老人監(jiān)護(hù)專利技術(shù)綜述

老人監(jiān)護(hù)專利技術(shù)綜述

摘要：基于專利數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)檢索、篩選、統(tǒng)計(jì)和分析國(guó)內(nèi)外有關(guān)老人監(jiān)護(hù)裝置、系統(tǒng)、方法的專利申請(qǐng)，從老人監(jiān)護(hù)裝置/系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r方面給出了老人監(jiān)護(hù)領(lǐng)域的技術(shù)演進(jìn)路徑，從技術(shù)演進(jìn)中總結(jié)發(fā)展趨勢(shì)。為老人監(jiān)護(hù)領(lǐng)域的后續(xù)發(fā)展提供參考。關(guān)鍵詞：老人，老年人，監(jiān)護(hù)，報(bào)警，求助，求救，專利。AReviewofPatentstechnologyofElderlyMonitoringWANGPuLIUBuqing(PatentExaminationCooperationSichuanCenterofthePatentOffice,SIPO,ChengduSichuan610213)Abstract:Basedonpatentdatabase,throughsearching,screening,statisticandanalysisofpatentapplicationsforgeriatricguardianshipdevices,systemsandmethodsathomeandabroad,thetechnologicalevolutionpathinthefieldofgeriatricguardianshipisgivenfromthedevelopmentstatusofgeriatricguardianshipdevices/systems,andthedevelopmenttrendissummarizedfromthetechnologicalevolution.Toprovidereferenceforthefollow-updevelopmentoftheelderlycarefield.Keywords:Old;Elder;monitor;help;patent;一、老人監(jiān)護(hù)專利技術(shù)概況在20世紀(jì)70年代，在一些較發(fā)達(dá)的國(guó)家，如英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)、荷蘭等國(guó)家，陸續(xù)出現(xiàn)針對(duì)老人涉及的求救求助報(bào)警器，這些報(bào)警器便是老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的雛形，其具有老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的最基本的功能，它們大多數(shù)通過(guò)老人手動(dòng)觸發(fā)，并給出相應(yīng)的警報(bào)，指示相關(guān)人員盡快幫助老人。此后，逐漸出現(xiàn)了便攜式老人監(jiān)護(hù)裝置、穿戴式老人監(jiān)護(hù)裝置以及老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，本文主要分析從2006年至2015年，老人監(jiān)護(hù)裝置、系統(tǒng)以及方法的專利文獻(xiàn)。二、老人監(jiān)護(hù)專利技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r2.1申請(qǐng)量年度分布在老人監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，國(guó)外起步明顯早于國(guó)內(nèi)，其專利申請(qǐng)量從2006以來(lái)已經(jīng)比較平穩(wěn)，2006年至2007年有小幅度降低，隨后在2007年至2010年再次趨于平穩(wěn)，之后在2010年至2011年再次小幅上升，之后便一直呈現(xiàn)平穩(wěn)態(tài)勢(shì)。我國(guó)的老人監(jiān)護(hù)領(lǐng)域起步較晚，在2006年之前，申請(qǐng)量非常少，申請(qǐng)量自2006年開始迅速增長(zhǎng)，至2011年達(dá)到瓶頸，隨著物聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)的發(fā)展，在2012年之后再次迅速增長(zhǎng)，并于2013年超過(guò)國(guó)外，此后一直保持著高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。圖1申請(qǐng)量年度分布圖2專利申請(qǐng)的技術(shù)來(lái)源國(guó)分析2.2申請(qǐng)?jiān)瓌?chuàng)國(guó)分布在老人監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，日本、中國(guó)的申請(qǐng)量遠(yuǎn)超過(guò)其他國(guó)家。圖2給出了中國(guó)以及日本在2005年至2015年關(guān)于老人監(jiān)護(hù)方面的專利申請(qǐng)量，在老人監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，日本歷年申請(qǐng)量較大，從上圖可以看出，日本申請(qǐng)量在2006年經(jīng)歷了一定幅度的下跌，由上圖可知，從2006年至2012年，我國(guó)65歲老人所占人口比例穩(wěn)步上升，由于我國(guó)人口基數(shù)大，因此，老人監(jiān)護(hù)領(lǐng)域在我國(guó)的申請(qǐng)量也呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)。