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研究生:陳建助
研究生(外文):Chien-Chu Chen
論文名稱:陽壓呼吸機之工程技術分析
論文名稱(外文):The Analysis of Engineering Technology for Positive Airway Pressure Devices
指導教授:林康平林康平引用關係
指導教授(外文):Kang-Ping Lin
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:144
中文關鍵詞:陽壓呼吸機專利地圖工程技術
外文關鍵詞:positive pressure breathing machinepatent mapengineering technology
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專利是保護智慧財產權,先進與有價值的工程技術皆會藉由申請專利而獲得保護,本論文在於執行陽壓呼吸機各相關關鍵技術專利查詢、研究與分析,建立專利地圖,以充分了解技術的特徵與迴避空間,突破專利技術門檻,強化專利能量及佈局,提升競爭優勢。並且深入了解各國技術現況及市場進入門檻。
本研究以陽壓呼吸機相關之關鍵字,進行專利檢索得到150篇陽壓呼吸機相關專利為研究標的,藉由系統化的專利技術分析模式,呈現陽壓呼吸機的專利地圖分佈,在工程技術分析方面歸類為功能方塊、專利保護型式與技術結構三大類進行分析與探討。在基本趨勢方面,陽壓呼吸機專利在1993年以後呈現大幅度的成長,其關鍵專利集中於少數專利權人,如ResMed、Respironics、FISHER & PAYKEL等相關公司中。其中以ResMed公司所占的150篇(43%)為最多。
目前陽壓呼吸機相關技術已然成熟,未來技術之發展應以新演算法的開發,新系統結構的整合、元件之電路應用以及產品縮小方便化為目標。

Patent is to protect intellectual property rights. Advanced and valuable engineering technique can also be protected through the patent application. This paper is focused on the CPAP related main technology patent search, experiment, analysis, and to create patent map. The purpose is to fully understand the technology characteristics and avoidance, breakthrough the patent technology threshold, strengthen patent energy and strategy, and increase competitive advantage. Besides, we can also deeply understand current technique barriers of many countries and markets.
In this study, we use the “CPAP” related keywords, conduct the patent retrieval, which results in 150 articles related with CPAP as our study goal. Through the systematic patent technique analysis mode, the CPAP patent map distribution is shown. In engineering technique analysis, it is classified as three major classes, i.e. function block, patent protection type and technology structure, to be analyzed and discussed. In trend, CPAP patent has increased greatly since 1993, in which the key patents are focused on minority of patentee, for example: ResMed, Respironics, FISHER & PAYKEL, etc… related company. Among them, ResMed company which owns the most CPAP patents takes up to 43% of patents from the 150 articles.
Currently, the CPAP related technology has been matured. In the future technique should focus on the new algorithm development, new system architecture integration, component circuit application and reduced size of product for convenient as the target.

