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摘要：氧饱和度作为重要的生理参数，其检测技术被普遍应用于临床监护。其中，指氧饱和度的检测操作方便，技术相对成熟，应用范围最为广泛。本文从指氧饱和度检测技术相关专利入手，对该技术领域相关专利的重要申请人以及他们的重要专利进行分析。
关键词：指氧饱和度;专利;重要申请人
Abstract： Since oxygen saturation is an important physiological parameter， detection technology for oxygen saturation is commonly applied to clinical monitoring. Wherein， detection of finger oxygen saturation is convenient， relatively mature and widely used. Through the patent applications of finger oxygen saturation detection technology， we analyze important applicants and key patents in this field.
Key words： finger oxygen saturation; patent; important applicants
引言
指氧饱和度作为临床检测的重要参数，在新型冠状病毒肺炎的临床分型中起到了关键的作用[1]。以下将通过该领域几位重要的国外申请人和国内申请人的重要专利的分析，对指氧饱和度检测技术的技术发展进行梳理。
一、指氧饱和度检测技术重要申请人及重要专利分析
1.1国外重要申请人—MASIMO
在全球申请人中，MASIMO的申请量最大，其中，公开号为US5482036A的发明专利的申请日为1994年5月26日，于1996年1月9日获得授权，目前为期限届满状态;发明专利US5490505A的申请日为1993年10月6日，于1996年2月13日获得授权，目前为期限届满状态;发明专利US5632272A的申请日为1994年10月7日，于1997年5月27日获得授权，目前为期限届满状态。这几件专利的申请内容相似，都公开了一种生理监测设备，更具体地涉及脉搏血氧计，脉搏血氧计通常使能量传播通过介质，其中血液流动靠近表面，例如耳垂，或诸如手指或前额的手指。在通过介质传播或从介质反射后测量衰减信号。脉搏血氧仪估计可供身体使用的氧合血液的饱和度。如图1所示， 两个LED 300和302，一个发射红色波长的LED 300和另一个发射红外波长的LED 302放置在手指310附近。光电探测器320接收衰减的可见光和红外光能信号的电信号。生理监测设备还可以测量心电图、血压、心率等生理参数。值得注意的是，在指氧饱和度检测领域，这几件专利的被引证次数最高，由此可见，在后的很大一部分专利都是在这几件申请的基础上完成的，并且这几篇专利保护期限一直持续到期限届满日，足见它们都有很高的市场价值。
同属于申请人MASIMO的发明专利US6011986A也是其重要专利之一，被引证量也很大，该发明专利的申请日为1998年2月2日，于2000年1月4日获得授权，目前为期限届满状态。该专利公开了一种在传感器中校准和使用发光二极管以与血氧计系统一起使用的装置和方法，通过透射式血氧饱和度测量方式实现血氧饱和度的测量，是对上述在前申请的进一步改进，如图2所示。
除了上述专利以外，MASIMO还有多件有价值专利，比如公开号为US6067462A、US6699194B1、US6263222B1、US5769785A、US6036642A、US6206830B1 、US6157850A等，在业界都有很深远的影响。由于MASIMO的专利申请量在全球遥遥领先，并且技术也领先于同领域其他申请人，因此，该公司有大量的专利文献被引证用于破坏在后申请的新创性。
值得一提的是，MASIMO早在1994-1996年期間就在中国布局了公开号为CN1141585A、CN1192271A、CN1358075A、CN1192665A的基础技术的相关专利，均处于失效状态，其中CN1141585A、CN1192271A均为期限届满终止，但近年在华专利布局相对较少，涉及柔性电路、连接器、数据可视化几个方面，由此可见该领域技术已相对成熟，不好实现技术突破。而该公司对中国市场也有较高的占有率，也激发了后续相关中国企业的出现和发展。
1.2国外重要申请人—COVIDIEN
