نقص الأكسجين؟ مولد الأكسجين يحل المشكلة للمستشفيات الكبيرة

أزمة الأكسجين الطبية المتزايدة في المستشفيات الكبيرة

نقص الأكسجين الطبي في البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل: تحدي مستمر

في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط، توجد مشكلة كبيرة في الحصول على كمية كافية من الأكسجين عند الحاجة إليه بشكل عاجل. حوالي سبعة من كل عشرة مرضى يحتاجون إلى رعاية طبية عاجلة لا يستطيعون ببساطة الحصول على هذه الموارد المنقذة للحياة. وهذا أسوأ بكثير مما نراه في حالة فيروس نقص المناعة البشرية/الإيدز، حيث يُحرم واحد من كل أربعة أشخاص تقريبًا من العلاج، أو داء السل الذي يبلغ فيه معدل التفريط في العلاج نحو واحد من كل خمسة أشخاص وفقًا لتقرير لانسيت للصحة العالمية الصادر العام الماضي. الأسباب الكامنة وراء هذا النقص كثيرة ومعقدة. فكثير من المناطق لا تمتلك أجهزة قياس تشبع الأكسجين بالدم (بوكسيمتر) كافية لتشخيص مشكلات التنفس بشكل صحيح. كما أن أسطوانات الأكسجين تتعرض باستمرار لتأخيرات في التسليم عبر أجزاء كبيرة من إفريقيا وجنوب آسيا. ولا ينبغي لنا أن ننسى أيضًا عائق التكلفة الذي تواجهه العديد من الأسر عند دفع تكاليف الأكسجين نقدًا من جيوبهم الخاصة مقابل شيء أساسي بهذا الشكل. قد تضطر المستشفيات الكبيرة أحيانًا إلى تقييد إمدادات الأكسجين أثناء العمليات الجراحية الطارئة، في حين لا تزال المراكز الصحية الصغيرة في المناطق الريفية تنتظر تركيب أنظمة التوصيل الأساسية المناسبة.

توفر الأكسجين في المستشفيات الثانوية والثالثية أثناء حالات الطوارئ

عندما ضربت الجائحة، أصبح من الواضح بشكل مؤلم مدى هشاشة أنظمة الأكسجين في مستشفياتنا. خلال تلك الشهور الأسوأ، شهدت وحدات العناية المركزة في مختلف أنحاء أفريقيا وفاة ما يقرب من نصف مرضى فيروس كورونا ببساطة لأنهم لم يتمكنوا من الحصول على الأكسجين الذي كانوا في أمس الحاجة إليه. ولم تكن هذه المشاكل جديدة أيضًا. فمنذ وقت طويل قبل أن يسمع أحد بفيروس سارس-كوف-2، كانت المستشفيات الصغيرة تعاني من مشكلات منتظمة في التوريد. كانت أمطار المواسم تؤخر شاحنات التوصيل التي تحمل أسطوانات الأكسجين في جنوب آسيا، في حين جعلت الظروف المتجمدة في شمال نيجيريا الطرق غير قابلة للعبور لأسابيع متتالية. كما أن المرافق المركزية الكبيرة لإنتاج الأكسجين والتي تخدم عدة مستشفيات كانت غالبًا ما تبقى معطلة حوالي 30 بالمئة من الوقت انتظارًا للإصلاح أو قطع الغيار، مما خلق عُقدة أخرى في نظام كان بالفعل تحت ضغط شديد.

تأثير جائحة كوفيد-19 على أنظمة توريد الأكسجين

دفعت الجائحة حقًا بزيادة الحاجة إلى الأكسجين الطبي في جميع أنحاء العالم، حيث ارتفع الطلب بنسبة هائلة بلغت 460٪ في عام 2021. لم تتمكن المستشفيات التي كانت تعتمد على توريدات الأكسجين بالجملة من مجاراة الزيادة المفاجئة. ووجدت البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط نفسها بحاجة إلى نحو 150 ألف أسطوانة أكسجين إضافية يوميًا فقط لتلبية متطلبات الأزمة. ولكن المشكلة تكمن في أن أقل من خمسة من هذه المنشآت لديها مولدات أكسجين في الموقع للتعامل مع مثل هذه الطوارئ. وكانت العواقب قاسية جدًا في أماكن مثل هايتي، حيث اضطرت عائلات يائسة إلى إنفاق 500 دولار أسبوعيًا على أسطوانات الأكسجين الطارئة، وهي مبلغ يعادل خمسة أضعاف ما يكسبه معظم الناس شهريًا. وبعد نظرة على الوضع منذ بدء الجائحة، يبدو أن هناك تحولًا يحدث، حيث بدأت النظم الصحية تعطي أولوية أكبر لتوفير مولدات الأكسجين. ومع ذلك، لا يزال ما يقارب نصف (حوالي 43٪) من المستشفيات في هذه البيئات ذات الموارد المحدودة يفتقر إلى التمويل اللازم لتنفيذ هذه التحسينات الحيوية.

