刘 新.基于 智慧芽”的全球可穿戴医疗智能设备专利分析[J].中华医学图书情报杂志,2020,29(8):37-42.DOI:10.3969/j.issn.1671-3982.2020.08.008 ㊃研究与探讨㊃
基于 智慧芽”的全球可穿戴医疗智能设备专利分析
刘 新
[摘要]从年度申请量㊁法律状态及专利类型㊁专利申请人㊁技术领域㊁区域分布㊁高价值专利等角度对2010-2019年授予的全球可穿戴医疗设备专利进行定量和定性分析的结果显示，全球专利在技术领域㊁国家地区㊁专利权人中分布不均衡，专利数量多但高价值专利较少㊂通过专利分析有利于提升我国可穿戴医疗领域技术研发能力㊂[关键词]可穿戴医疗设备专利；专利分析；智慧芽 [中图分类号]G306;R197.39 [文献标志码]A [文章编号]1671-3982(2020)08-0037-06
"Patsnap"-based analysis of worldwide wearable intelligent medical device patents LIU Xin
(Statistical Room of Medical Records,Hunan Provincial People's Hospital,Changsha 410005,Hunan Province,China)
[Abstract ]The worldwide wearable medical device patents granted in 2010-2019were quantitatively and qualita⁃
tively analyzed in terms of their annual application number,legal status,types,applicants,technical field,regional distribution and highly-valued number,which showed that the distribution of worldwide wearable medical intelligent device patents granted in 2010-2019was uneven in technical field,countries and regions,and paten⁃tees,the number of patents was greater while that of highly -valued patents was smaller.Analysis of patents is
beneficial to improve the R&D competence of domestic wearable medical device patents.[Key words ]Wearable medical device patents;Patent analysis;Patsnap [作者单位]湖南省人民医院病案统计室，湖南长沙 410005[作者简介]刘 新(1978-)，女，湖南邵阳人，本科，馆员，研究方向
为医学信息学㊁图书情报及档案管理等㊂
随着科技的快速发展，以及全球老龄化㊁慢病年轻化㊁医疗资源集中㊁医疗资源紧缺等危机的日益凸显，可穿戴医疗设备进入人们的视野㊂自2012年可穿戴医疗设备概念被谷歌眼镜引爆以来，其产品形态及功能已越来越多样化，可穿戴医疗设备将变得越来越智能，逐渐成为人体的一部分，协助人们管理健康㊁养成良好的生活习惯，同时为临床医生提供更多健康数据，从而达到早诊断㊁早预防㊁早的目
的[1]㊂
可穿戴医疗设备市场经历了一种井喷式的快速
发展[2]㊂据IDC 表示,2020年3月10日，可穿戴医疗设备全球市场在2019年第4季度出货量为1.189
亿台，增长了82.3%㊂腕戴式医疗设备占总市场的43.8%，低于上个季度的68.6%㊂尽管腕戴式医疗设备的份额有所下降，但该类别同期增长了16.3%㊂
2019年，全球可穿戴式医疗设备销量达3.052亿台，增长71.4%，预计到2023年，销量将增长到
4.891亿台，复合年增长率为22.4%[3-4]㊂
专利是科技创新的表现之一，可反映技术创新的水平㊂通过对某一领域的专利分析，能够客观反映专利技术的整体概况和发展态势，可以有效㊁准确地了解相关技术创新及技术发展状况[5-7]㊂2010-2019年，可穿戴医疗设备专利申请数和授权数大幅度增加，我国可穿戴医疗设备的专利申请数量也逐渐增多，医药和医疗的可穿戴设备市场正在迅速扩大，为学术界和工业界带来了挑战和机遇[8]㊂本文
通过对可穿戴设备医疗相关领域的全球专利申请㊁专利授权进行分析，展示该领域的专利现状㊁专利分布㊁高价值专利等，全面了解全球技术开发现状与趋势，为从事可穿戴医疗设备领域的科研人员提供参考㊂
1 数据来源与方法
选择 智慧芽”数据库㊂该数据库可提供全球专利㊁引用数据㊁同族信息，获悉国内外技术及全球布局情况，数据全面可靠㊂选择 智慧芽”数据库中收录的可穿戴医疗设备领域专利，检索时间范围为2010-2019年，检索式为TACD:(可穿戴设备)OR TACD:(可穿戴技术)OR TACD:(可穿戴医疗)OR TACD:(可穿戴传感器)AND TACD:(医疗OR健康)”,TACD:(wearable device)OR TACD:(wearable technology)OR TACD:(wearable medical)OR TACD:(wearable sensor)AND TACD:(medical)OR (medicine)OR(healthcare)，数据检索及下载时间为2020年6月18日，共得到全球116个国家/地区中关于 可穿戴医疗设备”主题的专利1315548件㊂2 结果与分析