同属于医疗器械领域的佼佼者，柯惠公司在指氧饱和度检测领域的技术也处于领先地位，其中，柯惠旗下NELLCOR的公开号为US4911167A的发明专利，该发明专利的申请日为1988年3月30日，于1990年3月27日获得授权，目前为期限届满状态，该专利通过使红色（660纳米）和红外（910纳米）光通过患者的血液灌注组织（例如手指140），检测由血流调制的透射光，检测到的光信号优选地被单独处理并且可选地从模拟信号转换成数字信号，例如，如上所述用于Nellcor N-100血氧计，然后共同处理相应的红色和红外数字信号的部分，并且基于得到的增强的周期信息确定光调制比并用于计算氧饱和度。如图3所示。
US4685464A同属于申请人NELLCOR的专利，该发明专利的申请日为1985年7月5日，于1987年8月11日获得授权，目前为期限届满状态，公开了一种用于检测动脉血流的耐用传感器，特别是用于测量动脉血氧饱和度和脉搏率的非侵入性血氧测定仪器。所述传感器10包括可以插入手指的第一壳体20，第二壳体30，光源90，光检测器100和信号电缆110，光源90包括红色LED和红外LED，红色LED优选地在约660纳米的波长下操作，并且红外LED在约920纳米。该专利还对传感器的形状作出了详细的介绍，技术已初步成熟。如图4所示。 此外，NELLCOR公司还有多件有价值的发明专利，比如US4802486A、US5853364A、US4869254A等。显而易见，柯惠旗下的NELLCOR公司作为指氧饱和度检测的引领者之一，在上个世纪八十年代就已经有相对成熟的技术，为后续相关技术的发展作出了突出的贡献。
柯惠旗下NELLCOR公司也早在1995年向中国专利局提交了专利申请，公开号为CN1148794A，涉及适用于低血氧状态测量的传感器及其装置，授权后专利有效状态维持十年，后因未交费失效，其他几件专利申请当前也都是撤回状态。NELLCOR公司在华布局的专利主要涉及光源驱动及脉冲控制、降低干扰因素影响、提高信号准确性等方面。（武瑞青 薛艳华等同第一作者）
1.3国外重要申请人—NIHON
NIHON公司的指氧饱和度检测也处于重要地位，发明专利US5385143A公开了用于测量活组织的预定数据的装置，该发明专利的申请日为1993年2月5日，于1995年1月31日获得授权，目前为期限届满状态，该装置应用于测量氧饱和度，装置首先计算照射光强度之间的比率，然后使用如此计算的强度比率计算氧饱和度或颜料浓度，该发明与前述发明的不同之处为其使用了多波长的脉搏波血氧饱和度测量方式，入射光为三波长光源组件，具有发射波长为805nm，890nm和650nm的光的三个发光二极管。如图5所示。
NIHON的有价值专利还包括US5278627A、US6230035B1、US5595176A、US5590652A、US5267562、US5127406A等，在该领域也有重要意义。
1.4国内重要申请人—北京超思
指氧仪是北京超思的主营产品之一，其申请专利CN1830382A中记载了一种可以测量脉率和血氧饱和度的手持式心电仪，该发明专利的申请日为2006年4月25日，于2008年3月26日获得授权，目前为专利权维持状态。在手持式心电仪的指孔6的内壁里，装有光电对管8和8a，该对管在指孔6内壁相对安装，发光二极管8装在指孔6的上半部分15上，光电接收管8A装在指孔6的下半部分14上，其发光二极管8发出的光线经过伸入指孔6的手指后，被对面壁上的光电接收管8a接受。为了避免手指的伸入损坏光电对管，光电接收管8A的顶面应平于第一电极7的内表面，发光二极管8的顶面应略低于软材料层9的表面。本实施例中，发光二极管8装在指孔6的上半部分15上上;光电接收管8A装在指孔6的下半部分14上。如图6所示。
专利CN201798745U公开了一种指夹式血氧仪，该发明专利的申请日为2010年9月15日，于2011年4月20日获得授权，目前为专利权维持状态。该指夹式血氧仪的遮光片5采用质地柔软的橡胶材料制成，这不仅便于上壳体与中壳体的固定，而且可以减小遮光片因摩擦而对下壳体的损伤，从而有效地减小指夹式血氧仪因长期使用而可能导致的美观度下降或损坏的缺陷。如图7所示。
此外，北京超思还有数件相对有价值的专利涉及指夹式血氧仪，例如CN201585988U、CN202740006U、CN1961827A、CN201996543U等。
但是在统计中发现，该公司从2006年开始向中国专利局申请专利，在2012年申请量达到高峰，反映了中国申请人专利保护意识的提升，申请主要涉及的是对指夹式血氧仪结构细节、产品具体表现形式的改进，且实用新型专利占比超过50%，从一定程度反映了虽然北京超思在国内指氧仪市场上占比很大，但是由于国内的血氧仪起步晚，并且在此之前血氧仪的技术已经相对成熟，技术突破较难。
