第一章 緒論
1.1 研究背景
由於未來人口高齡化的比例會逐年增加，隨著生活型態的改變及 醫學的進步，人類平均壽命逐年延長，而身體機能的老化必定會造成 行動力的減退。關節內的組織是會隨著人的發育而成長，雖然骨頭會 成長，但軟骨只會代謝，若受傷之後並不會重新長出。因此，人一旦 老化，軟骨也跟著退化。這時候，軟骨便會變性，失去彈性、光澤，
也會磨損而導致脫落。骨骼、關節因長期使用造成老化及磨損。膝關 節在運動過程當中必須承受各種不同的外力及撞擊，更加快膝關節的 損耗而喪失其功能，產生行動不便。
1.2 研究動機與目的
據統計，美國每年全人工關節置換可達 15 萬例以上且逐漸增加 中，它己成為骨科最常見的手術之一。當關節病變嚴重至保守治療無 效，或己出現關節活動受限及變形時，人工關節置換術將可明顯減輕 症 狀 、 矯 正 變 形 及 改 善 關 節 功 能 ， 骨 性 關 節 炎( 退 化 性 關 節 炎 ， Osteoarthritis)是目前施行人工關節置換術最常見的原因。當關節炎較嚴 重時，關節面軟骨會嚴重磨損破壞，甚至出現變形，往往會導致疼痛、
功能受限及行走不便。
人工膝關節置換術為一穩定且安全的手術，其合併症為百分之五 以下，成功率為百分之九十五。手術後二到三個月，疼痛的症狀便會
2
逐漸解除。病患可以減少或不必使用藥物。即便在十幾年以後，其存 活率也在百分之九十以上，百分之八十五可維持二十年以上。
因此，對於患嚴重的膝關節病變的病人，人工膝關節為一種最佳 的治療選擇。故人工全膝關節的研究與設計開發就越顯重要。本文將 從專利的角度著手，進行人工全膝關節功能性及結構性等方向進行分 析。主要以產品功能特性考量，進行產品的設計修正，改進目標為以 下幾點：
1. 修正半月板元件的幾何外型使產生平順的平滑運動，及改善半月板 因股骨旋轉運動所產生的磨耗性。
2. 改良半月板元件結構，增進全膝人工關節的緩衝減震功能。
3. 修正股骨元件的幾何外型，改善股骨元件的側向滑移 。
1.3 研究步驟
為了能正確地掌握技術領域的發展與重點，迅速的開發出與競爭 者功能相匹敵，甚至超越的產品或技術，且能迴避既有的專利，縮短 產品設計的時程、成本，與所設計之產品具備產業利用性、新穎性、
進步性等專利申請要件，且符合市場需求，本論文依循下列研究步驟 進行。
1. 反複的設定檢索關鍵字做專利資料檢索。
2. 將篩選檢索結果的專利資料彙整，並製作技術評估與紀錄列表。
3. 利用篩選結果和技術評估資料製作專利經營管理地圖，以作技術 發展方向的指標。
4. 選取欲技術迴避創新之指標專利，閱讀分析後製作分析摘要表。
3
5.利用專利分析摘要表內的專利技術文件、特徵、功能、目的等 來製作專利技術資訊圖(技術功能矩陣或技術要點圖)。
6. 概念設計－應用專利迴避與創新法。
1.4 論文架構
第一章：為緒論，概略介紹目前人工全膝關節之現況。
第二章：介紹人工全膝關節的構造及分類。
第三章：將蒐集人工全膝關節相關之技術資料、專利公告等，閱 讀及製作專利摘要表。
第四章：介紹專利分析方法與實例製作。
第五章：利用品質機能展開法找出顧客需求，釐清問題。
第六章：將所分析出的專利進行產品的概念設計
第七章：利用專利迴避方法，依據創新方法和侵害判斷原則來迴 避分析既存專利。
第八章：結論及未來的工作。
4