呼吸面罩最早出現(xiàn)于第一次世界大戰(zhàn)，主要用于個人防護。隨著科技的不斷發(fā)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(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大，在臨床醫(yī)護人員中廣泛使用和推廣[1]。由于呼吸面罩領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用廣泛，人類面部特征較為獨特，消費者對面罩的功能結(jié)構(gòu)、使用方法和材質(zhì)方面都提出了更高的要求[2]。呼吸面罩經(jīng)歷了98年的技術(shù)革新歷史，至今仍有不少企業(yè)、一線醫(yī)護人員對現(xiàn)有呼吸面罩技術(shù)進行改進和創(chuàng)新，全球呼吸面罩領(lǐng)域?qū)＠暾埩恳恢北３稚仙厔?。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(tǒng)計學方法和技巧，對結(jié)果進行深入挖掘與緊密分析，形成具有總攬全局、預(yù)測未來發(fā)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(lǐng)域?qū)＠?，從技術(shù)熱點、布局現(xiàn)狀、專利市場等方面剖析中國和全球呼吸面罩技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀，為一線醫(yī)護人員和企業(yè)創(chuàng)新改進呼吸面罩領(lǐng)域技術(shù)提供參考。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文采用“智慧芽”(PatSnap)專利數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源，它收錄了美國、歐洲、世界知識產(chǎn)權(quán)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(lǐng)域?qū)＠M行檢索，截至2019年2月18日，檢索到呼吸面罩全球?qū)＠暾? 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(shù)據(jù)庫中檢索“標題/摘要/權(quán)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(nèi)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(quán)法律狀態(tài)等數(shù)據(jù)，分析得出全球呼吸面罩專利申請年度、主要來源國與地區(qū)/申請人、成果轉(zhuǎn)化等，基于IPC分類整理得出全球呼吸面罩專利技術(shù)點分布情況。隨后在原有檢索式基礎(chǔ)上將“地區(qū)”限定為“中國”，同樣以專利申請人、申請國家、授權(quán)法律狀態(tài)、IPC分類號等為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析我國專利申請的基本情況和技術(shù)熱點。在研究數(shù)據(jù)中選取專利申請量、引用數(shù)量、被引數(shù)量、專利分類和訴訟情況等，對國內(nèi)外市場進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 全球呼吸面罩專利現(xiàn)狀分析

2.1.1 全球?qū)＠倲?shù)量

本文檢索獲得呼吸面罩相關(guān)技術(shù)的全球?qū)＠暾? 565件，專利授權(quán)4 385件，授權(quán)比例約為66.8%，授權(quán)有效專利數(shù)量為1 857件，有效比例約為42.3%。

2.1.2 全球?qū)＠暾垟?shù)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(xù)到1986年。以后開始有所突破，2001年以后每年的申請數(shù)量都保持在200件以上(圖1)，這與新時代經(jīng)濟快速發(fā)展促使人們越來越重視醫(yī)療健康及工作環(huán)境有關(guān)。因此工業(yè)生產(chǎn)與醫(yī)療救護領(lǐng)域呼吸面罩的需求大大增加，促進了對該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)投入。

圖1 呼吸面罩專利申請數(shù)量年度趨勢

2.1.3 全球?qū)＠夹g(shù)申請人國別

按申請人所在國家分析不同國家在該技術(shù)領(lǐng)域的科研實力水平。圖2顯示，呼吸面罩領(lǐng)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(lǐng)域研發(fā)方面實力強大。

雖然中國在該領(lǐng)域的專利申請起步較晚，但是經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，已經(jīng)超越美國、德國，成為第一大技術(shù)來源國。

圖2 呼吸面罩技術(shù)來源國分布

2.1.4 全球?qū)＠饕暾埲?/p>

按申請(專利權(quán))人統(tǒng)計專利申請數(shù)量排在前10位的申請人(表1)。

表1顯示，該領(lǐng)域?qū)＠饕暾埲硕紒碜試獾墓?，涉及醫(yī)療、航天領(lǐng)域。中國申請(專利權(quán))人的申請量在近年來居于首位，但是全球呼吸面罩領(lǐng)域排名前10的申請(專利權(quán))人中卻沒有中國申請人，說明中國在該領(lǐng)域的專利申請人相對分散，沒有技術(shù)優(yōu)勢集中的單位，因此需要提高整體的發(fā)展實力，促進我國在該領(lǐng)域的競爭力。

2.1.5 全球呼吸面罩領(lǐng)域?qū)＠饕夹g(shù)點分布

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

表1 全球呼吸面罩領(lǐng)域排名前10位的申請(專利權(quán))人

將申請專利按IPC領(lǐng)域進行分布，分析發(fā)現(xiàn)呼吸面罩領(lǐng)域?qū)＠饕植荚谌祟惿畋匦杵?A部)。其中在該領(lǐng)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(tǒng)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(gòu)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(lǐng)域分布排名前10的呼吸面罩領(lǐng)域全球申請專利

2.1.6 呼吸面罩國際專利競爭現(xiàn)狀

選取專利申請量、引用數(shù)量、被引數(shù)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(quán))人的技術(shù)競爭實力進行分析，了解呼吸面罩行業(yè)的市場競爭狀況。專利申請量代表其公司在某一技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)活躍的水平，一定程度上反映該公司的專利創(chuàng)新能力；專利引用數(shù)量反映了專利技術(shù)布局情況，也體現(xiàn)了專利的質(zhì)量及其內(nèi)在價值[5-7]。專利引用次數(shù)越高，說明該公司不斷對其新的應(yīng)用進行開發(fā)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(shù)高說明該專利是該領(lǐng)域技術(shù)最重要的專利，為技術(shù)核心專利[10-11]。

