前言
17年前，呼吸機在抗擊非典中嶄露頭角；17年後，新冠肆虐，呼吸機又成主力抗疫設備之一。儘管呼吸機廠商都相繼宣布增產，但全球呼吸機依然短缺。從如同囚獄的「鐵肺」到現代化、智能化的呼吸機，呼吸機的背後有什麼故事？在美國，呼吸治療已有六十多年的歷史，而國內呼吸治療師仍然是個處境尷尬的新興職業？隨著國內家用呼吸機的興起，睡眠市場會是下一個藍海嗎？
一、新冠病毒肆虐，呼吸機短缺
對於新冠肺炎治療，在沒有特效藥的情況下，呼吸機是最有效的療法之一，通過佩戴呼吸機，可以有效改善新冠病毒肺炎患者血氧，降低死亡率。鍾南山院士曾在央視連線中指出：經鼻高流量氧療、機械通氣，是目前治療新冠病毒肺炎的主要方式之一。據美聯社報導，重症監護協會（The Society of Critical Care Medicine）預計，新冠肺炎疫情期間，可能會有96萬患者需要使用呼吸機。該組織估計，美國目前只有20萬臺左右的呼吸機，其中大約一半的呼吸機型號都比較老，對大多數危重病人來說效果可能並不好。而且還有很多其他病情嚴重但不是新冠病毒感染者的病人在使用呼吸機。瑞士的Hamilton Medical公司是呼吸機領域的全球市場主導企業，如今它已經把產量提升了50%，卻仍然不能滿足世界各地的需求。美敦力近日也宣布將呼吸機的產量提高40%以上。此外，GE醫療、飛利浦醫療、Getinge、Draegerwerk等主要呼吸機生廠商都紛紛宣布將增產。
二、從「鐵肺「到現代呼吸機，近百年的發展史
呼吸機可分為有創呼吸機與無創呼吸機。有創呼吸機就是通常說的「氣管插管」，使用有創呼吸機一般是患者已經無法維持呼吸功能或是呼吸功能衰竭了，而無創呼吸機則多用於治療階段。無創呼吸機的主要作用是維持通氣功能，例如新冠病毒患者因為肺炎而感到呼吸困難，機體攝入空氣不足，血氧飽和度降低，帶來一系列的危害，甚至可能發展成危重症，此時如果通過呼吸機輔助呼吸，可以有效維持患者的血氧飽和度，降低死亡率。
早在幾個世紀以前，就有人嘗試為呼吸衰竭病人進行機械輔助通氣，但均未成功。直到20世紀20年代末和30年代研製出性能可靠的負壓通氣機，為脊髓灰質炎（俗稱的「小兒麻痺症」）流行期間的大量病人進行輔助通氣並取得了可靠療效，才開始了現代機械通氣的時代。隨著電子及自動技術的發展，以及對呼吸生理的深入了解和對臨床實踐經驗的總結，在這近百年的時間裡，呼吸機經歷了從負壓到正壓、從不同步到同步、從簡單機械至高度自動化及智能化的歷程。
20世紀四五十年代，「鐵肺」是醫院裡司空見慣的東西
世界上第一個廣泛使用的「鐵肺」是由哈佛大學醫學院的教職工Philip Drinker（工程師）和Louis Shaw（醫生和生理學講師）共同發明的，他們還為此申請了專利。為了紀念Philip Drinker，這款「鐵肺」又被稱為「Drinker呼吸機」。Drinker呼吸機使用電動機驅動兩個從真空吸塵器上卸下來的氣泵。氣泵不斷改變著一個矩形氣密金屬腔體內的氣壓。1928年10月12日，在波士頓兒童醫院，Drinker呼吸機第一次成功應用於臨床並引起了巨大的轟動。當時一名8歲的小女孩由於脊髓灰質炎引起了呼吸衰竭，已經瀕臨死亡。在放進Drinker鐵肺後不到一分鐘，她就奇蹟般地生還了。
Philip Drinker及其申請的專利
1931年，艾默生（John Haven Emerson）參照Drinker的設計，開發出一種更便宜的版本。艾默生生產的鐵肺還包括了一個可以滑進滑出鐵肺的床，鐵肺上還有可打開的窗口，方便接觸和調整病人的四肢、床單或者進行熱敷。
艾默生發明的鐵肺
儘管Drinker鐵肺很有用，但重達102千克非常笨重，也很貴。在1930年的美國，成人使用鐵肺進行治療都要花上2000美元，運送成本更高得離譜。1937年，澳大利亞生物醫學家兼工程師Edward Both，面對澳大利亞慘痛的脊髓灰質炎疫情，發明出了一種新的鐵肺，被稱為Both鐵肺。這種鐵肺十分便宜，只需要花100英鎊，也很輕巧，搬運方便。
Both鐵肺
