חוסר חמצן? מחולל חמצן פותר את הבעיה לבתי חולים גדולים

המגפה הגדלה של משבר החמצן הרפואי בבתי חולים גדולים

מחסור בחמצן רפואי במדינות נמוכות וממוצעות הכנסה: אתגר מתמשך

במדינות ذו הכנסה נמוכה ובינונית, קיימת בעיה גדולה מאוד בהשגת חמצן כמותית בעת הצורך. כבערך שבעה מתוך עשרה חולים שצריכים טיפול רפואי דחוף פשוט לא יכולים להשיג את המשאב הציל-חיים הזה. זהו מצב גרוע בהרבה מזה שאנו רואים עם HIV/איידס, שם רק כשליש מהאנשים מפספסים טיפול, או שלשון הקורבן ביחס של אחד מתוך חמישה, לפי דוח ועדת הבריאות הגלובלית של לנצט מעבר שנה. הסיבות לחוסר זה רבות ומורכבות. בהרבה מקומות אין מספיק מכשירי מדידת ריכוז חמצן בכדור הדם על מנת לאבחן נכון בעיות נשימה. צינורות החמצן ממשיכות להיגרם באיחורים במשלוחים ברחבי אפריקה הדרומית ודרום אסיה. ואל לנו לשכוח גם את מחסום העלות, מולו עומדות משפחות רבות מדי והן נדרשות לשלם מהתשלום עבור משהו כל כך בסיסי. לפעמים במרפאות גדולות אין ברירה אלא להגביל את אספקת החמצן במהלך ניתוחי חירום, בעוד מרכזי בריאות כפריים קטנים אולי עדיין מחכים להתקנת מערכות צינורות יסודיות ביותר.

זמינות חמצן בבתי חולים מדרגה שלישית ושנייה במהלך מצבים חירום

כשנחתה המגפה, התברר בבירור עד כמה מערכות החמצן בבתי החולים שלנו היו שברירות. בחודשים הקשים ביותר, כמעט מחצית מחלקי אינטנסיביה ברחבי אפריקה עמדו מול תמותה של כמעט מחצית ממטופלי נגיף הקורונה רק בגלל שלא ניתן היה לספק להם את החמצן שהייתה להם דרישה חמה אליו. גם הבעיות האלה לא היו חדשות. זמן רב לפני ששמעו על SARS-CoV-2, בתי חולים קטנים יתקפו עם בעיות אספקה מתמשכות. גשמי מונ순 עיכבו משאיות אספקה של צילינדרי חמצן ברחבי דרום אסיה, בעוד תנאי קורקסיים בצפון ניגריה הפכו את הדרכים ללא סלולות במשך שבועות ארוכים. מתקני הייצור המרכזיים הגדולים של חמצן, המשרתים מספר בתי חולים, לעתים קרובות עמדו מיותרים כ-30 אחוז מהזמן, בהמתנה לתחזוקה או לחלקים, ויוצרים עוד צוואר בקבוק במערכת שכבר מוטרדת.

ההשפעה של מגפת COVID-19 על מערכות אספקת חמצן

המגפה הגבירה בצורה משמעותית את הצורך בחמצן רפואי ברחבי העולם, כאשר הביקוש קפץ ב-460% כבר בשנת 2021. בתי חולים שהתבססו על אספקה בכמות גדולה פשוט לא הצליחו לעמוד בגידול המפתיע. מדינות עם הכנסה נמוכה ואמצעית נזקקו לכ-150 אלף צילינדרי חמצן נוספים מדי יום כדי להתמודד עם המשבר. אך הנה הבעיה: פחות מחמישית מהמתקנים הללו היו מצויידים במכונות ייצור חמצן באתר שיכלו להתמודד עם מצבים חירום מסוג זה. ההשלכות היו קשות במיוחד בהאיטי, שם משפחות בתונת נאלצו להוציא 500 דולר בשבוע על מיכלי חמצן לשעת חירום – סכום הגדול פי חמישה מההכנסה החודשית הממוצעת. במבט על המצב לאחר פרוץ המגפה, נראה כי תחילה שינוי, כשמערכות בריאות מתחילות להעניק עדיפות גבוהה יותר להתקנת מכונות ייצור חמצן. ובכל זאת, כמעט מחצית (כ-43%) מבתי החולים בסביבות אלו חסרות את האמצעים הכספיים הנחוצים כדי ליישם שיפורים חיוניים אלה.

