医用内窥镜的概念与分类

彭燕　孔祥云

摘 要：在拥有海量专利文献的数据库中有效地利用分类号可以更便捷地获取所需信息，而各个分类号不同的细分特点也在一定程度上反映了世界主要经济地区在该领域的技术发展趋势。文章以当今各专利分类体系为视角，探讨医用内窥镜的概念及分类。

关键词：内窥镜，专利，分类，IPC

中图分类号：N04；R19739；TH7 文献标识码：A 文章编号：1673-8578（2014）S1-0065-04

The Conception and Classification of Endoscope

PENG Yan KONG Xiangyun

Abstract： Using the classification effectively in the database comprising massive patent literature can help accessing information needed more conveniently. Moreover， different features on division between different classifications reflect the technology trends of the major electronic regions in the world. This article discusses the concept and classification of medical endoscope in the view of different patent classifications.

Keywords： endoscope， patent， classification， IPC

收稿日期：2014-06-08

作者简介：彭燕（1982—），女，北京人，国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心专利审查员，主要从事医疗器械领域的专利审查工作。通信方式：peng_yan@yeah.net。

根据国家标准GB 11244—2005《医用内窥镜及附件通用要求》中的定义，内窥镜（endoscope）是指具有观察目的的医学仪器，有或没有镜片，深入人体自然的或通过外科手术打开的孔道进行检查、诊断或治疗的医疗器械。在医学领域中，通常基于结构特征和医学应用两个方面对内窥镜进行归类。

一 医用内窥镜的技术分类

1.依据成像结构的分类

内窥镜的发展经历了硬式内镜、半可屈式内镜、纤维内镜和电子内镜4个阶段。从某种程度上讲，内窥镜的发展历程反映了内窥镜成像结构的变化，依据其成像结构，医用内窥镜可以分为硬式内窥镜（腔镜）、纤维内窥镜、电子内窥镜、超声内窥镜、胶囊内窥镜等。其中，硬式内窥镜具有硬质外管。

纤维内窥镜采用光导纤维导光及成像，它的导光束和导像束均由大量光学纤维组成，利用光在光纤中的全反射来传递光信号。一套完整的纤维内镜系统由冷光源、纤维内窥镜及附属的器械组成。纤维内窥镜的基本结构包括先端部、弯曲部、插入管、操作部、目镜部和导光光缆等。冷光源发出的强光经内窥镜的导光束传入被观察处，为诊断和治疗提供高亮度的照明。导像束一端对准目镜，另一端通过物镜镜片对准被观测物表面，操作者通过目镜能够非常直观地看到脏器表面的情况，便于及时准确地诊断病情。

电子内窥镜与纤维内窥镜的结构类似，不同之处在于成像系统。电子内窥镜不是通过光导纤维传输图像的，而是通过电荷耦合器件图像传感器（charge coupled device， 简称CCD）将光信号转变为电信号，再经过图像处理器还原出高清晰度的、色彩逼真的图像。因此，一套完整的电子内镜系统由冷光源、图像处理器、监视器、电子内镜及附属的器械组成[1]。

超声内窥镜是以电子/纤维内窥镜为基础，将超声探头经由内窥镜的活检通道伸入体腔，继而靠近需检测的目标器官。采用超声换能器为传感元件进行成像，用微型电动机驱动超声探头进行线性/扇形扫描。超声内窥镜和电子/纤维内窥镜在成像方式上有着显著的区别，电子内窥镜或纤维内窥镜仅能观察到器官的黏膜组织表面，而超声内窥镜则利用换能器材料的压电效应及后续电路的信号处理而获取图像，能够观察到器官断层结构的剖面。

胶囊内窥镜是典型微机电系统（MEMS），其形态为胶囊，典型的胶囊内窥镜由6 个基本部分组成，包括图像传感器、透镜、光源、电源、无线传输模块和外壳。吞服后，胶囊内窥镜在消化道内将所摄图像传输到患者腰带上的感应器和数据记录仪，然后将数据储存于计算机中加以分析，胶囊内窥镜则经胃和肠随粪便排出。感应器如同24小时心电监护仪，直接接受消化道内各种传出信号，而后数据记录仪将数据储存和再现。

