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摘 要：医用高压氧舱作为一种高端的医疗设备，在治疗CO中毒、减压病、脑外伤、脑血管疾病、缺血缺氧性脑病等方面具有极大的应用需求和广泛的应用前景。本文通过对高压氧舱技术在全球的相关专利申请进行了研究，从申请趋势、区域分布、技术发展路线等多个角度进行分析，预测了高压氧舱未来的发展方向，希望能为我国高压氧舱未来的技术研发重点、专利布局提供一定参考。
关键词：高压;氧舱;专利分析
序言
高压氧舱是在封闭的空间内以高于一个大气压的氧气来治疗疾病的医学设备。高压氧医学起源于19世纪的英国，1956年，荷兰人Boerema等在大型高压氧舱内进行心内直视手术成功，随后高压氧舱治疗法引起了世界各国医学界的重视和极大的兴趣，高压氧医学开始迅速发展。高压氧舱历经200多年，由最初的高气压治疗阶段，已经发展到高压氧治疗阶段。时至今日，高压氧舱设备已经发展到相当成熟的地步，极大地推动了高压氧医学向更高、更深层次的发展。
1 高压氧舱的分类及系统组成
1.1高压氧舱的分类
一般而言，高压氧舱按舱内加压物质不同分为空气加压舱和纯氧舱;按容纳人数多少分单人舱、多人舱，其中多人舱又分大型高压空气舱、中型高压空气舱、小型高压空气舱;按用途不同分为高压氧舱、婴儿高压氧舱、动物实验用高压氧舱、潜水加压舱、低压舱、高低压两用舱、潜水加压舱群等[1]。
1.2高压氧舱系统的基本组成
高压氧治疗最基本的流程是用空气压缩机将高压空气经过滤后注入舱中使舱内压强达到高压氧治疗所需的压力，与此同时开通供氧系统，患者在舱内呼吸高压、高浓度氧气。空气加压氧舱是目前国内外最常用、最安全的高压氧舱，下面以医用空气加压氧舱为例介绍高压氧舱的基本组成。按系统功能可将高压氧舱设备分成如下几个大的系统：供排气系统、供排氧系统、舱体及辅助系统、操控系统。按功能组成又可将高压氧舱设备分为：舱体部分、空气加减压部分、供排氧部分、氧舱电气部分、氧舱空气调节部分、氧舱消防及紧急减压部分[2]。
2 专利申请趋势分析
本文对医疗氧舱领域的国内外专利进行了检索，检索截止至2021年6月25日。下文将从申请趋势、申请区域分布、技术发展路线等方面对医疗高压氧舱技术进行分析。
2.1高压氧舱全球专利状况
2.1.1申请趋势
图1显示了1908年-2019年全球高压氧舱的专利申请量分布情况。自1908年起，其技术发展大致分为三个阶段（曲线尾部的回落是由于专利文献延迟公开的特点所造成的）：
萌芽阶段（1908-1963年）：全球范围内关于氧舱的专利起始于1908年，限于当时高压氧医学的发展水平较低，科技、工业化水平也不够高，1963年之前世界范围内高压氧舱的专利年均申请量很少，基本维持在个位数，这也客观反映出这一阶段高压氧治疗还未引起医学界足够的重视和兴趣。
发展阶段（1963-2003年）：这一阶段呈现了高压氧舱在世界范围内起步和发展的状态。虽然在1963年到1980年之间处于一个波动期，但是随着高压氧医学逐渐受到重视并不断走向成熟，以及工业科学技术的发展，在1980年以后，大量新建的单人高压氧舱进入市场，高压氧治疗呈现出持续增长的势头，并获得较快的发展，并在2003年申请量出现一个顶峰。
成熟阶段（2003年至今）2003年以后，高压氧舱的申请量有所回落并且整体上进入一个成熟期，这一阶段高压氧舱的设备更加完善、安全，对高压氧的生理作用、治疗机制、毒副作用等有了进一步全面的认识和预防措施。从此，高压氧医学的发展在世界各地又突飞猛进。
2.1.2申请区域分布
虽然高压氧医学的发展在世界各地有了长足的进步，但是世界各国高压氧医学的发展仍不均衡。自从1964年我国第一台高压氧舱投入临床，经过60多年的发展，医用氧舱在设计与制造，安全使用与管理等方面都取得了很大的突破，由图1可以看出，相对而言，中国、美国、日本、欧洲等国家地区的发展较为突出，尤其中国在1998年以后，年申请量逐年增长。目前中国的申请量已经占到了全球的33%，欧洲地区次之，占比达到17%，其次是美国，占比达到11%。2003年，中国申请量出现了一个较大的增量，是2002年的2.3倍，并且美国和欧洲申请量均有增长，导致2003年全球申请量出现一个高峰值。之后，申请量出现短暂回落后，一直至今保持了持续快速增长的趋势。
