智能馬桶健康監(jiān)測(cè)技術(shù)專利分析

陳紅奎 朱飛 董淼蕾 張漢婷 周麗萍

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州 450002）

智能馬桶健康監(jiān)測(cè)技術(shù)專利分析

陳紅奎 朱飛 董淼蕾 張漢婷 周麗萍

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州 450002）

智能馬桶健康檢測(cè)的結(jié)果涵蓋了身體內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)的很多信息，可以借以獲得病源、了解人體代謝過程是否正常，為腎功能、泌尿系統(tǒng)、肝臟疾病、代謝性疾病如糖尿病等病理變化及臟器功能狀態(tài)的診斷和治療監(jiān)測(cè)提供了客觀資料，具有非常重要的臨床意義和價(jià)值?；诖?，本文就智能馬桶健康監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析。

智能馬桶；專利；健康；監(jiān)測(cè)

隨著生活水平與生活質(zhì)量的提高，人們?cè)絹碓街匾曌晕疑眢w健康狀況，例如借助一些家用醫(yī)療器械來監(jiān)測(cè)、記錄人體參數(shù)或進(jìn)行按摩。在智能馬桶領(lǐng)域，已有一些利用控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)將體檢裝置與日常生活中的馬桶結(jié)合起來的研究，可以在人們?cè)谌鐜^程中自動(dòng)檢測(cè)出生理參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、判斷及分析，不僅可以利用如廁時(shí)間進(jìn)行身體檢查，充分利用時(shí)間，滿足當(dāng)前人們對(duì)生活節(jié)奏快捷的要求，還能較好地保證長(zhǎng)期的堅(jiān)持檢查，為健康判斷提供可靠數(shù)據(jù)。因此，智能馬桶健康監(jiān)測(cè)技術(shù)已逐漸成為智能馬桶領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，其發(fā)展路線如圖1所示。

圖1 智能馬桶健康檢測(cè)技術(shù)發(fā)展路線

1 智能馬桶健康監(jiān)測(cè)技術(shù)專利申請(qǐng)情況

1.1 國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)情況

由圖2智能馬桶健康監(jiān)測(cè)技術(shù)專利情況可知，1985年之前涉及智能馬桶健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量非常少，主要集中在國(guó)外，在2004年之前該領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)量趨于穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)；在2004年之后智能馬桶健康監(jiān)測(cè)的增長(zhǎng)速度放緩，1995年至2004年期間是智能馬桶監(jiān)測(cè)技術(shù)的迅猛發(fā)展時(shí)期，原因在于隨著智能家居技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等加速發(fā)展，人們的生活習(xí)慣已經(jīng)逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變，對(duì)于坐便器智能化、人性化、健康化的需求也日益強(qiáng)烈。智慧、簡(jiǎn)單、安全、易用是智能馬桶健康檢測(cè)的重要屬性。

圖2 智能馬桶健康監(jiān)測(cè)技術(shù)專利情況

同樣，由全球和中國(guó)的專利申請(qǐng)量分布趨勢(shì)來看，中國(guó)的專利申請(qǐng)量與全球?qū)＠暾?qǐng)量分布情況的整體趨勢(shì)大致一致，尤其在2000年之后進(jìn)入快速增長(zhǎng)，其專利的申請(qǐng)量也超過國(guó)外的申請(qǐng)量，可見國(guó)內(nèi)企業(yè)開始逐漸重視智能馬桶的健康檢測(cè)，并對(duì)有意識(shí)的對(duì)專利進(jìn)行布局。

從圖3各主要國(guó)家專利申請(qǐng)量分布情況來看，在智能馬桶健康檢測(cè)領(lǐng)域，日本的智能馬桶產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，專利申請(qǐng)量占據(jù)首位，占全球?qū)＠暾?qǐng)量的46%，其次是中國(guó)，占據(jù)全球?qū)＠暾?qǐng)量的32%左右，尤其在1990年之后快速增長(zhǎng)，體現(xiàn)了國(guó)內(nèi)馬桶領(lǐng)域開始對(duì)智能馬桶健康檢測(cè)技術(shù)研發(fā)、專利保護(hù)的重視，再其次是韓國(guó)、美國(guó)和德國(guó)等，均為發(fā)展高科技的產(chǎn)業(yè)大國(guó)，其專利申請(qǐng)量占全球?qū)＠暾?qǐng)量的8%、5%和3%。

