智能马桶健康监测技术专利分析

陈红奎 朱飞 董淼蕾 张汉婷 周丽萍

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南 郑州 450002）

智能马桶健康监测技术专利分析

陈红奎 朱飞 董淼蕾 张汉婷 周丽萍

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南 郑州 450002）

智能马桶健康检测的结果涵盖了身体内各项指标的很多信息，可以借以获得病源、了解人体代谢过程是否正常，为肾功能、泌尿系统、肝脏疾病、代谢性疾病如糖尿病等病理变化及脏器功能状态的诊断和治疗监测提供了客观资料，具有非常重要的临床意义和价值。基于此，本文就智能马桶健康监测技术进行了分析。

智能马桶；专利；健康；监测

随着生活水平与生活质量的提高，人们越来越重视自我身体健康状况，例如借助一些家用医疗器械来监测、记录人体参数或进行按摩。在智能马桶领域，已有一些利用控制技术、计算机技术和信息技术将体检装置与日常生活中的马桶结合起来的研究，可以在人们在如厕过程中自动检测出生理参数，并将数据传送到计算机进行处理、存储、判断及分析，不仅可以利用如厕时间进行身体检查，充分利用时间，满足当前人们对生活节奏快捷的要求，还能较好地保证长期的坚持检查，为健康判断提供可靠数据。因此，智能马桶健康监测技术已逐渐成为智能马桶领域的研究热点之一，其发展路线如图1所示。

图1 智能马桶健康检测技术发展路线

1 智能马桶健康监测技术专利申请情况

1.1 国内外专利申请情况

由图2智能马桶健康监测技术专利情况可知，1985年之前涉及智能马桶健康监测领域的全球专利申请数量非常少，主要集中在国外，在2004年之前该领域的全球专利申请量趋于稳步增长态势；在2004年之后智能马桶健康监测的增长速度放缓，1995年至2004年期间是智能马桶监测技术的迅猛发展时期，原因在于随着智能家居技术、物联网等加速发展，人们的生活习惯已经逐渐发生转变，对于坐便器智能化、人性化、健康化的需求也日益强烈。智慧、简单、安全、易用是智能马桶健康检测的重要属性。

图2 智能马桶健康监测技术专利情况

同样，由全球和中国的专利申请量分布趋势来看，中国的专利申请量与全球专利申请量分布情况的整体趋势大致一致，尤其在2000年之后进入快速增长，其专利的申请量也超过国外的申请量，可见国内企业开始逐渐重视智能马桶的健康检测，并对有意识的对专利进行布局。

从图3各主要国家专利申请量分布情况来看，在智能马桶健康检测领域，日本的智能马桶产业发达，专利申请量占据首位，占全球专利申请量的46%，其次是中国，占据全球专利申请量的32%左右，尤其在1990年之后快速增长，体现了国内马桶领域开始对智能马桶健康检测技术研发、专利保护的重视，再其次是韩国、美国和德国等，均为发展高科技的产业大国，其专利申请量占全球专利申请量的8%、5%和3%。

1.2 重要申请人

经统计分析，智能马桶健康检测领域的专利申请主要集中在国外企业，如图4所示，其中以日本较为发达。智能马桶健康监测领域主要申请人有日本TOTO、松下、骊住株式会社、美国Kohler公司和中国的苏州路之遥公司。相对而言，日本在该领域占据绝对领先地位，专利申请量大，经过专利文献的阅读分析，发现TOTO和松下不仅在本国进行大量的专利申请，还向其他具有较大市场的中国和欧洲提交了一定量的专利申请，而中国发展国外专利市场的意识相对薄弱，主要为国内申请。

