響應特朗普呼籲生產呼吸機 美國車企跨界不容易
2020年03月30日08:37

  車企製造呼吸機跨界不容易

  本報記者 李司坤 本報特約記者 武彥

科莫舉著手動式複蘇面罩
科莫舉著手動式複蘇面罩
麻省理工團隊發明的便攜式機械呼吸機
麻省理工團隊發明的便攜式機械呼吸機
無創式呼吸機
無創式呼吸機
最高端的ECMO
最高端的ECMO

  製造呼吸機的難度被低估

  美國CNBC網站28日稱,紐約州州長科莫當天在記者發佈會上再度發出緊急呼籲,當地蔓延的新冠肺炎疫情將在未來14-21天進入高峰期,屆時需要多達14萬張病床和3萬台呼吸機。“目前為止,聯邦政府只提供了4000台呼吸機”。他表示,紐約州已採購3000個手動式複蘇面罩。“如果實在沒有呼吸機,這是最後的選擇。我們在討論讓國民警衛隊學習如何操作這個設備。雖然看起來容易,但如果依靠人力24小時不間斷地擠壓,你就會發現這是多麼困難。”

  這隻是美國面對快速蔓延的新冠疫情時裝備不足窘境的冰山一角。美國重症醫學會估計,美國總共將有96萬名患者由於感染新冠病毒需要使用呼吸機,但美國只有大約20萬台。美國總統特朗普28日在海軍醫院船“安慰”號前往紐約抗疫的出發儀式上表示,根據《國防生產法》,他已要求波音、福特、通用汽車等美國工業巨頭投入到呼吸機的生產中。此前一天,特朗普還在社交媒體上對福特和通用汽車大發咆哮:“通用汽車公司必須立即在俄亥俄州的洛德斯敦重開他們那被愚蠢地拋棄的工廠,或者其他什麼工廠。總之必須開始製造呼吸機,現在就去!福特,快去造呼吸機!!”不過有網友留言稱,不是汽車企業對於轉產呼吸機不積極,而是要達到特朗普的要求實在太難了——美國總統恐怕低估了製造呼吸機的難度。

  面對新冠疫情暴發初期的“口罩荒”,多家中國汽車企業改造生產線、利用現有的超潔淨車間跨界轉產口罩,迅速填補了空缺。在外人看來,同樣的套路完全可以用在呼吸機上——能流水線製造飛機和汽車等複雜產品的美國工業巨頭們,不但擁有更先進的加工設備,而且還有熟練的生產線工人。

  然而看似簡單的呼吸機,其實技術含量相當高。據業內人士介紹,現代醫用呼吸機早已不是簡單向病患肺部通氧氣的壓力罐,它會根據患者的病情、生命體徵、血氧飽和度等指標,通過肺動力學參數隨時調整氧氣的供應量,並依靠伺服反饋控製系統,利用優化算法保持供氧頻率與患者呼吸同步。這套複雜系統對穩定性的要求也很高,無論是壓力驅動系統、患者回路、過濾器還是閥門,任何零部件發生故障,呼吸機都可能失靈,進而危及患者生命。為應對斷電等突發情況,呼吸機還需要獨立的備用動力源。倉促進入這個行業的美國工業巨頭不但需要時間來改造生產線等“硬件”,而且還需要掌握核心算法等維繫患者生命的“軟件”,後者恐怕更不是短時間就能摸索出來的。

  至於最高端的ECMO(體外膜肺氧合,俗稱“人工肺”),因為它需要同時維持心肺功能的長時間體外循環,設計更為複雜。除了核心的血液驅動泵(通常為離心泵)和膜式氧合器(膜肺)外,還需要配套的變溫水箱、調節氧濃度的空氧混合儀以及血氧飽和度、壓力、溫度傳感器等監測設備。尤其是膜肺和離心泵屬於管控最為嚴格的醫療器械,不但技術掌握在少數幾家企業手裡,而且生產資質要求很高,匆忙跨界生產的車企絕不可能輕易獲得審批。

  在號稱美國版“知乎”的Quora網站上,諸多醫療器械業內人士也大都表示,車企跨界生產正規的醫用呼吸機難度很大,但利用成熟技術,快速生產專門針對新冠肺炎感染者的簡易版呼吸機還是大有希望。這種呼吸機只保留新冠肺炎患者需要的少數基本功能,儘量減少零部件並簡化生產流程。麻省理工學院團隊還推出一種低成本便攜式機械呼吸機,通過模擬擠壓複蘇面罩的動作,將氧氣輸入患者氣管,成本僅100美元。