目錄
摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章緒論 1
1.1引言 1
1.2文獻回顧及研究背景 2
1.2.1 文獻回顧 2
1.2. 2研究背景 4
1.3研究動機 5
1.4研究目的 7
第二章 研究方法 8
2.1專利資料搜尋方式 9
2.1.1 官方出版文件或官方網站資料庫 9
2.1.2 網路資源 10
2.2 專利搜尋關鍵字 10
2.2專利資料收集與專利摘要表填寫 11
第三章 陽壓呼吸機基本結構與工作原理 12
3.1陽壓呼吸機之基本結構 12
3.1.1 氣流調節閥 13
3.1.2加熱加濕器 13
3.1.3 鼓風機 16
3.1.4 呼吸罩 17
3.1.5 回授裝置 17
3.2呼吸運動方程式 18
3.3 陽壓呼吸機供氣四階段 21
3.4 氣流控制分類 23
3.4.1 雙相連續陽壓呼吸控制 24
3.4.2 雙相連續陽壓控制模式 25
3.5輸出波形控制 26
第四章 陽壓呼吸機之工程技術分析 29
4.1歷年專利件數分析 30
4.2 各國專利分析 30
4.3 申請公司分析 32
4.4 功能方塊分析 34
4.4.1 呼吸機主體分析 37
4.5 專利保護型式分析 39
4.5.1系統控制保護型式分析 42
4.5.2 輸出控制分析 44
4.5.3 輸入迴授分析 48
4.5.4 演算法保護型式分析 52
4.5.5 機構設計保護型式分析 57
4.6 技術結構分析 60
4.6.1 氣流控制分析 61
4.6.2 雙向連續陽壓呼吸控制分析 67
4.6.3 雙相連續陽壓控制模式分析 70
4.6.4 流量輸出波形分析 72
4.6.5 壓力輸出波形分析 73
4.6.6 機械技術分析 75
4.6.7 邏輯控制技術分析 80
第五章 過期專利之研究探討 83
5.1 過期專利搜尋 83
5.2 過期專利搜尋結果 83
5.3 USRE35295專利之探討 84
5.4 US5031612專利之探討 87
5.5 US4604539專利之探討 88
5.6 US5503146專利之探討 89
5.7 US5551419專利之探討 91
5.8 US5704345專利之探討 92
5.9 US4978896專利之探討 97
5.10 US5019757專利之探討 101
5.11 US3921628專利之探討 102
第六章 結論與未來展望 106
6.1 結論 106
6.2 未來展望 106
參考文獻 107
附錄一 專利收集表 125
附錄二 專利技術摘要表 131
附錄三 陽壓呼吸機技術內涵魚骨圖 132


表目錄
表2-1-1-1官方專利文獻查詢途徑 9
表2-2-1陽壓呼吸機搜尋關鍵字 10
表4-3-1 歷年陽壓呼吸機公司專利件數統計表 33
表4-5-1 申請公司-專利類型統計 41
表4-5-2-1 輸出控制年代演進統計 46
表4-5-2-2 申請公司-輸出控制統計 47
表4-5-3-1 輸入回授年代演進統計 49
表4-5-3-2 申請公司-輸入回授統計 51
表4-5-4-1 演算法年代演進統計 54
表4-5-4-2 申請公司-演算法統計 56
表4-6-1-1 氣流控制年代演進 63
表4-6-1-2 申請公司-氣流控制技術統計 65
表4-6-1-3 演算法-氣流控制技術統計 66
表4-6-2-1 呼吸控制年代演進 68
表4-6-2-2 申請公司-呼吸控制統計 69
表4-6-3-1 申請公司-呼吸控制統計 71
表4-6-6-1 機械技術年代演進 77
表4-6-6-2 申請公司-機械技術統計 79
表5-2-1 過期專利 84


