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作者:洪永杰(2006-01-12);推薦:徐業良(2006-01-25)

遠端居家照護技術專利檢索與分析報告

本文首先針對遠距居家照護技術作專利分析,藉以瞭解現有的專利狀況以及技術特點,並利用專利地圖(patent map)的製作,將專利資訊做最有效之組織分析,以了解整體產業環境之發展。同時針對現有技術其開發動向、運用手法與其達成效以專利技術群聚的方式,分析探討各不同技術手段專利族群的特性,以提供研發或應用時之參考。

1.     遠距居家照護技術專利檢索策略

本文專利檢索的地區定為美國地區之專利資料。重視全球市場的企業,在規劃其專利佈局時,皆會投入技術較為先進、市場需求性高的美國地區,因此美國專利資料庫收納全球最重要、完整的專利資料,藉由此區專利資料的檢索與研究,可使本計畫之專利分析成果同時掌握廣度與深度、即時性、與發展性。

本文專利檢索中以“home healthcare”“remote homecare”“telehomecare”等詞彙為關鍵字,在專利名稱(Title)、摘要(Abstract)與專利申請範圍(Claim)中檢索,檢索日期至20051225止。由於各國專利權人所申請之專利多在美國有對應之專利,因此初步檢索範圍限制在USPTO中已公告的專利,表1總結此次專利檢索之背景設定。

1. 遠距居家照護技術美國專利檢索背景設定

搜尋公司

不限

搜尋地區

美國

搜尋年份

~2005/12/25

搜尋欄位

專利名稱(Title)、專利摘要(Abstract)、專利範圍(Claims)、習知技術與發明概要(SPEC)、國際專利分類號(ICL)

搜尋語言

英文

資料庫名稱

USPTO專利資料庫(主),Delphion專利資料庫(輔)

關鍵字

telehomecare, “telehome care”, telehealthcare, telehealth, telecare, “home care telemedicine”, “remote patient monitoring”, “smart house”, “home health care”, “distance home care”, “remote homecare”, “distance homecare”, “remote homecare”, “home healthcare”

檢索語法

(telehomecare OR “telehome care” OR telehealthcare OR telehealth OR telecare OR “home care telemedicine” OR “remote patient monitoring” OR “smart house” OR “home health care” OR “distance home care” OR “distance homecare” OR “remote homecare” OR “home healthcare”) AND ICL/(A61B$ OR A61M$ OR G06F$ OR G01N$ OR A61N$ OR A61G$) AND ISD/1/1/1971->12/31/2004

利用USPTODelphion專利資料庫交互檢索,得到遠距居家照護技術之美國公告專利共計317件,後續分析皆以已確認之美國公告專利為專利分析範圍。以下即針對此317件遠距居家照護技術之美國公告專利製作專利管理圖表。

所謂專利管理圖表即是初步專利書目資料的圖表陳列,其目的是能夠將所檢索出的專利作一簡單呈現,並提供爾後技術分析的初步參考。雖然管理圖表無法提供深一層的技術特徵,但是對於技術掌握與分佈可提供某種程度的了解。一般而言,管理圖表分析包括專利件數分析、生命週期曲線分析、競爭國家分析、競爭公司分析、發明人分析、國際專利分類(IPC)分析、與美國專利分類(UPC)分析等,將於以下各節分別討論。

2.     遠距居家照護技術專利件數分析

1為遠距居家照護技術歷年專利件數分佈,其中橫軸為申請日與公告日之時間軸,縱軸為專利件數。圖中藍色線代表以專利申請日分析,藉由申請日作分析,可以瞭解技術的萌芽時間;暗紅色線代表以專利公開日作分析,藉由公開日作分析可以得知最新的發展現況。

1. 遠距居家照護技術歷年專利件數

遠距居家照護技術專利申請件數自1994年開始穩定成長,1999年申請件數達42件,藉由申請日與公告日的比對可以看出,遠距居家照護技術專利與一般專利相似,其申請時間與核准公告時間約有3年的差距,2002年以後申請案件許多尚未核准公告,因此未被檢索出來。遠距居家照護技術專利核准件數則每年持續增加,2002年核准件數達43件。

2與表2說明專利技術生命週期圖之意義,比對專利件數與專利權人數,可以推論此專利技術是處於萌芽期、成長期、成熟期、或技術瓶頸期。圖3為遠距居家照護技術專利技術生命週期圖(以兩年為計算單位),比對圖3與圖2可推論遠距居家照護技術專利技術仍處於技術成長期。

2. 技術生命週期圖示

2. 技術生命週期圖意義

階段

階段名稱

代表意義

第一階段

技術萌芽

廠商投入意願低,專利申請件數與專利權人數皆少

第二階段

技術成長

產業技術有突破或廠商對於市場價值有了認知,競相投入發展,專利申請量與專利權人數急遽上升

第三階段

技術成熟

廠商投資於研發的資源不再擴張,只剩少數繼續發展此類技術,且其他廠商進入此市場意願低,專利申請量與專利權人數成長逐漸減緩

第四、五階段

技術瓶頸

產業技術研發遇瓶頸難以突破或此類產業已過於成熟,專利申請量與專利權人數呈現負成長

3. 遠距居家照護技術專利技術生命週期圖

3.     遠距居家照護技術專利國家別分析

3為遠距居家照護技術專利所屬國件數分析表。由表3可看出,投入遠距居家照護技術發展並在美國獲得專利之國家共有9國,總專利件數317件,專利權人共177位,其中美國、澳洲、日本三國所獲得專利件數佔總專利件數之96.2%,是主導遠距居家照護技術之重要國家。目前台灣並無在美國獲得遠距居家照護技術之相關專利,與美澳日等技術先進國家比較,台灣於遠距居家照護技術發展上仍有相當大之空間。

3. 遠距居家照護技術專利所屬國件數分析表

所屬國

專利所屬國

專利件數

專利權人數

件數百分比

US

美國

279

158

88.0%

AU

澳洲

16

3

5.0%

JP

日本

10

7

3.2%

CA

加拿大

5

3

1.6%

IL

以色列

2

2

0.6%

GB

英國

2

1

0.6%

NL

荷蘭

1

1

0.3%

GB2

英格蘭

1

1

0.3%

CH

瑞士

1

1

0.3%

合計

317

177

100%

4.     遠距居家照護技術專利權人(公司)分析

專利權人分析係針對特定之競爭對手進行相關競爭指標分析,藉以深入了解競爭對手之動向與研發能力。

4.1 公司相對研發能力比較

設定研發能力加權參數,計算技術競爭公司之「相對研發能力值」,可觀察各競爭公司研發能力之強弱。表4為遠距居家照護技術競爭公司相對研發能力值比較表,表中相對研發能力值是沿用專利分析軟體“Patent Guider”預設之加權參數(專利件數加權參數為1.2、被引證分析加權參數為1.4、自我引證分析加權參數為0.9)來做計算。遠距居家照護技術相對研發能力值最高第一名為美國加州的Health Hero Network,設定其相對研發能力值為100%,其次為「Medtronic, Inc.」,其相對研發能力值為65%。表4中第八名為印第安大學(Indiana University Foundation),是表中唯一的大學。

4. 遠距居家照護技術競爭公司相對研發能力比較表(前十名)

公司名稱

相對研發能力值百分比

Health Hero Network

100

Medtronic, Inc.