1.2 重要申請(qǐng)人

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，智能馬桶健康檢測(cè)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)主要集中在國(guó)外企業(yè)，如圖4所示，其中以日本較為發(fā)達(dá)。智能馬桶健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域主要申請(qǐng)人有日本TOTO、松下、驪住株式會(huì)社、美國(guó)Kohler公司和中國(guó)的蘇州路之遙公司。相對(duì)而言，日本在該領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)領(lǐng)先地位，專利申請(qǐng)量大，經(jīng)過專利文獻(xiàn)的閱讀分析，發(fā)現(xiàn)TOTO和松下不僅在本國(guó)進(jìn)行大量的專利申請(qǐng)，還向其他具有較大市場(chǎng)的中國(guó)和歐洲提交了一定量的專利申請(qǐng)，而中國(guó)發(fā)展國(guó)外專利市場(chǎng)的意識(shí)相對(duì)薄弱，主要為國(guó)內(nèi)申請(qǐng)。

2 智能馬桶健康監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展路線

智能馬桶健康監(jiān)測(cè)技術(shù)主要體現(xiàn)在人體按摩、體重溫度等參數(shù)檢測(cè)以及尿液分析幾個(gè)方面，以下分別從這幾個(gè)方面針對(duì)健康檢測(cè)技術(shù)相關(guān)專利進(jìn)行研究和分析。

圖3 主要國(guó)家專利申請(qǐng)量分布情況

圖4 主要申請(qǐng)人分布圖

2.1 人體按摩

為了使馬桶坐墊起到保健的作用，使人們?cè)谑褂民R桶時(shí)得到健康護(hù)理，1992年的專利申請(qǐng)文獻(xiàn)CN2147817Y在墊面弧面上設(shè)有保健紋，在接觸人體殷門穴位的部位設(shè)有保健凸豆，墊面底面設(shè)有嚙合齒連接海綿層，正常使用能對(duì)人的腰、腿部起溫經(jīng)通絡(luò)，引氣活血等作用。1996年的專利申請(qǐng)CN2249052Y由按摩板與硬質(zhì)面板依靠鳩尾扣與鳩尾槽緊密結(jié)合形成一個(gè)靠背，同時(shí)又是一個(gè)活動(dòng)式可拆卸裝置，正面為軟性材質(zhì)而反面為硬性材質(zhì)的按摩板可兼具按摩腳底的功效，在硬質(zhì)面板的凹洞內(nèi)裝有適于幼兒使用的軟質(zhì)幼兒座墊，硬質(zhì)面板內(nèi)部裝有強(qiáng)固承載梁架，使用時(shí)可固定于任何形式的馬桶座上。1999年的專利申請(qǐng)DE19933514A1在馬桶墊圈上具有剛性或撓性的按摩元件，并且有一些按摩元件通過電動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)能夠提供可以改變的、旋轉(zhuǎn)的或往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，有效地對(duì)人體進(jìn)行按摩。2003年的專利申請(qǐng)JP2005137532A在馬桶墊的內(nèi)部、馬桶蓋的下部及其延伸部分設(shè)置指壓式按摩點(diǎn)，能夠使使用者的臀部、背部、腿部及腳部得到有效按摩。2008年的專利申請(qǐng)CN101554300A在座圈本體上設(shè)置若干個(gè)按摩機(jī)構(gòu)，按摩機(jī)構(gòu)包括外殼、電機(jī)、裝設(shè)于電機(jī)輸出軸上的偏心輪和彈性懸吊裝置，使用時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心輪旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生振動(dòng)，并通過外殼的上蓋部傳出，用戶在使用此座圈時(shí)，同時(shí)座圈上的按摩機(jī)構(gòu)可以對(duì)用戶身體的特定部位或具體穴位起到按摩健身的效果。2008年的專利申請(qǐng)CN201228383Y在坐便墊的表面和水箱面對(duì)坐便墊的表面設(shè)有磁鐵，且磁鐵對(duì)應(yīng)人體臀部和背部的穴位，如廁時(shí)，坐便墊和水箱表面的永磁鐵就會(huì)對(duì)起到按摩保健的作用。2014年的專利申請(qǐng)CN104068781A通過發(fā)熱按摩人體的肚子從而減少人們排便的時(shí)間，能夠提供支撐板讓使用者在使用時(shí)輕松舒適，使用時(shí)簡(jiǎn)單方便。

