台灣首台醫療呼吸器原型機誕生!專家:未來應連結 IoT 和 5G 技術開發出新機

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在新冠肺炎(COVID-19)疫情延燒下,全球對醫療呼吸器需求殷切。然而,在台灣經濟部技術處科技專案的支持下,工研院與其研發團隊跨領域合作,完成台灣第一台醫療級呼吸器原型機。對此,經濟部技術處於今日(5/8)舉辦線上記者會,將發表「首台醫療級呼吸器原型機」讓大眾能完整了解國內首台醫療級呼吸器原型機打造的歷程,看見以科技為防疫超前部署的實力!

整合國內上中下游的關鍵零組件廠商,強化醫療照護能量

經濟部技術處羅達生處長表示,自疫情爆發以來,台灣已成為全球防疫的典範,經濟部協同產、官、學、醫等領域在防疫部屬上已做好 3 階段的準備。

  • Phase 1:備齊防護裝置:包括口罩、防護衣等,也為醫護人員的健康做好全面防護。
  • Phase 2:建立檢測病毒能力,中研院、國衛院、國防部預醫所,都同心齊力研發檢測快篩技術,工研院也在短時間內發表核酸分子檢測系統,以 1 小時快速揪出初期感染者,防止疫情擴散。
  • Phase 3:強化醫療照護能量,面對 COVID-19 全球確診病例持續攀升,呼吸器數量供不應求,透過建置首台呼吸器原型機,發展台灣高階醫療器材的自製能力。

2019 年呼吸治療產業市值約 117 億美元,預計到 2024 年,達 176 億美元。台灣先前已有呼吸管件、連續陽壓呼吸器的外銷。然而,在這次全球呼吸器的需求中,也等同找到臺灣布局高階醫材的契機,可藉此機會將國內上中下游的關鍵零組件廠商進行整合,包含半導體、光電/電子、石化、能源、精密機械等領域,串聯其優勢與能量共同為高階醫材的整體輸出布局做努力,如此一來不僅讓臺灣製造成為全球呼吸器供應鏈的一環,也益於整體提升臺灣的國際競爭力。

首台醫療呼吸器原型機具 4 大意義

工研院劉文雄院長表示,過去台灣急重症使用的呼吸器都是仰賴進口,在經濟部的支持下,以及美敦力(Medtronic)將其 PB 560 機型呼吸器的原始設計無償授權給工研院,研發團隊 17 天就打造出國內首台醫療呼吸器原型機,象徵了 4 大意義,如下:

  1. 超前部署防疫物資:台灣雖然尚未缺乏,但仍可先預備,避免未來其他國家限制進口到台灣,未來可以自足並且可以出口。
  2. 提升布局高階醫材能力:從一般醫材到高階醫材,從睡眠呼吸患者到新冠肺炎或其他呼吸道疾病重症患者。
  3. 建立校正及驗證能力:醫療呼吸器需要長時間運作,其準確性、安全性、穩定性、品質效能等需要驗證,也將協助建立與國際接軌的呼吸器校正及驗證能力。
  4. 展現「Taiwan Helps」精神:除了提升產業的國際競爭力外,更是向世界證明臺灣可以在呼吸器需求上貢獻心力,展現「Taiwan helps,ITRI helps」!

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未來應連結 IoT 和 5G 技術開發新機型,以節省臨床人員時間和精力

昭華慈善基金會李清昭執行長提到,台灣早已參與呼吸器的供應鏈中,其零組件(管路和閥門)約佔全球呼吸器的 30%。台灣醫療產業也有能力製造呼吸器,製造並不困難,僅因需求太少,無法獲利。在疫情之前,呼吸器全球一整年的訂單約十幾萬台平時,台灣一般的呼吸器平時僅有個位數的訂單,SARS 時期約 1 千台。然而這次的疫情,使得國際訂單每次都是上萬台。因此,製造呼吸器最難的話是要開始去做,帶出行動。這次的疫情,也提醒台灣,現在不需要,不代表以後不需要,要超前部署,建立自己製造呼吸器的能力,避免未來有人斷我們貨,建立自己的產業。

