3月27日，英國累計確診新冠肺炎11658例，成為歐洲第6個累計確診破萬的國家。而當天，另一則轟動消息更牽動了民眾的神經：英國首相鮑里斯.約翰遜宣布COVID-19檢測結果陽性！看來，病毒的確不分國界不分貴賤。
4月6日，約翰遜轉入ICU，接受呼吸機治療。
4月8日，轉入普通病房。
4月12日，出院回家休養。
一連串的消息，展示了一個標準的COVID -19治愈流程，再次把“全球緊缺物資”呼吸機推到了風口浪尖。
|?01?|風口上的呼吸機
2020年春，坐標德國，主要股指因疫情下降17%-30%，但是德爾格（Dr?ger）的股價卻逆勢強勁上漲80%。三月中旬，公司接到了10000臺呼吸機的訂單，每臺定價20000歐元，這張訂單為德爾格公司帶來了2.2億美金的營收。呼吸機已經成為這次控制疫情蔓延、挽救生命最靠譜的武器之一。相比ECMO，它的使用范圍更廣闊，同時也帶來更有前景的市場空間。目前的價格因為新冠疫情的全球蔓延水漲船高，一路上揚。
?
根據世界衛生組織的數據，2015年有超過317萬人死于慢性阻塞性肺病，而2012年的死亡人數為310萬人。慢性阻塞性肺病是全球主要死亡原因之一，預計到2020年將成為世界第三大健康威脅。同樣，世界衛生組織2015年哮喘報告估計，全球約有2.35億人患有哮喘，2015年約有38.3萬人死于哮喘。這些目標指征流行率的不斷上升，增加了患者的住院率和再入院率，因為他們可能需要頻繁的通氣支持。
?
此外，城市化和日益嚴重的污染、吸煙的高流行率和不健康的生活習慣等因素也導致呼吸系統和心血管疾病病例的增加，從而推動了對呼吸機的需求不斷攀升。
?
未來，呼吸機會承擔什么角色？COVID -19給了我們部分的答案。從2003年SARS開始，病毒引起的流行性疾病，包括H7N9、HINI等，爆發頻率在逐步走高。對于各種變異迅速的病毒，雖然我們從未停止過斗爭，但手中可以抵抗的武器確實不多，主要以對癥為主。這些具有流行趨勢的病毒感染，總體來說以肺部炎癥的為主，引起ARDS（急性呼吸窘迫綜合征），從而威脅生命。呼吸機的及時介入，能夠幫助患者被動換氣，增加血液循環中的血氧含量，阻止了疾病發展中期組織缺氧帶來的各種臟器進一步惡化衰竭，降低發展為致命并發癥的可能性，增加存活的希望。
?
而在非疫情狀況下，數據亦顯示在ICU的入院患者中，50%有通氣問題，也需要呼吸機的參與。
|?02?|新冠大戰，烽煙四起
2018年，全球呼吸機市場容量已經達到了8.6億美金, 在機械通氣領域，根據專業調查公司預估，每年將以8%的速度增長，到2023年，會達到12億美金。? 然而2020年，意外的病毒襲來，爆發的需求打破了這個平穩的上揚趨勢。有人預測，目前的產量只能滿足市場9%的需求。
正常狀態下，呼吸機的市場分為重癥、新生兒、便攜產品及其他，目前在重疾領域的需求急速上升。
那么，占市場50%的ICU用呼吸機巨頭們在2019年有怎樣的表現呢？據專業調查公司統計，三大家的市場份額達到了60%，分別為Getinge22%，哈美頓22% ，Dr?ger 16%，穩穩成為第一梯隊。在第二梯隊中，我們可以看到邁瑞、美敦力、菲利普的身影。
國產市場也是群雄逐鹿，現在可以生產有創呼吸機的國內企業共21家，其中獲得歐盟CE認證的有8家，邁瑞和誼安是主要玩家，期貨訂單已經排到7月份，身價暴漲4-5倍。在分秒必爭的戰疫狀態下，邁瑞、誼安的有創呼吸機，魚躍、怡和嘉業的無創呼吸機，均已獲得FDA的緊急使用授權。
近日，誼安收購了有百年歷史的德國呼吸機和麻醉機制造商禾珥醫療（Heyer Medical AG）。不得不說，作為老牌的國產呼吸機廠家，誼安的雄心不減，時機也把握得很好啊！
|?03?|昔日“鐵肺”華麗轉身
呼吸機起初被稱作“鐵肺”，應用在脊髓灰質炎流行的二十世紀。
1928年德林克氏人工呼吸器, 俗稱鐵肺
1931年由 John Haven Emerson進行改善。
1937年中國人第一次見到鐵肺。
1940年 Ray Bennett 發明機械裝置加入鐵肺，后來這個公司被Medtronic收購。
1949年 JohnHaven Emerson 在哈佛大學發明了可用于麻醉中的機械通氣設備。