2 智能马桶健康监测技术发展路线

智能马桶健康监测技术主要体现在人体按摩、体重温度等参数检测以及尿液分析几个方面，以下分别从这几个方面针对健康检测技术相关专利进行研究和分析。

图3 主要国家专利申请量分布情况

图4 主要申请人分布图

2.1 人体按摩

为了使马桶坐垫起到保健的作用，使人们在使用马桶时得到健康护理，1992年的专利申请文献CN2147817Y在垫面弧面上设有保健纹，在接触人体殷门穴位的部位设有保健凸豆，垫面底面设有啮合齿连接海绵层，正常使用能对人的腰、腿部起温经通络，引气活血等作用。1996年的专利申请CN2249052Y由按摩板与硬质面板依靠鸠尾扣与鸠尾槽紧密结合形成一个靠背，同时又是一个活动式可拆卸装置，正面为软性材质而反面为硬性材质的按摩板可兼具按摩脚底的功效，在硬质面板的凹洞内装有适于幼儿使用的软质幼儿座垫，硬质面板内部装有强固承载梁架，使用时可固定于任何形式的马桶座上。1999年的专利申请DE19933514A1在马桶垫圈上具有刚性或挠性的按摩元件，并且有一些按摩元件通过电动装置的驱动能够提供可以改变的、旋转的或往复的运动，有效地对人体进行按摩。2003年的专利申请JP2005137532A在马桶垫的内部、马桶盖的下部及其延伸部分设置指压式按摩点，能够使使用者的臀部、背部、腿部及脚部得到有效按摩。2008年的专利申请CN101554300A在座圈本体上设置若干个按摩机构，按摩机构包括外壳、电机、装设于电机输出轴上的偏心轮和弹性悬吊装置，使用时，电机驱动偏心轮旋转从而产生振动，并通过外壳的上盖部传出，用户在使用此座圈时，同时座圈上的按摩机构可以对用户身体的特定部位或具体穴位起到按摩健身的效果。2008年的专利申请CN201228383Y在坐便垫的表面和水箱面对坐便垫的表面设有磁铁，且磁铁对应人体臀部和背部的穴位，如厕时，坐便垫和水箱表面的永磁铁就会对起到按摩保健的作用。2014年的专利申请CN104068781A通过发热按摩人体的肚子从而减少人们排便的时间，能够提供支撑板让使用者在使用时轻松舒适，使用时简单方便。

2.2 体重、温度的检测

为了能够连续地、自动地在一个相当稳定的环境监测人体的健康状态参数如体重、温度、血压、脉搏等，1988年的专利申请JPH01239237A通过在马桶坐垫下面设置热敏元件和压力传感器来监测人体的温度和体重。1999年的专利申请CN2394561Y公开了一种座便器圈，由连接轴杆与座便器座连接，在座便器圈的上方有重量显示装置，座便器圈的下方有压力传感器，电子显示器上带有语音提示装置；采用该结构后，使人们在坐便的同时，就可以测量出自己的体重和体质，极大地方便了人们的使用，而且保证了使用的经常性。2014年的专利申请CN104131607A，通过安装在马桶垫圈下的重量传感器捕获体重数据，当人体蹲坐于马桶上后，只需要双脚离地悬空几秒钟时间，即相当于重量全部加载到了马桶垫圈以及下面的重量传感器上，即可获得体重数据；另外，通过加载于马桶垫圈上的温度传感器可以监测大腿至臀部处的体温数据；体重、体温的检测可以作为建立更高更大层面的大数据医疗系统的数据基础来源，方便帮助建立个人电子信息档案，便于医疗机构和医务人员利用大数据分析来提高诊断的准确性和速度以及进行及时有效的健康状况预警，适合未来医疗服务的需求。

2.3 尿液分析

尿其实是有关人体健康状态的重要信息源，借助于对尿糖、尿蛋白、尿胆原、潜血或其它尿成分作定量分析，可将糖尿病一类的胰腺损害、肝脏损害、肾脏损害或其它功能性障碍，以非损伤方式检查。