并且，由于我國(guó)社會(huì)的少子化加劇，在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)都會(huì)處于老齡化社會(huì)。從2006年至2015年，除中國(guó)、日本外，申請(qǐng)量較大的國(guó)家有美國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)、法國(guó)，上述國(guó)家均是發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)面臨老齡化的社會(huì)問(wèn)題。2011年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)老齡化率為13.1%，韓國(guó)老齡化率為11.4%，德國(guó)老齡化率為20.6%，法國(guó)老齡化率為16.8%，其中，美國(guó)韓國(guó)進(jìn)入老齡化社會(huì)（ageingsociety），法國(guó)進(jìn)入老齡社會(huì)（agedsociety），德國(guó)則進(jìn)入超老齡社會(huì)（hyper-agedsociety），因此，以上國(guó)家在老人監(jiān)護(hù)領(lǐng)域的申請(qǐng)量在近年來(lái)排名前列。2.3專利技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)老人監(jiān)護(hù)裝置或系統(tǒng)主要對(duì)老年人進(jìn)行監(jiān)控、監(jiān)護(hù)，在老人出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)反饋信息，因此，老人監(jiān)護(hù)領(lǐng)域所面臨的最重要的問(wèn)題在于如何檢測(cè)異常情況以及如何及時(shí)反饋信息。由上文分析可知，國(guó)外老人監(jiān)護(hù)技術(shù)起步早，自上世紀(jì)90年代末期以來(lái)，該技術(shù)在國(guó)外迅速發(fā)展，在2005年左右達(dá)到發(fā)展速度的巔峰，此后的發(fā)展趨于平穩(wěn)。而對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)，2005年正是老人監(jiān)護(hù)技術(shù)的起步階段，但我國(guó)人口基數(shù)大，老齡化人口逐年增多，致使該領(lǐng)域發(fā)展迅猛，申請(qǐng)量年年攀升，并超越日本成為該領(lǐng)域的最主要的申請(qǐng)國(guó)。因此，下文就針對(duì)2006年至2015年的申請(qǐng)進(jìn)行分析，希望獲取該領(lǐng)域的技術(shù)演進(jìn)路線。三、老人監(jiān)護(hù)專利演進(jìn)分析3.1老人監(jiān)護(hù)檢測(cè)裝置的演進(jìn)單一的便攜式求救裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，成本低廉，這種便攜式裝置的求救信號(hào)通常情況下通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此，多數(shù)便攜式裝置還具有通話等功能。專利文獻(xiàn)CN1921519給出了一鍵通移動(dòng)終端監(jiān)護(hù)與緊急救護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)方法，在終端上增設(shè)4個(gè)通話鍵，1個(gè)緊急呼叫鍵，1個(gè)撥出鍵以及1個(gè)掛機(jī)鍵，老人可以針對(duì)性地選擇某一通話鍵進(jìn)行通話，該裝置還具有定位模塊、環(huán)境錄音模塊。為解決這種便攜式裝置僅能主動(dòng)報(bào)警的問(wèn)題，申請(qǐng)人從各個(gè)方面改進(jìn)了便攜式裝置，使得這種便攜式裝置可以被動(dòng)報(bào)警，比較常見(jiàn)的方法為在便攜式裝置中加入生理傳感器或姿態(tài)傳感器，并在其中設(shè)置先關(guān)檢測(cè)算法，傳感器檢測(cè)到參數(shù)異常時(shí)，通過(guò)該便攜式裝置發(fā)出求救信號(hào)，如文獻(xiàn)US20070950302A公開了通過(guò)特征匹配來(lái)檢測(cè)跌倒事件，文獻(xiàn)EP06425414A和文獻(xiàn)JP2009163573均提到通過(guò)檢測(cè)人體一定時(shí)間內(nèi)的不動(dòng)來(lái)確定跌倒事件，文獻(xiàn)US2014132414通過(guò)氣壓計(jì)所測(cè)得氣壓的差分信號(hào)來(lái)確定跌倒事件，對(duì)于誤報(bào)率較高的跌倒事件，許多文獻(xiàn)也提到設(shè)置相應(yīng)的按鈕或確認(rèn)機(jī)制來(lái)確認(rèn)報(bào)警或解除報(bào)警，文獻(xiàn)JP2016177449還提到設(shè)置解除報(bào)警失效功能。另有一些便攜式裝置通過(guò)其他途徑檢測(cè)老人求救事件，如通過(guò)限制老人的活動(dòng)范圍來(lái)進(jìn)行報(bào)警；通過(guò)設(shè)置語(yǔ)音模塊，采集聲音特征，根據(jù)聲音來(lái)進(jìn)行報(bào)警；或是設(shè)置超聲波傳感器，專門用于檢測(cè)床上的老人，防止老人在睡夢(mèng)中掉落床下。雖然單一的便攜式報(bào)警裝置具有“便攜”的優(yōu)點(diǎn)，但無(wú)論是何種便攜式報(bào)警裝置，對(duì)于老人來(lái)說(shuō)，它就是一種額外的裝置，是一種負(fù)擔(dān)。