表2顯示，3M公司專利申請量、訴訟數(shù)量都位居第一，被引用專利數(shù)量位居第二，說明該公司的專利創(chuàng)新能力強，并且擁有大量的核心專利，占據(jù)國際呼吸面罩市場領(lǐng)域絕對領(lǐng)導(dǎo)地位。因此，部分企業(yè)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(shù)。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(shù)創(chuàng)新范圍較廣。

進一步分析競爭實力較強的3M公司，發(fā)現(xiàn)該公司是一家多元化的跨國企業(yè)，在醫(yī)療產(chǎn)品、高速公路安全、辦公文教產(chǎn)品、光學產(chǎn)品等核心市場占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位，其面罩產(chǎn)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(lǐng)域全球排名前10的申請(專利權(quán))人的專利狀況

2.2 中國呼吸面罩專利現(xiàn)狀分析

2.2.1 中國專利總體數(shù)量

在數(shù)據(jù)庫中按申請(專利權(quán))人區(qū)域選擇來自中國申請(專利權(quán))人的申請2 175件，專利授權(quán)1 771件，授權(quán)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(shù)量年度趨勢

我國呼吸面罩領(lǐng)域?qū)＠?987-2005年一直保持平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，專利申請數(shù)量增長平緩而且數(shù)量極少。

2006年開始，專利申請數(shù)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(shù)發(fā)展期(圖4)。由此可見，近幾年我國在該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)熱情極高，發(fā)展快速。

圖4 呼吸面罩領(lǐng)域中國專利申請數(shù)量年度趨勢

2.2.3 呼吸面罩領(lǐng)域中國專利主要申請人情況

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

表3 呼吸面罩領(lǐng)域中國排名前10的申請人

2.2.4 中國專利主要技術(shù)點分布

將中國的申請專利進行IPC領(lǐng)域分布，統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)，中國IPC分布情況與該領(lǐng)域全球的分布情況基本相同，我國在該領(lǐng)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(tǒng)的器械(A61M16)方面研究較多，涉及部分呼吸保護裝置(A62B7)領(lǐng)域?qū)＠^多(圖5)。

圖5 IPC分布排名前10的呼吸面罩領(lǐng)域中國申請專利

2.2.5 國內(nèi)市場分析和成果轉(zhuǎn)化分析

在呼吸面罩領(lǐng)域，中國市場共有2 450件專利。同樣選取專利申請量、引用數(shù)量、被引數(shù)量、專利分類和訴訟情況等評價指標對前10位申請(專利權(quán))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(shù)優(yōu)勢，專利引用量和被引用量都位居第一。我國的專利權(quán)人在該領(lǐng)域的各項指標較低，沒有出現(xiàn)較強的市場競爭者，還有很大的技術(shù)進步空間。

對瑞思邁公司的進一步分析發(fā)現(xiàn)，該公司是世界著名的睡眠呼吸設(shè)備專業(yè)制造公司，其面罩產(chǎn)品主要分為醫(yī)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(yè)可以根據(jù)瑞思邁公司研究領(lǐng)域特點，尋找互相合作的機會。

成果轉(zhuǎn)化方面，已轉(zhuǎn)化的專利研究技術(shù)點主要與呼吸氧氣相關(guān)，說明在呼吸面罩領(lǐng)域加強對制氧、吸氧相關(guān)技術(shù)的研究與優(yōu)化有利于研究成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。

表4 呼吸面罩領(lǐng)域中國市場排名前10的申請(專利權(quán))人的專利

3 討論

呼吸面罩經(jīng)歷了專利技術(shù)的不斷革新，在臨床上仍有較好的應(yīng)用前景。就本文的分析結(jié)果來看，可得出以下結(jié)論。

在全球呼吸面罩領(lǐng)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?qū)＠暾埲酥信琶?，在呼吸面罩領(lǐng)域有較強的競爭優(yōu)勢。中國雖然專利申請數(shù)量全球排名第一，但中國企業(yè)和科研院校的專利申請量排名未進入全球前10。中國地區(qū)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(yè)僅有3家，缺少技術(shù)創(chuàng)新較強的專利權(quán)人，反映了我國專利申請者在全球、地域的技術(shù)布局意識薄弱，未能申請相關(guān)專利族保護其核心技術(shù)[12]。

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

成果轉(zhuǎn)化方面，全球成功的成果轉(zhuǎn)化項目主要與供氧相關(guān)，創(chuàng)新改進制氧、吸氧等相關(guān)技術(shù)的研究有利于促成中國專利技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

從本文的分析結(jié)果可以看出，呼吸面罩領(lǐng)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(lǐng)域的有些方面已經(jīng)成熟，未來該領(lǐng)域的研究熱度可能會有所下降。隨著新技術(shù)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(lǐng)域還有很多的發(fā)展機會。建議我國各企業(yè)采取與國外企業(yè)不同的合作模式，整合各自優(yōu)勢，不斷改進自身已有產(chǎn)品，促進整個行業(yè)技術(shù)的提升，提高中國企業(yè)在國際中的競爭力。