2.2 體重、溫度的檢測(cè)

為了能夠連續(xù)地、自動(dòng)地在一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的環(huán)境監(jiān)測(cè)人體的健康狀態(tài)參數(shù)如體重、溫度、血壓、脈搏等，1988年的專利申請(qǐng)JPH01239237A通過在馬桶坐墊下面設(shè)置熱敏元件和壓力傳感器來監(jiān)測(cè)人體的溫度和體重。1999年的專利申請(qǐng)CN2394561Y公開了一種座便器圈，由連接軸桿與座便器座連接，在座便器圈的上方有重量顯示裝置，座便器圈的下方有壓力傳感器，電子顯示器上帶有語音提示裝置；采用該結(jié)構(gòu)后，使人們?cè)谧愕耐瑫r(shí)，就可以測(cè)量出自己的體重和體質(zhì)，極大地方便了人們的使用，而且保證了使用的經(jīng)常性。2014年的專利申請(qǐng)CN104131607A，通過安裝在馬桶墊圈下的重量傳感器捕獲體重?cái)?shù)據(jù)，當(dāng)人體蹲坐于馬桶上后，只需要雙腳離地懸空幾秒鐘時(shí)間，即相當(dāng)于重量全部加載到了馬桶墊圈以及下面的重量傳感器上，即可獲得體重?cái)?shù)據(jù)；另外，通過加載于馬桶墊圈上的溫度傳感器可以監(jiān)測(cè)大腿至臀部處的體溫?cái)?shù)據(jù)；體重、體溫的檢測(cè)可以作為建立更高更大層面的大數(shù)據(jù)醫(yī)療系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)來源，方便幫助建立個(gè)人電子信息檔案，便于醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)務(wù)人員利用大數(shù)據(jù)分析來提高診斷的準(zhǔn)確性和速度以及進(jìn)行及時(shí)有效的健康狀況預(yù)警，適合未來醫(yī)療服務(wù)的需求。

2.3 尿液分析

尿其實(shí)是有關(guān)人體健康狀態(tài)的重要信息源，借助于對(duì)尿糖、尿蛋白、尿膽原、潛血或其它尿成分作定量分析，可將糖尿病一類的胰腺損害、肝臟損害、腎臟損害或其它功能性障礙，以非損傷方式檢查。

