可穿戴醫(yī)療設(shè)備專利現(xiàn)狀分析

張全文

摘要：本文通過對國內(nèi)可穿戴醫(yī)療設(shè)備的專利申請情況、國外來華的專利布局、可穿戴醫(yī)療設(shè)備專利分布情況、技術(shù)發(fā)展情況進(jìn)行研究，分析了目前可穿戴醫(yī)療設(shè)備的專利申請現(xiàn)狀，并通過對主要申請人進(jìn)行分析，快速地了解在可穿戴醫(yī)療設(shè)備中的主要競爭對手，與此同時，梳理了可穿戴醫(yī)療設(shè)備的技術(shù)發(fā)展路線，明晰其技術(shù)發(fā)展路徑，并合理預(yù)測了可穿戴醫(yī)療設(shè)備的未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：可穿戴? 臂帶式? 頭戴式? 醫(yī)療? 專利分析

中圖分類號：G306;TH77

Abstract： By analyzing the patent applications of domestic wearable medical devices， the patent layout of foreign countries in China， the patent distribution of wearable medical devices and the technological development， this paper analyzes the current patent application status of wearable medical devices. And by analyzing the main applicants， we can quickly understand the main competitors in wearable medical devices. At the same time， we combed the technical development route of wearable medical devices， clarified its technical development path， and reasonably predicted the future development direction of wearable medical devices.

Key Words： Wearable; Armband; Headwear; Medical; Patent analysis

目前，我國的可穿戴醫(yī)療設(shè)備仍然在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初級階段，其眾多產(chǎn)品的實際作用由于產(chǎn)業(yè)環(huán)境和產(chǎn)品服務(wù)的原因，無法真正的發(fā)揮，使患者的需求無法得到真正的滿足。為了掌握可穿戴技術(shù)在中國的專利申請整體情況[1]，本文重點(diǎn)研究了中國專利申請的變化趨勢、各國在中國的專利申請情況、國外社區(qū)內(nèi)確認(rèn)的專利申請重點(diǎn)和差異等。

1 專利申請趨勢

1.1 申請量趨勢分析

圖1顯示了國內(nèi)中國專利關(guān)于可穿戴技術(shù)的申請量和趨勢。專利申請量總體呈上升趨勢，具體來說，在2007年之前可穿戴技術(shù)剛剛起步，可穿戴醫(yī)療技術(shù)的概念也剛剛被提出，國外的科研和企業(yè)逐步開始由實驗階段進(jìn)入實用階段[2]，但國內(nèi)由于技術(shù)敏感度低且發(fā)展節(jié)奏緩慢，因此這一時期的技術(shù)基本沒有專利申請量，2007年后可穿戴技術(shù)逐漸引起國內(nèi)申請人注意，初期專利申請量很小，國外來華申請人申請量占了較大比例，專利申請量從最初的幾件，逐步增長到了幾十件，并在2013年左右達(dá)到87件。專利申請量穩(wěn)中有升，在2013年之后，國內(nèi)申請量持續(xù)快速增長，緊跟國外該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展，國內(nèi)申請也如雨后春筍般發(fā)展。

2013年以后國內(nèi)經(jīng)過一段時間的技術(shù)積累，專利申請量不斷增長，2014年到2015年增量達(dá)到150件，隨后增量有所降低，但整體還是處于快速增長趨勢，隨著谷歌眼鏡的發(fā)布引起的熱潮，引發(fā)了申請人在該領(lǐng)域的研發(fā)熱情和專利申請熱情，相信未來可穿戴技術(shù)會進(jìn)一步發(fā)展，專利申請量也隨之增長，我國該行業(yè)和研發(fā)單位也大力投入研發(fā)和實踐中，其在2019年達(dá)792件的數(shù)量，表明在可穿戴醫(yī)療技術(shù)上，國內(nèi)目前還處于快速發(fā)展階段，市場的競爭主體相對較多，該技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。

1.2申請量趨勢分析

為了研究可穿戴醫(yī)療技術(shù)國外來華專利情況，對所采集的數(shù)據(jù)按照申請人國別進(jìn)行統(tǒng)計。

圖 2為國外來華申請的主要國家的占比，可以看出，在國外來華申請的188項件專利申請中，美國申請占比為49%，荷蘭和日本占比為13%和11%，德國和韓國占比均為7%，芬蘭占比5%，澳大利亞、加拿大、丹麥等占比均為2%，其他國家占比2%。

美國、荷蘭和日本等是傳統(tǒng)的可穿戴技術(shù)和醫(yī)療技術(shù)研發(fā)大國，美國單是先進(jìn)的醫(yī)療器械公司就占據(jù)了全球?qū)⒔话?，此外還有一些獨(dú)角獸公司，在可穿戴技術(shù)方面展現(xiàn)了先進(jìn)的能力，中國是全球的最大市場之一，這些國家和公司必然會注重中國市場，在自己國家進(jìn)行專利布局的同時，在中國也進(jìn)行了大量的專利布局。