20世紀40年代和50年代，脊髓灰質炎大面積爆發。為了幫助病人呼吸，醫院的病房裡塞滿了鐵肺。每個病人都會在鐵肺裡待上一個星期，甚至還出現了可節省空間的多人鐵肺。
多人鐵肺
隨著1952年「沙克疫苗」和1957年「沙賓疫苗」的相繼問世，脊髓灰質炎幾乎被消滅殆盡。據相關統計，1988年全世界有35萬人感染脊髓灰質炎，而到2012年僅剩223例。與此同時，氣管插管術和氣管切開術的發展，也大大降低了笨重鐵肺的使用率。1959年，美國共有1200人使用鐵肺，到了2004年，只有39人依然在使用鐵肺。如今的現代化呼吸機大多採用正壓將空氣壓入呼吸道。這種方式更加有效，也不會像鐵肺那樣限制病人的行動，醫護人員能方便地檢查病人的情況。而負壓呼吸機，由於其與人類自然呼吸的方式很接近，在一些情況下也會被優先採用，比如先天性中樞性低通氣症候群（CCHS）[1]。
三、國內呼吸治療師身份「尷尬」，卻又被各大醫院「瘋搶」
在這次抗擊新冠疫情中，呼吸治療師被稱為「離新冠患者最近的人」。據四川大學華西醫院統計，參與此次抗疫的呼吸治療師，由於人數有限，每個人平均要負責11.5張床位，最多的地方甚至達到每人接近17張床位。
呼吸治療起源於美國，已經有六十多年的歷史。目前，美國已有十幾萬呼吸治療從業人員，遍布在各個醫療機構和社區、家庭、醫療器械公司。呼吸治療師（Respiratory Therapist，RT）是在醫生的指導下，對心肺功能不全或異常者給予診斷、治療和護理，具體包括對急性危重病人提供各種通氣治療和氧療，負責各種醫療氣體、霧化及氣溶膠的使用與監測，進行心肺復甦、肺康復治療及其器具的使用與維護，通常還需要掌握血氣分析、肺功能監測、高壓氧艙治療等技術。呼吸治療師必須了解肺部機能，也需要了解藥物對肺臟的作用，以及如何對症下藥。在美國，除了阿拉斯加和夏威夷，所有的呼吸治療師都需要有執照。此外，大多數的僱主還要求呼吸治療師同時持有心肺復甦術（CPR）認證。
1994年浙江省邵逸夫醫院率先成立呼吸治療科，1997年四川大學華西臨床醫學院按照美國呼吸治療專業教育模式開辦呼吸治療專業，2014年中山大學新華學院在康復系新開設了「呼吸治療」專業，首屆學生在畢業時被廣州各大醫院「搶空」。但「呼吸治療師」在國內尚屬新興職業，全國目前沒有專門的呼吸師資質認證和考核標準，呼吸治療師既不屬於醫生又不屬於護士專業系列，如何評定職稱成為難題，這在一定程度上限制了專業的發展[2]。
四、呼吸機主要廠商盤點
國外
1.Hamilton Medical
Hamilton Medical 始建於1983年，總部位於瑞士，致力於為危重病人提供更好的呼吸支持，減輕護理人員負擔。如今，Hamilton Medical 公司已成為重症監護通氣解決方案的領先製造商，為各類病人、各種應用環境，提供呼吸支持解決方案。
Hamilton Medical呼吸機系列產品
Hamilton Medical的呼吸機種類繁多，共有成人和兒童重症監護、新生兒重症監護、重症監護轉運、MRI科室和長期急性照護五種類型。Hamilton Medical 公司所有的呼吸機上的用戶界面操作方式相同，複雜的數據被集成到直觀的可視化圖像中。Hamilton Medical 智能通氣模式根據病人的每次呼吸，可以每天 24 小時通過改變插管和拔管的方式為主動、被動呼吸病人調整通氣。它們自動採用肺保護性策略，最大程度減少併發症。在肺保護性策略規則範圍內，它們促進病人自主呼吸，還能根據病人的肺力學指標和呼吸做功連續調整呼吸頻率、潮氣量和吸氣時間。
2.美敦力
美敦力是一家總部位於愛爾蘭都柏林的醫療器械公司，成立於1949年。美敦力作為全球醫械巨頭，在血管疾病、心臟瓣膜置換、體外心臟支持、微創心臟手術等方面頗有建樹。
美敦力Puritan Bennett™840呼吸機