在科技進(jìn)步的同時(shí)，一些申請(qǐng)人將便攜式裝置與老人的日常用品進(jìn)行融合，一些基于手機(jī)、拐杖、鞋子等日常用品的報(bào)警裝置開始產(chǎn)生。如專利文獻(xiàn)CN101938556公開了一種基于手機(jī)的摔倒監(jiān)測(cè)方法及手機(jī)，通過(guò)手機(jī)已經(jīng)具有的檢測(cè)模塊，對(duì)老人進(jìn)行跌倒檢測(cè)；專利文獻(xiàn)CN102450792公開了一種語(yǔ)音報(bào)警拐杖，利用拐杖進(jìn)行報(bào)警。在此之后，不斷有基于手機(jī)、拐杖等報(bào)警設(shè)備的申請(qǐng)，這些申請(qǐng)中，多數(shù)申請(qǐng)的發(fā)明點(diǎn)在于如何改進(jìn)檢測(cè)算法。通過(guò)以上對(duì)由此可得，便攜式裝置的發(fā)展趨勢(shì)為從單一的手動(dòng)報(bào)警式檢測(cè)裝置逐步發(fā)展為通過(guò)各種傳感器檢測(cè)完成檢測(cè)并報(bào)警的被動(dòng)式檢測(cè)報(bào)警方式，3.2老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)以及方法的演進(jìn)隨著社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，針對(duì)便攜式裝置無(wú)法深度分析數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，無(wú)法進(jìn)行多傳感器數(shù)據(jù)融合等缺點(diǎn)，老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)開始出現(xiàn)。根據(jù)測(cè)量裝置和方法，可以將老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)分為基于生理參數(shù)和非生理參數(shù)的老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。直接測(cè)量生理參數(shù)的方式簡(jiǎn)單有效，通過(guò)對(duì)老人的生理參數(shù)的測(cè)量，通過(guò)特定算法獲取異常參數(shù)，通過(guò)異常參數(shù)對(duì)老人的生理情況進(jìn)行判斷，準(zhǔn)確度高。專利文獻(xiàn)CN101320508公開了一種基于Zigbee技術(shù)的家庭無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)佩戴式生理參數(shù)采集器采集老人的生理參數(shù)，將生理參數(shù)發(fā)送至家庭監(jiān)護(hù)處理中心，在參數(shù)異常時(shí)，家庭監(jiān)護(hù)處理中心將參數(shù)告知家人，并向醫(yī)療機(jī)構(gòu)發(fā)送相關(guān)報(bào)警信息。該文獻(xiàn)公開了一類典型的老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，一般來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)通常包括兩大模塊：采集模塊，服務(wù)器模塊。采集模塊通常為佩戴式或穿戴式裝置，采集老人相關(guān)生理參數(shù)、姿態(tài)參數(shù)，通常情況下，采集器不用運(yùn)算、分析，可以做到非常小，采集器在采集參數(shù)后將參數(shù)發(fā)送至服務(wù)器模塊，服務(wù)器模塊用于接收采集模塊采集的參數(shù)，用于分析、判斷，參數(shù)超過(guò)閾值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。在之后的一段時(shí)間內(nèi)，由于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，出現(xiàn)了大量此類老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的專利申請(qǐng)，但采集器加服務(wù)器的基本框架保持不變，申請(qǐng)人的主要改進(jìn)點(diǎn)集中于數(shù)據(jù)的處理、分析，其中也不乏與其他系統(tǒng)的融合。文獻(xiàn)JP2013078477公開了老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將采集的各個(gè)信息綜合起來(lái)，形成報(bào)告；文獻(xiàn)CN204740698U公開了一種智能化的居家養(yǎng)老系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用采集到的數(shù)據(jù)，對(duì)老人可能患的一些疾病作出提前預(yù)測(cè)；文獻(xiàn)CN104834828公開了一種基于DS證據(jù)理論-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法老人生理異常診斷方法，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和信息融合實(shí)現(xiàn)老人生理異常的診斷；文獻(xiàn)JP2014225166公開了一種監(jiān)護(hù)系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)可以根據(jù)各項(xiàng)生理數(shù)據(jù)來(lái)劃分危險(xiǎn)等級(jí)；文獻(xiàn)US2016307428公開的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)傳輸至云平臺(tái)，采用HMM處理、分析數(shù)據(jù)；文獻(xiàn)CN105303493公開了一種居家養(yǎng)老健康大數(shù)據(jù)分析服務(wù)系統(tǒng)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，為老人提供飲食推薦以及運(yùn)動(dòng)計(jì)劃；文獻(xiàn)CN105260973公開了一種基于大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)的老年健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向、縱向?qū)Ρ?