كيف تعمل مولدات الأكسجين PSA ولماذا هي المثالية للمستشفيات

محطات أكسجين ضغط الامتصاص المتذبذب: المبدأ والكفاءة

تستخدم مولدات الأكسجين بتقنية PSA (ضغط الامتصاص المتذبذب) مواد امتصاص جزيئية لاستخلاص أكسجين طبي من الهواء المضغوط. يتضمن العملية ثلاث مراحل:

1. ضغط الهواء : يتم تصفية الهواء الجوي لإزالة الملوثات وضغطه.
2. امتصاص النيتروجين : يمر الهواء المضغوط عبر أسرّة زيوライト تقوم بحبس جزيئات النيتروجين، مما يسمح بمرور أكسجين نقي بنسبة 93±3% (مولدات أكسجين تقنية ضغط الامتصاص المتذبذب).
3. إخراج الأكسجين : يتم تخزين الغاز المنقى للاستخدام الطبي الفوري، وتصل الكفاءة إلى 95% في الأنظمة المُحسّنة.

هذه الطريقة تلغي الاعتماد على التقطير التبريد، مما يجعلها فعالة من حيث استهلاك الطاقة وقابلة للتوسيع في المستشفيات.

تقلل مولدات الأكسجين الطبية المركّبة موضعياً من الاعتماد على التسليمات الخارجية

تقلل المستشفيات التي تستخدم أنظمة PSA تكاليف اللوجستيات بنسبة 60٪ مقارنةً بتوصيل الأكسجين السائل بالجملة، مع التقليل من مخاطر سلسلة التوريد. خلال جائحة كوفيد-19، حافظت المرافق المجهزة بمولدات محلية على وصول مستمر إلى الأكسجين حتى مع ارتفاع الطلب العالمي بنسبة 500٪ (منظمة الصحة العالمية 2021).

موثوقية أنظمة إمداد الأكسجين بالإنتاج القائم على تقنية PSA

تعمل مولدات PSA على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع بحد أدنى من الصيانة، وتحتاج فقط إلى استبدال المناخل سنويًا. وتتيح التصاميم الوحدوية تعديل السعة، مما يضمن عدم نفاد الأكسجين في وحدات الرعاية الحرجة أبدًا. ووجدت دراسة أجريت في نيجيريا عام 2022 أن المستشفيات المجهزة بتقنية PSA قللت الوفيات المرتبطة بنقص الأكسجين بنسبة 34٪ أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

دراسة حالة: نشر مولدات أكسجين PSA في مستشفيات إفريقيا وجنوب آسيا

مستشفى في الريف الهندي يضم حوالي 150 سريرًا انتقل من أنظمة الأسطوانات القديمة إلى وحدة جديدة لإنتاج الأكسجين بتقنية التحلل الضغطي (PSA) بسعة 50 مترًا مكعبًا في الساعة. وقد أدى هذا التغيير إلى خفض نفقاته الشهرية بشكل كبير، حيث انخفضت من حوالي اثني عشر ألف دولار إلى مجرد ألفين وثمانمائة دولار فقط. ولم تكن الهند وحدها التي شهدت ذلك، فقد لاحظت مستشفيات في كينيا شيئًا مشابهًا أيضًا. خلال الفترات المزدحمة التي تزداد فيها الأمراض التنفسية، استمرت أنظمتها في العمل بنسبة تشغيل تصل إلى 99.8 بالمئة تقريبًا. وهذا النوع من الموثوقية يماثل ما نراه عالميًا في إنتاج الأكسجين الطبي. ما تُظهره هذه الأمثلة هو كيف يمكن لتكنولوجيا PSA أن تحدث فرقًا حقيقيًا في المناطق التي طالما كانت الخدمات الصحية المناسبة غير متاحة فيها بشكل متساوٍ.