65

Motorola, Inc.

53

David; Daniel

45

ResMed, Ltd.

37

Crawford, Jr.; John M.

37

Visiting Nurse Service, Inc.

37

Indiana University Foundation

37

Cardiac Intelligence Corporation

35

Digital Equipment Corporation

33

4.2 重要競爭公司研發能力詳細數據分析

5為利用專利件數、活動年期、發明人數、以及平均專利年齡等競爭指標,分析重要公司投入遠距居家照護技術之技術發展狀況,藉以顯示競爭公司之投入資源及有效掌握競爭環境之重要資訊。以下先就各指標名詞簡單介紹:

(1)   活動年期

觀察各競爭公司在本專案技術內有專利產出之活動期,進而可得知各公司投入本技術領域之研發時間。

(2)   發明人

競爭公司投入本研究技術研發之發明人數統計,透過競爭公司在本專案技術研發人員投入之多寡,以評析該公司對本技術之企圖心與競爭潛力。

(3)   平均專利年齡

將各專利權年齡總和除以專利件數所得之值。平均專利年齡越短,表示該公司於本專案技術內享有較長期之技術獨占性優勢。唯各國專利制度不盡相同,專利權期間也不相同,以美國專利權年限20年為例,若分析專案之平均專利年齡越短(例如3年),表示此專案之技術受專利權保護之時間將越長(還剩17年),享有較長期之技術獨占性優勢。

(4)   自我引證次數

本分析專案內公司引證自己公司之專利次數。

(5)   被其他人引證次數

本分析專案內公司之專利被其他公司引證之次數。

(6)   總引證次數

本分析專案內公司所擁有之專利自我引證次數加被其他人引證次數。

(7)   引證率

本分析專案內公司專利的總引證次數除以該公司專利件數的比值。引證率可用來衡量各競爭公司之專利產出品質,引證率越高的公司,表示該公司產出之專利平均被引用次數越多,顯示專利品質越高。一般評量先進公司之技術研發能力除可依專利件數多寡衡量外,引證率也是技術能力重要參考指標。利用引證率衡量公司之技術研發能力是屬於「質(quality)」的衡量指標,而專利產出件數則是「量(quantity)」的衡量指標。

(8)   技術獨立性

分析專案內公司引用自己公司專利的次數除以總引證次數之比值。技術獨立性表示公司技術研發內容與其他競爭公司的技術差異性。技術獨立性數值越高,表示該公司研發之技術獨特性較高(其研發路線較為獨立),同業間較少有公司追隨其技術研發,接近所謂的獨家技術;技術獨立性數值越低,表示該公司技術研發路線與其他競爭公司研發之技術內容相似程度較高,也較有技術侵權的可能性發生。

5. 遠距居家照護技術相對研發能力前十名競爭公司之研發詳細數據

公司名稱

專利件數

活動年期

發明人數

平均專利年齡

自我引證次數

被其他人引證次數

總引證次數

引證率

技術獨立性

Health Hero Network

11

4

2

7

8

36

44

4

0.182

Medtronic, Inc.

14

5

22

5

6

17

23

1.643

0.261

Motorola, Inc.

1

1

3

13

0

26

26

26

0

David; Daniel

1

1

2

12

0

22

22

22

0

ResMed, Ltd.

14

6

11

6

6

3

9

0.643

0.667

Crawford, Jr.; John M.

1

1

1

13

0

18

18

18

0

Visiting Nurse Service, Inc.

1

1

2

10

0

18

18

18

0

Indiana University Foundation

1

1

2

10

0

18

18

18

0

Cardiac Intelligence Corporation

14

4

2

4

9

0

9

0.643

1

Digital Equipment Corporation

1

1

4

12

0

16

16

16

0

註:所有專利引證率及技術獨立性之平均值分別為1.570.1

觀察表5可得知在遠距居家照護技術專利技術相關領域中,以Medtronic, Inc.ResMed, Ltd.、與Cardiac Intelligence Corporation等三間公司專利之產出最多(14件),佔專利總數之4.4%,為投入遠距居家照護技術專利技術研發最活躍的公司。

相對研發能力第一名的Health Hero Network之專利產出共計11件,專利產出數量位居第二,專利活動年期有4年,投入之發明人數僅2位,平均專利年齡7年,屬為近期專利。Health Hero Network11件專利被引證總次數高達44次(其中自我引證次數8次,被其他人引證次數36次),引證率為4,遠高於平均引證率1.57,顯示其專利品質不錯;技術獨立性則為0.182,較整體技術獨立性之平均值0.1來的略高,表示該公司的研發技術與市場主流技術有些微差異性。

專利數產出量最多的Medtronic, Inc.ResMed, Ltd.、與Cardiac Intelligence Corporation此三間公司其專利平均專利年齡都相當短(4~6年),同時其專利的產出年份皆集中於2000~2005年間,顯示其具有一定的研發能量且專注於開發此領域之技術,後續發展值得注意。其中Medtronic, Inc.的專利引證率高達1.643高於平均引證率1.57,顯示其專利的產出除了量的領先外,質的方面也不錯。

另外Motorola, Inc.雖然專利件數不多(1件),但引證率高達26,顯示其專利品質不錯,值得詳細研究其所屬專利。該篇專利名稱為“health support system”,其技術內容為該health support system係由至少一health support單元以監測病患的生理狀態,該health support單元包含medication controllercommunications modulecentral data processorexternal communications interface藉以與病患產生互動,同時利用網際網路將所得訊號傳送至一電腦終端機進行儲存與分析,各元件間之訊號傳遞流程如圖4

4. 5390238專利示意圖

4.3 重要競爭公司歷年專利件數分析

5為遠距居家照護技術相對研發能力前十名競爭公司歷年專利件數分析,可顯示主要競爭公司歷年在此一研發領域之投入概況。由圖5可看出,1998年為一重要分野年,因為重要競爭公司中有半數公司的專利皆產出於1998年之前,另外半數公司的專利皆產出於1998年之後。因此本文將以1998作為分野年,觀察分野前年後各重要競爭公司在此領域之專利分佈概況。

5. 重要競爭公司歷年專利件數圖

6. 專利排行榜分析表(以1998年為分野年)

1998年之前

 

1998年之後(包含1998年)

排名

公司名稱

專利件數

排名

公司名稱

專利件數

1

Physio-Control Corporation

7

1

Cardiac Intelligence Corporation

14

2

GTE Laboratories Inc.

6

1

Medtronic, Inc.

14

3

Electric Boat Corporation

4

1

ResMed, Ltd.

14

3

i-Stat Corporation

4

4

Health Hero Network

11

3

Nova Technologies, Inc.

4

5

Careside, Inc.

7

6

GTE Products Corp.

3

6

GE Medical Systems Information Technologies, Inc.

5

17

Crawford, Jr.; John M.

1

7

Clavius Devices, Inc.

4

17

David; Daniel

1

7

Georgia Tech Research Corporation

4

17

Digital Equipment Corporation

1

7

I-Flow Corporation Inc.

4

17

Indiana University Foundation

1

10

Electric Boat Corporation

3

17

Motorola, Inc.

1

 

10

International Business Machines Corporation

3

17

Visiting Nurse Service, Inc.

