朱書華

【摘 要】本文通過檢索、統(tǒng)計、分析全球呼吸機的專利申請文獻，從中獲取了各個國家申請量、技術演進、重要申請人信息。

【關鍵詞】呼吸機;專利技術

中圖分類號： TH77;F426.4文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）20-0044-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.018

0 引言

呼吸機又稱通氣機，其可控制或代替人的正常生理呼吸。隨著醫(yī)學迅猛發(fā)展，呼吸機成為人類必不可少的設備，呼吸機作為常規(guī)的救治儀器，其應用越來越普遍，發(fā)展也越來越快。

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

1 呼吸機的主要結構與工作原理

1.1 主要結構

呼吸機主要包括吸氣部分、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)生相應的吸入量，其相應的參數(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、時間等可根據(jù)患者的實際情況調(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，呼吸機還附帶有監(jiān)測、濕化或霧化的裝置。

1.2 工作原理流程

控制部分發(fā)出吸氣的信號時，呼吸機由呼氣相切換至吸氣相，其切換可由呼吸機自動的發(fā)出;也可由患者觸發(fā)。吸氣相時，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聯(lián)。多數(shù)的呼吸機在呼氣相時打開呼氣閥，使患者產(chǎn)生呼氣。呼吸機由此周而復始地完成機械通氣的作用和功能（圖1）。

從上述的工作流程圖可看出，一個完整的呼吸周期可分為4個階段，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 呼吸機技術發(fā)展狀況

2.1 檢索分類號與關鍵詞

關鍵詞：呼吸機，通風機;respirator，ventilator。

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

2.2 申請量分析

在確定了檢索分類號與關鍵詞后，我們在中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS），由世界專利文摘數(shù)據(jù)庫（SIPOABS）和德溫特世界專利數(shù)據(jù)庫（DWPI）組合的外文虛擬庫（VEN）中以上述選取的關鍵詞和分類號進行檢索，檢索對象限定在全球公開日或公告日在截止到2018年底的專利申請，并對檢索結果進行了分析。

圖2顯示了截止2018年底各個國家呼吸機的申請量排行，全球呼吸機專利主要分布在美國、中國、歐洲、日本、德國等，由圖2可知，全球呼吸機專利申請量美國獨占鰲頭，中國緊隨其后。國外呼吸機專利相對較多，這主要是因為國外呼吸機起步早，且技術相對比較先進，國外呼吸機產(chǎn)品由于其發(fā)展較早，已經(jīng)形成了一套成熟的呼吸機研究模式及相關的知識產(chǎn)權。隨著近幾年中國醫(yī)療改革的推進，國內(nèi)的醫(yī)保制度的逐步完善，政府對醫(yī)療企業(yè)投入的資助增多，中國的醫(yī)療技術得到了迅猛的發(fā)展，整個醫(yī)療技術領域呈現(xiàn)出勃勃生機，中國市場對呼吸機的需求量是巨大的。

圖3顯示了每兩年國、內(nèi)外關于呼吸機的申請量。國內(nèi)關于呼吸機的申請量從2000-2015年期間平穩(wěn)增長。這從一定程度上反映了中國的經(jīng)濟發(fā)展情況與世界衛(wèi)生情況，如2001年中國加入世界貿(mào)易組織，經(jīng)濟發(fā)展有了質(zhì)的飛躍，因此外國申請人在中國的申請和國際申請進入中國國家階段的申請量開始逐年增加，因此造就了中國專利申請量在2001年以后呈逐年增長迅速的情況。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)蔓延則導致了人們對呼吸機的大量需求。

在呼吸機技術相對成熟的機種上，國內(nèi)的產(chǎn)品擁有物廉價美的優(yōu)勢，在小型醫(yī)院以及一般病房運用比較多。圖4顯示了國內(nèi)公司關于呼吸機專利的主要申請人，由圖4可以看出，北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司是國內(nèi)最大的呼吸機生產(chǎn)商。但是其專利申請大部分為實用新型專利和外觀設計專利，新穎性和創(chuàng)造性都有待提高。

在對國內(nèi)主要申請人進行統(tǒng)計后，就主要申請人申請的相關專利進行了分析，針對呼吸機的發(fā)展狀況，主要表現(xiàn)在以下幾個方面進行改進：

2.2.1 對呼吸機部件進行改進

（1）如申請?zhí)枮?011800401285的專利申請，其針對傳統(tǒng)呼吸機在通氣過程中無法滿足患者想說話或舒適說話的現(xiàn)狀進行改進，設計一種手動致動的交談閥，在患者想要說話時，通過閥阻斷呼吸氣流，以克服現(xiàn)有技術中必須克服氣體流的阻力來說話的缺點。

（2）對呼吸機上的加濕器進行改進：如申請?zhí)枮?014100087043的專利申請，為實現(xiàn)快速加濕空氣的目的，將加濕器中的腔室分為儲液腔和加熱腔，以在加熱時僅對加熱腔內(nèi)的少量水加熱;申請?zhí)枮?015100116394的專利申請，則通過改進加濕器的結構，使其自由方便切換加濕或不加濕兩種模式，而無需重新連接呼吸管路等非常繁瑣的步驟;申請?zhí)枮?014107637260的專利申請，則在加濕器上設置不同的閥門結構，以防止加濕器中的水回流到壓力支持設備中。

（3）如申請?zhí)枮?012800696962的專利申請，通過設計換向閥，以滿足換向頻率，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 對呼吸機的呼吸參數(shù)進行改進

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

2.2.3 對呼吸機本身故障檢測的改進

如申請?zhí)枮?012105803002，針對現(xiàn)有的呼吸機故障報警單一性進行改進，通過加入顯示器與主機的握手通訊，實現(xiàn)了當主機出現(xiàn)故障時，顯示器報警，當 顯示器出現(xiàn)故障時，主機報警，并且報警方式不同，以快速從報警信號判斷是主機還是顯示器出現(xiàn)的故障。

3 總結

隨著呼吸機的迅猛發(fā)展，其多功能和經(jīng)濟性，引領未來呼吸機的發(fā)展走向。但是國內(nèi)的呼吸機技術領域的創(chuàng)新度還不夠。加大國內(nèi)企業(yè)的科研投入、利用當前有利的時機，提高創(chuàng)新是未來國內(nèi)呼吸機需要努力的方向。

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