基于专利分析的老年护理知识图谱技术热点分析

李百合

（中国电子工程设计院有限公司 北京市 100142）

养老护理知识图谱是一种面向护理领域的特定知识库,其中包括护理领域的一系列实体及其之间的关联。2015年长沙的格尔智慧公司建成了国内首个“护理知识图谱”研究中心,以此为基础构建了“提灯女神”智慧护理系统。北京康夫子科技有限公司则以“知识图谱+知识推理”建设智能大脑以帮助智能诊断。作为科技创新和技术进步的重要标志，专利的拥有量和质量也成为国家和地区间技术竞争的重要途径，因此对养老护理知识图谱的全球专利发展情况进行分析具有重要意义。本文通过对养老护理知识图谱专利进行分析，探索国内外养老护理知识图谱领域专利技术竞争现状，并针对该领域的发展提出对策建议，为从业者提供参考。

1 专利检索及数据处理

1.1 数据范围

本文选取的统计结果为1992年1月1日-2019年12月05日期间公开的专利。由于发明专利申请文件从申请到公开最多需要18个月，实用新型专利最多需要6 个月，因此在排除了提前公开和数据库数据即时更新等因素后，实际申请的专利数量可能要多于本文检索使用的数据数量，因此本报告中对2018-2020年专利申请数据的统计是不完全的，这两年的分析结果仅供参考。

1.2 检索策略

专利文献检索追求的是查全与查准，本文选取INCOPAT 数据库、ORBIT 数据库专利数据分别对中国和全球专利进行了检索。检索方式分主题检索和申请人检索两部分，其中主题检索又经历了初步检索、精确检索两个阶段，同时在主题检索中遵循了上级分支和下级分支分别检索汇总的原则。

申请人检索：在全面梳理领域内关注对象情况后，针对统计出的主要申请人和发明人，并结合关注企业的申请人，以申请人和发明人为入口进行检索，并根据文献量和申请人涉及其他技术领域情况，适当以分类号或关键词进行限定，将检索结果进行补充，同时通过检索专利的重复程度，筛选出精确检索的申请人。

初步检索：首先初步选择关键词和分类号构成检索式对各技术分支进行主题检索，对检索到的专利文献涉及分类号进行统计分析，抽样对部分专利文献进行人工阅读，扩充提炼关键词；再次根据调整的关键词、分类号和检索式对各分支进行主题检索，再统计分类号、阅读部分文献，调整关键词，循环往复，力图保证查全的同时噪声控制在可接受的范围内。

精确检索：经过初步检索阶段，最终选定精确关键词、扩展关键词、精确分类号和扩展分类号，确定各技术分支的最终检索式，充分利用截词符等算符，同时利用不同数据库的优势进行转库等操作，对各技术分支的中外文数据进行全面而准确的检索。

图1：技术全球专利申请趋势

图2：领域专利申请目标国家/地域比例构成

上级分支和下级分支分别检索汇总：由于本技术分类为按主题分类，基本上每个上级分支细分为多个下级分支时均包含有“其他”项，因此下级分支主题检索不能保证囊括所有上级分支涉及专利文献，而仅根据上级分支进行主题检索又存在检索要素不全面不具体的问题，因此采取上级分支和下级分支分别检索汇总形成总文献量的方式，检索结果汇总后人工筛选予以分类。

2 专利分析

2.1 全球专利发展趋势

图3：技术全球申请人/专利权人排名

图4：主要申请人专利产出趋势

图5：技术构成比例（IPC）分析

图1所示为该领域领域全球专利技术产出趋势图。由图可见，该领域专利技术起步于上世纪九十年代，发展趋势大体分为三个阶段。第一个阶段是1992-1999年，这一时期该领域技术产出不高，年均申请量不足20 件，这一时期为技术萌芽期，分析该阶段的专利内容可以发现，智慧照护技术起源于日本，最早在1992年由东陶机器株式会社、松下電器産業株式会社为代表的电气公司已经开展基于电话、电视、居家电气的智慧照护技术研究与产品研发，该时期专利起源国全部是日本；第二个阶段是2000-2013年，这一阶段的总体特点是技术产出量呈波动式缓慢增长，初期缓慢增长，2003年后又有小幅下降。从每年的总量上看，基本上都是维持在35 件左右的水平。总体来说，该时期为波动发展期。该时期中，皇家飞利浦电子股份有限公司、万达信息股份有限公司进入该技术领域研发，与松下電器産業株式会社成为全球该领域领域技术的代表，该阶段技术集中在居家监视硬件与体征监测的拓展；第三个阶段是2014 至今，这一阶段申请量迅猛增长，并于2016年达到峰值540 件，该时期每年都有一定量的增长，为快速发展期。该时期中国占90%，其中万达信息股份有限公司、泰康保险集团股份有限公司、京东方科技集团股份有限公司、平安科技有限公司的专利数量已经超过皇家飞利浦电子股份有限公司，智慧照护技术实现方式已经由硬件转变为决策支持、IT 系统与智能硬件结合。

