1、    呼吸機專利技術綜述    朱書華【摘 要】本文通過檢索、統計、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： th77;f426.4： a ： 2095-2457（2019）20-0044-002doi：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.20.0180 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。隨著醫學迅猛發展，呼吸機成為人類必不可少的設備，呼吸機作為常規的救治儀器，其應用越來越普遍，發展也越來越快。呼吸機治療目的是為了維持患者合適的通氣量，其

2、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，并產生相應的吸入量，其相應的參數，如氧氣濃度，吸氣的壓力、吸氣的流量可根據需要調節和控制;呼氣部分是患者將氣體呼出體外的裝置，其呼氣的壓力、時間等可根據患者的實際情況調節;控制部分則用于控制吸氣和呼氣，以產生不同的呼吸模式。此外，呼吸機還附帶有監測、濕化或霧化的裝置。1.2 工作原理流程控制部分發出吸氣的信號時，呼吸機由呼氣相切換至吸氣相，其切換可由呼吸機自動

3、的發出;也可由患者觸發。吸氣相時，吸氣部分根據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。多數的呼吸機在呼氣相時打開呼氣閥，使患者產生呼氣。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的器械

4、。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據庫（cnabs），由世界專利文摘數據庫（sipoabs）和德溫特世界專利數據庫（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，國外呼吸機產品由于其發展較早，已經形成了一

5、套成熟的呼吸機研究模式及相關的知識產權。隨著近幾年中國醫療改革的推進，國內的醫保制度的逐步完善，政府對醫療企業投入的資助增多，中國的醫療技術得到了迅猛的發展，整個醫療技術領域呈現出勃勃生機，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、內外關于呼吸機的申請量。國內關于呼吸機的申請量從2000-2015年期間平穩增長。這從一定程度上反映了中國的經濟發展情況與世界衛生情況，如2001年中國加入世界貿易組織，經濟發展有了質的飛躍，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

6、感在墨西哥暴發并迅速在全球范圍內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，國內的產品擁有物廉價美的優勢，在小型醫院以及一般病房運用比較多。圖4顯示了國內公司關于呼吸機專利的主要申請人，由圖4可以看出，北京誼安醫療系統股份有限公司是國內最大的呼吸機生產商。但是其專利申請大部分為實用新型專利和外觀設計專利，新穎性和創造性都有待提高。在對國內主要申請人進行統計后，就主要申請人申請的相關專利進行了分析，針對呼吸機的發展狀況，主要表現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）如申請號為2011800401285的專利申請，其針對傳統呼吸機在通氣過程中無法滿足患

7、者想說話或舒適說話的現狀進行改進，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：如申請號為2014100087043的專利申請，為實現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的少量水加熱;申請號為2015100116394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;申請號為2014107637260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）

8、如申請號為2012800696962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移除累積的分泌物。2.2.2 對呼吸機的呼吸參數進行改進如申請號為2013100149312的專利申請，通過血氧機和自患者界面產生的呼吸流體數據來更精確地判定脈搏傳遞時間，以更優化患者的閉環治療;申請號為2012800660744的專利申請，則通過調節呼吸參數，使與普通呼吸率比較相對較高的頻率和較短的脈沖持續時間，遞送某個固定幅度突發的可呼吸氣體的流，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號為2012105803002，針對現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，實現了當主機出現故障時，顯示器報警，當 顯示器出現故障時，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的故障。3 總結隨著呼吸機的迅猛發展，其多功能和經濟性，引領未來呼吸機的發展走向。但是國內的呼吸機技術領域的創新度還不夠。加大國內企業的科研投入、利用當前有利的時機，提高創新是未來國內呼吸機