1.3 申請人分析

如圖3所示，在中國內(nèi)地申請排名前10的申請人中，都是國內(nèi)申請人，其中有3家為國內(nèi)高校，6家為公司，1位申請人為個人，同時國外公司進(jìn)入中國進(jìn)行專利布局的相對較少，其原因可能在于，美國申請人大多數(shù)申請了PCT，且僅進(jìn)入了美國國家階段，暫時沒有在其他國家進(jìn)行大量布局，也有些申請人僅在本國進(jìn)行了專利布局，還沒有在國際范圍內(nèi)進(jìn)行布局[3]。這說明現(xiàn)階段可穿戴醫(yī)療設(shè)備還處于研發(fā)階段，實現(xiàn)可市場化國家化的產(chǎn)品還有一段路要走。

國內(nèi)在可穿戴醫(yī)療設(shè)備技術(shù)上還處于初期發(fā)展階段，大多數(shù)申請也僅停留在應(yīng)用層面，并沒有進(jìn)行非常深入和系統(tǒng)的研究，專利申請人中申請人為個人的占據(jù)較大的比例。

2技術(shù)主題分析

本小節(jié)從可穿戴醫(yī)療技術(shù)專利解決的技術(shù)問題角度出發(fā)進(jìn)行分析，將采集到的專利數(shù)據(jù)按功效進(jìn)行分類統(tǒng)計，解讀中國可穿戴醫(yī)療技術(shù)的技術(shù)熱點(diǎn)。

可穿戴醫(yī)療技術(shù)從結(jié)構(gòu)上分，可以分為頭戴式、臂帶式、腳戴式、身穿式等，從專利的技術(shù)分支來看，中國的專利申請主要以臂帶式為主，常見的有手環(huán)、手表、指環(huán)、手套等，頭戴式也占據(jù)大量申請，有頭盔和眼鏡、頸椎3種，表1顯示出了可穿戴醫(yī)療技術(shù)的技術(shù)分支情況。

根據(jù)表1可知，中國的專利申請，臂帶式醫(yī)療設(shè)備占多數(shù)，為1586件，其中以手環(huán)腕帶的專利申請為主，達(dá)到1035件專利申請，其原因在于，手環(huán)佩戴的手腕處有脈搏，在進(jìn)行設(shè)備研發(fā)時更容易克服技術(shù)障礙，更準(zhǔn)確地獲取參數(shù)，且佩戴也更為方便。其次頭戴式和腳戴式也占有一定比例的申請，分布為262件和156件。

根據(jù)圖4可知，在中國的專利申請中，對參數(shù)檢測的達(dá)到了90%，多數(shù)通過在不同部分設(shè)置傳感器，從而貼近皮膚獲取人體健康相關(guān)的參數(shù)，現(xiàn)階段還是以參數(shù)監(jiān)測、實時預(yù)警為主，能夠達(dá)到直接治療目的的可穿戴醫(yī)療設(shè)備還很少，說明其還處于研發(fā)階段，沒能商業(yè)化，對電子織物的改進(jìn)占比3%，進(jìn)行無創(chuàng)治療的為4%，進(jìn)行注射改進(jìn)和呼叫的分別為1%和2%。

3 可穿戴醫(yī)療技術(shù)的技術(shù)路線分析

圖6為頭戴式醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)路線圖，可穿戴醫(yī)療設(shè)備是可穿戴設(shè)備在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，可穿戴設(shè)備擁有多年的發(fā)展歷史，其思想和雛形在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)出現(xiàn)，進(jìn)入20年代70年代，美國和日本就已經(jīng)有機(jī)構(gòu)在可穿戴醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域申請相關(guān)專利。

6頭戴式醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)路線圖

在參數(shù)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域中，監(jiān)測的對象包括血糖、血脂、血壓、心率、葡萄糖濃度等。1987年，STICHTING SCIENCE PARK GRONINGEN TE GRONINGEN 申請了專利us，一種可穿戴的用于連續(xù)或間斷測量葡萄糖含量的葡萄糖傳感器，其通過中空纖維來測定葡萄糖濃度，從而進(jìn)行糖尿病診斷[4];隨后，針對各種參數(shù)檢測的專利相繼發(fā)展，如GB0405516（2004年）涉及一種可佩戴的參數(shù)記錄儀，可測量體溫、皮膚電阻率、脈沖速率等;2004年DE ROSSI Danilo公司申請的WO2005013819涉及一種可佩戴的裝置，其可通過非侵入式的方式監(jiān)測病人心臟來獲得心電圖信號，如心率等;21世紀(jì)初，互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展，且這期間微處理器和傳感器等電子元件也向小體積、低功耗、高精度不斷發(fā)展[5]，該可穿戴醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備飛速發(fā)展，專利申請量不斷增大，且向手環(huán)、眼鏡、鞋等方向不斷發(fā)展， 三星于2006年申請的WO2006123286A1，涉及用于監(jiān)測身體參數(shù)的臂環(huán);2006年申請的WO2006133548A1涉及一種監(jiān)測睡覺呼吸暫停的設(shè)備;2017年美國LiveMetric （Medical） S A公司申請專利US20180184923A1采用更新的傳感器，利用包括壓阻膜構(gòu)成的電阻式壓力傳感器來進(jìn)行血壓測量，其增強(qiáng)了皮膚和柔性材料的貼合度以及生物相容性。