1.5国内重要申请人—康泰医学系统
康泰医学主要研发医疗诊断检查设备，其中，血氧仪是其中之一。专利CN201175331Y公开了一种指夹式脉搏血氧仪，该发明专利的申请日为2007年11月23日，于2009年1月7日获得授权，目前为期限届满状态。该仪器也是采用光电血氧检测技术结合容积脉搏描记技术，用两束不同波长的光（660nm的红光和940nm的红外光）照射人体组织而由光敏管获取测量信号，所获取信息经单片机处理后由OLED显示所测结果，可以在显示血氧饱和度和脉率同时，显示体积描记图和棒图，实时监视血氧饱和度和脉率，并能將测得的数据进行存储和上传。如图8所示。
康泰医学与北京超思在中国的专利申请状态相似，主要涉及产品结构细节以及产品表现形式的改进，实用新型占比较大。
1.6其他国内重要申请人
研究中发现，中国申请人广州视源电子科技股份有限公司虽然不是传统医疗器械公司，在该领域仅提交了7件中国专利申请，其中5件发明专利申请，2件实用新型专利申请，并且除了1件发明专利申请处于实质审查阶段，其他6件专利均处于授权后保护的状态，相关专利主要涉及对采集信号中有用信息的提取;同时还发现申请人天津大学，其在该领域所提交的29件中国专利申请大部分为发明申请，且授权率高，技术改进主要涉及光源脉冲调控、后期信息提取等方面。这两个申请人虽然在申请量上没有明显优势，但是研发水平高，具有一定的技术贡献。
二、总结与建议
MASIMO、NELLCOR公司在该领域起步早，且专利保护意识强，专利申请主要涉及光源驱动及控制的相关改进、降低运动或外界光干扰的相关改进、信号提取方面的设计等，在全球占据重要地位。北京超思和康泰医学系统两家公司作为国内行业的代表，也有一定数量的专利申请处于专利权有效状态。总体上来看，国内重要申请人的专利申请主要涉及产品结构细节方面的改进，对技术发展影响不高。
国外重要申请人在中国所申请的较为基础的专利已期限届满失效，目前在中国的专利布局相对薄弱，国内申请人在中国市场所需规避的专利因素相对较少，这对于国内的公司后期的专利布局和研发生产销售来说是优势，在后期专利布局时，国内申请人可以灵活参考和研究，避免浪费研究资源。同时，在国内市场占比较大的国内申请人，需要努力寻求技术突破点，例如发光控制、有用信息挖掘与提取、干扰去除等方面（提高测量准确性是该领域所要解决的重要技术问题之一），必要时可以加强与科研院所或公司之间的合作。
参考文献
[1]. 《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版）》
关键词：指氧饱和度;专利;重要申请人
Abstract： Since oxygen saturation is an important physiological parameter， detection technology for oxygen saturation is commonly applied to clinical monitoring. Wherein， detection of finger oxygen saturation is convenient， relatively mature and widely used. Through the patent applications of finger oxygen saturation detection technology， we analyze important applicants and key patents in this field.
Key words： finger oxygen saturation; patent; important applicants
引言
指氧饱和度作为临床检测的重要参数，在新型冠状病毒肺炎的临床分型中起到了关键的作用[1]。以下将通过该领域几位重要的国外申请人和国内申请人的重要专利的分析，对指氧饱和度检测技术的技术发展进行梳理。
一、指氧饱和度检测技术重要申请人及重要专利分析
1.1国外重要申请人—MASIMO
在全球申请人中，MASIMO的申请量最大，其中，公开号为US5482036A的发明专利的申请日为1994年5月26日，于1996年1月9日获得授权，目前为期限届满状态;发明专利US5490505A的申请日为1993年10月6日，于1996年2月13日获得授权，目前为期限届满状态;发明专利US5632272A的申请日为1994年10月7日，于1997年5月27日获得授权，目前为期限届满状态。这几件专利的申请内容相似，都公开了一种生理监测设备，更具体地涉及脉搏血氧计，脉搏血氧计通常使能量传播通过介质，其中血液流动靠近表面，例如耳垂，或诸如手指或前额的手指。在通过介质传播或从介质反射后测量衰减信号。脉搏血氧仪估计可供身体使用的氧合血液的饱和度。如图1所示， 两个LED 300和302，一个发射红色波长的LED 300和另一个发射红外波长的LED 302放置在手指310附近。光电探测器320接收衰减的可见光和红外光能信号的电信号。生理监测设备还可以测量心电图、血压、心率等生理参数。值得注意的是，在指氧饱和度检测领域，这几件专利的被引证次数最高，由此可见，在后的很大一部分专利都是在这几件申请的基础上完成的，并且这几篇专利保护期限一直持续到期限届满日，足见它们都有很高的市场价值。
