劃重點:
1、由于“鐵肺”輔助呼吸效率不高,,現(xiàn)在,,有創(chuàng)式呼吸機已成為醫(yī)院必備醫(yī)療設(shè)備。
2,、雖然國內(nèi)制造呼吸機的企業(yè)很多,,但絕大部分的市場還是在國內(nèi),目前有創(chuàng)呼吸機生產(chǎn)企業(yè)共有21家,,在整個國內(nèi)企業(yè)中占比大約2.12%,,這其中僅有8家企業(yè)的主要產(chǎn)品取得了歐盟強制性CE認證。
3,、國外呼吸機廠家在通氣模式,、控制技術(shù)、測量技術(shù),、人機工程和關(guān)鍵零部件等核心技術(shù)領(lǐng)域,,建立了技術(shù)壁壘,并利用知識產(chǎn)權(quán)加強了這一壁壘,。
隨著新冠疫情在全球蔓延,,被視為救命設(shè)備的呼吸機,正遭遇全世界的瘋狂搶購,。3月31日,,美國紐約州州長安德魯·庫莫在新聞發(fā)布會上表示,紐約州已經(jīng)從中國訂購了1.7萬臺呼吸機,,但預計只能得到2500臺,,原因在于加州、伊利諾伊州以及聯(lián)邦政府都加入了搶購中國產(chǎn)呼吸機的行列,。
據(jù)《財經(jīng)》報道,,呼吸機現(xiàn)已成為賣方市場,,先付全款再發(fā)貨,價格飛漲,,瘋狂時每臺1小時能漲4萬元,。
而在A股,呼吸機概念更是成為推動上市公司股價上漲的催化劑,。航天長峰在2019年僅賣出210臺呼吸機,,銷售金額約為325萬元,對當年整體業(yè)績影響較小,,結(jié)果還是受到資本熱捧,,8天暴漲76%,收獲5個漲停板,。
和關(guān)注投資的人不同,,關(guān)心疫情的人可能更想知道,呼吸機是一種怎樣的機器,?呼吸機全球賣斷貨,,國產(chǎn)呼吸機真的賺了個盆滿缽滿?
01 充滿傳奇的發(fā)明
如果將呼吸機發(fā)明的過程拍成電影,,大概率會票房大賣,。
1952年夏天,丹麥哥本哈根爆發(fā)嚴重疫情,,僅在丹麥最大的醫(yī)院布萊格丹姆醫(yī)院,,每天就需要救治50個重癥病人,這大大超過了醫(yī)院的承受能力,。這些患者由于控制呼吸肌群的神經(jīng)被病毒破壞,,造成呼吸困難,需要輔助呼吸,。當時布萊格丹姆醫(yī)院有7臺“鐵肺”,,但效果并不明顯,使用“鐵肺”輔助呼吸的病人,,死亡率達90%,。
醫(yī)院迫切需要找到一種比“鐵肺”更有效的輔助呼吸方法。
在醫(yī)院老資歷醫(yī)生的推薦下,,院長勉強同意麻醉師比約.易卜生進重癥病房察看,。易卜生走進病房,看見一名叫維基的14歲女孩臉色發(fā)紫,,呼吸急促,。量過體溫并測過血壓后,易卜生判斷出女孩缺氧,,需要趕緊輸氧氣,。院長卻認為維基是被病毒侵犯腦組織,沒救了,。
上世紀50年代,,曾廣泛使用的鐵肺。
不過,,院長并沒有堅持多久,,他認為維基反正快死了,讓易卜生試試也無妨,。
易卜生割開維基的喉嚨,,在氣管上切開一條口子,插入管子,,連接上氧氣袋,,然后用手擠壓氧氣袋。經(jīng)過幾個小時的努力,,維基被易卜生從死亡線上拽了回來,。
病房內(nèi)的醫(yī)生們并不相信,于是給維基穿上“鐵肺”,,結(jié)果病情急轉(zhuǎn)直下,。這證明易卜生的方法比鐵肺管用。
于是,,布萊格丹姆醫(yī)院院長緊急召集醫(yī)學院學生,,用易卜生的方法,給病人手動輸氧,。1500名學生分成4班,,每班6小時,不停擠壓氧氣袋,。學生們一共擠壓了16.5萬小時,。由于輔助病人呼吸高效,布萊格丹姆醫(yī)院的死亡率從90%下降到25%,。
有創(chuàng)式呼吸機就這樣被發(fā)明出來,,易卜生是否申請專利不得而知,但由于輔助呼吸效率高于“鐵肺”,,現(xiàn)在,,有創(chuàng)式呼吸機成為醫(yī)院必備醫(yī)療設(shè)備卻是確定無疑的,,只不過電動機械代替了人力,結(jié)構(gòu)設(shè)計也更為復雜,。
02 憑什么成為危重病患“最后希望”,?