2.1 可穿戴医疗设备专利基本情况
2.1.1 专利申请授权趋势
2010-2013年，可穿戴医疗设备专利申请量逐年增长，但较缓慢，可穿戴医疗设备技术开发处于初步萌芽阶段，越来越多的商业巨头㊁科研院所开始进军可穿戴医疗设备这个交叉学科新领域㊂2014-2017年，可穿戴医疗设备专利申请量进入快速增长期，围绕可穿戴医疗设备市场呈井喷式发展㊂这一快速上升趋势反映出近年来可穿戴医疗设备广阔的前景，吸引了大量资源㊂2018-2019年，可穿戴医疗设备专利申请量进入回落期，可穿戴医疗设备市场趋于成熟㊂可穿戴医疗设备功能大同小异，核心技术布局时
间长㊁投入成本高，导致产品同质化现象非常严重[9]㊂数据精准㊁真实㊁有效，数据隐私安全性等核心问题未解决，是目前可穿戴医疗设备面临的最大挑战㊂由于专利授权公布具有滞后性，授权周期较长等,2010-2019年可穿戴医疗设备专利授权数量呈现逐年上升趋势㊂
2.1.2 专利法律状态及专利类型
可穿戴医疗设备专利申请类型分布中，发明专利最多(90.6%)，实用新型(8.67%)和外观设计(0.72%)较少；可穿戴医疗设备相关专专利法律状态分布中，在审专利(26.82%)稍多，其次为有效专利(28.23%)㊁失效专利(27.59%)，未确认占17.35%㊂
2.1.3 国家/地区排名
可穿戴医疗设备技术专利申请量排名前3位的国家/地区分别为美国(占40.63%)㊁中国(占34.35%)㊁欧洲地区(占5.14%)，占全球专利申请总量的80.12%㊂全球可穿戴医疗设备专利技术持有者也主要集中在上述3个国家/地区，各国家地区的专利申请量差异显著，在可穿戴医疗技术领域具有较高的创新能力和活跃程度㊂
可穿戴医疗设备专利目标市场排名前3位的国家/地区分别为中国(34.77%)㊁美国(23.35%)㊁欧洲(7.11%)，占全球专利申请总量的65.23%㊂可穿戴医疗设备相关专利技术主要布局在中国㊁美国和欧洲地区等，专利申请量在一定程度上反映了该目标市场的受关注程度㊂
2.2 专利主要申请人分析
表1为全球可穿戴医疗设备专利申请量前10的排名情况㊂
表1 可穿戴医疗设备专利申请人前10的排名情况
序号申请人专利数量/件
1三星电子株式会社18732I
2高通股份有限公司14727
3微软技术授权有限责任公司10516
4英特尔公司9469
5苹果公司8279
6皇家飞利浦电子股份有限公司7455
7豪夫迈㊃罗氏有限公司7199
8华为技术有限公司7164
9西门子保健有限责任公司6841
10广东欧珀移动通信有限公司6300
可穿戴医疗设备专利研发主体为电子信息企业和医疗器械公司，如三星电子株式会社㊁高通股份有限公司㊁微软技术授权有限责任公司㊁英特尔公司㊁苹果公司㊁皇家飞利浦电子股份有限公司㊁华为技术有限公司㊁西门子保健有限责任公司和广东欧珀移
动通信有限公司等电子信息企业以及豪夫迈㊃罗氏有限公司等医疗器械公司㊂其中排名前5位的机构分别为：三星电子株式会社(18732件，占1.42%)，高通股份有限公司(14727件，占1.11%)，微软技术授权有限责任公司(10516件,0.8%)，英特尔公司(9469件,0.72%)，苹果公司(8279件,0.63%)㊂电子信息企业拥有大部分专利，其中三星电子株式会社独占鳌头㊂高校科研院所㊁医疗行业专利拥有量占其小部分㊂2.3 专利技术领域分析
主要技术领域集中在电数字数据处理(G06F),
数字信息的传输(H04L)㊁无线通信网络(H04W)，诊断㊁外科鉴定和人的辨识(A61B)㊁数据识别㊁数据表示和记录载体的处理(G06K)㊁图像通信和电视系统的零部件(H04N)和电话通信(H04M)等㊂其中三星
电子株式会社㊁微软技术授权有限责任公司㊁英特尔公司㊁苹果公司在电数字数据处理(G06F)领域研发占比较高，高通股份有限公司㊁华为技术有限公司㊁广东欧珀移动通信有限公司主要研究领域为无线通信网络(H04W)及数字信息的传输(H04L)，皇
家飞利浦电子股份有限公司㊁豪夫迈㊃罗氏有限公司主要研究集中在诊断㊁外科鉴定和人的辨识(A61B)领域㊂全球可穿戴医疗设备专利技术领域主要集中在电数字数据处理㊁数字信息的传输㊁无线
通信网络等㊂其中用于诊断目的的测量(放射诊断㊁超声波㊁声波或次声波诊断)㊁人的辨识㊁数据识别㊁数据表示和记录载体的处理等重点领域专利相对较少，专利技术领域分布不均衡㊂2.4 高价值专利分析
高价值专利应当具备一定技术含量㊁较高文本质量㊁较高的权力稳定性及较强的前瞻性，能够引领产业发展，有较高市场价值的高质量㊁高水准专利或专利组合，是创新发展的着力点[10]㊂通过 智慧牙”专利引用排名㊁专利市场价值排行及专利地图数据分析比较可穿戴医疗设备领域高价值专利分布情况㊂
2.4.1 专利引用分析
通过专利引用分析可识别专利的应用性㊁影响
力和技术领域的创新性㊂表2为全球可穿戴医疗设备专利被引次数排名前10的专利㊂
表2 可穿戴医疗设备专利被引次数前10的专利
序号专利号
被引次数名称
专利权人
1
US20100332401A1
1038