在疾病治療分支，主要用于各種疾病的治療，如電療、磁療、超聲療法、透皮給藥等[6]。最早法國一家SHALAKO INTERNATIONAL INC公司于1973年申請了一項專利（FR2173316A1），該專利涉及一種用于為人類聽覺缺陷和/或為耳聾者提供補(bǔ)償放大的可穿戴裝置，相當(dāng)于現(xiàn)在的助聽器，其通過設(shè)置輸入電路、濾波器裝置、音頻放大裝置等來將外界聲音放大，傳輸?shù)酱髟诙渖系脑O(shè)備，幫助失聰患者聽見聲音;1977年，S m i t h -K e t t l e w e l l研究所視覺科學(xué)院的C.C.Colin為盲人做了一款背心，它把頭戴式攝像頭獲得的圖象通過背心上的網(wǎng)格轉(zhuǎn)換成觸覺意象，讓盲人也能“看”得見;1996年美國申請人COUSIN申請了專利 US5646912，提出設(shè)定一給藥分配和提醒系統(tǒng)，旨在通過特定的系統(tǒng)向看穿戴的設(shè)備中發(fā)送消息，提醒病人按時按量吃藥;2004年，專利JP2007501666A涉及一種通過傳感器監(jiān)測病人呼吸的裝置，以及支撐患者呼吸;且隨著電子設(shè)備的不斷發(fā)展，2007年zoll醫(yī)療公司申請的專利US12002469公開了一種由背心組成的可穿戴的除顫儀，可在緊急情況下進(jìn)行適當(dāng)治療;嘉興太美醫(yī)療科技有限公司在2014年發(fā)明了一種智能藥盒系統(tǒng)（CN104000726B，申請日2014年06月09日），該專利及其同族專利在全球被引用29次，F(xiàn)OLIUM OPTICS LTD在此專利的基礎(chǔ)上發(fā)明了一種服藥提醒系統(tǒng)和方法（GB2533261）。谷歌公司于2012年申請2016年授權(quán)的專利US9451915B1，公開了一種通過谷歌眼鏡進(jìn)行眼部疾病治療的裝置和方法，其對應(yīng)于谷歌非?；鸬墓雀柩坨R。

在電子織物分支，電子織物需要將生物醫(yī)學(xué)傳感器與防治技術(shù)融合，Viztec Inc a Delaware corporation于2001年申請專利US09895735，涉及一種可穿戴的電子織物，一種由一種或多種材料構(gòu)成的衣服，包括：柔性展示元件，其附接到所述衣服的一種或多種材料;連接到柔性顯示元件的電路，該電路控制柔性顯示元件;其最早涉及電子織物中將柔性展示元件附接到布料上，后該專利轉(zhuǎn)讓給三星電子;2001年飛利浦申請US10043380的專利其在傳統(tǒng)傳感器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過改進(jìn)材料的材質(zhì)、形狀等提高電子織物的佩戴舒適性。

4結(jié)語

可穿戴醫(yī)療技術(shù)主要原創(chuàng)國家/地區(qū)為：美國ZOLL等公司都在可穿戴技術(shù)領(lǐng)域上擁有很大的優(yōu)勢，并持續(xù)性的進(jìn)行研發(fā)，一直走在可穿戴醫(yī)療技術(shù)的前端;其次就是中國、日本、韓國等，主要研究機(jī)構(gòu)為學(xué)校、小米等;最后位于第三梯隊的是荷蘭、英國、以色列、加拿大等國家。在全球主要申請人方面，專利申請量排名前十的申請人主要為美國（8家），其中一家被日本收購，韓國（1家），荷蘭（1家）。而在技術(shù)出口方面，中國在專利的海外布局方面有待改善，其原創(chuàng)技術(shù)在海外申請專利的量僅美國的1/3，這一數(shù)據(jù)說明中國申請人對自己原創(chuàng)的可穿戴醫(yī)療技術(shù)在海外的保護(hù)力度有待加強(qiáng)。將可穿戴醫(yī)療技術(shù)設(shè)備與遠(yuǎn)程診斷結(jié)合是目前技術(shù)研發(fā)的熱點(diǎn)方向，未來，利用可穿戴醫(yī)療技術(shù)設(shè)備所檢測的相關(guān)的身體數(shù)據(jù)向挖掘診斷技術(shù)進(jìn)行發(fā)展，合理利用其所檢測的身體數(shù)據(jù)提前預(yù)知用戶的情況，為臨床提供相應(yīng)的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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