1

 

10

i-STAT Corporation

3

註:加綠底的欄位為相對研發前十名之競爭公司。

遠距居家照護技術專利產出件數最高的Medtronic, Inc.ResMed, Ltd.Cardiac Intelligence Corporation等三間公司於此項技術領域投入發展較慢,至1999年才有第一件專利產出,之後每年皆有專利產出,並在1999~2005年間完成目前所有專利產出。

反觀Crawford, Jr.; John M.David; DanielDigital Equipment CorporationIndiana University FoundationMotorola, Inc.Visiting Nurse Service, Inc.等六間公司與研究單位於1998年前各產出1篇專利後,後續專利產出停滯。

5.     遠距居家照護技術IPC分析

5.1 IPC之意義

國際專利分類(International Patent Class, IPC),是世界智慧財產組織(World Intellectual Property Organization, WIPO)制訂的一種分類系統,可提供各國專利文獻統一分類之依據,其中包括了部(section)、主類(class)、次類(subclass)、主目(main group)、及次目(subgroup)五個階層,專利審查委員在閱讀專利說明書後,會依據該專利的技術特徵,賦予一個或多個的專利分類,以利分析者進行專利檢索。

IPC並非一成不變,而是會隨著技術演變進行調整,目前IPC最新版本是200011公佈的第七版,共有8個部、120個主類、628個次類、與大約69,000個目,編排架構說明如下:

(1)   (section)

「部」為IPC之主要分類大項,其所呈現的是發明專利領域之知識體系,部的名稱可視為是對該部內容之廣泛指示,且每個名稱後面都有一個主要細部展開項目之摘要類目。目前IPC將整個專利發明的知識分為8部,以大寫字母AH分別表示之,如表7

7. 8部的類目

類目名稱

A

生活必需品

B

處理操作;運輸

C

化學;冶金

D

纖維;紙

E

固定構造物

F

機械工程;照明;加熱;武器;爆破

G

物理學

H

電學

(2)   主類(class)

「主類」係由各部之下再細分為類,主要是針對該領域之發明技術作出更明確的定義與意涵。類的記號是在部的記號後加上兩位數字作為代表(如“G06”),而每一類名稱標示該類所包含的內容。

(3)   次類(subclass)

每類之下均包含一個或多個次類,其所指示的範圍比類更為特定與詳細,亦即次類比類更接近其所指涉之發明技術內涵。次類之記號為類的記號後面再加上一個大寫字母(如“G06F),其名稱則為能夠正確指示該次類內容的名詞。

(4)   (group)

次類之下則再細分為多個目,較次類更能顯示特定範圍的專利技術。目又分為主目與次目;其中主目是為定義在檢索目的上有用的技術主題範圍,因此其記號顯示格式為次類字母計號之後加上13位數字、斜線及數字00組成(如“G06F17 /00”)。

(5)   次目(subgroup)

次目是主目下的細分類,其記號是在目的記號後面(斜線後面)加上至少兩位不等於00的數字(如“G06F17 /60”)。由於IPC採用十進位分類,因此任何斜線後的第3位或後續數字應被視為是前行數字的十進位細分數字,如17/60介於17/0019/00之間。次目之名稱,則是限定在主目的範圍之內,利於定義檢索的技術主題範圍,而名稱之前有顯示該層次位置的一個或數個圓點,在所有情形下,次目名稱必須以從屬並受限於其上主目之名稱的方式來解讀。

8遠距居家照護技術專利之IPC範例。每一個IPC均對應一個代表該分類的技術內容,IPC分析可對專利技術類別進行分析,包括IPC專利分類分析、IPC專利技術歷年件數分析、競爭國家分析與競爭公司分析等。利用IPC分析可以幫助分析者找出技術的主要領域和未開發領域,以作為研發方向的參考。

8. 遠距居家照護技術專利IPC範例

G06F17/60

說明

部之記號、名稱

G:物理

類之記號、名稱

06:計算;推算;計數

次類之記號、名稱

F:電處理

目之記號、名稱

17/00:專門適用於特定功能的數位計算設備或數據加工設備或數據處理方法

一點次目之記號、名稱

行政管理、商業、經營、監督或預測目的的

G06F17 /60應解讀成「專門適用於特定功能的數位計算設備或數據加工設備或數據之電處理計算方法」

5.2 遠距居家照護技術專利之IPC專利分類分析

9列出遠距居家照護技術專利四階IPC分析前三名的技術分類及內容。每件專利大多並非只有一個IPC四階分類號,因此表9中之專利件次是代表共有多少專利件次屬於該分類,例如US4,804,625號專利IPC分類為G01N33/535G01N33/536G01N33/543,因此共有3專利件次屬於G01N33分類。由表9中可得知A61B5A61G7G06F17此三項分類為遠距居家照護技術專利的重點領域,其中又以A61B5「診斷;外科;鑑定è用於診斷目的之測量」專利件數較多。

9. 遠距居家照護技術專利四階IPC分析前三名的技術分類及內容

IPC分類

技術分類意義

專利件次

A61B5

診斷;外科;鑑定è用於診斷目的之測量

99

A61G7

專用於護理之床

29

G06F17

專門適用於特定功能的數位計算設備或數據加工設備或數據處理方法

28

由於四階IPC之分類技術主題範圍較為粗略,因此將IPC向下延伸一階來作分類探討。表10列出遠距居家照護技術專利五階IPC分析前五名的技術分類及內容,可以得知A61B5/00G06F17/60A61B5/02A61M16/00A61B5/04等五項分類為遠距居家照護技術專利的重點領域,其中又以A61B5/00「診斷;外科;鑑定è用於診斷目的之測量」專利件數較多。

10. 遠距居家照護技術專利五階IPC分析前四名的技術分類及內容

IPC分類

技術分類意義

專利件數

A61B5/00

診斷;外科;鑑定→用於診斷目的之測量

50

G06F17/60

專門適用於特定功能的數位計算設備或數據加工設備或數據之電處理計算方法

19

A61B5/02

探測、測量或記錄脈率、心率、血壓或血流;綜合的脈率/心率/血壓之測定

17

A61M16/00

以氣體處理法影響病人呼吸系統之器械

16

A61B5/04

探測、測量或記錄人體或人體部分之生物電信號

13

6.         遠距居家照護技術專利之UPC分析

6.1 UPC之意義

雖然目前多數國家之發明專利均依據國際專利分類表予以分類,但美國仍舊採行其獨有之「美國專利分類表(United States Patent Classification, UPC)」。主要原因是UPC較為詳細,且修訂頻率較高。相較於IPC69,000多個主目與次目,UPC約有150,000的次類;IPC每五年修訂一次,而UPC則是每兩年修訂一次,更能符合科技進步與時代變遷之需求。

UPC編排體制是以「類」與「次類」兩個層次予以編排,彼此上下相互隸屬,編排架構說明如下:

(1)   (class)

UPC的第一層次為「類」,在每類之前均有說明其主題的「標題」,並以一組13位數的號碼表示該類。在類的範圍中,除部份尚未完全修訂外,每一類均有其定義說明(但新式樣專利的類別則無說明)。此定義可以說明每一類的主題範圍,比簡短的標題更容易清楚表達該類所涵蓋的技術主題範圍,例如類號348的定義說明為「電視」、174的定義說明為「電器:導体與絕緣體」。