2.依据应用部位的分类

医用内窥镜能够深入到全身各个系统的外腔、管腔内或闭合式的体腔内（胸腔、腹腔、关节腔等）进行诊断和治疗，依据其应用部分可以分为：呼吸系统内镜，包括鼻内镜、喉镜、支气管镜、胸腔镜和纵隔镜；消化系统内镜，包括食管镜、胃镜、结肠镜、小肠镜、十二指肠镜、胆道镜和经口胆道镜；腹腔镜，可用于执行腹腔镜甲状腺手术、腹腔镜胆管手术、腹腔镜结直肠手术、腹腔镜胃手术和腹腔镜疝修补术；泌尿系统内镜，包括膀胱镜、经皮肾镜、输尿管镜和泌尿外科腔镜；运动系统内镜，包括关节镜和椎间盘镜；生殖系统内镜，包括阴道镜、宫腔镜和妇科腹腔镜；其他内镜，例如神经内镜、CT仿真结肠镜、共聚焦激光显微内镜等。

二 医用内窥镜的各分类体系特点

在医用内窥镜领域，常用的专利分类体系是IPC、ECLA、FI、FT和UCLA。在这些分类体系中，IPC、ECLA、FI的分类原则基本一致，ECLA、FI分类是在IPC分类基础上进行的细分和扩展；FT从技术主题的多个角度考虑分类类目，对于同一内容从多个不同角度给出分类号；而UCLA优先考虑“最接近的功能”的分类原则，将一个相似结果的装置或工艺工程，都分在同一类中。因此，从技术主题的角度讲，IPC、ECLA、FI和FT是基于技术主题的不同分类表现，而这种分类表现与现有技术中对医用内窥镜的分类存在关联[2]。

从IPC分类表中可以看出，IPC分类基于内窥镜的结构特征和用途特征设立技术主题的类目，其中结构特征涉及硬质内窥镜、纤维内窥镜和电子内窥镜的多个方面，如弯曲、照明、成像和工作通道等；而用途特征涉及内窥镜具体的医学应用。从这个角度讲，IPC分类基于技术主题所设立的类目与本领域技术人员公知的内窥镜分类基本一致（除去IPC分类表未能反映的内窥镜的最新发展方向，如胶囊内窥镜、超声内窥镜等）。

FT分类从多个不同的方面对医用内窥镜进行了分类，但是就总体而言，上述分类是在医学用途、结构特征及相关方法的基础上而设立的，其中医学用途涉及内窥镜的具体应用部位；结构特征涉及硬质内窥镜、纤维内窥镜、电子内窥镜的多个方面，如弯曲、照明、成像和工作通道等；相关方法则涉及与内窥镜照明、成像、控制有关的方法性内容，其是对内窥镜结构类特征的补充。

在医学领域中，通常是基于内窥镜的结构及其应用区分内窥镜的种类。如上所述，IPC和FT均是基于与内窥镜的结构、方法和应用相对应的技术主题设立类目。因此，IPC和FT与本领域公知的内窥镜分类之间存在较强的技术关联性。由于ECLA和FI是在IPC分类基础上进行的细分和扩展，因此从技术角度看，IPC、ECLA、FI和FT分类符合本领域技术人员惯常的思考方式。而UCLA所采用的功能性分类，与本领域技术人员惯常的思考方式不同，两者之间的转换存在跨度，因此UCLA分类与本领域公认的内窥镜分类之间的技术关联性不强。

IPC作为目前唯一的国际通用专利文献分类体系，其优势在于大部分专利文献均有IPC分类号[3]。但是，它也存在着明显的缺陷，在内窥镜领域具体表现为：大部分类目的分类不够彻底或者较为粗略。例如，内窥镜的主体或操作部是内窥镜的重要构成部分，但是IPC分类表中并没有与之对应的分类号，其仅是被划分到A61B1/00下。又例如，与内窥镜成像相关的技术主题（包括胶囊内窥镜）均被分到A61B1/04分类号下等。这就进而导致在一些分类位置下文献堆积情况严重，大大影响了检索效率。因此存在以增加类目的方式对这些类目进行进一步细分以满足分类和检索的需求。