2.2 研发力量和竞争市场分布

由于申请人通常会根据某项发明的重要性和对该技术的市场预期，决定是否将该项发明在不同的国家进行专利申请，从而构成一个同族专利申请。因此，通过分析优先权申请国家分布情况，可以了解全球研发资源的分布情况和研发力量强度，在进行专利学习和借鉴的过程中更有针对性，并能够据此调整专利布局。通过对同族专利公开国的分布情况的分析，可以了解该技术在不同国家的保护力度和市场热度。以下对每项专利申请的专利申请所属国进行统计分析（注：对于申请人就同一发明在不同国家提出的专利申请分别进行统计）。

图2可见，该领域技术主要来源于中国，其专利所占比例达6成。中国作为世界上新兴的经济体，信息技术增长速度快，拥有庞大的市场潜力。中国台湾与日本的该领域技术申请量紧随其后，其专利占比分别达11%，日本在全球是进入老龄化社会最早的国家，日本沉淀多年的老年照护技术，从上世纪九十年代就开始发展该领域，其中在该领域做得比较出色的公司有松下、日立、東陶機器株式会社等，他们比较早在该领域领域进行布局。美国是该领域布局第四多的国家，占比为11%。由于美国专利保护制度完善，所以也吸引了大量公司在该国申请专利，以保证其产品的生产和销售得到有效保护。以上排名前四的国家所占的专利申请量占了世界专利申请量的近95%。同时专利公开过分布情况显示，中国是该技术最主要的专利公开国家，其次是台湾、日本及美国，他们既是技术的来源国，同时也是技术的使用国。

2.3 研发创新机构

通过研究创新机构构成，可以获得技术水平领先的竞争对手的相关信息，便于各企业和组织掌握行业的技术进展情况，为制定不同的市场策略或专利策略做准备。

图3 表明，在全球排名前十的主要申请人中，中国的企业/高校占6 家，日本的企业有3 家，荷兰企业1 家。中国企业在物联网与计算机领域的强大优势，使得在该技术领域占有绝对优势。日本的智能照护技术发展得比较早，日本企业也较早地布局智能照护这方面的专利，所以在全球前十的主要申请人当中，有3 家是日本的企业。皇家飞利浦有限公司在智能照护方面的技术实力十分雄厚，这与皇家飞利浦公司多年持续在健康先进技术投入有强关联，在健康信息化以及家庭护理领域一直处于世界领先地位。

申请量排名第一、第二的是万达信息股份有限公司和皇家飞利浦有限公司，它们的申请量是58 和52，远远超过其他申请人。排名第三到第六的是泰康保险集团股份有限个公司、京东方科技集团股份有限公司、平安科技有限公司、松下電器産業株式会社，它们的申请量分别是在40-30 件。排名前五位的申请人有四家均来自中国，反映出中国企业在智能照护方面的强大优势。排名7-10 位的分别是株式会社日立製作所、广州视源电子科技股份有限公司、東陶機器株式会社、华南理工大学。在中国的6 个申请人中，其中五个是企业，一个是高校，两家为保险企业，三家为计算机物联网企业。

图4 示为全球主要申请人历年趋势。在图示的主要申请人中，日本的東陶機器株式会社公司与株式会社日立制作所2001年提出了该领域的第一件申请，后续有零星专利，在2003年以后不在该领域继续发力。而松下電器最早也在2002年异军突起在该领域专利申请数量达到9 件，但是2005年以后停止了该领域专利的申请。由此可见日本企业在该领域起步最早，但由于技术一直限制在监视设备与照护系统方面，没有继续突破。皇家飞利浦公司于2004年开始布局，在此后基本保持了连续发展的态势,2010-2018年间，可以保持每年5 件以上的专利申请。2015年最多达到11 件。