איך פועלים מפעלי חמצן PSA ולמה הם אידיאליים לבתי חולים

מתקני חמצן בשיטת ספיגת תנודות הלחץ: עיקרון ויעילות

מפעלי חמצן בשיטת PSA (ספיגת תנודות הלחץ) משתמשים בסורבים מולקולריים כדי להפיק חמצן ברמה רפואית מהאוויר הדחוס. התהליך כולל שלושה שלבים:

1. תקיעת אוויר : האוויר הסביבתי מסונן כדי להסיר שאריות זרות ומופרע.
2. ספיגת חנקן : אוויר מופרע עובר דרך מיטות זאוליט שאוספות מולקולות חנקן, ומאפשרות לחמצן בערך טהרה של 93±3% לעבור (מפעלי חמצן בשיטת ספיגת תנודות הלחץ).
3. פלט חמצן : הגז הנקי מאוחסן לשימוש רפואי מיידי, עם יעילות שתוכל להגיע עד 95% במערכות מותאמות.

שיטה זו מבטלת את התלות בהפרדה קרוגנית, מה שהופך אותה ליעילה מבחינת צריכה אנרגטית וניתנת להגדלה בהתאם לצורך במרפאות ובבתי חולים.

מפעלי חמצן רפואי באתר מפחיתים את התלות באספקה חיצונית

בתי חולים המשתמשים במערכות PSA מקטינים את עלות הלוגיסטיקה ב-60% בהשוואה לאספקת חמצן נוזלי, ובמקביל מפחיתים סיכוני שרשרת אספקה. במהלך מגפת COVID-19, שמרו מתקנים עם יצרני חמצן באתר על גישה בלתי נפרעת לחמצן, גם כאשר הביקוש העולמי עלה ב-500% (הארגון העולמי לבריאות, 2021).

אמינות של מערכות אספקת חמצן עם ייצור מבוסס PSA

מפיקי PSA פועלים 24/7 עם תחזוקה מינימלית, ודורשים רק החלפת מסננים אחת לשנה. עיצוב מודולרי מאפשר התאמה של הקיבולת, ומבטיח שאין יחידות טיפול קריטי ייפגשו בחוסר באספקה. מחקר משנת 2022 בניגריה מצא שבתי חולים עם מערכת PSA הפחיתו את התמותה הקשורה לחמצן ב-34% במהלך הפסקות חשמל.

מקרה לדוגמה: פריסת מפקדי חמצן PSA בבתי חולים באפריקה הדרומית ודרום אסיה

בית חולים באזור כפרי בהודו עם כ-150 camas עשה את המעבר ממערכות הגליליות הישנות לתחנת PSA חדשה של 50 מטר מעוקב לשעה. השינוי הקטין בצורה דרמטית את הוצאות החודשיות, מ-12,000 דולר ל-2,800 דולר בלבד. ולא רק בהודו – בתי חולים בקניה חוו גם הם תוצאה דומה. במהלך התקופות שיא בהן מחלות נשימתיות מגיעות לשיאן, המערכות שלהם המשיכו לפעול כמעט ללא הפסקה, עם זמינות של 99.8 אחוז. אמינות שכזו מתאימה למה שאנו רואים ברחבי העולם בייצור חמצן רפואי. מהדוגמאות האלה עולה כי טכנולוגיית PSA יכולה באמת ליצור שינוי במקום שבו גישה לטיפול רפואי הוגן הייתה לא שווה במשך זמן רב.

יוצר חמצן לעומת אספקה מסיבית מסורתית: יתרונות עיקריים

חסרונות של אספקת חמצן מסיבית בסביבות נידחות ובדרישות גבוהות

אספקת חמצן בכמויות גדולות לאזורים מרוחקים או במהלך מצבים חירום היא באמת אתגרית בגלל כל בעיות הלוגיסטיקה שמעורבות. התהליך כולו נעשה יקר מדי – הובלה נמשכת זמן רב, דרישות האחסון עצומות, ושרשראות האספקה פשוט אינן יציבות מספיק. בתי חולים באזורים עניים 종종 משלמים 30 עד 50 אחוז יותר ממה שהם צריכים עבור המשאב החיוני הזה. כשדברים הולכים למטה, כמו במהלך גלי המגפה הרעים האלה, מפעלים מרכזיים פשוט לא הצליחו לעמוד בכמות החמצן שהייתה דרושה באופן פתאומי. לפי המוניטור הבריאות העולמי מהשנה שעברה, כמעט רבע מהבתי חולים הגדולים מצאו את עצמם ללא מלאי בכלל ברגעים הכי קיצוניים.

