—科教导刊（电子版）·2019年第20期/7月（中）—
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涂燕君
李香波
（国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心
湖北·武汉
430070）
摘
要
本文对国内外内窥镜的产业现状和主要申请人进行分析，并具体分析了广州宝胆和奥林巴斯两家公司在内
窥镜领域的不同研发路径，总结了内窥镜目前的主流技术，为国内企业在内窥镜领域的研发提供了方向。关键词内窥镜成像
专利分析
中图分类号：
TN 911文献标识码：
A 医用内窥镜为当前应用广泛的一种医疗仪器。医生通过
内窥镜能观察到体腔脏器的组织形态，方便诊断，且观察到的图像能输出、存储和处理。医用内窥镜损伤小、恢复快，其诊疗优势已被医学界所共识。据统计，中国内窥镜的市场规模已达百亿元之上，其市场潜力巨大。 相比国际内窥镜器械势不可挡的发展势头，我国内窥镜器械企业起步相对较晚，高端内窥镜主要依赖进口，大部分的市场份额为国外品牌挤占。《医疗器械科技产业“十二五”专项规划》把医疗器械创新纳入到科技部重点专项范畴，明确提出促进医疗器械领域新产品产业化和新技术应用，重点支持包括掌握核心部件和关键技术的医疗设备。因此，对内窥镜领域国内外专利情况开展专利分析研究，对提高我国内窥镜领域的技术研发和产业利用水平及促进产业发展，具有十分重要的意义。
1国外产业现状
2015年全球内窥镜市场的规模已达到300亿美元，根据市场分析公司的预测，在2010-2018年间，整个市场将以年均7.45%的速度快速增长。同时，随着新兴经济体如亚洲等地区的经济发展及微创手术需求的提高，亚洲市场的份额逐步提高。目前世界上生产内窥镜的主要国外公司为：日本奥林巴斯株式会社（OLYMPUS ）、日本富士胶片株式会社（FUJI-FILM ）、日本宾得（PENTAX ）、美国伊西康公司(ETHICON )、日本豪雅株式会社（HOYA ）、日本佳能株式会社（CANON ）、美国波士顿科学公司（BOSTON SCIENTIFIC ），其中尤以日本的奥林巴斯公司、富士胶片公司规模较大，涉及的产品线也较全面，且更多集中在高端市场。图1为内窥镜专利在全球的主要申
请人及其申请量占全球申请总量的比例。
图1
2国内产业现状
我国的微创介入手术自进入21世纪以来迅猛发展，但与
其相应的介入器械发展并不均衡。以内窥镜为例，尽管2015年的销售额高达亿人民币，但在电子内窥镜领域其核心技术上严重依赖进口，且由于过度依赖进口而导致产品价格偏高。目前，国内生产内窥镜的主要公司为：广州宝胆医疗器械科技
有限公司、重庆金山科技、深圳先进技术研究院、深圳开立生物医疗科技股份有限公司、深圳市资福技术有限公司、杭州好克光电仪器有限公司。以广州宝胆医疗器械公司为例，其专利申请主要集中在硬质内窥镜领域，在中低端市场具有一定的市场份额。附图2为内窥镜专利在我国的主要申请人及其
申请量占在华申请总量的比例。
图2
3国内外申请量最大的申请人分析
目前，国内和国外申请人中，申请量最大的申请人分别是广州宝胆医疗器械公司和奥林巴斯株式会社，下面对这两个申请人的专利技术进行重点分析。
3.1广州宝胆医疗器械公司的内窥镜专利分析
广州宝胆公司在内窥镜技术中研究的改进点主要涉及：扫描方式的改进（超声扫描(CN101703415)、共聚焦扫描（CN101773380）、微波扫描（CN101912305）、彩多普勒超声扫描（CN102008283）、红外线扫描（CN102045448）、激光扫描（CN102525395）），多CCD 阵列立体三维成像（CN102058382）、智能电子内窥镜（CN102188230）、具有预警功能的内窥镜（CN103190953）、带充气气囊的内窥镜（CN103356157）、可弯曲的硬质内窥镜（CN103622663）。可见，广州宝胆公司对内窥镜领域的改进集中在硬质内窥镜，涉及扫描方式、端头结构的改进。而在2011年，其申请了一篇关于利用多CCD 阵列进行立体影像重构的三维立体电子胃镜的专利CN102058382，其将多CCD 阵列运用于胃镜中以提高图像分辨率，这也是其首次对镜头的改进；同年，其申请了
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智能电子内窥镜CN102188230，其采用智能机器手和计算机技术的结合提高手术精度；尽管这两篇专利的改进基础是硬质内窥镜，但其改进方向与以往不同，更多涉及内窥镜的镜头和智能化的核心技术，这也是国内内窥镜朝向中高端化迈进的重要标志。同时，值得注意的是，广州宝胆在2009年及2010年分别向美国申请了1件专利申请，这也是其走出国门的第一步。图3
是宝胆公司专利中各类型专利申请的占比。
图3
3.2奥林巴斯公司的专利分析
奥林巴斯公司在内窥镜领域具有绝对垄断地位，其产品研发与核心技术也走在世界前列。目前，奥林巴斯公司对内
