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只花17天、动员20名工程师赶工…台湾首台医疗级呼吸器诞生,工研院克服哪些挑战?

工研院打造台湾首台医疗级呼吸器原型机,预计于10月试量产10台设备,目标明年6月底协助国内厂商量产100台。
「台湾疫情稳定,不缺乏呼吸器,但我们做到超前部署,从只能进口产品,变成有自主生产能力!」工研院院长刘文雄振奋地说。工研院动员超过20名工程师、花了17天加班赶工,今(8)日亮相台湾首台医疗级呼吸器原型机,预计于10月试量产10台设备,目标明年6月底协助国内厂商量产1百台。

工研院打造国内首台呼吸器原型机,未来希望号召更多业者加入生产,展现以科技研发守护台湾,与全球防疫并肩作战的决心。(图片来源:工研院)

跨团队打造医疗级呼吸器,难度在哪里?

成大医院急诊部教授纪志贤解释,呼吸器在临床上可分为两类:居家照护、医疗专业等级,原理多采用「正压」形式。居家照护非侵入式产品,适用轻、中度呼吸道疾病,如给慢性肺阻塞、睡眠呼吸中止患者使用;医疗专业级多用于中、重度及严重呼吸窘迫症候群。

「台湾有居家照护呼吸器、有零组件供应链,但过去并没有医疗级设备出现,」经济部技术处长罗达生说。

一方面,医疗级呼吸器制造难度确实很高。工研院生医所所长林启万说,若以人的器官做比喻,呼吸器重视「心脏」、「大脑」、「神经」跟「脸」四个部位。

他表示,心脏代表鼓风炉(马达),由于呼吸道重症需连续使用器材,产品的噪音控制、稳定程度、体积大小都有限制;大脑象征程式,管制CPU、电路板与被动元件;感测器与内部管线如同人体神经,掌握压力与空气流量变化;脸部指面板人因工程设计,需持续优化设计。

工研院整合资通讯、机械、机电、显示面板、医学、电子材料与光学等七大领域人才,在过去累积快速试量产经验下完成国内首台呼吸器原型机。(图片来源:工研院)

工研院副院长张培仁解读成功原因,除了有美国医材大厂美敦力(Medtronic)释出PB 560机型呼吸器的基础设计,加上与经济部技术处5年来合作快速量产,累积不少经验,更重要的是做到三件事:

首先是软体,团队成功解译美敦力原型机的近5万笔软体程式码与功能。其次是系统组件,团队积极在上中下游产业链,找寻包括微处理器、感测器、电扇马达、鼓风炉、面罩等零组件,甚至以3D列印方式自制。第三件事是系统验证,将呼吸器的关键零组件国产化。

台湾Can Help?看医疗级呼吸器市场与机会

全球呼吸器紧急需求主要国家概况表

国家/地区 缺口数(万台)
欧盟 128
美国 76
印度 19.5
英国 2
日本 1
总计 226.6

资料来源:Society of Critical Care Medicine;Brookings Institution;欧盟等机构,统计至4/23

刘文雄强调,这台机器能替台湾产业带来中、长期贡献,包含超前部署物资、提升高阶医材竞争力等此外,也促成呼吸器测试平台上线,拥有鉴定与验证能力。加上国际仍有2百多万台的呼吸器缺口,若有余裕协助其他国家,能展现Taiwan can help精神。

经济部指出,2019年的呼吸治疗产业全球产值为117亿美元,2024年可望成长至176亿美元,台湾能整合微处理器、半导体、石化、能源、精密机械等领域业者,做出医疗呼吸器产品,将有助高阶医材竞争力。

「台湾在呼吸器领域从未缺席!」崇仁科技创办人、昭华慈善基金会执行长李清昭认为,台湾供应全球呼吸器近3成的管路、阀门零件,不能说以前都没有帮上忙,问题在现在加入医疗级市场后,长久能不能获利?

工研院携手产业合作,17天就完成台湾首台呼吸器原型机并顺利运转,提升台湾产业争取布局高阶医材机会,展现「Taiwan Helps」的实力。(图片来源:工研院)

他观察,通常厂商接到1百台订单,就已经很了不起,过去也只有在SARS时期出现过单笔1千台订单,但最近各国政府都是以「万」起跳,这代表一件事——呼吸器需求是精神面大于实务需要。

呼吸器技术不难,难在愿不愿意投入, 」李清昭认为,台湾能快速复制高阶医材、建立自己的产业,这很值得兴奋,因为哪天若被断货,我们将不需害怕。

他强调,台湾更该趁机思考,医疗用呼吸器还有没有哪些需求?像是结合物联网,蒐集患者数据并补足市场缺口,这才会看见更广的未来。(吴元熙,本文经《数位时代》授权刊登)

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