1952年 RogerManley 發明了完全由氣體驅動的正壓呼吸機，轟動了歐洲。同一年Drager 公司推出可以長期使用的呼吸機Poliomat。
1955 年Forrest Bird美國，機械通氣誕生。
1965年陸軍緊急呼吸機應用流體擴增原理，由哈里·戴蒙德實驗室和沃爾特里德陸軍研究所合作開發成功。
1971年應用于ICU的呼吸設備SERVO900 ventilator 被Siemens LSS公司開發出來，設置了流量控制系統，使定量輸送成為可能，后來siemensLSS被Getinge收購，整合到Maquet產品線中，也就是現在聞名的servo系列的鼻祖。
1979年 Sechrist工業推出 Model 500A，可以在高壓力狀態下輸送氧氣。
1982年 ICU呼吸機更新換代，使用了微處理控制技術。
|?04?|呼吸機三巨頭
Maquet始建于1838年，?是一家位于德國Rastatt的跨國公司，業務主要分為三個部分：外科手術、重癥監護和心血管疾病。重組并購，一直是它成長的主題。2000年，Maquet被Getinge公司以1.56億歐元收購，現已成為瑞典母公司GetingeGroup的三個主要業務部門之一。
?
2003年Getinge收購了當時呼吸機市場的領導者SiemensLife Suport Systems，把其中的Servo系列呼吸機統一整合到Maquet的重癥設備部門。2007年推出Servo-i系列呼吸機，迅速占領市場，Servo-i定位高端換氣系統平臺，可用于有創、無創或神經控制換氣多種模式，具有良好的靈活性和成本效益，增強了病人和呼吸機之間的相互作用。特點包括其壓力指數監測，可以幫助臨床醫生檢測和預防有害的通氣模式，如氣壓性創傷，即氣道和肺的過度擴張。其中，它運用的NAVA技術是一種獨特的機械通氣方法，因為它傾聽病人自己的呼吸信號，通過NAVA膜片(Edi)的電活動被捕獲，反饋給呼吸機，提高了同步性，并與患者自身的努力成比例。研究還表明，使用它的患者可以從改善睡眠質量中獲益，呼吸機引起的膈肌功能障礙的風險也降低了，NAVA甚至有可能減少機械通氣的時間。從而提高患者戴機的同步觀測和舒適度，減少并發癥，縮短持機時間。
?
在筆者呂一池的上一篇關于ECMO的文章里也提到，Maquet公司的ECMO 因COVID-19而被大家熟知。而它的呼吸機也穩坐江湖霸主的交椅，一直是高冷的存在。
Hamilton Medical哈美頓醫療公司成立于1983年，是美國生物技術公司Hamilton的瑞士子公司，鐘情于呼吸機領域，提供智能解決方案。公司所有人之一Steve Hamilton 受來自于NASA前雇員、后來成為麻醉師的一位小伙伴的啟發，以閉環通氣系統的智能呼吸機作為目標，協調自動血氣和呼吸機功能。同時在NASA 工作的瑞士工程師 Josef Brunner 為國際空間站的 ICU 開發了一款自動呼吸機，項目取消后，Brunner 返回瑞士，被 Hamilton 聘為“通氣全自動巡航”研發團隊的負責人。Hamilton的產品更多地體現在ICU重疾方面的各種技術創新。
?
1997年，Adaptive Support Ventilation (ASV?)?呼吸機標準正式發布。ASV 根據病人的肺力學指標和呼吸功能連續調整呼吸頻率、潮氣量和吸氣時間，它還預防窒息、呼吸急促、死腔通氣和過度通氣，在肺保護性策略規則范圍內，ASV 促進病人自主呼吸。自1998年以來，ASV 已成為重癥監護中很成熟的模式和世界許多ICU的標準模式。
?
2010年Hamilton的新一代解決方案 INTELLiVENT?-ASV問世?。在INTELLiVENT?-ASV 模式下，臨床醫生為病人設置呼末二氧化碳分壓和氧飽和度目標值，然后，INTELLiVENT?-ASV 自動調整呼吸機以達到這些目標值，同時考慮輸入病人的生理值（呼末二氧化碳分壓、氧飽和度、肺力學指標、自主呼吸），它自動設置與氧合狀態（PEEP 和氧濃度）和通氣（指令呼吸頻率、吸氣時間、潮氣量和吸氣壓力）有關的控制參數。
?