1983年的专利申请US4636474A提出一种尿分析装置，它在便座上设有可转动的旋转臂，在此臂的自由端装设有尿检测器来和排泄到便器的尿接触，据以进行尿的分析。1986年的专利申请JPS62187253A除了设置对尿或其它排泄物进行收取的采样装置外，还在便池后部设置可以用于冲洗排泄物采样容器的区域。1991年的专利申请JPH530764U借助可手动或电动转动的旋转臂对使用者所排出的尿进行采样并加以分析。1994年的专利申请CN1118626A将采尿容器支承成其轴线与便器的垂直中央面正交，向水平方向延伸，并沿便器的便池内侧表面递至便池空间内最适当的采尿位置，使用后，采尿容器收纳于便座前部一个大致隐蔽的位置，由喷嘴喷出的加压水洗净。1997年的专利申请CN101787730A设置有用于尿生化检测的智能尿检测单元和智能尿生物信息数据库管理系统，智能尿生物信息数据库管理系统用于将智能尿检测单元进行尿生化检测后的所得的数据与标准数据进行比较来判断人的健康状况，使人们可以随时了解自身的健康情况，并根据检测结果进行预防和治疗。2004年的专利申请CN1748624A利用温度传感器、体重感应部及尿糖值感应传感器检测体重、体温及尿糖值并设置有显示检测值的显示部。2010年的专利文献CN101787730A提供了一种随时对尿液进行生化检测的智能化自动尿检信息显示座便器，包括座便器本体、用于尿生化检测的智能尿检测单元和智能尿生物信息数据库管理系统。2012年的专利申请CN203042108U增加无创血糖监测装置和显示装置，将医院才能做的检测，移植到日常生活中，提高医疗监控效率，同时还能节约检测时间。2012年的专利申请文献CN102877526A设置有自动蓄尿装置，该座便器兼有自动蓄尿和带干化学分析尿检功能，从送检尿的收集到尿液分析输出，全部由控制单元自动控制，方便人们家庭自我尿检，对人们筛查预防疾病、监控身体机能变化，具有积极意义。2014年的专利申请CN104131607A可将体重、体温的检测可以作为建立更高更大层面的大数据医疗系统的数据基础来源，方便帮助建立个人电子信息档案，便于医疗机构和医务人员利用大数据分析来提高诊断的准确性和速度以及进行及时有效的健康状况预警，适合未来医疗服务的需求。

综上可知，马桶座的健康管理发展主要包括人体按摩、体重检测、尿液分析等几个方面，其中对人体体重、温度的测量主要是通过压力传感器和温度传感器进行，对人体的按摩的主要通过水力冲洗、凹凸结构、机械振动和电磁按摩等方式进行；对取样的尿检分析方法有色谱法、比色法或极谱法（伏特安培测量法）的分析等，且近年的专利申请中逐渐将体重、体温、尿检的信息上传至互联网系统，方便帮助建立个人电子信息档案。

3 结语

本文通过对智能马桶健康检测的专利进行了研究，梳理了其关键技术的发展脉络，分析了本领域的重要申请人及其核心专利，得到本领域的研发热点为对尿液进行收集、分析及控制的健康监测，并配合互联网和手机及时向用户及医疗机构推送检测结果。同时，对比国内外专利数据可知，国内企业在该领域存在起步较晚、自动化程度低的问题，因此国内企业应加强对该领域的专利技术的关注和分析。

The Patent Actuality of Intelligent Toilet Health Monitoring Technology

Chen HongkuiZhu FeiDong MiaoleiZhang HantingZhou Liping
（Patent Examination cooperation Henan Center of the Patent office SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

Intelligent toilet health test results cover the body of the indicators of a lot of information，can be used to obtain the source of the disease，to understand the process of human metabolism is normal for renal function，urinary system，liver disease，metabolic diseases such as diabetes and other pathological changes and organs Functional status of the diagnosis and treatment monitoring provides objective information，has very important clinical significance and value.Based on this，in the paper，the intelligent toilet health monitoring technology is analyzed.

intelligent toilet；patent；health；monitor

TU824

A

1003-5168-（2016）07-0089-03

2016-7-5

陈红奎（1985-），男，助理研究员，研究方向：排水领域发明申请的实质审查；朱飞（1988-），男，研究实习员，研究方向：排水领域发明申请的实质审查，等同于第一作者。