，每個(gè)老人每天的數(shù)據(jù)要與前面幾天的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，每個(gè)老人的數(shù)據(jù)與同類人群的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，找尋異常數(shù)據(jù)。此外，由于老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)具有數(shù)據(jù)庫(kù)，還有許多文獻(xiàn)提到將老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，形成全方位的養(yǎng)老系統(tǒng)。通過(guò)以上分析可知，在近年的發(fā)展中，基于生理參數(shù)的老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展方向集中在軟件以及數(shù)據(jù)分析、處理方面，通過(guò)對(duì)已有數(shù)據(jù)的分析處理，期望獲得更準(zhǔn)確的判斷方法以及更快的判斷算法，另外，還通過(guò)已有的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)獲得更快更準(zhǔn)的診療以及各種健康建議，老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)功能日趨完善。上述基于老人生理參數(shù)的老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中，大部分要在老人身上設(shè)置相應(yīng)的采集器，相應(yīng)地，產(chǎn)生了一些基于生理參數(shù)之外的老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。通過(guò)外部采集器，采集老人生活環(huán)境等外部特征，分析這些特征，利用異常特征進(jìn)行報(bào)警。文獻(xiàn)CN1874497給出了一種基于全方位計(jì)算機(jī)視覺(jué)的獨(dú)居老人家庭安保裝置，該裝置采用攝像頭獲取老人在空間場(chǎng)所的內(nèi)的位置信息，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)手段建立老人室內(nèi)外活動(dòng)模型，自適應(yīng)學(xué)習(xí)老人日?；顒?dòng)規(guī)律，通過(guò)捕捉生活規(guī)律的在時(shí)間空間上的變化來(lái)發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)老人生活的反常及異常，所建立老人室內(nèi)外活動(dòng)模型不僅能識(shí)別視頻監(jiān)護(hù)范圍內(nèi)的異常，而且能預(yù)測(cè)視頻監(jiān)護(hù)范圍以外的可能發(fā)生的異常。隨后，同一申請(qǐng)人于2010提交了申請(qǐng)CN102387345A，基于全方位視覺(jué)的獨(dú)居老人安全監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)全景圖的檢測(cè)，進(jìn)一步完善了該方法。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展，在這之后也有許多基于圖像的老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其主要發(fā)明點(diǎn)在于視頻檢測(cè)算法，即如何檢測(cè)老人跌倒、長(zhǎng)期臥床等算法，還有許多利用視頻檢測(cè)，結(jié)合其他生理傳感器的老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。視頻檢測(cè)不可避免地涉及到隱私問(wèn)題，一些申請(qǐng)文獻(xiàn)中提到將圖像檢測(cè)與其他方式結(jié)合，在需要圖像檢測(cè)時(shí)，才進(jìn)行圖像檢測(cè)。此外，還有相當(dāng)一部分文獻(xiàn)完全摒棄了圖像檢測(cè)，采用其他方式對(duì)老人進(jìn)行檢測(cè)。如檢測(cè)獨(dú)居老人水電氣的用量，在水電氣的用量發(fā)生異常時(shí)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警，又如在獨(dú)居老人的各個(gè)房間內(nèi)安裝相應(yīng)的傳感器，通過(guò)這些傳感器獲取老人的日常起居規(guī)律，在老人日?；顒?dòng)異常時(shí)發(fā)出警報(bào)。通過(guò)以上分析可知，上述文獻(xiàn)與基于生理參數(shù)的老人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)不同，上述文獻(xiàn)均要統(tǒng)計(jì)老人的活動(dòng)規(guī)律。上述文獻(xiàn)的發(fā)展趨勢(shì)指向