(2)   次類(subclass)

類之下再細分為次類,係針對該類主題範疇再予以劃分。次類同樣以號碼表示,且與類的號碼間隔有一條斜線。由於UPC採類與次類的二階分類方式,因此一個完整的UPC分類號應同時包括類與次類的號碼,例如在「102/301」的類號中,102代表「類」,而301代表針對該類細分的「次類」。

11為遠距居家照護技術專利之UPC範例。與IPC分析相同,每一個UPC均對應一個代表該分類的技術內容,UPC分析可對專利技術類別進行分析,包括UPC專利分類分析、競爭國家分析與競爭公司分析等。

11. UPC編排架構內容示範

600/300

說明

類之記號、名稱

600:外科

次類之記號、名稱

300:診斷方式

600/300」應解讀成「外科的診斷方式」

6.2 遠距居家照護技術專利之UPC專利分類分析

12列出二階UPC分析前五名的技術分類及內容,可以得知「生理診斷方式」、「使用電話線路方式遙測與傳輸生理訊號」、「健康監測資料庫的管理」、「病患生理訊號之管理」、與「多重生理訊號之監測方式及裝置」等五項分類,為遠距居家照護技術專利的重點領域。圖6為此五項分類歷年專利件次分析,其中128/904(使用電話線路方式遙測與傳輸生理訊號)為較早發展之技術,1998年起其餘分類技術亦加入發展,其中600/300(外科的診斷方式)與128/904技術發展於2002年達到高鋒。其於三項技術自1998年起約維持每年3~4件次專利之發展。就遠距居家照護技術專利UPC二階分析來作觀察,技術分類較密集的600/300僅佔317件專利中的37件次,加上其餘四項重要UPC二階技術亦僅佔119件次,整體研發技術市場分布顯得較為零散。

12. 遠距居家照護技術專利主要UPC二階分類及內容

UPC分類

技術分類意義

專利件數

600/300

生理診斷方式

37

128/904

使用電話線路方式遙測與傳輸生理訊號

27

705/002

健康監測資料庫的管理

21

705/003

病患生理訊號之管理

17

600/301

多重生理訊號之監測方式及裝置

17

6. 重要UPC二階歷年件數分析

6.3遠距居家照護技術專利競爭國家與公司重要UPC專利件次分析

7為競爭國家重要UPC專利件次分析,比較專利數前四名之主要競爭國家(美國、澳洲、日本、與加拿大)在遠距居家照護技術專利主要二階UPC分類的專利分布情形。由圖中觀察可知,美國於五項分類皆較澳洲、日本及加拿大有大幅度之領先;而日本的研究領域較著重於600/300(生理診斷方式)、128/904(使用電話線路方式遙測與傳輸生理訊號)、與600/301(多重生理訊號之監測方式及裝置)上。反觀澳州所屬專利皆不在此五類的UPC分類上。

7. 競爭國家重要UPC專利件次分析

8為競爭公司重要UPC專利件次分析,圖中顯示專利件數前四名之重要公司在上述主要二階UPC分類的專利分布情形。「Health Hero Network」於此五項分類之研發結果皆領先其餘競爭公司,尤其是705/002(健康監測資料庫的管理)與705/003(病患生理訊號之管理)。該公司的營運項目為被動式生理監視器與遠距居家照護服務。「Medtronic, Inc.」依專利件數分別落於600/300(生理診斷方式,3件次)、128/904(使用電話線路方式遙測與傳輸生理訊號,1件次)、與600/301(多重生理訊號之監測方式及裝置,1件次)Cardiac Intelligence Corporation專利件數較集中於600/300(生理診斷方式,2件次)與600/301(多重生理訊號之監測方式及裝置,1件次)此類技術之研發。

8. 競爭公司重要UPC專利件次分析

7.         遠距居家照護技術重要引證專利分析

13為遠距居家照護技術專利交互引證前七名之列表,所謂「交互引證數」的定義即為317件專利中引證此篇專利的專利數。例如US5,390,238的交互引證數為22,即是317件專利中有22件專利引證此件專利。需要強調的是交互引證數的比較並不一定公平,因為越早公告之專利,被引證的機率就越高,但是在客觀上仍可初步瞭解哪些專利是相對重要的。

經由PatentGuider1.0的「專利引證率分析」,選出被引用率最高的前七名專利(被引用總數大於10的專利),並經由人工篩選後與本研究主題極為相關的專利,透過其引用關係繪製專利引用族譜圖(以專利為節點,引用關係為箭號),如圖9。該族譜圖包含了52件專利,佔全部專利(317件)的16.4%。從圖9可以觀察出該族譜圖具有某些特性,說明如下:

(1)   技術相依性

由圖9可發現,從前七名被引用率最高的專利出發,在所畫出的族譜圖中各專利與專利之間(節點與節點間),可以找到至少一個或一組箭號所聯集而成的箭頭組,也就是說這些遠距居家照護技術專利間具有相當程度的相依性。

(2)   技術群聚性

遠距居家照護技術專利間雖然具有相當程度的相依性,但仍可以由圖9觀察到某些專利具有源頭性,如美國專利第5,390,2385,441,0474,838,2755,331,5495,553,6095,357,4276,168,563號專利。以這些專利為母專利進行區隔,可將此遠距居家照護技術高引用專利所形成的專利引用網路,分成七個大小不同的技術群聚,是故這些不同的專利具有群聚性。

13. 遠距居家照護技術專利交互引證前五名

專利號

交互引證數

自我引證

被他人引證

專利權人

申請日

公告日

US 5,390,238

22

0

22

Motorola, Inc.

1992/6/15

1995/2/14

US 5,441,047

19

0

19

David; Daniel

1993/5/25

1995/8/15

US 4,838,275

14

0

14

Lee; Arnold St. J.

1987/7/20

1989/6/13

US 5,331,549

14

0

14

Crawford, Jr.; John M.

1992/7/30

1994/7/19

US 5,553,609

13

0

13

Indiana University Foundation &Visiting Nurse Service, Inc.

1995/2/9

1996/9/10

US 5,357,427

12

0

12

Digital Equipment Corporation

1993/3/15

1994/10/18

US 6,168,563

10

0

10

Health Hero Network, Inc.

