编辑 | 新沃投研 刘腾飞
由于新冠肺炎在美国爆发，疫情最为严重的纽约州州长安德鲁•科莫多次通过媒体表示纽约州的呼吸机数量不足，并向社会求助。4月2日，美国联邦政府根据《国防生产法案》要求通用电气、福特汽车、特斯拉等厂商紧急转产呼吸机。这使得呼吸机这一重要的医疗设备引起了全球的关注。
图：纽约州州长安德鲁•科莫接受呼吸机等抗疫物资
呼吸机：对新冠肺炎重症救治具有关键作用
呼吸机本质上是一种通气机，用以代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功能消耗的装置。作为人工替代自主通气功能的有效手段，呼吸机已广泛应用于以下三大领域：
（1）呼吸系统疾病所致呼吸衰竭：如慢性阻塞性肺炎、肺部感染、哮喘等；
（2）外科手术：包括大型手术麻醉过程中的呼吸管理、小儿外科术中术后通气支持等；
（3）睡眠呼吸暂停：如打鼾、睡眠呼吸障碍等。
医用呼吸机也被称之为机械通气，又能细分为无创机械通气（NIV）和有创机械通气（IMV）两种，即无创呼吸机和有创呼吸机。无创呼吸机是通过佩戴在病患脸上的密闭口罩供给氧气，主要用于较清醒、有自主呼吸的患者，而有创呼吸机需要切开患者的气管，直接向患者肺部供氧，通常适用于重度呼吸衰竭患者。
呼吸机对于新冠重症患者治疗意义重大。根据《柳叶刀》发布的关于武汉市金银潭医院99例新冠患者的临床研究，在11例死亡患者中多出现不同程度的呼吸窘迫综合征和严重感染，同时伴有肝损伤、肾衰竭等症状。研究表明，新冠病毒对于感染者肺部具有极强的“攻击性”，当新冠病毒靶向攻击患者肺部，引发肺炎和急性呼吸窘迫症候群等并发症时，唯有用呼吸机辅助或替代呼吸，才能保证患者血氧含量，避免呼吸系统和重要器官衰竭，为更多的临床治疗手段争取时间。国家卫健委印发的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）》中提到，针对重型、危重型病例，采取无创或有创机械通气等方式对患者进行呼吸支持，是重要的诊疗方式之一。
呼吸机缘何“一机难求”？
呼吸机结构复杂，核心零部件是决定呼吸机性能的关键。呼吸机主要由吸气模块、控制模块和呼气模块三部分组成。关键零部件包括提供动力的风机、监测压力的压力传感器、监测流量的流量传感器、控制流量的比例阀、调节压力的调压阀等，都属于高精尖零部件，掌握在少数厂商手中，国内厂商大多从瑞士的Micronel、美国的Honeywell、日本的SMC等公司进口。而在有创呼吸机中，ECMO中的核心部件膜肺的原材料PMP在全球仅有美国3M公司旗下的Membrana公司有供货能力。
图：呼吸机结构拆解图
资料来源：Venteclife
核心组件的技术水平决定了呼吸机的性能和“档次”。以医用有创呼吸机来看，一般来说，中高档呼吸机使用空压机供气、芯片技术水平高、核心算法运行可靠；而低档有创呼吸机涡轮供气、芯片技术水平较低。
表：呼吸机核心零部件主要供应商
资料来源：国元证券研究中心
传感器是呼吸机的核心组成零部件，目前国内厂商主要从瑞士和美国进口，包括气体质量流量传感器、压力传感器、湿度传感器、温度传感器和磁传感器等，能够持续精确控制气流、压力、湿度和温度等，对保证患者的舒适和安全起到重要作用，传感器的质量差异也决定了呼吸机的档次。
表：呼吸机各类核心传感器功能
资料来源：国元证券研究中心
由于呼吸机，特别是有创呼吸机的技术门槛较高，且关键部件的产能集中于少数顶尖公司，因此上游关键零部件的产能限制了下游的产能拓展。
我国呼吸机数量仍面临缺口
2018年我国医用呼吸机销售量约为1.47万台，呼吸机使用寿命一般在5-10年之间，按照最少使用年限5年，我国呼吸机保有量为7.35万台。在疫情期间，有业内人士统计我国的呼吸机存量是8万台，相当于每百万人人均保有量57台，而英国、法国、德国和美国百万人均拥有量均在75台以上，美国甚至高达523台，我国与欧美国家相比仍存在差距。
图：2012-2018我国医用呼吸机销售量（台）
资料来源：国元证券研究中心
图：各国每百万人呼吸机拥有数量对比（台）
资料来源：国元证券研究中心
此次疫情之前，我国主要的有创呼吸机厂商周产能约2200台，而全球有创呼吸机的日产能约为1571台/日。疫情发生之后，我国呼吸机生产企业第一时间紧急恢复生产。根据工信部数据，截至3月底，国内主要呼吸机生产企业已累计向全国供应医用呼吸机2.7万多台，其中无创呼吸机24000台，有创呼吸机3000多台。
结 语
呼吸机是当患者的正常呼吸功能受损时，辅助维持呼吸从而救助生命的重要医疗设备，在呼吸道疾病的重症救治中扮演着关键作用，广泛应用于综合性医院、急诊病房、救护车以及家庭护理等场景。此次疫情充分显示了医疗体系中充足的呼吸机储备具有重要的战略意义。当前我国人均呼吸机保有量仍然低于发达国家。在我国进一步优化医疗资源结构、提升公共卫生应急处置能力的背景下，我国呼吸机的配置数量有望继续提升。