同属于申请人MASIMO的发明专利US6011986A也是其重要专利之一，被引证量也很大，该发明专利的申请日为1998年2月2日，于2000年1月4日获得授权，目前为期限届满状态。该专利公开了一种在传感器中校准和使用发光二极管以与血氧计系统一起使用的装置和方法，通过透射式血氧饱和度测量方式实现血氧饱和度的测量，是对上述在前申请的进一步改进，如图2所示。
除了上述专利以外，MASIMO还有多件有价值专利，比如公开号为US6067462A、US6699194B1、US6263222B1、US5769785A、US6036642A、US6206830B1 、US6157850A等，在业界都有很深远的影响。由于MASIMO的专利申请量在全球遥遥领先，并且技术也领先于同领域其他申请人，因此，该公司有大量的专利文献被引证用于破坏在后申请的新创性。
值得一提的是，MASIMO早在1994-1996年期間就在中国布局了公开号为CN1141585A、CN1192271A、CN1358075A、CN1192665A的基础技术的相关专利，均处于失效状态，其中CN1141585A、CN1192271A均为期限届满终止，但近年在华专利布局相对较少，涉及柔性电路、连接器、数据可视化几个方面，由此可见该领域技术已相对成熟，不好实现技术突破。而该公司对中国市场也有较高的占有率，也激发了后续相关中国企业的出现和发展。
1.2国外重要申请人—COVIDIEN
同属于医疗器械领域的佼佼者，柯惠公司在指氧饱和度检测领域的技术也处于领先地位，其中，柯惠旗下NELLCOR的公开号为US4911167A的发明专利，该发明专利的申请日为1988年3月30日，于1990年3月27日获得授权，目前为期限届满状态，该专利通过使红色（660纳米）和红外（910纳米）光通过患者的血液灌注组织（例如手指140），检测由血流调制的透射光，检测到的光信号优选地被单独处理并且可选地从模拟信号转换成数字信号，例如，如上所述用于Nellcor N-100血氧计，然后共同处理相应的红色和红外数字信号的部分，并且基于得到的增强的周期信息确定光调制比并用于计算氧饱和度。如图3所示。
US4685464A同属于申请人NELLCOR的专利，该发明专利的申请日为1985年7月5日，于1987年8月11日获得授权，目前为期限届满状态，公开了一种用于检测动脉血流的耐用传感器，特别是用于测量动脉血氧饱和度和脉搏率的非侵入性血氧测定仪器。所述传感器10包括可以插入手指的第一壳体20，第二壳体30，光源90，光检测器100和信号电缆110，光源90包括红色LED和红外LED，红色LED优选地在约660纳米的波长下操作，并且红外LED在约920纳米。该专利还对传感器的形状作出了详细的介绍，技术已初步成熟。如图4所示。 此外，NELLCOR公司还有多件有价值的发明专利，比如US4802486A、US5853364A、US4869254A等。显而易见，柯惠旗下的NELLCOR公司作为指氧饱和度检测的引领者之一，在上个世纪八十年代就已经有相对成熟的技术，为后续相关技术的发展作出了突出的贡献。
柯惠旗下NELLCOR公司也早在1995年向中国专利局提交了专利申请，公开号为CN1148794A，涉及适用于低血氧状态测量的传感器及其装置，授权后专利有效状态维持十年，后因未交费失效，其他几件专利申请当前也都是撤回状态。NELLCOR公司在华布局的专利主要涉及光源驱动及脉冲控制、降低干扰因素影响、提高信号准确性等方面。（武瑞青 薛艳华等同第一作者）
1.3国外重要申请人—NIHON
NIHON公司的指氧饱和度检测也处于重要地位，发明专利US5385143A公开了用于测量活组织的预定数据的装置，该发明专利的申请日为1993年2月5日，于1995年1月31日获得授权，目前为期限届满状态，该装置应用于测量氧饱和度，装置首先计算照射光强度之间的比率，然后使用如此计算的强度比率计算氧饱和度或颜料浓度，该发明与前述发明的不同之处为其使用了多波长的脉搏波血氧饱和度测量方式，入射光为三波长光源组件，具有发射波长为805nm，890nm和650nm的光的三个发光二极管。如图5所示。