這兩種獨特的通氣模式自動采用肺保護策略，減少并發癥，鼓勵患者自主呼吸，從而提高患者的安全性和舒適性，減少通氣時間，降低了臨床醫生的工作量。
?
Hamilton的產品線非常完整，涉及ICU、嬰兒、重疾、轉運、MRI以及長期急救方面。Hamilton是一個家族企業，目前由二代和三代聯合經營，首席執行官羅伯特·哈美頓已執掌帥印12年。2020年3月，該公司透露其生產能力比前一年增加了50%，并計劃在4月底前將其生產能力翻一番。筆者呂一池預估，2020年他的呼吸機營業收入約為7000萬美金。
公司成立于1889年，總部設在德國Lübeck ，由兩位創始人的名字命名了公司Dr?ger& Gerling，1970年在德國上市，與哈美頓一樣也是家族企業，目前掌門為第五代傳人， 2019年創造了約28億歐元的收入。集團公司涉及醫療、采礦、消防等業務領域，醫療安全分公司的產品包括麻醉工作站、醫用呼吸機、病人監測以及新生兒護理。Dr?ger設備可以靈活地集成到各種臨床場景中，也可以作為重癥監護運輸的移動設備。
?
呼吸機產品線也相當豐富，其中代表機型Savina300系列，渦輪驅動換氣系統的快速響應和高流量輸送，極大地促進了壓力控制換氣。Savina 300的設計是為了滿足最危重病人的換氣需求，非常簡單的操作和維護，可以靈活使用在院內任何地方。
?
EvitaInfinity V500是高端換氣設備，其APRV自動釋放功能，有助于維持呼氣末肺容積和有效去除二氧化碳，當面對不斷變化的呼吸機制和呼氣流量模式時，自動釋放功能會做出相應的反應，配有集成的壓縮機和外部電池，可以安全進出ICU。
|?05?|巨頭跨界，大風將起
工欲善其事必先利其器。面對人類共同的敵人COVID-19，呼吸機儼然已成為全球最緊缺的醫療物資之一。在這塊炙手可熱的市場上，將掀起怎樣的大戲？AdvaMed最近報道，飛利浦、Dr?ger、通用醫療、Hillrom、美敦力、ResMed 、Vyaire醫療等呼吸機廠家，紛紛投入全新的生產線，再利用現有生產線，訓練和調整工程師團隊, 并招募新員工來滿足短時間暴增的需求。同時，美敦力 3月30日宣布，將公開分享旗下Bennett 560 (PB 560) 呼吸機的設計規范，使各行業的參與者能夠快速參與到快速呼吸機的制造中來，以更好地應對新冠疫情。
?
目前呼吸機的現有產量只能滿足9%的需求。呼吸機產業鏈中的重要的零部件壓縮機、芯片、傳感器的供應商主要在歐美日，各國政府也動員社會資源一起攜手努力。于是，那些可以呼風喚雨的巨無霸級的身影跨界呼吸機，在產業鏈和人員配置方面表現出更好有優勢。我們耳熟能詳的通用汽車、福特和特斯拉也都在紛紛試水。通用汽車和Ventec公司與美國政府簽訂了價值4.9億美金的呼吸機合同，并約定6月底前交付6132臺，8月底前達到30000臺。福特汽車和佛州呼吸機廠商Airon合作，并得到FDA的批準，生產便攜式的PNeuton Model A型呼吸機，把呼吸機的部件數量從1000余個下降到300個左右。特斯拉老板馬斯克在YouTube上發布了一段視頻，主動表白呼吸機，展示了團隊的設計杰作，主題是特斯拉牌呼吸機，并宣布將與美敦力合作，進軍呼吸機市場。
?
這世界只有變化是不變的。風云際會的呼吸機市場，誰會主宰沉??？筆者呂一池大膽猜想，也許在不久的將來，通用Ventec、福特Airon、特斯拉會成為新的呼吸機三巨頭。而在這個一切皆有可能的時代，我們都將成為下一個奇跡的見證者。
References：
1：Giorgio V.?Müller. Hersteller von Beatmungsger?ten produzieren massiv mehr, aber k?nnen dieNachfrage trotzdem nicht decken. Neue Zürcher Zeitung.2020-03-30?[2020-03-30]?
2：Geddes, LA (2007). "The historyof artificial respiration". IEEE Engineering in Medicine and BiologyMagazine. 26 (6): 38–41. doi:10.1109/EMB.2007.907081. PMID 18189086
3：ReAnIn
4：Markets & markets
5：Getinge官網
6：Drager官網
7：Hamilton medical ?官網