相比较而言，国内的申请人申请起步均较晚，只有万达信息始于2002年，2003-2010年布局量较少，而2011年专利申请迅速增长且申请量达6 件，此后申请量逐步增加，2019年达到17 件。而泰康保险集团股份有限公司、京东方科技集团股份有限公司、平安科技有限公司的专利申请量集中在2014年到2019年，并且呈现持续增长态势。华南理工大学的相关专利申请始于2011年，其申请趋势整体上看波动不大，最高的年申请量为2016年的4 件。这种增长态势与国内智慧养老政策持续发布和物联网、人工智能领域的技术突破呈现强关联关系。2015年国务院在《关于积极推进"互联网+"行动的指导意见》中明确提出要"促进智慧健康养老产业发展"；2017年工业和信息化部、民政部、国家卫生计生委联合提出《智慧健康养老产业发展行动计划》，国内的智慧养老驶入发展快车道；2018年工信部、民政部、国家卫生健康委员会发布《智慧健康养老产品及服务推广目录》，明确智慧养老产业发展的具体规划。这些政策的引导使得国内的智慧照护技术得到持续的发展，并且在专利申请数量上持续增加。

2.4 技术构成

技术分类构成分析可以揭示该领域的技术研发成熟度和研发热点，有助于企业了解技术研发趋势，进行技术更新和改进。由图5可知，在该领域，用于诊断目的的测量人体体征参数技术分支的专利申请量最大，占比40%远远高于其他分类。其次是数据处理设备与方法分类和医疗信息学这两个分支的专利申请量较高，数据处理设备技术分支的专利申请量达到797 件，医疗信息学的专利申请量达到413 篇。

3 建议

智能照护需要照顾到个性化的需求，打破标准化、关注每个人的需求，实现需求的定制化。智慧意味着更加强调老人与照护之间的紧密关系。智慧的基础是远程控制与协助服务，围绕长者的生活场景，制定统一的物联和互联协议，实现社区安防硬件、智能家居硬件、温湿度控制模块、新风控制模块的相互连接，实现信息共享，互联互通。智能照护即是通过多协议互联互通的智能照护系统和大数据物联云平台，随时随地、全方位监控老年人的各种信息，打破固有的时间和空间束缚，开展综合性、线上线下联动、医养融合、多方位的养老服务，让老年人在家就过上高品质、高享受的晚年生活，如通过安全传感器，可以在老人摔倒的时候发出警报等。实现真正的万物互联和机器自学习，形成真正千人千面的个性化智能照护场景。

智能照护系统还应该通过丰富的人机交互方式，包括人脸识别、语音识别、行为识别、身份识别等，持续收集多维度大数据信息，通过数据分析，完成机器适应和学习，最终形成满足客户需求的个性化智能服务场景。无需伸手，智慧家居、物业服务以及第三方生活服务资源都可以随时调取，实现服务的主动响应。

4 结论

（1）该领域目前聚焦智能照护系统平台方面，该技术属于智能养老领域的基础。智能照护系统平台能够针对慢性病管理、智能监控系统、健康管理系统提供精确的、可靠的数据及应用，是以用户为中心的健康管理方式。但是系统平台需要综合考虑数据库结构与底层架构及费用问题，避免系统重构。因此系统平台需要两种布局形式：首先对一些较为通用的应用场景和系统组成进行布局；其次，针对不同的具体应用而设计的算法与功能进行发明与外观专利的布局。

（2）基于智能问答的护理知识图谱应用将是布局的重点区域。随着医学信息化水平的逐步深入及医疗领域本体的不断扩充，知识图谱在医疗与护理领域的应用的不断拓展。该分支的应用主要集中在：精准的人机对话模型、临床决策支持系统、机器人医生医疗资讯和问诊服务三方面。因此，该技术方向要及时布局，并且要特别注重专利的撰写质量。

（3）产业发展逐渐成熟、已有广泛应用的产品，国内申请人在专利申请数量上占有优势，在部分关键技术点上知名企业已有系列专利布局，但是还应该看到日本与欧美在该技术领域的先进之处，对专利质量还需提高。随着人机交互、脑机接口、物联网和云计算等新技术的不断发展和应用，未来老年护理将朝着信息化、智能化、家庭化及个性化的方向发展。