Performing data storage operations with a cloud storage environment,including automatically selecting among multiple cloud storage sites
COMMVAULT 系统公司
2US20110276396A1972System and method for dynamically monitoring,record⁃ing,processing,attaching dynamic,contextual and ac⁃cessible active links and presen
ting of physical or digital activities,actions,locations,logs,life stream,behavior
and status
ONEPATONT SOFTWARE
3US20120190386A1896Wireless location establishing device
ANDERSON VICTOR THOMAS 4US8002795837Surgical instruments employing sensors 柯惠有限合伙公司5US8697359834CRISPR-Cas systems and methods for altering expression
of gene products
布罗德研究所有限公司，麻省理
工学院
6US8016177
829Staple buttress retention system
柯惠有限合伙公司
7US20130278631A18273D positioning of augmented reality information 微软技术授权有限责任公司8US20110213664A1818Local advertising content on an interactive head-mounted
eyepiece
微软技术授权有限责任公司9
US8484111
794Integrated change management unit
APPL &INTERNET TIME
10WO2013176772A1774
Methods and compositions for RNA-directed target DNA modification and for RNA -directed modulation of tran⁃scription
加利福尼亚大学董事会，维也纳大学,CHARPENTIER EMMAN⁃UELLE
由COMMVAULT系统公司授权的专利在多个云存储站点之间自动选择数据存储，被引用1038次，在可
穿戴医疗设备领域排名第一；其次为ONEPATONT SOFTWARE授权的专利，用于动态监视㊁记录㊁处理，附加动态㊁上下文和可访问的活动链接以及呈现物理或数字活动㊁动作㊁位置㊁日志㊁生命流㊁行为和状态的系统和方法，被引972次；第三位专利为无线位置建立装置，由ANDERSON VICTOR THOMAS申请，被引896次㊂通过专利引用分析表明，全球高被引专利大部分集中在美国，引用次数远超其他国家/地区；中国单项专利被引未超过100次，差距较大，说明全球分布严重不均衡㊂
表3为中国授权的可穿戴医疗设备专利被引情况㊂前3分别为东莞宇龙通信科技有限公司㊁宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司授权的发明专利，可穿戴设备电源管理的方法和装置被引78次；北京圣博亚科技有限公司发明的可穿戴电子设备以及人体健康监测管理系统，被引74次；复旦大学授权的发明专利基于可穿戴设备的人机融合安全认证方法，被引74次㊂主要研究领域集中在可穿戴医疗设备电源㊁体征数据监测管理㊁数据安全㊁数据存储㊁人机交互等方面，相比美国起步较晚些，专利影响力较低㊂
表3 国内可穿戴医疗设备专利被引前10的专利情况
序号专利号被引次数名称专利权人
1CN103399483A78可穿戴设备电源管理的方法和装置东莞宇龙通信科技有限公司，宇龙计算机通信
科技(深圳)有限公司
2CN103876711A74可穿戴电子设备以及人体健康监测管理系统北京圣博亚科技有限公司
3CN103310142A74基于可穿戴设备的人机融合安全认证方法复旦大学
4CN104121663A70一种控制智能空调的方法及设备海信集团有限公司
5CN107133094A73应用管理方法㊁移动终端及计算机可读存储介质努比亚技术有限公司
6CN103440587A63基于网络购物的个人形象设计与产品推荐的方法刘丽君，李成华，董浩平
7CN103777615A62一种智能家电控制装置及方法宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司
8CN104506629A58食物营养分析及健康管理系统广东美的厨房电器制造有限公司，美的集团股
份有限公司
9CN102789313A58一种用户交互系统和方法苏州触达信息技术有限公司
10CN103823393A57智能家电的控制方法和控制设备宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司
2.4.2 专利市场价值分析