2.2高压氧舱的技术发展路线
对全球高压氧舱的专利申请进行分析和梳理后，发现高压氧舱的关键技术分支主要分为：（1）舱体部分，高压氧舱的壳体结构轻量化、便携式，外观向美观化是长期的一个研究方向，而氧舱的应急安全设计是一直是各国申请人研究的热点，另外，舱体的供排氧设备如制氧机、空气压缩机等的改进也提升了高压氧舱的性能和用户舒适度;（2）氧舱控制系统，控制系统由最原始的手动操作逐渐发展到电磁阀遥控、单片机+继电器、计算机控制等方式，另外智能化、人工交互技术是一个大的发展方向;（3）辅助医学治疗技术，随着高压氧医学的深入发展，高压氧舱与其它医学辅助治疗技术如芳香或药物熏蒸疗法、热辐射疗法、呼吸机、负离子保健、负压隔离/负压模拟高原环境等形成综合性治疗技术，对人体进行疾病治疗、医学研究、养生、保健、健身、锻炼等，成为当前的一个热门研究方向。
3 技术发展趋势及预测
从目前高压氧舱设备的发展趋势看，预测其发展方向主要有如下几个方面：
（1）高压氧舱持续向智能化、简便化、清洁化、美观化方向发展，使高压氧治疗更安全、更方便，舱体操作简单方便而又智能，为广大患者提供更加舒适有效的服务。
（2）高压氧舱设备更加专业化。为了应对不同环境和需求，开发出特殊的设备，如沉箱作业、海洋石油钻探、高压氧急救、减压病患者转运等等，所以出现了便携式高压氧舱、高压氧救护车等。
（3）氧舱内医疗设备的开发和使用，如氧舱内呼吸机、监护仪、吸痰器等，打破了常规医疗设备不能进舱的禁忌，使各种救治设备在舱内可安全使用，提高氧舱内的救治水平，扩大氧舱内的救治范围。
（4）随着移动互联、大数据、人工智能时代到来，使得医疗高压氧舱等医疗设备并入互联网成为现实，医生、操舱人员、病人家属随时随地可以在移动终端上观察到病人的治疗情况。
参考文献：
[1]裴承芝.單人医疗高压氧舱自动控制系统研究与实现[D].武汉：武汉理工大学，2017.
[2]张禹，肖宏等.高压氧舱设备的发展概况[J].中国医疗设备，2010，25（2）：1-4.
作者简介：
刘健（1985—），男，山西朔州人，硕士，助理研究员，专利审查员，主要从事时间测量、护理床、氧舱等领域的专利实质审查工作。
关键词：高压;氧舱;专利分析
序言
高压氧舱是在封闭的空间内以高于一个大气压的氧气来治疗疾病的医学设备。高压氧医学起源于19世纪的英国，1956年，荷兰人Boerema等在大型高压氧舱内进行心内直视手术成功，随后高压氧舱治疗法引起了世界各国医学界的重视和极大的兴趣，高压氧医学开始迅速发展。高压氧舱历经200多年，由最初的高气压治疗阶段，已经发展到高压氧治疗阶段。时至今日，高压氧舱设备已经发展到相当成熟的地步，极大地推动了高压氧医学向更高、更深层次的发展。
1 高压氧舱的分类及系统组成
1.1高压氧舱的分类
一般而言，高压氧舱按舱内加压物质不同分为空气加压舱和纯氧舱;按容纳人数多少分单人舱、多人舱，其中多人舱又分大型高压空气舱、中型高压空气舱、小型高压空气舱;按用途不同分为高压氧舱、婴儿高压氧舱、动物实验用高压氧舱、潜水加压舱、低压舱、高低压两用舱、潜水加压舱群等[1]。
1.2高压氧舱系统的基本组成
高压氧治疗最基本的流程是用空气压缩机将高压空气经过滤后注入舱中使舱内压强达到高压氧治疗所需的压力，与此同时开通供氧系统，患者在舱内呼吸高压、高浓度氧气。空气加压氧舱是目前国内外最常用、最安全的高压氧舱，下面以医用空气加压氧舱为例介绍高压氧舱的基本组成。按系统功能可将高压氧舱设备分成如下几个大的系统：供排气系统、供排氧系统、舱体及辅助系统、操控系统。按功能组成又可将高压氧舱设备分为：舱体部分、空气加减压部分、供排氧部分、氧舱电气部分、氧舱空气调节部分、氧舱消防及紧急减压部分[2]。
2 专利申请趋势分析
本文对医疗氧舱领域的国内外专利进行了检索，检索截止至2021年6月25日。下文将从申请趋势、申请区域分布、技术发展路线等方面对医疗高压氧舱技术进行分析。
2.1高压氧舱全球专利状况
2.1.1申请趋势
