测量装置

为什么呼吸机不能像口罩和测温枪一样爆产能

发布时间:2023/1/28 20:12:47   

如果说年的1~2月是全球缺口罩、测温枪,那么到了3月、4月,随着中国制造工厂的恢复重启,强大的生产能力一下让口罩、测温仪的产能暴涨。目前政府部门对公司体温监测(额温枪等)、消毒感控产品的抽调与生产管控已经结束。

在海外疫情频频爆发新高地同时,中国企业可以有底气地表示:“全球的口罩产能,我包了!”

所以现在的矛盾,不是生产不出口罩,而是大量的口罩因为部分地区封国、封城,无法快速的送到指定地点。

这一点《芯闻路1号》已经在疫情下“货代变带货”,物流费猛涨,元器件外贸如何应对挑战?一文中提及。

面对新冠肺炎疫情,口罩、温枪只能起到监测、防范的作用,而真正对于患者直接起作用,可以从死神手中挽回生命的则是医用呼吸机。对于新冠肺炎病人来说,呼吸机就是救命机!一台呼吸机,就能延长一个病人的治疗时间,尤其对于肺炎的重症病人。

呼吸机有多紧缺?

有媒体采访表示,目前呼吸机的价格上涨幅度至少在50%以上。“正常价格2万美元的呼吸机,目前经销商报价已经达到美元/台”。根据公开资料,目前我国呼吸机市场规模从年的55.8亿元增长至年的.1亿元。年中国医用呼吸机需求量达1.47万台。

目前主导呼吸机市场的是国外企业,如美敦力、德尔格、VyaireMedical、哈美顿医疗公司(HamiltonMedical)、Getinge和飞利浦(Philips)等。其中瑞士哈美顿(Hamilton)、德国德尔格(Drgerwerk)、瑞典Getinge集团以及中国的北京谊安瓜分了全球半数市场。

据了解,哈美顿为了完成中国、土耳其、美国等地的订单,已将产能提升了40%。其他包括德尔格、Getinge的年产量也在1万台左右。疫情爆发后,仅德国政府一周时间的订购量就达到了1万台重症监护呼吸机。

目前仅纽约市呼吸机缺口就高达2.5万台,据纽约州州长透露其已经派人到最大的呼吸机生产国中国采购1.7万台呼吸机,每台售价2.5万美元。意大利已向中国预定购置了台呼吸机,另外,近日俄罗斯也将投入万美元大规模采购台呼吸机。

据了解,目前全球呼吸医院现有的10倍。

跟口罩爆产能不同,呼吸机产能很难快速爆发。呼吸机不像口罩机,生产门槛低,哪怕是小作坊买一台设备和材料都能制造。该类设备属于二类或三类医疗设备,开发门槛较高,不是“速成”产品。即便目前所有呼吸机头部企业产能全部翻番,要满足全球的呼吸机需求也至少需要一年左右的时间。

目前哪怕是特斯拉、福特和通用汽车,法拉利和菲亚特、空客、劳斯莱斯这些高端制造厂商打算造呼吸机,但是光改造生产线就需要花费数周甚至更久。

而对于那些已经具有生产上市资格的呼吸机生产商来说,哪怕仅从年产量1万台爆发到2万台,也至少需要1年的时间。

中国有多少家呼吸机厂商?

中国是呼吸机的主产国之一,约占全球产能的五分之一。因此世界各国都来中国抢购呼吸机。

据统计,3月19日以来,我国已经紧急向国外提供有创呼吸机多台。截至3月29日,我国主要呼吸机企业累积供应2.7万多台、有创呼吸机多台。目前已签订单量约2万台。

中国到底有多少家呼吸机厂商呢?

根据企查查的数据统计,截止到年3月31日,中国一共有家跟呼吸机相关的企业注册,其中国广东占家。能够生产有创呼吸机的生产企业共有21家,其中8家的主要产品(周产能约台)取得了欧盟强制性CE认证,约占全球产能五分之一。

有创呼吸机生产企业

在这些企业中,迈瑞医疗目前是创业板总市值第一位,总市值超过亿元。此次疫情中,迈瑞医疗的呼吸机需求暴涨,仅国内就翻了6倍多。医院呼吸机的生产任务则由迈瑞医疗承接。

目前迈瑞医疗已经向全国以医院交付了5万台的设备,其中火神山和雷神山分别有多台和多台,包括监护仪、呼吸机、除颤仪、输液泵、便携式彩超等。

另一家值得一提的企业是航天长峰,年抗击非典时,航天长峰就是国家指定的战略物资储备呼吸机供货单位。疫情爆发以来,航天长峰子公司长峰医疗的Elisa重症呼吸机、ACMA急救呼吸机和TNI经鼻高流量呼吸湿化治疗仪等70台呼吸机被送往武汉疫情防控一线。截至3月19日,航天长峰已与意大利、塞尔维亚、缅甸等十余个客户累计形成余套呼吸机销售合同。