通过专利市场价值分析可以出该技术领域内最有价值的专利，了解具有较高市场价值和利润潜力的专利发明㊂最有价值的专利是指该技术领域内具有最高专利价值的简单同族㊂本文基于智慧芽专利分析平台的专利价值估算功能获得最有价值专利数据㊂智慧芽专利价值计算模型是基于遵循QS9000的质量标准 失效模式与影响分析(failure mode and effect analysis,FMEA)，并在数据层面㊁指标层面和价值计算层面采用了多种方法来降低计算错误风险㊂同时，算法基于机器学习会不断提高计算精度㊂智慧芽专利分析平台可评估各国的发明申请㊁发明授权㊁实用新型理论价值，但外观设计并不在专利评估范围内[11]㊂在最有价值的前10件可穿戴医疗设备专利中(表4)，专利CA2812535C包含
保留矩阵的紧固件系统和专利KR101654580B1自
动助理优先选择标准的价值较高，分别为74220000和69580000美元㊂市场价值最高的专利主要分布在加拿大㊁美国㊁韩国㊁俄罗斯㊁巴西等国
家，全球各国家/地区专利价值分布不均衡，行业专
利均值处于前3名的分别为电数字数据处理㊁无线
通信网络㊁数字信息的传输，可以反映出该领域现阶
段研发投入较大，市场较成熟㊂
可穿戴医疗设备领域专利中，电数字数据处理(G06F)为1637605美元，无线通信网络(H04W)为139390美元，数字信息的传输(H04L)为111712美元，图像通信和电视系统的零部件(H04N)为73355美元，诊断㊁外科鉴定和人的辨识(A61B)为
545212美元，数据识别㊁数据表示和记录载体的处理(G06K)为5103美元，电话通信(H04M)为38407美元㊂以上行业相应的专利均值分别为706643㊁139390㊁111712㊁73355㊁51034㊁451440和38407美元㊂本文所选可穿戴医疗设备专利均值显著低于同行业的专利均值㊂
表4 可穿戴医疗设备专利市场价值前10的专利
序号专利号名称专利权人简单
同族
技术
宽度
价值/美元状态
1CA2812535C Fastener system comprising a retention
matrix 伊西康内外科公司2291$74,220,000有效
2KR101654580B1Prioritization of selection criteria by the
name of the invention automation assis⁃
tant 苹果公司1504$69,580,000有效
3US20190022337A1Adhesive and Peripheral Systems and
Methods for Medical Devices 德卡产品有限公司2514$51,650,000有效
4US10082396Performance monitoring systems and
methods 阿迪达斯股份公司9421$49,540,000有效
5US20160294514A1Hybrid reference signals for wireless
communication 英特尔IP公司1524$42,150,000有效
6RU2645991C1Silicone hydrogel lenses with Water-
rich surfaces 诺瓦提斯公司1793$41,820,000有效
7US20150339459A1Method and system for patient-specific
modeling of blood flow 哈特弗罗公司2382$41,620,000有效
8BR112014018916A2CLASSE DE GENES DE RESIST?
NCIA A GLIFOSATO 陶氏农业科学公司2122$40,200,000有效
9BR112012029106A2CONTADORES DE DOSES PARA IN⁃
ALADORES,INALADORES E EIXOS
DOS MESMOS 艾瓦克斯医药爱尔兰公司,
诺尔顿沃特福德有限公司,
TEVA PHARMLS
2511$39,070,000有效
10US9499995Coverage extension level for coverage
limited device 英特尔IP公司67$38,040,000
有效
2.4.3 专利地图数据分析
专利地图通过IPC聚类生成地形，然后通过对每个聚类包含的所有专利文本进行分析，提取标签词㊂本文通过专利地图分析，导出Excel格式数据，选取排名前10的标签词进行分析，可以得出可穿戴医疗设备专利主要集中分布在衍生物信号㊁导航㊁云存储㊁指纹识别㊁数据查询㊁支付㊁拍摄㊁屏幕㊁纳米载药㊁无线通信㊁人工智能㊁医学影像学㊁纳米注射㊁网络连接㊁资源配置和功耗等领域㊂通过专利地图数据分析得出，全球可穿戴医疗设备专利质量还有很大的提升空间，生物信号㊁人工智能㊁纳米药物㊁数据隐私和数据安全等领域是高价值专利核心技术的创新发展方向㊂
3 结论
3.1 可穿戴医疗设备生命周期及专利分布
特定专利技术的生命周期包括萌芽期㊁增长期和衰退期[12-13]㊂从专利申请趋势来看,2010-2019年，可
穿戴医疗设备专利申请数量整体呈上升态势，目前处于短暂回落期㊂随着全球老龄化越来越严重，医疗资源越来越紧缺，未来可穿戴医疗设备相关专利将仍处于增长趋势，技术研发前景广阔㊂根据已有专利法律状态及专利类型分析，目前有效专利
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