1999/3/17

2001/1/2

9. 遠距居家照護技術重要引證專利族譜圖

8.         遠距居家照護技術重要引證專利技術解析

由於圖9的引證關係圖相當複雜,因此我們將每一篇母專利之引證關係單獨提出,來探討該群聚之專利技術特徵,各群聚的特徵如下:

8.1技術群聚A

技術群聚A是以美國專利第4,838,275號專利(圖10)為核心技術的遠距居家照護技術群聚,其中引用到兩個不同族群的專利用藍底表示,引用到三個不同族群以上的專利則用黃底來表示。此篇專利同時也是美國專利第5,441,0475,390,2385,553,609此三篇母專利的源頭。此技術群聚的特徵為由遠端監測居家病患生理狀態系統的建置,如利用相關感測器監測病患的活動、利用裝置於病患身上的生理感測器收集病患心跳、血壓等生理訊號,同時利用即時影像或網際網路等技術將資料回傳至醫療機構,用以達成遠端虛擬診療的目的。以下將針對4,838,275號專利技術進行細部解析。

10. 4,838,275號專利引證族譜圖

美國專利第4,838,275號揭示了一種遠端監測居家病患生理狀態系統的架構,如圖11所示(原專利圖示略為模糊),該系統包含了PSA(Patient Subscriber Apparatus)SCO(Surveillance and Control Office)PO(Physician’s Office)ECPO(Emergency-Call Physician’s Office)PRR(Paramedic Ready Room)VNR(Visiting-Nurse Registry)PharmacyLRP(Lay Referral Person)七大子系統所構成,同時七大子系統下皆有相對應之單元所組成,整體細部架構如圖12所示。以下將針對與患者生理訊號量測有直接關係的PSA(Patient Subscriber Apparatus)進行細部技術介紹。

11. 4,838,275號專利系統架構

12. 4,838,275號專利系統細部架構

PSA為一裝置於病患家中之小型生理訊號接收器,用以接收包含來自Diagnostic bedDiagnostic chairDaily medicine dispensary所擷取到的生理訊號。Diagnostic bed(圖13)裝設有ballistocardiograph(BCG)與相關感測器,用以量測病患之心跳、呼吸頻率(包含depth of respiration)、肌動、體重、與翻身。圖13Diagnostic bed的構造示意,該床包含一層由多孔性塑膠組成的材質(mold),相關感測器(ECG電極、聽診器、麥克風、溫度感測器、與加速度計)皆埋設於其中。該Diagnostic bed包含一組馬達與滑輪組連接至hammock用以協助病患躺於其上後,緩慢地將其放置於mold上,同時以非接觸式的方式擷取生理訊號,包含利用ECG電極用以量測病患之心電圖;聽診器用以量測病患之呼吸頻率與深度,同時監聽肺部有無雜聲;麥克風用以將聽診器之聲音加以放大;而accelerometers用以感測病患身體之移動狀態。

13. Diagnostic bed示意圖

Diagnostic chair(圖14)裝設有Doppler ultrasonic arterial automatic blood pressure(DUSIAP)Optical glycomete兩種生理儀器,DUSIAP為一非侵入式血壓量測儀器,病患將手放置於arm rest後,將clamshell cuff扣上,即可利用人體動脈管徑變化與血壓脈波的關係,應用超音波在管壁的迴音推測瞬間反射面的位置得到直徑的大小,透過影像分析取得血壓脈波。另外Optical glycometer為一種無痛血糖器,病患只要將手指放在儀器上,儀器便可以利用紅外線(infrared)量測病患的血糖濃度。

14. Diagnostic chair示意圖

Daily medicine dispensary(圖15)為一病患日常用藥管理裝置,用以統計病患用藥次數與剩餘藥量,當藥品剩餘量不多或病患長時間未按時用藥時,可傳動相關訊息至PSA並聯結至SCO提醒醫療人員注意。

 

15. Daily medicine dispensary示意圖

PSA所接收到之訊息會經Data preprocessor and converter(DPPC)加以預先處理後以電話線與數機連結的方式傳輸資料至遠端之SOC予醫療人員進行診斷。

8.2技術群聚B

技術群聚B是以美國專利第5,331,549號專利(圖16)為核心技術的遠距居家照護技術群聚,其中引用到兩個不同族群的專利用藍底表示,引用到三個不同族群以上的專利則用黃底來表示。此技術群聚的特徵為應用於醫療院所之遠端監測病患生理參數之小型可攜式裝置與其訊號處理流程,如心跳、呼吸頻率等參數的收集與分析。

16. 5,331,549號專利引證族譜圖

美國專利第5,331,549號揭示了一種應用於醫療院所之遠端監測病患生理參數之裝置與其方法,其優點為提供每日且立即的監測與診斷,同時與病患歷史資料進行比對以及早發現生理狀態異常之現象;利用遠端監測的方式有效達成長時間監測病患生理狀態並減輕醫療人員的管理成本。

如圖17所示,該系統是由位於每位病患病房內之可攜式生理監視器與位於遠端之中央伺服器所組成,生理監視器(vital signs monitor)在接收病患之相關生理訊號(如心跳、呼吸頻率、血壓、體溫)後利用RS232介面傳送至訊號轉換器(converter)預先進行訊號轉換,然後藉由two wire data grade telephone cableRS485 adapter將訊號傳送至中央伺服器。CPU與其內建之Dynamic Data Exchange (DDE) driver為中央伺服器的核心,用以分析傳入該系統之病患生理資料,同時亦可與儲存裝置內之病患歷史資料進行比對,相關訊息會以圖形與數據並存方式顯示於螢幕上。當生理訊號出現異常或遠端病患發生緊急事件時,螢幕上相對應的生理訊號會亮起紅燈同時告知病患所處樓層與病房,利用警報器提醒醫療人員進行處理,相關螢幕顯示項目如圖18所示。

19顯示醫療人員亦可利用遠端電腦連線至中央伺服器即時觀察病患狀態,同時可設定相關生理參數達預警標準之上下限(如每分鐘心跳次數、舒張壓/收縮壓等),病患生理訊號的歷史資料也可以趨勢圖方式加以呈現,如圖19所示。

17. 5,331,549號專利系統架構

18. screen display顯示項目(1)

19. screen display顯示項目(2)

8.3技術群聚C

技術群聚C是以美國專利第5,357,427號專利(圖20)為核心技術的遠距居家照護技術群聚,其中引用到兩個不同族群的專利用藍底表示,引用到三個不同族群以上的專利則用黃底來表示。此技術群聚的特徵為遠端監測病患生理參數之裝置與其訊號處理系統,相關訊號係由電信傳輸之方式傳送至醫療院所。

20. 5,357,427號專利引證族譜圖

美國專利第5,357,427號揭示了一種適用於高風險性患者(如心臟病、孕婦等)具有人工智慧(artificial intelligence)的遠距生理監測系統,其基本架構如圖21所示。該系統包含裝設於患者家中符合AT&T 4 Dual-Tone Matrix Frequency(4DTMF)之生理監測裝置及電話設備、用以對患者進行詢答並利用AI人工智慧進行自然語意分析之語音系統(DEC voiceVAX4000)、儲存個別患者生理資料並負責資料傳輸之Telemedical Interface Box、紀錄所有患者傳回資訊之資料庫(VAX6000)與相關電腦工作站。

21.系統架構(1)

如圖22所示,裝設於患者家中之生理監測裝置(301)配合相關感測器可以收集心跳、血壓、EEG甚至孕婦子宮收縮等生理訊號,該訊號會被記錄於Telemedical Interface Box中的EPROM中同時經由編碼器轉為類比訊號。利用電話線(不須數據機)將相關訊號傳至DEC voice裝置。

22. 系統架構(2)

此專利的另一重要特徵為具有AI人工智慧的自然語意分析系統(DEC voiceVAX4000),該系統可定期撥打電話至患者家中,以醫生預錄於該系統中之問題向患者進行詢問,同時依患者的答案自動選擇相關問題提問,利用自然語意分析的功能擷取患者回達語句中的重要資訊及其語調,並且將該次問答之內容整理成如圖23右下方之表單供醫生參考。