NIHON的有价值专利还包括US5278627A、US6230035B1、US5595176A、US5590652A、US5267562、US5127406A等，在该领域也有重要意义。
1.4国内重要申请人—北京超思
指氧仪是北京超思的主营产品之一，其申请专利CN1830382A中记载了一种可以测量脉率和血氧饱和度的手持式心电仪，该发明专利的申请日为2006年4月25日，于2008年3月26日获得授权，目前为专利权维持状态。在手持式心电仪的指孔6的内壁里，装有光电对管8和8a，该对管在指孔6内壁相对安装，发光二极管8装在指孔6的上半部分15上，光电接收管8A装在指孔6的下半部分14上，其发光二极管8发出的光线经过伸入指孔6的手指后，被对面壁上的光电接收管8a接受。为了避免手指的伸入损坏光电对管，光电接收管8A的顶面应平于第一电极7的内表面，发光二极管8的顶面应略低于软材料层9的表面。本实施例中，发光二极管8装在指孔6的上半部分15上上;光电接收管8A装在指孔6的下半部分14上。如图6所示。
专利CN201798745U公开了一种指夹式血氧仪，该发明专利的申请日为2010年9月15日，于2011年4月20日获得授权，目前为专利权维持状态。该指夹式血氧仪的遮光片5采用质地柔软的橡胶材料制成，这不仅便于上壳体与中壳体的固定，而且可以减小遮光片因摩擦而对下壳体的损伤，从而有效地减小指夹式血氧仪因长期使用而可能导致的美观度下降或损坏的缺陷。如图7所示。
此外，北京超思还有数件相对有价值的专利涉及指夹式血氧仪，例如CN201585988U、CN202740006U、CN1961827A、CN201996543U等。
但是在统计中发现，该公司从2006年开始向中国专利局申请专利，在2012年申请量达到高峰，反映了中国申请人专利保护意识的提升，申请主要涉及的是对指夹式血氧仪结构细节、产品具体表现形式的改进，且实用新型专利占比超过50%，从一定程度反映了虽然北京超思在国内指氧仪市场上占比很大，但是由于国内的血氧仪起步晚，并且在此之前血氧仪的技术已经相对成熟，技术突破较难。
1.5国内重要申请人—康泰医学系统
康泰医学主要研发医疗诊断检查设备，其中，血氧仪是其中之一。专利CN201175331Y公开了一种指夹式脉搏血氧仪，该发明专利的申请日为2007年11月23日，于2009年1月7日获得授权，目前为期限届满状态。该仪器也是采用光电血氧检测技术结合容积脉搏描记技术，用两束不同波长的光（660nm的红光和940nm的红外光）照射人体组织而由光敏管获取测量信号，所获取信息经单片机处理后由OLED显示所测结果，可以在显示血氧饱和度和脉率同时，显示体积描记图和棒图，实时监视血氧饱和度和脉率，并能將测得的数据进行存储和上传。如图8所示。
康泰医学与北京超思在中国的专利申请状态相似，主要涉及产品结构细节以及产品表现形式的改进，实用新型占比较大。
1.6其他国内重要申请人
研究中发现，中国申请人广州视源电子科技股份有限公司虽然不是传统医疗器械公司，在该领域仅提交了7件中国专利申请，其中5件发明专利申请，2件实用新型专利申请，并且除了1件发明专利申请处于实质审查阶段，其他6件专利均处于授权后保护的状态，相关专利主要涉及对采集信号中有用信息的提取;同时还发现申请人天津大学，其在该领域所提交的29件中国专利申请大部分为发明申请，且授权率高，技术改进主要涉及光源脉冲调控、后期信息提取等方面。这两个申请人虽然在申请量上没有明显优势，但是研发水平高，具有一定的技术贡献。
二、总结与建议
MASIMO、NELLCOR公司在该领域起步早，且专利保护意识强，专利申请主要涉及光源驱动及控制的相关改进、降低运动或外界光干扰的相关改进、信号提取方面的设计等，在全球占据重要地位。北京超思和康泰医学系统两家公司作为国内行业的代表，也有一定数量的专利申请处于专利权有效状态。总体上来看，国内重要申请人的专利申请主要涉及产品结构细节方面的改进，对技术发展影响不高。
国外重要申请人在中国所申请的较为基础的专利已期限届满失效，目前在中国的专利布局相对薄弱，国内申请人在中国市场所需规避的专利因素相对较少，这对于国内的公司后期的专利布局和研发生产销售来说是优势，在后期专利布局时，国内申请人可以灵活参考和研究，避免浪费研究资源。同时，在国内市场占比较大的国内申请人，需要努力寻求技术突破点，例如发光控制、有用信息挖掘与提取、干扰去除等方面（提高测量准确性是该领域所要解决的重要技术问题之一），必要时可以加强与科研院所或公司之间的合作。
参考文献
[1]. 《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版）》