)后專利有效狀態(tài)維持十年，后因未交費(fèi)失效，其他幾件專利申請當(dāng)前也都是撤回狀態(tài)。NELLCOR公司在華布局的專利主要涉及光源驅(qū)動及脈沖控制、降低干擾因素影響、提高信號準(zhǔn)確性等方面。（武瑞青 薛艷華等同第一作者）

1.3國外重要申請人—NIHON

NIHON公司的指氧飽和度檢測也處于重要地位，發(fā)明專利US5385143A公開了用于測量活組織的預(yù)定數(shù)據(jù)的裝置，該發(fā)明專利的申請日為1993年2月5日，于1995年1月31日獲得授權(quán)，目前為期限屆滿狀態(tài)，該裝置應(yīng)用于測量氧飽和度，裝置首先計(jì)算照射光強(qiáng)度之間的比率，然后使用如此計(jì)算的強(qiáng)度比率計(jì)算氧飽和度或顏料濃度，該發(fā)明與前述發(fā)明的不同之處為其使用了多波長的脈搏波血氧飽和度測量方式，入射光為三波長光源組件，具有發(fā)射波長為805nm，890nm和650nm的光的三個發(fā)光二極管。如圖5所示。

NIHON的有價值專利還包括US5278627A、US6230035B1、US5595176A、US5590652A、US5267562、US5127406A等，在該領(lǐng)域也有重要意義。

1.4國內(nèi)重要申請人—北京超思

指氧儀是北京超思的主營產(chǎn)品之一，其申請專利CN1830382A中記載了一種可以測量脈率和血氧飽和度的手持式心電儀，該發(fā)明專利的申請日為2006年4月25日，于2008年3月26日獲得授權(quán)，目前為專利權(quán)維持狀態(tài)。在手持式心電儀的指孔6的內(nèi)壁里，裝有光電對管8和8a，該對管在指孔6內(nèi)壁相對安裝，發(fā)光二極管8裝在指孔6的上半部分15上，光電接收管8A裝在指孔6的下半部分14上，其發(fā)光二極管8發(fā)出的光線經(jīng)過伸入指孔6的手指后，被對面壁上的光電接收管8a接受。為了避免手指的伸入損壞光電對管，光電接收管8A的頂面應(yīng)平于第一電極7的內(nèi)表面，發(fā)光二極管8的頂面應(yīng)略低于軟材料層9的表面。本實(shí)施例中，發(fā)光二極管8裝在指孔6的上半部分15上上;光電接收管8A裝在指孔6的下半部分14上。如圖6所示。

專利CN201798745U公開了一種指夾式血氧儀，該發(fā)明專利的申請日為2010年9月15日，于2011年4月20日獲得授權(quán)，目前為專利權(quán)維持狀態(tài)。該指夾式血氧儀的遮光片5采用質(zhì)地柔軟的橡膠材料制成，這不僅便于上殼體與中殼體的固定，而且可以減小遮光片因摩擦而對下殼體的損傷，從而有效地減小指夾式血氧儀因長期使用而可能導(dǎo)致的美觀度下降或損壞的缺陷。如圖7所示。

此外，北京超思還有數(shù)件相對有價值的專利涉及指夾式血氧儀，例如CN201585988U、CN202740006U、CN1961827A、CN201996543U等。

但是在統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，該公司從2006年開始向中國專利局申請專利，在2012年申請量達(dá)到高峰，反映了中國申請人專利保護(hù)意識的提升，申請主要涉及的是對指夾式血氧儀結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)、產(chǎn)品具體表現(xiàn)形式的改進(jìn)，且實(shí)用新型專利占比超過50%，從一定程度反映了雖然北京超思在國內(nèi)指氧儀市場上占比很大，但是由于國內(nèi)的血氧儀起步晚，并且在此之前血氧儀的技術(shù)已經(jīng)相對成熟，技術(shù)突破較難。