Puritan Bennett™840呼吸機配備了PAV +™軟體，與傳統的機械通氣相比，這種呼吸機可以更好地管理患者的呼吸工作並支持更自然的呼吸。這款呼吸機可以滿足從重達300克的新生兒患者到重達150千克的成人患者等不同類型患者的特殊需求。Puritan Bennett™980呼吸機通過一些可用的最具創新性的呼吸傳遞技術幫助患者呼吸更自然，並且具有獨特的呼吸機保證功能，在某些系統出現故障的情況下，將繼續提供儘可能接近預設設置的呼吸機支持，並具有集成的呼氣過濾系統。
3.GE醫療
GE 醫療是GE Electric Company（GE）的一個部門，GE是一家總部位於美國的綜合性公司。該部門包括醫療保健系統和生命科學業務。醫療保健系統業務提供醫療技術和數字解決方案，包括成像，超聲波，生活護理以及企業軟體和解決方案。
GE CARESCAPE™R860呼吸機
GE醫療的這臺CARESCAPE™R860呼吸機能用於ER、ICU和CCU。CARESCAPE™R80界面友好，提供了用於間接量熱法測量的高級工具。此外，CARESCAPE™R860的代謝功能具有支持改善患者預後，降低感染率並縮短在ICU中停留時間的潛力。其氣體模塊可測量吸入和呼出氣體，醫生可用來評估患者的營養狀況。
4.偉康（飛利浦醫療）
偉康隸屬於飛利浦公司旗下，前身是美國偉康公司，成立於1976年，總部位於美國賓夕法尼亞的匹茲堡。偉康是一家為全球臨床及終端用戶提供睡眠障礙診療及無創通氣治療整體解決方案的生產商。2007年12月被荷蘭飛利浦公司收購，成立飛利浦家庭醫療保健事業部（Philips Home Healthcare Solution），改成「飛利浦偉康」。
偉康醫用呼吸機
偉康（飛利浦）醫用呼吸機擁有多種功能且易於使用，專門為醫院使用而設計，為成人和兒童患者提供無創通氣治療或有創通氣支持，可滿足各類急慢性呼吸衰竭、慢性呼吸功能不全、阻塞性睡眠呼吸暫停患者的機械通氣治療需求。此外，偉康（飛利浦）還提供創新的睡眠和家庭呼吸護理產品、醫學教育產品以及增值服務。
5.Getinge
Getinge總部位於瑞典哥德堡，1904年成立於瑞典Getinge小鎮，主要為醫院和生命科學機構提供改善臨床效果和優化工作流程的產品和解決方案。產品包括重症監護，心血管手術，手術室，無菌後處理和生命科學解決方案。全球超過10000名員工，在38個國家/地區開展業務，在超過135個國家/地區銷售。2019年收入266億瑞典克朗。
Getinge主打的九款呼吸機
Getinge目前主打九款呼吸機，其中Servo-u系列為患者提供了多種個性化肺保護，可輕鬆將高級個性化通氣策略整合到日常患者護理中；Servo-n Neonatal系列幫助新生兒呼吸。Servo-u MR Conditional Ventilator 系列能在MR掃描期間為所有患者提供呼吸支持，從有創和無創通氣到高流量治療。Neurally Adjusted Ventilatory Assist系列可由患者自己的呼吸驅動器控制呼吸的時間。
6.Draegerwerk
Dräger於1889年在呂貝克成立。Dräger是一家家族企業，其第五代公司已成為全球上市公司。Dräger在全球擁有14500多名員工，業務遍及全球190多個國家。該公司2019年的收入約為28億歐元。
Dräger ICU呼吸機及呼吸檢測儀
ICU呼吸機是現代重症監護病房不可或缺的一部分。Dräger的ICU呼吸機和呼吸檢測儀都達到了很高的標準，並可以根據個人情況對患者進行安全治療。Dräger的設備可以靈活地集成到各自的工作流程中，既可以作為供應單元的集成組件，也可以作為重症監護運輸工具的行動裝置。Savina 300系列提供的渦輪技術，Evita V300和Evita Infinity 500啟用的閥門控制、外部電池和額外渦輪供應等都保證了Dräger的設備能滿足ICU所有的需求。
國內
1.邁瑞
邁瑞總部位於深圳，為全球市場提供醫療器械產品在中國超過 30 個省市自治區設有分公司，境外擁有 40 家子公司。全球員工近萬人，其中研發人員佔比超過 20%，外籍員工超過 12%，來自全球 30 多個國家及地區，形成了龐大的全球研發、營銷和服務網絡。邁瑞的主營業務覆蓋生命信息與支持、體外診斷、醫學影像三大領域，通過前沿技術創新，提供更完善的產品解決方案，幫助世界改善醫療條件、提高診療效率。