23. AI語音分析系統

8.4技術群聚D

技術群聚D是以美國專利第5,441,047號專利(圖24)為核心技術的遠距居家照護技術群聚,其中引用到兩個不同族群的專利用藍底表示,引用到三個不同族群以上的專利則用黃底來表示。美國專利第5,441,047號揭示了一種遠距監測非臥床病患或獨居老人生理參數的裝置及其系統建置方式,該遠距監測系統串連Patient remote locationCentral stationPhysician remote site三方的訊號與影音使其相互聯繫,如圖25所示。

Patient remote locationCentral station間的資料傳輸包含生理訊號以及影音訊號。生理訊號主要是將ECG、血壓、體重、體溫等原始資料利用電話線或RF transmitter的方式傳送至central station;而裝置於患者住處的攝影機與語音模組可提供患者與位於central station的醫療人員進行即時視訊,同時方便醫療人員檢視其活動狀況。影音的傳輸方式主要是利用電視纜線(cable)先將資訊傳送至cable television station進行處理,然後轉傳至central station,而位於central station醫療人員的影音亦透過相同方式傳送至患者住家。

此外位於Physician remote site(如辦公室或其住家)的醫療人員可透過遠端電腦利用電話線連結至Central stationswitching center獲取患者生理訊號等資料,同時亦可電視纜線的方式與遠端患者進行即時視訊。

24. 5,441,047號專利引證族譜圖

25. 5,441,047號專利系統架構

26顯示Patient remote location 的生理訊號擷取架構,其技術特徵為利用裝設於座椅上之感測器以非侵入的方式量取患者的脈搏、血壓、與溫度等生理資料,同時將相關數值顯示於位在座椅旁的criticare monitor 的螢幕上,位於遠端的醫療人員可透過患者家中的攝影機觀看生理訊號的量取結果並即時與患者進行視訊,此外criticare monitor亦可透過電話線或RF transmitter的方式傳送至central station進行儲存與分析。

27顯示為一量取患者ECG之電極貼片裝置,該裝置包括transmitterreceiver兩部份。Transmitter上有ECG電極用以接收心臟的電位變化,利用前置放大器將訊號放大後進行編碼,以RF transmitter以及天線將訊號傳送至receiver端進行A/D轉換並儲存,獲得的ECG資料可利用電話線與數據機傳送至central station

26. patient remote location系統架構(1)

27. patient remote location系統架構(2)

28central station的概要示意圖,其主要功能為接受來自於患者家中傳送的生理原始資料進行相關分析以提供醫療人員即時診察,同時與患者進行雙向視訊。

28. central station概要示意圖

8.5技術群聚E

技術群聚E是以美國專利第5,390,238號專利(圖29)為核心技術的遠距居家照護技術群聚,其中引用到兩個不同族群的專利用藍底表示,引用到三個不同族群以上的專利則用黃底來表示。該專利揭示了一種遠端居家監測系統的建構與其business model,如圖30所示,該系統包含用以監測患者生理訊號之health support unit、提供資料傳輸的telephone network、紀錄患者生理資料的伺服器(local server)與醫療人員的遠端監控工作站(monitoring terminal interfaces)。藉由health support unit監測病患之生理訊號,同時利用網際網路將所得訊號傳送至一電腦終端伺服器(local central server)進行後處理與相關分析。醫護人員與藥商可藉由個人電腦或可攜式聯結網路裝置進入電腦終端伺器查詢個別病患生理狀態與相關藥物庫存量,以達到全面性遠距照護與醫療之功效。

29. 5,390,238號專利引證族譜圖

30. 5,390,238號專利系統架構

8.6技術群聚F

技術群聚F是以美國專利第5,553,609號專利(圖31)為核心技術的遠距居家照護技術群聚,其中引用到兩個不同族群的專利用藍底表示,引用到三個不同族群以上的專利則用黃底來表示。該專利之特徵為一可雙向影音溝通之遠距居家監測系統,其整體系統架構如圖32所示。該系統是由Supervisory control center(SCC)Master monitoring station(MMS)Slave monitoring station(SMS)三個子系統所組成。SCC為一終端伺服系統,用以監控MMS的運作、分配工作流程、與儲存相關資料;MMS為醫療人員用以接收、監測由SMS(客戶端)傳送之影音資料,同時亦可控制客戶端之攝影機角度,並肩負溝通客戶端與伺服端的工作。SMS裝設於使用者家中,為實際執行監測與傳輸影音資料至MMS端的工作單元。

31. 5,553,609號專利引證族譜圖

32. 5,553,609號專利系統架構

33SMS端的系統架構,包含一部TV camera、麥克風、電腦(含影像/聲音擷取與壓縮軟硬體)、喇叭、與高速數據機。Camera擷取到的影像與麥克風收集到的聲音經由壓縮後可利用電話線與高速數據機傳送至MMS端,SMS端包含一組控制器(video/audio controller),以方便MMS端的醫療人員能隨意調整camera的左右/俯仰角度與麥克風的靈敏度、濾除背景雜音等功能。

33. SMS端系統架構

34MMS端的系統架構,包含一部camera、麥克風、電腦(含影像/聲音擷取與壓縮軟硬體)、喇叭、高速數據機、與醫療人員控制/管理電腦視窗介面(圖35)。由SMS傳送來的影音資料可即時顯示於該介面上,同時醫療人員亦可以相同的技術將影像/聲音傳送至SMS端與使用者進行溝通。此外MMS端的醫療人員可藉由控制/管理介面,配合電話線與高速數據機傳送相關控制訊號至SMS端的控制器(video/audio controller)藉以調整camera的左右/俯仰角度與麥克風的靈敏度、濾除背景雜音等功能。

34. MMS端系統架構

35. 控制/管理電腦視窗介面

8.7技術群聚G

技術群聚G是以美國專利第6,168,563號專利(圖36)為核心技術的遠距居家照護技術群聚,其中引用到兩個不同族群的專利用藍底表示,引用到三個不同族群以上的專利則用黃底來表示。該專利之揭示了一種遠端健康監測與維護系統架構,如圖37,整體系統包含可攜式微處理監測裝置、生理訊號管理單元、生理訊號量測裝置(血糖監視器、ECGNO分析儀、體溫計等)、與數據交換處理中心(clearinghouse)四項子系統。可攜式微處理監測裝置內含微處理器、生理訊號分析軟體、記憶卡插槽、與序列埠等軟硬體裝置,允許連結至生理訊號管理單元擷取相關生理資訊進行分析並儲存,同時可將分析結果以數據/圖形方式顯示於螢幕上,如圖38所示。生理訊號管理單元與生理訊號量測裝置以纜線作連結,用以擷取相關生理訊號並進行分析與儲存工作,同時該裝置提供RS232埠方便使用者連結至電腦進行觀看,亦可透網路將資料傳送至數據交換處理中心。

36. 6,168,563號專利引證族譜圖

37. 遠端健康監測與維護系統架構

38. Hand held unit分析結果圖示

如圖39所示,位於遠端的醫療人員可透過網路連結至數據交換處理中心(clearinghouse)來監測患者的生理資訊,亦可將相關資料(包括原始資料或已處理資料)儲存與下載。圖40為生理訊號管理單元的內部架構,其內部包含中央處理器、記憶體、生理訊號分析軟體、計時器、電源與聯結外部裝置用的雙通用非同步收發傳輸器(Dual UART)。生理訊號管理單元可將來自於生理訊號量測裝置所傳入的生理資料經由內建的分析軟體進行處理,然後傳送至使用者電腦或由網路送往數據交換處理中心。