  此外,由於全球對呼吸機的需求還在猛增,即便不考慮技術問題,美國車企轉產呼吸機能否獲得足夠的零部件供應也是一個嚴峻的挑戰。▲

  呼吸機種類多,適用不同階段病患

  對抗全球蔓延的新冠肺炎疫情時,到底需要多少呼吸機才夠用?美國總統特朗普就公開質疑“紐約州需要3萬台呼吸機”的說法,他表示“呼吸機非常貴,你去大醫院,有時他們只有兩台呼吸機。”其實特朗普與很多人一樣,將最高端的ECMO與普通呼吸機弄混淆了。呼吸機的種類很多,在救治不同階段病情的新冠肺炎患者時各有用武之地。

  呼吸機可以分為有創和無創兩大類。其中無創呼吸機是通過佩戴在病患臉上的密閉口罩供給氧氣,主要用於較清醒、有自主呼吸的患者。而有創呼吸機需要切開患者的氣管,直接向患者肺部供氧,通常適用於重度呼吸衰竭患者。

  廣東援荊醫療隊救治專家組組長、廣東省人民醫院ICU副主任醫師蔣文新29日告訴《環球時報》記者,無創呼吸機可分為家庭用和重症病房用的型號。一般呼吸科用的呼吸機跟家庭用的有點類似,功率不會太高,而且沒有辦法精準調節氧濃度。而重症科用的呼吸機可以精準調氧濃度。現在還有一些呼吸機是三位一體的,可以做有創也可以做無創,還可以同時做高流量的氧療。

  蔣文新表示,對於不同階段的新冠肺炎患者,判斷該用哪種類型的呼吸機,最關鍵的是看呼吸功能的衰竭程度。通常病患的病情從一般病號到重症型,再到危重型,是遞進的狀態,核心點就是呼吸衰竭。呼吸衰竭以什麼做標準?一是看臨床表現出呼吸窘迫。每分鍾35次以上的呼吸頻率就是窘迫,每分鍾24次以上屬於急促。二是直接的缺氧表現,可以通過臨床表現,也可以通過血氧飽和度和血氣分析進行監測。

  中國醫學科學院阜外醫院教授張海濤表示,對於此次新冠肺炎疫情來說,絕大部分病人不需要呼吸支持,80%的病人很快都能痊癒。另外20%的病人需要使用呼吸機。至於用哪一種,還要根據病人病情的發展和演變來決定。一般情況下,如果病人的病情比較輕,就先上無創呼吸機,給病人的鼻子加上鼻塞,連通高流量呼吸機。如果病人的情況好轉,一切皆好。如果病情惡化,這時就要插管,上有創呼吸機。如果上了有創呼吸機後還不行,就要上ECMO了。“原則上講,只要能維持血氧飽和度在90以上,或者血氧分壓在60毫米汞柱以上,都可以上無創呼吸機,如果維持不到這個指標,就要上有創呼吸機了。上了有創呼吸機後,如果還維持不了這個指標,就要上ECMO”。

  歐美當前嚴重的呼吸機不足,讓他們無法採用中國根據患者情況“按需使用”呼吸機的做法。英國BBC網站稱,英國國家醫療服務體系已要求獸醫提供動物呼吸機,以幫助解決新冠病毒患者的呼吸機短缺問題。澳州獸醫委員會也開始採購和統計貓狗等寵物用的呼吸機。蔣文新表示,不同用途的呼吸機功率不同,寵物用的呼吸機很可能功率跟不上,“我認為不應該給人用”。

  美國紐約一些醫院近日則開始嚐試讓兩名病人共用一台呼吸機,但美國重症醫學會主張這樣非但沒法確保維持病人生命,共用呼吸機反而將惡化所有人的病情。張海濤表示,兩名病人合用一台呼吸機,顯然只可能用無創呼吸機,“但這事我們在臨床中沒有幹過,因為我國的呼吸機很充足”。他猜測,這種做法可能是加大呼吸機的流量,讓兩名患者都能分享氧氣。但一般情況下是不這麼做的,因為每個人使用呼吸機時都會根據身高、體重、氧濃度、氧分壓、吸氣條件、呼氣條件等指標設定參數,兩人合用的話,無法做到按需調整,實際供氧效果會差很多。蔣文新認為,在精準給氧的情況下,如果兩名病人都沒有任何主動能力,機器旁的管道安排得足夠好,也可以共用呼吸機,但這實在是屬於無可奈何的做法。▲

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