مولد الأكسجين مقابل التوصيل التقليدي بالكميات الكبيرة: المزايا الرئيسية

سلبيات توصيل الأكسجين بالكميات الكبيرة في البيئات النائية أو ذات الطلب المرتفع

يُعد توصيل كميات كبيرة من الأكسجين إلى المناطق النائية أو أثناء حالات الطوارئ أمرًا صعبًا للغاية بسبب التعقيدات اللوجستية الكبيرة المرتبطة بذلك. كما يصبح الإجراء بأكمله مكلفًا جدًا؛ إذ تستغرق عمليات النقل وقتًا طويلاً، وتكون احتياجات التخزين هائلة، وسلسلة التوريد غير قوية بما يكفي. غالبًا ما تضطر المستشفيات في المناطق الفقيرة إلى دفع زيادة تتراوح بين 30 و50 بالمئة عن القيمة الحقيقية لهذه الموارد الحيوية. وعندما تسوء الأمور، مثلما حدث خلال الموجات المروعة من الجائحة، لم تتمكن المصانع المركزية ببساطة من مواكبة الزيادة المفاجئة في الحاجة إلى الأكسجين. ووفقًا لما ذكره تقرير الرصد الصحي العالمي الصادر العام الماضي، وجد ما يقارب ربع المستشفيات الرئيسية نفسها فارغة تمامًا من المخزون في أسوأ لحظاتها.

مزايا مولدات الأكسجين بتقنية التحلل الضغطي (PSA) في بيئات الرعاية المستمرة

توفر مولدات الأكسجين بتقنية PSA إنتاجًا مستقلًا من الأكسجين بجودة المستشفيات (نقاء يتراوح بين 90 و95%) بغض النظر عن الظروف الخارجية. وعلى عكس عمليات التوصيل الكبيرة التي تتطلب تغيير الأسطوانات يدويًا، فإن أنظمة PSA تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع مع الحد الأدنى من الإشراف، وهو ما يُعد أمرًا بالغ الأهمية للعناية المركزة وأقسام الجراحة. وتُبلغ المرافق التي تستخدم المولدات المحلية عن استمرارية في التوريد بنسبة 99.6% أثناء انقطاع التيار الكهربائي عند استخدامها مع أنظمة احتياطية.

الجدوى الاقتصادية لمولدات الأكسجين على المدى الطويل

تأتي مولدات PSA بسعر أعلى في البداية، وعادة ما يتراوح بين 150 ألف دولار و500 ألف دولار حسب الحجم والمواصفات. ولكن على المدى الطويل، توفر هذه الأنظمة المال فعليًا لأنها تلغي رسوم التوصيل المستمرة، ورسوم الإيجار، وكل تلك الكميات من الأكسجين المهدرة التي تبقى غير مستخدمة. وفقًا لبعض الأبحاث الحديثة في بنية المستشفيات التحتية، تتمكن معظم المنشآت من استرداد استثمارها الأولي خلال 18 إلى 42 شهرًا فقط من خلال توفير تكاليف النقل والتخزين. خذ على سبيل المثال المستشفيات التي تضم أكثر من 50 سريرًا. تنخفض نفقاتها السنوية من الأكسجين من حوالي 740 ألف دولار عند استخدام الأسطوانات إلى نحو 210 آلاف دولار مع التوليد الموقعي، ما يعني قدرتها على علاج عدد أكبر من المرضى دون تجاوز الميزانية. وعند دراسة الأرقام على مدى عشر سنوات، يرى المحللون الماليون عادةً وفورات تتراوح بين 60٪ و75٪ مقارنة باتفاقيات الشراء الجماعي التقليدية.

مقارنة مالية رئيسية (على مدى 10 سنوات)

عوامل التكلفة	توصيل الأكسجين بالجملة	مولد psa
الرسوم اللوجستية	$2.1M	$0
صيانة النظام	$380k	$520k
هدر الأكسجين	$670k	$85k
إجمالي	$3.15M	$605k