另外,呼吸器沒有分高階和低階,能救人就是最棒的呼吸器,最適合的機器就能救最多人。目前生產最多的是居家呼吸器,因為現在全球的狀況是緩不濟急,沒有那麼多受過訓練且專業的臨床醫護人員來協助。就像,給賽車手一台普通車,他就能開出賽車的樣子,給普通人一台超跑,反而會無法發揮超跑的功能或空擺在那邊。需要務實的眼光來看這樣事!PB 560 機型呼吸器也能適用於約 80% 呼吸道患者。

最後,若疫情過去,醫材產業不該船過水無痕,應該將此次開發經驗,連結台灣現有的物聯網(IoT)、5G 技術,創造出新的呼吸器機型,讓未來能讓臨床醫護人員能隨時觀察且分析這些呼吸器的數據,減少奔波於各處的時間和精力。相信台灣能補足目前呼吸器缺乏的這一塊,這是台灣呼吸器產業未來可進行的方向。

呼吸器是重要防疫戰略物資!期盼未來能國產國用

成大醫院急診部紀志賢教授,提到呼吸器不足是最近全球正熱烈討論的議題,如哪些患者需要放棄治療?年紀大的?長期預後差的?短期預後差的?先來先治療?值得我們去省思。再來,他表示,呼吸器又可分醫療專業等級和居家看護等級。前者被用於治療中、重度及嚴重呼吸道窘迫的患者,可分為侵入性和非侵入性二種;後者治療輕、中症呼吸道症候群,以非侵入性為主。至於說,哪一種比較好?仍須以病人情況來評估。這些呼吸器更是一重要的戰略物資,如何分配和預備就相當重要。

其他國家的呼吸器不足,這是一個公共衛生的危機,如何將危機轉為轉機和契機需國家和產業一起努力。另外,如同國艦國造、國機國造一樣,以臨床醫師或其他醫護人員角度來看,仍希望我們的呼吸器和檢驗試劑都是國家製造。也期待科技部、衛福部、各大學會、臨床院所、第一線的胸腔科醫師、呼吸治療師一同努力。

呼吸器研發團隊黃金陣容

工研院張培仁副院長介紹呼吸器團隊黃金陣容,包含:

  1. 7 大跨領域整合:半導體、光電/電子、石化、能源、精密機械、醫療等
  2. 5年的快速試量產經驗:整合現有平台和資源
  3. 30 位跨領域資深工程師:各種年齡層都有。
  4. 積極的態度:使命必達,永不放棄

接著,張副院長提到,在 Medtronic 給予原始的開源程式碼(open source)之後,該研發團隊工程師開始解譯 Medtronic 原型機的軟體程式(主程式就近 5 萬行)與功能,再來團隊積極在上中下游產業鏈中,找尋包括微處理器、感測器、電扇馬達、鼓風爐、面罩等零組件,甚至以 3D 列印方式自製。最後是系統驗證,將呼吸器的關鍵零組件國產化是第一步,並通過軟硬體測試與最後的確效驗證,在無縫接軌下,希望成功從 open source 變成實際產品(real product)。

解析呼吸器的關鍵零組件!預計明年 6 月量產百台!

工研院生醫與醫材研究所林啟萬所長進一步以人體器官為來比喻呼吸器的關鍵零組件,即是鼓風爐扮演心臟的角色,CPU(電路板和被動元件)扮演大腦的角色,感測器和內部管線扮演神經的角色,面板就是臉。預計將於 10 月底完成 10 台呼吸器試量產,以進行各項法規符合性驗證,未來也希望號召更多業者加入生產,預計在明年 6 月完成量產 100 台呼吸器的目標,展現以科技研發守護台灣,與全球防疫併肩作戰的決心。

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