窥镜的研发主要集中在电子内窥镜领域。奥林巴斯公司申请的电子内窥镜相关专利中发明点涉及以下几个方面：放大成像内窥镜、窄带光谱成像技术、自体荧光显像。下面将对上述专利的技术要点作简要介绍。
3.2.1放大成像内窥镜放大成像内窥镜是具有放大倍数十倍到上百倍的电子内窥镜，其采用光学放大镜头和高分辨率的CCD 器件实现高放大倍数。为了获得高分辨率图像，奥林巴斯公司从不同方面进行了研究，相关专利概述如下：
WO2006/006525A1提供了一种图像处理方法，采用不同的倍率拍摄图像，根据对象图像的大小和表示重复区域的信息生成图像模型生成单元，用该模型来检索贴合对象图像在较低倍率图像信息中的配置位置的摄影位置计算单元；并根据配置位置将上述部分图像贴合起来生成上述对象图像的高精细图像生成
单元。JP2007313166A 提供了一种带有同步的原成像元件和光学物镜系统，光学物镜系统具有可调节焦距和固态图像传感器，且固态图像传感器能读取有效像素30万以上的原单板的全部像素，该固态图像传感器满足1.95<Fno/Pv<2.4。JP2009159186A 公开了一种适合高清运动图像的高速读出的摄像元件的驱动装置，其采用具有RGB 拜尔排列的滤器的X-Y 扫描型的摄像元件的驱动装置，对在对角方向上邻接的相同2像素所共用的第1FD 同时传送上述相同2像素的电荷并进行相加后读出，且对在对角方向上邻接的不同2像素所共用的第2FD 传送不同2像素中的任一像素的电荷后读出，从而能将高清图像及时读出。可见，奥林巴斯公司从镜头结构、高清图像的生成及复原等方面对放大成像内窥镜进行技术改进，从而形成自己的专利布局。
3.2.2窄带光谱成像技术
窄带光谱成像NBI 是一种新型的无创的光学图像增强技术，可以清晰地对浅表生物微血管形态改变及纹理进行可视
化。奥林巴斯公司的相关专利概述如下：
JP 特开2002-95635A 公开了一种窄带域光内窥镜装置，该窄带域光内窥镜装置将可见光区域的照明光作为离散的分
光特性的、窄带域的、RGB 的按面顺序的光而照射到生物体组织上，得到生物体组织的黏膜附近的组织信息。
WO2006/025334A1公开了一种窄带域光内窥镜装置，其采用调光基准信号生成电路对观察用普通光和窄带光观察时，变更多个波长域进行拍摄的彩信号成分的比率，生成调光基准信号，从而得到良好的NBI 图像画质。WO2016/178266A1公开了一种摄像装置，其通过对图像传感器中的R 、
G 、B 像素的不同排布从而实现抑制RGB 图像的分辨率劣化而提高NBI 图像的分辨率。可见，奥林巴斯公司从变更不同波长的拍摄
彩信号比例、图像传感器的R 、G 、B 像素的不同排布等方面提高窄带光谱成像画质。
3.2.3自体荧光显像
自体荧光显像(AFI )：AFI 采用两个CCD 成像，其中一个
用于高分辨率白光内窥镜成像，另一个用于自荧光成像。
AFI 用于检测组织癌变，与白光内窥镜、
NBI 技术联合评价Barrett 食管癌变的可能，实现强化肿瘤性病变部位调的荧光观察。奥林巴斯公司的相关研究概述如下：
JP2007-229053A 公开了一种内窥镜系统，通过向体腔组织照射窄带激励光，获得组织产生的自体荧光，根据该自体荧光图像进行诊断。JP2008-280235A 公开了一种用于医学内窥镜中的的光学玻璃，其具有低的自身荧光强度，在对样本发出的荧光进行成像
时能降低干扰。JP2014-64196A 公开了一种摄像装置，其采用
FPF 像素获取自发荧光的信息和感兴趣的荧光颜料的信息，当FPF 像素检测到的窄带被设置为激发光的波长时，可以基于激发光获取荧光图像，因此，观察者可以检查激发光的辐射位置并有效地进行观察。可见，奥林巴斯公司从降低自体荧光的周围光干扰、采用FPF 像素提高自体荧光的采集效果等方面提高自体荧光显像的效果。
4结论
通过对国内、外内窥镜申请量最大的公司进行分析，广州宝胆公司对内窥镜的研发更多集中于硬质内窥镜，其主要涉及机械结构、扫描方式的改进；尽管数量逐步上升，但质量仍需提高，且其专利布局基本在国内，这不利于我国内窥镜技术在全球范围的影响力。奥林巴斯公司的研发更多集中于电子内窥镜，
其中涉及成像镜头、微型图像传感器、图像采集和处理电路等改进；而这些也是电子内窥镜的关键核心技术；且奥林巴斯除了在日本进行专利申请外，在中国、美国、欧洲均有相应专利布局，在全球的影响力较大，其在全球市场的占有率更高。通过本文的专利分析，有助于我国企业和研究机构了解目前国内外内窥镜专利技术的发展现状，了解目前内窥镜的主流技术，有助于我国企业和研究机构更好的把控研发过程中的侵权风险，加强自主创新能力，在现有技术上寻突破口，打破日本企业对电子内窥镜的垄断地位。参考文献
[1]
贺化.前沿技术领域专利竞争格局与趋势[M ].知识产权出版社,2016:
138-158.
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