邁瑞三款呼吸機
邁瑞目前主打三款呼吸機。其中，SV300是國內第一款電動渦輪呼吸機，實現了流速的精準控制和穩定，解決了噪聲與散熱的矛盾，具備超過世界一流電動渦輪呼吸機的恆流VCV，在低噪音等方面達到了世界前沿水平。SynoVent E系列擁有氣電分離的設計，保障了機器運行的安全；便利的鎖屏功能杜絕了誤操作的可能；呼氣閥整體可拆卸、可消毒，避免了醫院內交叉感染的發生。SV800/SV600是重症呼吸機，雙通道輔助壓，可通過靈活的附件連接，測算跨肺壓，指導臨床困難病例的治療；自適應通氣模式AMV 與智能同步Intellicycle技術，通過監測病人呼吸生理變化及呼吸波形改變來自動調節呼吸機參數，實施肺保護策略，改善人機同步，加快撤機；急救模式CPRV在心肺復甦場合，提供快速啟動、精準通氣及整合CO2監測的解決方案。
2.凱迪泰
凱迪泰是國內較早進入呼吸機研發生產領域的廠商之一。2015年，凱迪泰被澳大利亞瑞思邁收購，成立了「瑞思邁」。瑞思邁以創新解決方案引領行業發展，提供最好的治療幫助患者早日康復，讓他們過上更健康的高品質生活。瑞思邁的雲連接醫療設備改變了睡眠呼吸暫停、COPD 和其他慢性疾病患者的護理方式。瑞思邁完善的醫院外軟體平臺可為專業人士及護理人員提供支持，讓他們幫助患者選擇在家中或醫療保健服務機構享受健康生活。通過實現更好的護理，瑞思邁改善了 120 多個國家和地區人們的生活質量，減少了慢性疾病的影響，並降低了消費者及醫療保健系統的成本。
瑞思邁Stellar系列呼吸機
瑞思邁的Stellar系列呼吸機，無論是醫院護理還是居家護理、有創或是無創通氣、兒童或是成人患者，均可使用，操作簡單方便，並提供高質量的通氣治療。S9系列是瑞思邁的高級成套治療裝置，旨在提供舒適的治療。
五、家用呼吸機背後的藍海——睡眠市場
OSAS是一種以睡眠打鼾伴呼吸暫停和日間嗜睡為主要表現的睡眠呼吸疾病，會引起間歇性低氧、高碳酸血症以及睡眠結構紊亂，並致高血壓、冠心病、心率失常、腦血管病、2型糖尿病等多種疾病。2018年，我國約有輕度OSAS患者1.76億，中度以上OSAS患者量約6600萬。
在歐美國家，睡眠呼吸機幾乎是家庭常備，每年的銷售量在數百萬臺。同時有規定，不少行業的從業者必須定期進行睡眠呼吸檢測。如此，不僅減少了因打鼾或OSAS所並致的多個疾病的出現，降低醫療成本，更降低了社會運營成本。另外，發達國家將睡眠呼吸機納入醫保基金報銷範圍，也是普及率高的因素之一。
相關數據顯示，2018年國內睡眠呼吸機市場容量只有15億元左右，整體銷量不足25萬臺，其中70%的份額被外資品牌佔據。目前國內市場上的家用呼吸機一般分為兩大類：一類是治療阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)等睡眠呼吸障礙疾病的人。另一類是治療患有慢性阻塞性肺病(COPD)、神經肌肉疾病等相關疾病患者[3]。近幾年，國內對此也已開始探索，不少呼吸科專家呼籲將鼾症的治療納入醫保；浙江省也曾有過動作，允許醫保帳戶餘額購買睡眠呼吸機。
結語
近日，人社部、市場監管總局、國家統計局聯合發布16個新職業，其中就包括了為患者提供呼吸支持的呼吸治療師。這也說明了國家開始重視呼吸治療相關專業的發展。希望呼吸機短缺問題早日得到解決，同時也希望未來呼吸治療將不僅局限於重症醫療，治療範疇能擴大到慢性病管理、輕症患者的呼吸治療，甚至在社區醫療服務中起到重要作用。
參考文獻
[1]http://wangjieshu.com/2015/05/23/p7jxlb-3h/
[2]http://news.medlive.cn/all/info-news/show-76203.html
[3]http://health.people.com.cn/n1/2018/0915/c14739-30294930.html