التغلب على الحواجز أمام اعتماد مولدات الأكسجين في المستشفيات

تحديات البنية التحتية لتوصيل الأكسجين في المستشفيات التي لا تمتلك أنظمة مركزية

وفقًا لبيانات منظمة الصحة العالمية من العام الماضي، لا تمتلك حوالي 73٪ من المراكز الصحية في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط أنظمة أكسجين مُدارة عبر أنابيب مناسبة. بدلًا من ذلك، تعتمد على تلك الأنظمة القديمة المستندة إلى الأسطوانات، والتي لا تُعدّ موثوقة على الإطلاق عند ارتفاع الطلب على الأكسجين. وتشير أبحاث CHAI إلى أن تكلفة إعادة تأهيل المباني الحالية بأنظمة توزيع تعمل مع مولدات الأكسجين تتراوح بين 180 ألف و300 ألف دولار أمريكي كتكلفة أولية. ويمثل هذا النوع من التكاليف عائقًا شبه مستحيل أمام معظم المستشفيات العامة التي تعاني من ميزانيات محدودة. لحسن الحظ، فإن أنظمة PSA الوحدوية الحديثة تأتي مع خيارات قابلة للتوسع في خطوط التوصيل، مما يسمح للمؤسسات بتنفيذ التحسينات تدريجيًا بمرور الوقت. ويقلل هذا النهج من الاستثمار الأولي المطلوب بنسبة تصل إلى 40٪ مقارنةً بالأنظمة المركزية الكبيرة التقليدية التي اعتاد الجميع على تركيبها في السابق.

حلول الأكسجين المخصصة حسب السياق للمؤسسات الصحية في المناطق محدودة الموارد

تُسهم الحلول الهندسية المصممة خصيصًا لتلبية احتياجات محددة في تخطي الحواجز الجغرافية وقيود الميزانية في الوقت الراهن. فعلى سبيل المثال، في المستشفيات بشرق إفريقيا، تواصل وحدات PSA الهجينة العاملة بالطاقة الشمسية العمل عند حوالي 90٪ من طاقتها حتى عندما تنقطع الكهرباء من الشبكة الرئيسية. وفي الوقت نفسه، يعتمد الأطباء في العيادات النائية ببيرو على وحدات محمولة تفصل النيتروجين عن الأكسجين دون الحاجة إلى خزانات تخزين كبيرة. ووفقًا لبحث نشرته المؤسسة العالمية العام الماضي، فإن تصنيع مولدات الأكسجين محليًا بدلًا من شحن الأكسجين السائل باهظ التكلفة يقلل التكاليف لكل سرير مستشفى بنحو الثلثين في أماكن مثل ملاوي ونيبال. وتُحدث هذا النوع من الابتكارات فرقًا حقيقيًا في المناطق التي تكون فيها الموارد محدودة.

تحليل الجدل: لماذا لا تزال بعض المستشفيات ترفض اعتماد مولدات الأكسجين المركّبة محليًا؟

رغم الفوائد المثبتة، فإن 28% من المستشفيات المتخصصة التي شملها الاستطلاع في عام 2024 أشارت إلى وجود عوائق أمام الاعتماد:

1. فجوات في الموثوقية المدركة – يفضل 54% من المديرين استخدام الأكسجين السائل "المختبر في المعارك" على تقنية PSA الأحدث
2. نقص كفاءة الموظفين – 67% من المرافق في البلدان متوسطة الدخل المنخفضة تفتقر إلى مهندسين حيويين للصيانة المنتظمة للمولدات
3. نماذج التمويل غير المتناسقة – لا يزال 41% من وزارات الصحة تمول الأكسجين باعتباره مادة استهلاكية وليس كبنية تحتية

تُظهر دراسات حالة حديثة في غانا وبنغلاديش نماذج هجينة تجمع بين تخزين الجملة المحدود مع التوليد المحلي، مما يزيد من ثقة الأطباء مع الحفاظ على استمرارية التوريد بنسبة 99.5٪ خلال مواسم الأمطار وإضرابات النقل

توسيع نطاق توريد الأكسجين المستدام من خلال التكنولوجيا والسياسات

اتجاهات أنظمة إنتاج الأكسجين للمرافق الصحية بعد الوباء

تتجه أنظمة الرعاية الصحية في جميع أنحاء العالم بشكل متزايد نحو توليد الأكسجين اللامركزي، منذ كشف الجائحة عن مدى هشاشة أساليب التوصيل الضخمة القديمة. وفقًا لبيانات حديثة من مجلة الصحة العالمية (2024)، بدأ نحو ثلثي المستشفيات في المناطق الفقيرة بدمج مولدات الأكسجين المُركَّبة في الموقع مع أنظمة تخزين الأكسجين السائل الحالية. توفر هذه الأساليب المختلطة القدرة على إنتاج ما تحتاجه المستشفيات محليًا، إلى جانب امتلاك مخزون احتياطي عند حدوث الطوارئ. كما أن بعض الابتكارات التكنولوجية الرائعة تسهم في جعل هذا ممكنًا. يمكن تركيب وحدات ضغط الامتزاز (PSA) الوحداتية بسرعة حتى في المواقع التي يصعب الوصول إليها، وأنظمة المراقبة الذكية المدعومة بالذكاء الاصطناعي تحافظ على سير العمليات بسلاسة في معظم الأوقات. وتُبلغ المستشفيات عن وصول معدل تشغيل الأنظمة إلى نحو 98٪، لأن هذه الأنظمة الذكية تنذرها فعليًا بحدوث مشكلات محتملة قبل وقت طويل من أي عطل.