1.5國內(nèi)重要申請人—康泰醫(yī)學(xué)系統(tǒng)

康泰醫(yī)學(xué)主要研發(fā)醫(yī)療診斷檢查設(shè)備，其中，血氧儀是其中之一。專利CN201175331Y公開了一種指夾式脈搏血氧儀，該發(fā)明專利的申請日為2007年11月23日，于2009年1月7日獲得授權(quán)，目前為期限屆滿狀態(tài)。該儀器也是采用光電血氧檢測技術(shù)結(jié)合容積脈搏描記技術(shù)，用兩束不同波長的光（660nm的紅光和940nm的紅外光）照射人體組織而由光敏管獲取測量信號，所獲取信息經(jīng)單片機(jī)處理后由OLED顯示所測結(jié)果，可以在顯示血氧飽和度和脈率同時，顯示體積描記圖和棒圖，實(shí)時監(jiān)視血氧飽和度和脈率，并能將測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和上傳。如圖8所示。

康泰醫(yī)學(xué)與北京超思在中國的專利申請狀態(tài)相似，主要涉及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)以及產(chǎn)品表現(xiàn)形式的改進(jìn)，實(shí)用新型占比較大。

1.6其他國內(nèi)重要申請人

研究中發(fā)現(xiàn)，中國申請人廣州視源電子科技股份有限公司雖然不是傳統(tǒng)醫(yī)療器械公司，在該領(lǐng)域僅提交了7件中國專利申請，其中5件發(fā)明專利申請，2件實(shí)用新型專利申請，并且除了1件發(fā)明專利申請?zhí)幱趯?shí)質(zhì)審查階段，其他6件專利均處于授權(quán)后保護(hù)的狀態(tài)，相關(guān)專利主要涉及對采集信號中有用信息的提取;同時還發(fā)現(xiàn)申請人天津大學(xué)，其在該領(lǐng)域所提交的29件中國專利申請大部分為發(fā)明申請，且授權(quán)率高，技術(shù)改進(jìn)主要涉及光源脈沖調(diào)控、后期信息提取等方面。這兩個申請人雖然在申請量上沒有明顯優(yōu)勢，但是研發(fā)水平高，具有一定的技術(shù)貢獻(xiàn)。

二、總結(jié)與建議

MASIMO、NELLCOR公司在該領(lǐng)域起步早，且專利保護(hù)意識強(qiáng)，專利申請主要涉及光源驅(qū)動及控制的相關(guān)改進(jìn)、降低運(yùn)動或外界光干擾的相關(guān)改進(jìn)、信號提取方面的設(shè)計(jì)等，在全球占據(jù)重要地位。北京超思和康泰醫(yī)學(xué)系統(tǒng)兩家公司作為國內(nèi)行業(yè)的代表，也有一定數(shù)量的專利申請?zhí)幱趯＠麢?quán)有效狀態(tài)?？傮w上來看，國內(nèi)重要申請人的專利申請主要涉及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)方面的改進(jìn)，對技術(shù)發(fā)展影響不高。

國外重要申請人在中國所申請的較為基礎(chǔ)的專利已期限屆滿失效，目前在中國的專利布局相對薄弱，國內(nèi)申請人在中國市場所需規(guī)避的專利因素相對較少，這對于國內(nèi)的公司后期的專利布局和研發(fā)生產(chǎn)銷售來說是優(yōu)勢，在后期專利布局時，國內(nèi)申請人可以靈活參考和研究，避免浪費(fèi)研究資源。同時，在國內(nèi)市場占比較大的國內(nèi)申請人，需要努力尋求技術(shù)突破點(diǎn)，例如發(fā)光控制、有用信息挖掘與提取、干擾去除等方面（提高測量準(zhǔn)確性是該領(lǐng)域所要解決的重要技術(shù)問題之一），必要時可以加強(qiáng)與科研院所或公司之間的合作。

參考文獻(xiàn)

[1]. 《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案（試行第五版）》