图1显示了1908年-2019年全球高压氧舱的专利申请量分布情况。自1908年起，其技术发展大致分为三个阶段（曲线尾部的回落是由于专利文献延迟公开的特点所造成的）：
萌芽阶段（1908-1963年）：全球范围内关于氧舱的专利起始于1908年，限于当时高压氧医学的发展水平较低，科技、工业化水平也不够高，1963年之前世界范围内高压氧舱的专利年均申请量很少，基本维持在个位数，这也客观反映出这一阶段高压氧治疗还未引起医学界足够的重视和兴趣。
发展阶段（1963-2003年）：这一阶段呈现了高压氧舱在世界范围内起步和发展的状态。虽然在1963年到1980年之间处于一个波动期，但是随着高压氧医学逐渐受到重视并不断走向成熟，以及工业科学技术的发展，在1980年以后，大量新建的单人高压氧舱进入市场，高压氧治疗呈现出持续增长的势头，并获得较快的发展，并在2003年申请量出现一个顶峰。
成熟阶段（2003年至今）2003年以后，高压氧舱的申请量有所回落并且整体上进入一个成熟期，这一阶段高压氧舱的设备更加完善、安全，对高压氧的生理作用、治疗机制、毒副作用等有了进一步全面的认识和预防措施。从此，高压氧医学的发展在世界各地又突飞猛进。
2.1.2申请区域分布
虽然高压氧医学的发展在世界各地有了长足的进步，但是世界各国高压氧医学的发展仍不均衡。自从1964年我国第一台高压氧舱投入临床，经过60多年的发展，医用氧舱在设计与制造，安全使用与管理等方面都取得了很大的突破，由图1可以看出，相对而言，中国、美国、日本、欧洲等国家地区的发展较为突出，尤其中国在1998年以后，年申请量逐年增长。目前中国的申请量已经占到了全球的33%，欧洲地区次之，占比达到17%，其次是美国，占比达到11%。2003年，中国申请量出现了一个较大的增量，是2002年的2.3倍，并且美国和欧洲申请量均有增长，导致2003年全球申请量出现一个高峰值。之后，申请量出现短暂回落后，一直至今保持了持续快速增长的趋势。
2.2高压氧舱的技术发展路线
对全球高压氧舱的专利申请进行分析和梳理后，发现高压氧舱的关键技术分支主要分为：（1）舱体部分，高压氧舱的壳体结构轻量化、便携式，外观向美观化是长期的一个研究方向，而氧舱的应急安全设计是一直是各国申请人研究的热点，另外，舱体的供排氧设备如制氧机、空气压缩机等的改进也提升了高压氧舱的性能和用户舒适度;（2）氧舱控制系统，控制系统由最原始的手动操作逐渐发展到电磁阀遥控、单片机+继电器、计算机控制等方式，另外智能化、人工交互技术是一个大的发展方向;（3）辅助医学治疗技术，随着高压氧医学的深入发展，高压氧舱与其它医学辅助治疗技术如芳香或药物熏蒸疗法、热辐射疗法、呼吸机、负离子保健、负压隔离/负压模拟高原环境等形成综合性治疗技术，对人体进行疾病治疗、医学研究、养生、保健、健身、锻炼等，成为当前的一个热门研究方向。
3 技术发展趋势及预测
从目前高压氧舱设备的发展趋势看，预测其发展方向主要有如下几个方面：
（1）高压氧舱持续向智能化、简便化、清洁化、美观化方向发展，使高压氧治疗更安全、更方便，舱体操作简单方便而又智能，为广大患者提供更加舒适有效的服务。
（2）高压氧舱设备更加专业化。为了应对不同环境和需求，开发出特殊的设备，如沉箱作业、海洋石油钻探、高压氧急救、减压病患者转运等等，所以出现了便携式高压氧舱、高压氧救护车等。
（3）氧舱内医疗设备的开发和使用，如氧舱内呼吸机、监护仪、吸痰器等，打破了常规医疗设备不能进舱的禁忌，使各种救治设备在舱内可安全使用，提高氧舱内的救治水平，扩大氧舱内的救治范围。
（4）随着移动互联、大数据、人工智能时代到来，使得医疗高压氧舱等医疗设备并入互联网成为现实，医生、操舱人员、病人家属随时随地可以在移动终端上观察到病人的治疗情况。
参考文献：
[1]裴承芝.單人医疗高压氧舱自动控制系统研究与实现[D].武汉：武汉理工大学，2017.
[2]张禹，肖宏等.高压氧舱设备的发展概况[J].中国医疗设备，2010，25（2）：1-4.
作者简介：
刘健（1985—），男，山西朔州人，硕士，助理研究员，专利审查员，主要从事时间测量、护理床、氧舱等领域的专利实质审查工作。