单从呼吸机市场占有率来看,江苏鱼跃医疗的经营范围呼吸机的比重较大,创收也是重头,拥有可量产的成熟生产线。主营防疫类产品的鱼跃医疗透露,目前呼吸机订单已排到4月底,其医用无创呼吸机产品产量也从疫情之前的日产台,提升到极限日产台以上。

开源呼吸机方案到底靠不靠谱?

常见的呼吸机结构

常见的呼吸机构成结构主要包括:整机电控箱、机械臂、电源线、气路箱、氧气输气管、小车、脚轮、模拟肺、疏水器、温度探头导线、压力采样口、湿化器、吸气端口、螺纹管、呼气活瓣等组成。基本原理是一种正压呼吸机原理。通过增加气道内压力的方法将空气送入肺内,肺内的压力增大使肺腔扩张。然后减压,当压力失去后,肺腔组织的弹性使肺部收缩到原来的形状,把二氧化碳呼出体外。

美国加利福尼亚的一位工程师JohnnyLee推出了开源的呼吸机方案,将低成本的CPAP(连续气道正压通气)鼓风机改成基础呼吸机。

这一套开源方案涉及到的硬件都可以在网上买到,包括:CPAP鼓风机(20美元)+ArduinoNano/Clone开发板(28美元)+直流无刷电动机电子速度控制器+控制开关+可处理5A电流的12V直流电源+霍尔磁传感器+面罩和管路+空气净化装置。

其中包括鼓风机、面罩、空气净化装置还提供3D打印的图纸。

开源呼吸机设计图纸

JohnnyLee还对这一自己设计的装置进行了压力测试,最终其输出压力满状态下可达45cm/H20超过平均指标20cm/H20。

除了JohnnyLee,西班牙一家公司protoy.xyz也开源了一个硬件项目——自动化AMBU手动呼吸器。图纸和配套说明书均免费提供,并且装置简单,无须培训和专业工具,就可以在几个小时内完成组装。

这些开源项目到底靠不靠谱,目前还不好评价。值得一提的是,呼吸机的核心技术如涡轮、传感器等关键零件仍掌握在欧美少数发达国家手中。

实际上上面提到的两个开源方案更像是家用的轻量级呼吸机,而家用呼吸机和医用呼吸机有着很大的不同,贸然使用极有可能错过病人最有效地治疗时间,对病人造成生命危险。质量不达标、偷工减料的呼吸机,则极有可能在治疗过程中出现故障,后果更加严重。面对暴利,国内有些呼吸机生产商已经开始铤而走险,试图生产一批质量不达标的、不符合疫情治疗要求的呼吸机,来浑水摸鱼。其中,有些是家用呼吸机(治疗新冠肺炎需要医用呼吸机),有些是做工粗糙的呼吸机,有些是偷工减料的呼吸机。

这些呼吸机如果贸然制造出口,有可能因为医疗事故在国外被罚得倾家荡产。

半导体原厂给出了哪些呼吸机方案?

当然除了这些开源项目,网上也有不少半导体原厂给出了自己的参考设计和方案。

安陆科技

比如本土FPGA厂商安陆科技推出的基于FPGASoC的呼吸机系统设计。采用直流电机控制呼吸机的气压,电机的控制为PWM信号,调节PWM信号的占空比和周期可以控制电机的转速。FPGA逻辑可以产生高精度的PWM信号,气压控制平缓、精准,提供舒适稳定的气压。

直流电机工作后将气流送至面罩内,面罩内有压力传感器,压力传感器把压力转换为电流信号,送到主控板需要通过ADC采集。安路的EF2M45LGSoC集成双ADC,可以采集高达15路模拟信号。获得气压数据后对气流进行回馈调节,可以防止突然间的误动作、气管漏气,以及供电电压波动带来的压力精度偏移。

从图中可以看到,安陆科技提供的FPGASOC单芯片集成了FPGA、MCU、ADC和Flash,除了医疗用呼吸机,还可以应用于家用轻量级呼吸机等应用。

美信

美信给出的是一种连续正气压呼吸机(CPAP)方案,美信为图中蓝色方框内提供相关的半导体器件,包括ADC、DC-DC、LDO、LCD背光照明、LCD电源和控制、音频解码器、电压检测器等。

相关资料可访问美信

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