1983年的專利申請(qǐng)US4636474A提出一種尿分析裝置，它在便座上設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)臂，在此臂的自由端裝設(shè)有尿檢測(cè)器來和排泄到便器的尿接觸，據(jù)以進(jìn)行尿的分析。1986年的專利申請(qǐng)JPS62187253A除了設(shè)置對(duì)尿或其它排泄物進(jìn)行收取的采樣裝置外，還在便池后部設(shè)置可以用于沖洗排泄物采樣容器的區(qū)域。1991年的專利申請(qǐng)JPH530764U借助可手動(dòng)或電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)臂對(duì)使用者所排出的尿進(jìn)行采樣并加以分析。1994年的專利申請(qǐng)CN1118626A將采尿容器支承成其軸線與便器的垂直中央面正交，向水平方向延伸，并沿便器的便池內(nèi)側(cè)表面遞至便池空間內(nèi)最適當(dāng)?shù)牟赡蛭恢?，使用后，采尿容器收納于便座前部一個(gè)大致隱蔽的位置，由噴嘴噴出的加壓水洗凈。1997年的專利申請(qǐng)CN101787730A設(shè)置有用于尿生化檢測(cè)的智能尿檢測(cè)單元和智能尿生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，智能尿生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)用于將智能尿檢測(cè)單元進(jìn)行尿生化檢測(cè)后的所得的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來判斷人的健康狀況，使人們可以隨時(shí)了解自身的健康情況，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行預(yù)防和治療。2004年的專利申請(qǐng)CN1748624A利用溫度傳感器、體重感應(yīng)部及尿糖值感應(yīng)傳感器檢測(cè)體重、體溫及尿糖值并設(shè)置有顯示檢測(cè)值的顯示部。2010年的專利文獻(xiàn)CN101787730A提供了一種隨時(shí)對(duì)尿液進(jìn)行生化檢測(cè)的智能化自動(dòng)尿檢信息顯示座便器，包括座便器本體、用于尿生化檢測(cè)的智能尿檢測(cè)單元和智能尿生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。2012年的專利申請(qǐng)CN203042108U增加無創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)裝置和顯示裝置，將醫(yī)院才能做的檢測(cè)，移植到日常生活中，提高醫(yī)療監(jiān)控效率，同時(shí)還能節(jié)約檢測(cè)時(shí)間。2012年的專利申請(qǐng)文獻(xiàn)CN102877526A設(shè)置有自動(dòng)蓄尿裝置，該座便器兼有自動(dòng)蓄尿和帶干化學(xué)分析尿檢功能，從送檢尿的收集到尿液分析輸出，全部由控制單元自動(dòng)控制，方便人們家庭自我尿檢，對(duì)人們篩查預(yù)防疾病、監(jiān)控身體機(jī)能變化，具有積極意義。2014年的專利申請(qǐng)CN104131607A可將體重、體溫的檢測(cè)可以作為建立更高更大層面的大數(shù)據(jù)醫(yī)療系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)來源，方便幫助建立個(gè)人電子信息檔案，便于醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)務(wù)人員利用大數(shù)據(jù)分析來提高診斷的準(zhǔn)確性和速度以及進(jìn)行及時(shí)有效的健康狀況預(yù)警，適合未來醫(yī)療服務(wù)的需求。

綜上可知，馬桶座的健康管理發(fā)展主要包括人體按摩、體重檢測(cè)、尿液分析等幾個(gè)方面，其中對(duì)人體體重、溫度的測(cè)量主要是通過壓力傳感器和溫度傳感器進(jìn)行，對(duì)人體的按摩的主要通過水力沖洗、凹凸結(jié)構(gòu)、機(jī)械振動(dòng)和電磁按摩等方式進(jìn)行；對(duì)取樣的尿檢分析方法有色譜法、比色法或極譜法（伏特安培測(cè)量法）的分析等，且近年的專利申請(qǐng)中逐漸將體重、體溫、尿檢的信息上傳至互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，方便幫助建立個(gè)人電子信息檔案。

3 結(jié)語

本文通過對(duì)智能馬桶健康檢測(cè)的專利進(jìn)行了研究，梳理了其關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)，分析了本領(lǐng)域的重要申請(qǐng)人及其核心專利，得到本領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)為對(duì)尿液進(jìn)行收集、分析及控制的健康監(jiān)測(cè)，并配合互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)及時(shí)向用戶及醫(yī)療機(jī)構(gòu)推送檢測(cè)結(jié)果。同時(shí)，對(duì)比國(guó)內(nèi)外專利數(shù)據(jù)可知，國(guó)內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域存在起步較晚、自動(dòng)化程度低的問題，因此國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該領(lǐng)域的專利技術(shù)的關(guān)注和分析。

The Patent Actuality of Intelligent Toilet Health Monitoring Technology

Chen HongkuiZhu FeiDong MiaoleiZhang HantingZhou Liping
（Patent Examination cooperation Henan Center of the Patent office SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

Intelligent toilet health test results cover the body of the indicators of a lot of information，can be used to obtain the source of the disease，to understand the process of human metabolism is normal for renal function，urinary system，liver disease，metabolic diseases such as diabetes and other pathological changes and organs Functional status of the diagnosis and treatment monitoring provides objective information，has very important clinical significance and value.Based on this，in the paper，the intelligent toilet health monitoring technology is analyzed.

intelligent toilet；patent；health；monitor

TU824

A

1003-5168-（2016）07-0089-03

2016-7-5

陳紅奎（1985-），男，助理研究員，研究方向：排水領(lǐng)域發(fā)明申請(qǐng)的實(shí)質(zhì)審查；朱飛（1988-），男，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：排水領(lǐng)域發(fā)明申請(qǐng)的實(shí)質(zhì)審查，等同于第一作者。