39. 遠端健康監測與維護系統資料傳輸架構

40. 生理訊號管理單元的內部架構

8.8技術群聚H

此技術群聚不屬於此次專利檢索中之專利,它是以美國公開專利第20,040,019,406號(圖41)為核心技術的遠距居家照護機器人,該群聚中的所有專利皆由來自於加拿大的Wang, Yulun等人所陸續提出,ㄧ共14篇。該群專利的主要關鍵為一遠端遙控之可移動影音機器人,如圖42所示,該機器人係由移動平台(內含蓄電池)、機器手臂(包含夾持裝置)、螢幕(傳遞遠端操控者影像)、網路攝影機(傳送影像給遠端操控者)、麥克風與喇叭(進行雙向溝通)所組成;另外機器人身上設置一可放置藥物之小抽屜以方便遠端操控者提醒居家高齡者服用藥物。此機器人的另一特點為可依遠端使用者的身高進行升降,同時位於其上的機器手臂夾爪可協助拾取掉落於地面之物品。

41. 20,040,019,406號專利技術群聚魚骨圖

42.遠端遙控之可移動影音機器人

如圖43所示,位於local端的操控者(如子女、醫護人員)可藉由搖桿與電腦透過網路控制機器人之行走與調整攝影機的角度,同時利用local端的攝影機與麥克風亦可將操控者的影像與聲音傳送至機器人的螢幕和喇叭,與遠端的使用者(如父母、病患)進行即時影音雙向溝通。而遠端使用者的影像與聲音亦可透過無線網路傳送至local端。

43. 20,040,019,406號專利系統架構

9.         行為模式監測專利技術簡介

在遠端居家照護技術的專利中,除上述用以監測居家或醫療院所病患生理狀態系統架構之專利技術群聚外,亦包含了利用居家環境中各式極限開關、紅外線感測器等裝置,監測居家環境中受測者的日常行為模式藉以判斷活動力與健康狀態之專利技術,以下將針對此類技術之專利粗分三大類來作簡介。

9.1 偵測使用者行為模式改變之單一裝置

此技術係以美國公告專利第6,201,476號(圖44)為核心技術的行為模式監測裝置專利,其技術內容旨在敘述利用一三軸加速規(three accelerometers)、積分處理電路與類神經網路程式來進行使用者行為模式改變之判別,尤其著重於老人突然間跌倒之即時警報求援。

當使用者將此裝置配置於身上(如腰帶)時,三軸加速規會即時偵測使用者之活動狀態,同時將訊號傳送至積分處理電路,第一級積分處理器會將加速度先積分使其轉換為速度,之後再由第二級積分處理器將速度再積分為位置函數,最後分別將xyz三軸之位置函數利用加算器(summing device)合為一函數式以進行後處理分析。此外,三軸加速規所的之加速度原始資料亦可以直接傳送至A/D converter進行類比數位轉換,再利用處理器進行訊號比對與處理。圖44中之右上角所呈現之波形圖中,區段A為使用者於一般活動狀態之位置-時間函數圖,當有姿勢瞬間大幅改變時,區段B~C呈現使用者面臨摔倒或墜落等危險情形,此時該訊號會即時送至alarm center進行通報同時發出警報聲響向周邊人員進行求援,而區段D為姿勢大幅改變後使用者暫停動作之波形,此時無任何訊號出現。

44. 6,201,476號專利圖示

45所示為圖44signal processor內部裝置示意圖,主要是由x軸度量計算電路(computation circuit)z軸度量計算電路(computation circuit)與低通濾波器所組成。其中度量計算電路是以作計算,代表與時間有關之加速度函數,tk代表加速度樣本。在此篇專利中強調,兩加速度樣本間之取樣頻率約為40毫秒,因此藉由此式即可計算出x軸或z軸之加速度值是否有突然之改變。x軸與z軸度量計算電路所計算出之加速度變化量會送至comparator進行比對,之後再傳送FILO(First In Last Out)暫存器(register)準備由加法電路(adder)處理後,將所得資訊由類神經網路(artificial neural network)進行行為模式分析(behavior analysis)

 

45. Signal processor內部裝置示意圖

9.2 使用者居家環境行為模式監測系統與架構

此技術係以美國公告專利第6,950,017號(圖46)為核心技術的居家環境行為模式監測系統與架構之專利,其技術內容旨在敘述利用設置於居家環境的行為監測感測器與開關來監測受測者的一般起居生活。例如於家中的門上裝設開關(switch)與移動檢測器(motion detector)來監測受測者之外出與移動狀態,裝測流量計(water flow meter)來監測家中淋浴、如廁、與洗衣機等水量使用情形,並且以電子訊號方式傳送至管理端,除水的用量外,包含用水的持續時間亦可偵測並加以紀錄。

46. 6,950,017號專利圖示

上述接收到之訊號可以利用有線或無線的方式送到如圖47之控制器進行後續儲存與分析之工作,此外若是居家受測者之活動力訊號有異常時,亦可藉由電話線或有線網路傳送警示訊息至醫療機構或相關遠距居家照護系統業者。

47. 6,950,017號專利圖示

9.3 視覺辨識行為模式監測系統與架構

此技術係以美國公告專利第6,211,787號為核心技術的居家環境行為模式監測系統與架構之專利,其技術內容旨在敘述利用設置於居家環境的視覺辨識系統與位置感測器來判斷受測者之從事活動及其狀態,如圖48所示。圖49為該視覺辨識系統之架構圖,主要由複數個位置感測器、中央處理器(CPU)、記憶體、資料傳送單元、警示裝置與結果判斷程式所組成。視覺辨識裝置使用紅外線發射至受測者身上後,利用反射回該裝置之紅外線搭配位置感測器來計算出受測者距離,因此本專利之視覺辨識裝置設置複數個紅外線發光源與位置感測器來偵測不同角度與方向,如圖50

48. 6,211,787號專利圖示

49. 視覺辨識系統之架構圖

50. 視覺辨識裝置原理

以受測者如廁為例,裝置於廁所之3個機器視覺裝置(detecting direction1~3)偵測情形如圖51所示,其中裝置1與裝置3所發出之紅外線並不通過受測者,而裝置2直接投射於受測者身上,相對應之距離同時也被算出。配合圖52來作觀察,當受測者進入廁所而未坐於馬桶上時,裝置1與裝置2皆偵測到受測者的移動,因此相對距離會隨著受測者的接近而降低;待使用者坐定於馬桶時,此時裝置1、裝置3未偵測到受測者而裝置2仍持續偵測到,因此相對距離仍維持低點;當裝置2所偵測到之相對距離開始由近逐步變遠時,代表受測者已如廁完畢準備離開;待裝置1、裝置2與裝置3所偵測到之距離波形又回到三條線趨近一至時,表示受測者已離開廁所。因此利用此種方式可以類比到受測者於日常生活中所經歷的各種行為,藉以了解其行為模式,如圖52