EC主要是依据内窥镜的结构特征对IPC进行了细分，其对IPC进行的进一步细化包括：（1）对内窥镜组件功能的细分，分别从耦合/连接组件、防污染组件、保持定位/定位/追踪组件、光学组件方面进行细分，其中追踪组件的细分独立列出了胶囊内窥镜的分类，这些细分反映了内窥镜结构改进的比较新的发展趋势；（2）对可弯曲内窥镜弯曲方式的细分，包括从其弯曲部位的控制方式、插入部/传动方式/弯曲材料的选择方面进行细分，对于发明点涉及内窥镜的弯曲方式的方案检索更为便利；（3）对内窥镜摄像方面的进一步细分，分化出胶囊内窥镜的摄像和一般内窥镜的摄像；（4）对照明装置的细分，分化出提供多波长照明装置的技术方案；（5）对冷却或冲洗装置方面的细分，分化出充气、冲洗、防雾三种功能；（6）对内窥镜的部分医学用途进行了进一步的细分，涉及耳、呼吸道、上消化道以及外科手术开口，在这些医学应用中由于具体应用部位的不同，内窥镜在结构上存在较大差别，这种细分能够在不依赖关键词的情况下有效地缩小检索范围。

虽然FI对IPC的细分，在细分方向上与EC对IPC的细分存在很大不同，但是FI同样是依据内窥镜的结构特征做出了上述细分，其对IPC的进一步细分包括：（1）对内窥镜表观物理结构的细分，包括对主体、附件、前端结构、目镜物镜光学系统的进一步细化；（2）对内窥镜可弯曲功能相关结构的细分，包括对弯曲管的结构、与可弯曲操作相关的部件、可弯曲内窥镜在体内的引导的细分；（3）对内窥镜内通道的细分，包括对内通道自身结构、插入器械以及内通道输送物质的细分；（4）对内窥镜水汽通道的细分，进一步分化出供气、供水、抽吸、体腔内压力调整；（5）对涉及内窥镜成像功能的细分，包括成像器件的结构、位置、成像控制的细分；（6）对内窥镜照明装置的细分，包括光源类型、位置、配套连接结构的细分。

FT则从多角度多重观点的多维结构对医用内窥镜进行了全方位的细化，包括：（1）内窥镜的用途或待观察区域；（2）获取的图像类别；（3）图像的传输方式；（4）插入部特点；（5）内窥镜主体结构或其配置的特点；（6）附件的特点；（7）操作和功能方面的特点；（8）成像单元特点；（9）照明单元特点；（10）存储特点。

从分类表的编排形式上讲，IPC 与EC、FI 都是单维扩展的，FT 是多角度多重观点的多维结构。这些扩展方式各有利弊，IPC、EC 与FI 最简单但直接命中率有待不断提高，FT 形式复杂、格式略显烦琐，但指教性最强。

从某种意义上讲，所有的分类体系其本质都是一样的，各分类体系当中存在相当多相同或类似，或者彼此上下位的具体分类位置。这也是现实中IPC、EC、UC、FI/FT 能够进行相互映射的前提。当然，这些分类体系彼此之间的映射并不是简单的一一映射关系，还存在很多一对多、多对多的映射关系，而且还存在很多无法进行完全映射的情形。这也从另一个角度说明，正是各分类体系的不同编排结构决定了其分类体系的独特性，同时也在很大程度上决定了该分类体系的准确性和便利性。

三 结 语

随着专利制度的迅速发展，越来越多的技术开始申请专利，专利文献库已经成为包括海量技术文献的文献资源库。在专利文献库中有效地利用分类号可以更便捷地获取所需信息，而各个分类号不同的细分特点也在一定程度上反映了世界主要经济地区（欧洲、美国、日本等）在该领域的技术发展趋势。因此，做好技术主题的专利分类研究对一个技术主题的概念辨析、技术发展趋势研究具有重要意义。

参考文献

[1] 王晓民，李远洋，王新沛，等.消化道内窥镜的发展及趋势[J].医疗卫生装备，2013（34）：88-90.

[2] 陈世明.专利文献的分类及检索[J].云南冶金，1985（5）：53-54.

[3] 刘德馨，李有馥.国际专利分类法评价[J].情报法学，1993（14）：20-27.