一般來說,醫(yī)用呼吸機可分為無創(chuàng)機械通氣(NIV,,即無創(chuàng)呼吸機)和有創(chuàng)機械通氣(IMV,,即有創(chuàng)呼吸機)兩大類。無創(chuàng)呼吸機比較好辨識,,它通過佩戴在患者臉上的密閉口罩供給氧氣,,幫助呼吸,這是最常見的呼吸機,。
有創(chuàng)呼吸機,,顧名思義是在切開患者氣管后,通過深入患者氣管的輸氧管幫助患者呼吸,。這種呼吸機一般用于急救,。有創(chuàng)呼吸機中,最高級也最昂貴的當屬于ECMO(即體外膜肺氧合,俗稱“人工肺”),,據(jù)《中國新聞周刊》,,一臺ECMO價值就超過100萬元人民幣,由于它除輔助呼吸外,,還能輔助血液循環(huán),,因此成為ICU(重癥監(jiān)護病房)里的“終極武器”,也是治療新冠肺炎危重病患的“最后希望”,。
現(xiàn)在,,呼吸機在急救、術(shù)后恢復,、重癥監(jiān)護等臨床一線工作中發(fā)揮著非常重要的作用,。據(jù)美國呼吸病學會統(tǒng)計,由于呼吸機的普遍使用,,使臨床搶救的成功率大約提高了55%,。
由于呼吸機是輔助人呼吸的機械,因此它的原理也必然是模擬肺的呼吸機制,。
肺的呼吸過程是這樣的:
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吸氣時,,呼吸肌收縮時,使胸廓容積增大,,肺泡膨脹形成負壓,,從外界吸入空氣;
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呼氣時,,呼吸肌放松,,肺泡因彈性收縮,,使肺內(nèi)壓力增大,向外呼出氣體,。
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從呼氣相到吸氣相轉(zhuǎn)化的四種觸發(fā)模式(定壓、定容,、時間,、流量)已普及用于各類呼吸機;
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多達十幾種通氣模式,,可滿足臨床的不同需求;
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電子計算機的應(yīng)用大大提高了機器運行的靈活性,、可靠性和智能性,,并使呼吸機的小型化成為可能。
可以看出,,肺泡和大氣之間的壓力差形成了呼吸氣流。
呼吸機是利用機械的辦法建立肺泡和大氣壓之間的壓力差,,模擬肺的呼吸機制,從而實現(xiàn)強制的人工呼吸過程,。
呼吸機的基本工作過程為:打開吸氣閥,,關(guān)閉呼氣閥,完成向患者的送氣,,強制患者吸氣,;再關(guān)閉吸氣閥,打開呼氣閥,,使患者向外呼氣,,從而完成呼氣過程。呼吸機如此循環(huán)往復工作,,就建立起人工模擬的肺臟呼吸功能,。
當然,在工作的同時,,呼吸機還要進行必要的安全性監(jiān)測,,包括氣道壓力和漏氣檢測、氣源監(jiān)測和窒息報警等,。
03 智能控制和便攜化是發(fā)展方向
呼吸機經(jīng)過幾十年的發(fā)展,,已經(jīng)比較成熟,目前市場上銷售的呼吸機種類繁多,,但按通氣模式不同,,主要可以分為定壓型和定容型。
定壓型呼吸機適用于有一定自主呼吸,、病情較輕的患者,,這類呼吸機又可以進一步細分為主呼吸、病情較輕的患者,。定容型呼吸機適用于氣道阻力大或沒有自主呼吸的危重患者,。
呼吸機主要應(yīng)用技術(shù)有:
呼吸機作為一種高技術(shù)機電產(chǎn)品,,其技術(shù)涵蓋了精密機械加工,、耐磨合金、壓力及容量傳感器等領(lǐng)域,,目前的技術(shù)發(fā)展方向是,,更好的通氣效果,以及更舒適,、更可靠的使用體驗,,包括采用更先進的傳感器技術(shù),采取準確,、可靠的非侵入式測量方法,。
另外,便攜化和智能控制也是呼吸機發(fā)展的重要方向,。
04 出口企業(yè)少
據(jù)統(tǒng)計,,我國現(xiàn)有呼吸機企業(yè)992家,其中以2008和2009年成立的企業(yè)最多,。新冠肺炎在全球的爆發(fā),,一定程度上刺激了國內(nèi)呼吸機企業(yè)投資。2020年2月1日-3月30日,,僅兩個月時間,,我國就新增10家呼吸機企業(yè),相比2019年同期增長1倍,。