51. 視覺辨識裝置監測如廁情形

52. 視覺辨識裝置監測如廁活動波形

10.    結論

由遠距居家照護技術之美國公告專利檢索與分析結果來作觀察,自1994年開始,整體專利件數維持著穩定成長趨勢,同時投入之廠商數量也隨之增加,顯示美國地區遠距居家照護產業市場的規模日益成長。

本文完成了遠距居家照護技術之美國公告專利檢索與分析,並繪製完成專利管理圖表。遠距居家照護技術專利件數前三名國家為美國、澳洲與日本,合計佔總件數之96.2%(美國佔全體專利件數之88%)。重要競爭公司為美國的「Health Hero Network」、「Medtronic, Inc.」、「Cardiac Intelligence Corporation」、「Digital Equipment Corporation」及澳洲的「ResMed, Ltd.」。以應用領域而言,經由二階UPC專利分類分析可發現,600/300(生理診斷方式)為本研究之技術密集區(70件次),其次為128/904(使用電話線路方式遙測與傳輸生理訊號,27件次)及705/002(健康監測資料庫的管理,21件次)。

IPCUPC分析可以看出遠距居家照護專利技術重點發展情形,美國於五項UPC分類皆與澳洲、日本及加拿大有較大幅度之領先;而日本的研究領域較著重於600/300(生理診斷方式)、128/904(使用電話線路方式遙測與傳輸生理訊號)與600/301(多重生理訊號之監測方式及裝置)上。反觀澳州所屬專利皆不在此五類的UPC分類上。另外,在重要競爭公司的研發重點上,「Health Hero Network」於五項UPC分類之研發結果皆領先其餘競爭公司,尤其是705/002(健康監測資料庫的管理)與705/003(病患生理訊號之管理)。該公司的營運項目為被動式生理監視器與遠距居家照護服務。「Medtronic, Inc.」依專利件數多寡分別座落於600/300(生理診斷方式,3件次)、128/904(使用電話線路方式遙測與傳輸生理訊號,1件次)與600/301(多重生理訊號之監測方式及裝置,1件次)Cardiac Intelligence Corporation專利件數較集中於600/300(生理診斷方式,2件次)與600/301(多重生理訊號之監測方式及裝置,1件次)此類技術之研發。

此外由遠距居家照護技術之重要引證專利分析中,分別找出了(1)遠端監測居家病患生理狀態系統的架構、(2)應用於醫療院所之遠端監測病患生理參數之小型可攜式裝置與其訊號處理流程、(3)遠端監測病患生理參數之裝置與其訊號處理系統、(4)遠距監測非臥床病患或獨居老人生理參數的裝置及其系統建置方式、(5)遠端居家監測系統的建構與其business model(6)可雙向影音溝通之遠距居家監測系統、以及(7)遠端健康監測與維護系統架構與(8)遠距居家照護機器人的源頭(基礎)專利。相關技術歸納整理如下:

l      遠端監測居家病患生理狀態系統的架構

此項技術係由遠端監測居家病患生理狀態系統的建置,利用相關感測器監測病患的活動、利用裝置於病患身上的生理感測器收集病患心跳、血壓等生理訊號,同時利用即時影像或網際網路等技術將資料回傳至醫療機構,用以達成遠端虛擬診療的目的。

l      應用於醫療院所之遠端監測病患生理參數之小型可攜式裝置與其訊號處理流程

此技術的特徵為應用於醫療院所之遠端監測病患生理參數之小型可攜式裝置與其訊號處理流程,如心跳、呼吸頻率等參數的收集與分析。其優點為提供每日且立即的監測與診斷,同時與病患歷史資料進行比對以及早發現生理狀態異常之現象;利用遠端監測的方式有效達成長時間監測病患生理狀態並減輕醫療人員的管理成本。

l      遠端居家監測系統的建構與其business model

該系統包含用以監測患者生理訊號之健康監測單元、提供資料傳輸的數據機及網路、紀錄患者生理資料的伺服器與醫療人員的遠端監控工作站。藉由健康監測單元監測病患之生理訊號,同時利用網際網路將所得訊號傳送至一電腦終端伺服器進行後處理與相關分析。醫護人員與藥商可藉由個人電腦或可攜式聯結網路裝置進入電腦終端伺器查詢個別病患生理狀態與相關藥物庫存量,以達到全面性遠距照護與醫療之功效。

l      可雙向影音溝通之遠距居家監測系統

該技術特徵為利用非侵入的方式量取患者的脈搏、血壓、與溫度等生理資料,同時將相關數值顯示於criticare monitor 的螢幕上,位於遠端的醫療人員可透過患者家中的攝影機觀看生理訊號的量取結果並即時與患者進行視訊與問診。此外criticare monitor亦可透過電話線或RF transmitter的方式傳送至醫療中心的伺服器進行儲存與分析。

l      遠端健康監測與維護系統架構

整體系統包含可攜式微處理監測裝置、生理訊號管理單元、生理訊號量測裝置(血糖監視器、ECGNO分析儀、體溫計等)、與數據交換處理中心(clearinghouse)四項子系統。可攜式微處理監測裝置內含微處理器、生理訊號分析軟體、記憶卡插槽、與序列埠等軟硬體裝置,允許連結至生理訊號管理單元擷取相關生理資訊進行分析並儲存,同時可將分析結果以數據/圖形方式顯示於螢幕上。生理訊號管理單元與生理訊號量測裝置以纜線作連結,用以擷取相關生理訊號並進行分析與儲存工作,同時該裝置提供RS232埠方便使用者連結至電腦進行觀看,亦可透網路將資料傳送至數據交換處理中心。

l      遠距居家照護機器人

該技術特徵位於local端的操控者(如子女、醫護人員)可藉由搖桿與電腦透過網路控制機器人之行走與調整攝影機的角度,同時利用local端的攝影機與麥克風亦可將操控者的影像與聲音傳送至機器人的螢幕和喇叭,與遠端的使用者(如父母、病患)進行即時影音雙向溝通。而遠端使用者的影像與聲音亦可透過無線網路傳送至local端。此系統實現了遠距臨場(telepresence)的功能,將遠端環境的狀態真實地呈現給使用者,讓使用者有身歷其境的感受。

綜觀上述六大技術群聚之技術特徵,目前遠距居家照護的技術發展脈絡有下列4大特徵:

(1)   生理感測裝置

藉助相關生理感測器與生理儀器協助使用者量取心跳、血壓、血糖等生理資料,以提供醫療人員進行診斷。同時為達遠距監測與管理之目的,利用網際網路與該儀器或該儀器之儲存裝置連接並傳送資料為一發展重點;用以量測單一生理訊號之儀器朝向整合、可攜式之裝置發展;用以量測生理訊號之儀器朝向以非接觸式量取之趨勢發展。

(2)   生理訊號之傳送

負責傳送生理資料之實體網路逐步朝向無線化之趨勢;生理訊號多於量測後傳送至醫療機構或系統服務商之伺服器進行後處理。

(3)   遠距居家照護專利應用領域演進

由生理訊號量測裝置之研發走向系統整合;遠距居家照護的商業模式與系統服務商逐步興起;以監測生理訊號來評估使用者健康狀態之專利技術為發展大宗,而以監測行為模式來進行評估之專利相當少。

(4)   遠距居家照護應用對象

由醫療院所之病患逐步擴展之居家環境中之健康高齡者;從僅專業人士會操作到病人甚至一般人都可使用。