圖目錄
圖1-1-1 負壓型呼吸機 1
圖2-1 研究方法流程圖 8
圖3-1-1 陽壓呼吸機功能方塊 12
圖3-1-2-1 吸入氣體的濕化與溫化 14
圖3-1-3-1 鼓風機構造 16
圖3-2-1 呼吸力學數學模式 19
圖3-3-1 呼吸通氣週期 21
圖3-4-1 不同呼吸型態的呼吸道壓力 24
圖3-4-2-1 雙向連續陽壓自主模式 25
圖3-4-2-2 自主模式和自主定時模式控制 26
圖3-5-1 流量控制與壓力控制比較 26
圖4-1 陽壓呼吸機技術內涵魚骨圖 29
圖4-1-1 陽壓呼吸機歷年專利分佈圖 30
圖4-2-1 陽壓呼吸機國別專利件數分佈 31
圖4-2-2 陽壓呼吸機國別專利件數分析 31
圖4-3-1 陽壓呼吸機公司專利件數分佈 32
圖4-3-2 陽壓呼吸機公司專利件數分析 33
圖4-3-3 歷年陽壓呼吸機公司專利件數分佈 34
圖4-4-1 陽壓呼吸機功能方塊分佈 35
圖4-4-2 陽壓呼吸機功能方塊分析 35
圖4-4-1-1 陽壓呼吸機主體分佈 37
圖4-4-1-2 陽壓呼吸機主體分析 38
圖4-5-1 專利保護型式分佈 40
圖4-5-2 專利保護型式分析 40
圖4-5-3 申請公司-專利類型分佈 42
圖4-5-1-1 系統控制保護型式分佈 43
圖4-5-1-2 系統控制保護型式分析 43
圖4-5-2-1 陽壓呼吸機系統控制圖 44
圖4-5-2-2 輸出控制分佈 45
圖4-5-2-3 輸出控制分析 45
圖4-5-2-4 輸出控制年代演進分佈 46
圖4-5-2-5 申請公司-輸出控制分佈 47
圖4-5-3-1 輸入迴授分佈 48
圖4-5-3-2 輸入迴授分析 49
圖4-5-3-3 輸入回授年代演進分佈 50
圖4-5-3-4 申請公司-輸入回授分佈 51
圖4-5-4-1 演算法保護型式分佈 53
圖4-5-4-2演算法保護型式分析 53
圖4-5-4-3 演算法總篇數年代演進分佈 55
圖4-5-4-4 演算法年代演進分佈 55
圖4-5-4-5 申請公司-演算法分佈 57
圖4-5-5-1 機構設計分佈 58
圖4-5-5-2 機構設計分析 59
圖4-6-1 技術結構分佈 61
圖4-6-2 技術結構分析 61
圖4-6-1-1 氣流控制技術分佈 62
圖4-6-1-2 氣流控制技術分析 62
圖4-6-1-3 氣流控制年代分佈 64
圖4-6-1-4 氣流控制年代分佈篇數 64
圖4-6-1-5 申請公司-氣流控制技術分佈 65
圖4-6-1-6演算法-氣流控制技術分佈 66
圖4-6-2-1 呼吸控制分佈 67
圖4-6-2-2 呼吸控制分析 68
圖4-6-2-3呼吸控制年代分佈 69
圖4-6-2-4 申請公司-呼吸控制分佈 70
圖4-6-3-1 控制模式分佈 71
圖4-6-3-2 控制模式分析 71
圖4-6-4-1 流量輸出分佈 73
圖4-6-4-2 流量輸出分析 73
圖4-6-5-1 壓力輸出分佈 74
圖4-6-5-2 壓力輸出分析 74
圖4-6-6-1 機械技術分佈 76
圖4-6-6-2 機械技術分析 76
圖4-6-6-3機械技術年代分佈 78
圖4-6-6-4 申請公司-機械技術分佈 80
圖4-6-7-1 邏輯控制技術分佈 80
圖4-6-7-2 邏輯控制分析 81
圖5-3-1功能方塊圖 85
圖5-3-2連續陽壓控制流程圖 86
圖5-3-3壓力輸出波形 86
圖5-4-1加熱加濕器之構造 87
圖5-5-1 馬達驅動裝置構造 88
圖5-6-1 陽壓呼吸機設定模式 89
圖5-6-2 陽壓呼吸機待機與工作模式 90
圖5-7-1 正常呼吸與打鼾呼吸流量波形圖 91
圖5-7-2 打鼾檢測方法 91
圖5-8-1 偵測呼吸中止方法流程 93
圖5-8-2 偵測呼吸中止方塊圖 94
圖5-8-3 正常呼吸和呼吸中流量比較 95
圖5-8-4 判斷呼吸中止方法流程 96
圖5-9-1 鼓風機控制電路系統方塊圖 97
圖5-9-2 鼓風機轉速轉矩坐標圖 98
圖5-9-3 比較電路 99
圖5-9-4 微處理器電路 100
圖5-10-1 鼓風機轉矩坐標圖 101
圖5-11-1 定容式呼吸機氣體回路 103
圖5-11-2 定容式呼吸機電路方塊 104
圖5-11-3 多諧振盪器電路 105




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