التناقضات العالمية في الوصول إلى الأكسجين الطبي والاستجابات التكنولوجية

تم إحراز تقدم، ولكن لا يزال حوالي نصف المستشفيات الثانوية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى تعاني من عدم توفر إمدادات أكسجين موثوقة. وهذا يشكل تبايناً صارخاً مع نسبة 12 بالمئة فقط في جنوب شرق آسيا وفقاً لبيانات منظمة الصحة العالمية من العام الماضي. ومع ذلك، هناك بعض التطورات الواعدة. فعلى سبيل المثال، الإطلاق الأخير لشبكة إنتاج الأكسجين العابرة للحدود الأولى في أفريقيا. إن هذا النوع من المبادرات يُظهر أن التمويل المختلط فعّال بالفعل عندما يتعلق الأمر بتوسيع نطاق الوصول. ويساعد النظر في الحالات المحددة على وضع الأمور في نصابها الصحيح. فقد تمكنت شركة TOL Gases التنزانية من مضاعفة طاقتها الإنتاجية ثلاث مرات بفضل الشراكات بين القطاعين العام والخاص. والآن تقوم بشحن الأكسجين السائل إلى الدول المجاورة مع الاستمرار في تشغيل محطات امتزاز الضغط (PSA) لتلبية احتياجات المستشفيات المحلية. وتُحدث هذه الحلول الواقعية فرقاً كبيراً في المناطق التي تظل فيها الموارد الطبية شحيحة.

استراتيجيات توسيع نشر مولدات الأكسجين في شبكات المستشفيات العامة

استراتيجية	مسار التنفيذ	مقياس التأثير
تمويل هجين	منح + قروض تفضيلية	خفض التكاليف بنسبة 40٪ للمستشفيات في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل
وحدات ضواغط الهواء (PSA) المعيارية	محطات حاوية مصممة مسبقًا	نشر خلال 8 أسابيع مقابل 18 شهرًا للإنشاءات التقليدية
الأكسجين كخدمة	نماذج صيانة اشتراكية	معدل موثوقية النظام بنسبة 99٪ في المناطق التجريبية

دفعت السياسات الوطنية التي تُلزم بوصول الأكسجين باعتباره دواءً أساسيًا إلى اعتماده في 22 دولة منذ عام 2021. ويتطلب التوسع الناجح برامج تدريب متزامنة – حيث تُبلغ المستشفيات التي تستخدم بروتوكولات أجهزة توليد الأكسجين المعتمدة من منظمة الصحة العالمية عن حدوث انقطاعات تشغيلية أقل بنسبة 73٪ مقارنةً بالتنفيذ غير الموحّد.

قسم الأسئلة الشائعة

ما الأسباب الرئيسية لنقص الأكسجين الطبي في البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل؟

تشمل الأسباب الرئيسية نقص أجهزة قياس التأكسج النبضي، والتأخر في توصيل أسطوانات الأكسجين، والتكاليف العالية التي تمثل عائقًا أمام العديد من الأسر.

كيف تعمل أجهزة توليد الأكسجين بتقنية الامتزاز الضغطي المتقطع (PSA)؟

تستخدم أجهزة PSA الماصات الجزيئية لاستخلاص الأكسجين الطبي من الهواء المضغوط من خلال عمليات تشمل ضغط الهواء، وامتصاص النيتروجين، وإخراج الأكسجين.

ما الفوائد المترتبة على استخدام أجهزة توليد الأكسجين بتقنية الامتزاز الضغطي المتقطع (PSA) في المستشفيات؟

إنها فعالة من حيث التكلفة على المدى الطويل، وتقلل الاعتماد على عمليات التسليم الخارجية، وتوفر إمدادًا مستمرًا حتى أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

ما هي التحديات التي تواجهها المستشفيات في اعتماد مولدات الأكسجين PSA؟

تشمل التحديات تكاليف البنية التحتية، وفجوات الموثوقية المدركة، ونقص كفاءة الموظفين، ونماذج التمويل غير المتماشية.

ما هي الاستراتيجيات الفعالة لتوسيع نشر مولدات الأكسجين؟

تشمل الاستراتيجيات التمويل الهجين، والوحدات النمطية لمولدات PSA، ونماذج الصيانة بالاشتراك.