雖然國內(nèi)制造呼吸機的企業(yè)很多,,但絕大部分的市場還是在國內(nèi),僅有少部分出口,。數(shù)據(jù)顯示,,近千家國內(nèi)呼吸機企業(yè)中,僅有90家企業(yè)的經(jīng)營范圍含“進出口”,,占比大約9%,。
具體到更高級的有創(chuàng)呼吸機生產(chǎn)上,國內(nèi)企業(yè)的存在感更弱,目前有創(chuàng)呼吸機生產(chǎn)企業(yè)共有21家,,在整個國內(nèi)企業(yè)中占比大約2.12%,,這其中僅有8家企業(yè)的主要產(chǎn)品取得了歐盟強制性CE認證。這8家企業(yè)一周產(chǎn)能大約是2200臺,,約占全球產(chǎn)能的20%,。
在這次全球新冠疫情帶來的國際市場機會中,也僅有國內(nèi)這8家企業(yè)能夠抓住,,目前已簽訂單量約2萬臺,,同時,每天還有大量的國際意向訂單在洽談,。換句話說,,國內(nèi)大多數(shù)呼吸機制造企業(yè)無法參與到這一波爆炸式行情中來。
05 地位類似國產(chǎn)手機
國內(nèi)大多數(shù)呼吸機制造企業(yè)無法走出國門,,和行業(yè)技術(shù)壁壘較高有直接關(guān)系。
呼吸機產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵配件,,包括渦輪壓縮機,、傳感器、芯片等核心部件,,大多從國外企業(yè)進口,,比如美國的霍尼韋爾、日本的SMC企業(yè)等,。
國內(nèi)企業(yè)主要集中在中游的集成制造,,而在核心的智能設(shè)計、通氣技術(shù),、降噪技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面,,研發(fā)能力有限,導致不能自主生產(chǎn)很多核心零部件,。
究其原因,,主要是我國呼吸機開發(fā)真正發(fā)力,是在20多年前,,落后國外許多年,,使得國外呼吸機廠家在通氣模式、控制技術(shù),、測量技術(shù),、人機工程和關(guān)鍵零部件等核心技術(shù)領(lǐng)域,建立了技術(shù)壁壘,,并利用知識產(chǎn)權(quán)加強了這一壁壘,。
此外,,在研發(fā)模式上,國內(nèi)廠家也不及國外廠家,。歐美廠家大都有自己的臨床中心,、研發(fā)中心和工程中心,可以做到臨床應(yīng)用一技術(shù)研發(fā)一產(chǎn)品檢驗的一體化研發(fā)流程,,從而使開發(fā)出來的呼吸機產(chǎn)品更符合臨床的需求,,更利于搶占利潤豐厚的高端市場。
這和智能手機行業(yè)類似,,國外企業(yè)依靠時間領(lǐng)先和IP產(chǎn)權(quán),,掌握了利潤和科技含量更高的存儲芯片、SoC芯片和傳感器的設(shè)計制造,,把控了核心配件,,國產(chǎn)手機企業(yè)則扮演著組裝制造的角色,集體獲取不超過行業(yè)10%的微薄利潤,。
結(jié)果就是,,這次新冠疫情帶來的商機中,盡管國內(nèi)呼吸機企業(yè)訂單爆棚,,但最大的受益方其實是國外企業(yè),。根據(jù)《經(jīng)濟日報》報道,北京誼安醫(yī)療相關(guān)負責人表示,,誼安呼吸機的關(guān)鍵核心元件渦輪均為瑞士進口,,而隨著境外疫情的日趨嚴峻,歐美廠家開始大批量生產(chǎn)呼吸機,,結(jié)果瑞士渦輪供不應(yīng)求,,出現(xiàn)產(chǎn)能不足、交貨期延長等問題,。
說到底,,在核心零部件上,我國并不具備優(yōu)勢,,而國內(nèi)呼吸機要大量支援國外,,還有一個必要的前提,就是保證核心零部件,、其他原材料供給充足,。
不過,,好消息是,國內(nèi)抗擊疫情的過程中,,國產(chǎn)醫(yī)療器械發(fā)揮了中流砥柱的作用,,央視報道透露,包括呼吸機在內(nèi)的國產(chǎn)醫(yī)療器械開啟了國產(chǎn)替代進程,,進駐基層醫(yī)院,。假以時日,國產(chǎn)呼吸機也會在產(chǎn)業(yè)鏈上向更為核心的環(huán)節(jié)攀升,。