יתרונות של מחוללי חמצן בשיטת PSA בסביבות טיפול מתמשך

מחוללי חמצן PSA מספקים ייצור חומצה עצמאי ברמה בית-חולים (90–95% טהרה) ללא תלות בתנאים חיצוניים. בניגוד לאספקה מרוכזת הדורשת החלפת צילינדרים ידנית, מערכות PSA פועלות 24/7 עם מינימום של פיקוח – מה שקריטי ליחידות טיפול נמרץ ולחדרי ניתוח. מוסדות המשתמשים במחוללים מקומיים דיווחו על רצף אספקה של 99.6% במהלך הפסקות חשמל, כאשר מותקנים מערכות גיבוי.

יעילות עלות של מחOLלי חמצן לאורך זמן

למעגלי PSA יש תג מחיר גבוה יותר בהתחלה, בדרך כלל בין 150,000 ל-500,000 דולר, בהתאם לגודל ולמפרט. אך לאורך זמן, מערכות אלו חוסכות כסף מאחר שהן מבטלות את עלות המסירה המתמשכת, דמי השכירות, וכמות החמצן המבוזבזת שעומדת ללא שימוש. לפי מחקר חדש בתחום תשתיות בתי חולים, מרבית המתקנים משיגים בחזרה את ההשקעה הראשונית תוך 18 עד 42 חודשים פשוט באמצעות חיסכון בעלויות תחבורה ואחסון. ניקח לדוגמה בתי חולים עם יותר מ-50 מיטות. הוצאותיהם השנתיות על חמצן יורדות מבערך 740,000 דולר כשמשתמשים בצילינדרים לכ-210,000 דולר עם ייצור באתר, מה שאומר שהם יכולים לטפל ביותר מטופלים מבלי לשבור את הבנק. כשאנו מבצעים את החישובים לאורך עשור, אנליסטים פיננסיים רואים בדרך כלל חיסכון בסביבות 60% עד 75% בהשוואה להסכמים מסורתיים לרכישת חמצן בכמויות גדולות.

השוואה פיננסית מרכזית (אופק של 10 שנים)

גורם העלות	מסירת חמצן בכמות גדולה	יוצרת PSA
עמלות לוגיסטיות	$2.1M	$0
תחזוקת מערכת	$380k	520,000$
פסולת חמצן	670,000$	85,000 $
Total	3.15 מיליון $	605,000$

התמודדות עם מחסומים בפני אימוץ של מפיקי חמצן בבתי חולים

קשיים בתשתיות למשלוח חמצן בבתי חולים ללא מערכות ממוקדות

כ-73% ממרכזי הבריאות במדינות מתפתחות care לא מצויידים במערכות חמצן באביזי according to WHO data from last year. במקום זאת הם תלויים במערכות הצילינדר הישנות האלה שפשוט אינן אמינות בכלל כשיש ביקוש גבוה לחמצן. עלות שדרוג של מבנים קיימים עם קווי הפצה שעובדים עם ממירי חמצן נע בין 180 אלף ל-300 אלף דולר בהוצאות ראשוניות לפי מחקר CHAI. סכום כזה הוא פשוט בלתי אפשרי עבור מרבית בתי החולים הציבוריים שנאבקים עם תקציבים מוגבלים. למרבה השמחה, מערכות PSA מודולריות חדשות מגיעות עם אפשרויות צינוריות ניתנות להרחבה שמאפשרות למוסדות ליישם שיפורים בהדרגה לאורך זמן. גישה זו מקטינה את ההשקעה הראשונית הנדרשת בכ-40% בהשוואה למערכות המרכזיות הגדולות הקלאסיות שכולם התקינו בעבר.

פתרונות חמצן בהתאם להקשר עבור מתקני בריאות באזורים עתירי משאבים

פתרונות מהנדסים המותאמים לצרכים ספציפיים עוקפים כיום גם מחסומי גאוגרפיה וגם מגבלות תקציב. קחו לדוגמה בתי חולים באפריקה המזרחית שבהם יחידות PSA היברידיות שפועלות על אנרגיית שמש ממשיכות לפעול בכ-90% מיכולתן גם כאשר רשת החשמל העיקרית נכבית. בינתיים, בפרו, רופאים בקליניקות נידחות מסתמכים על מודולים ניידים שמפרידים חנקן מחמצן ללא צורך בטanks אחסון גדולות. לפי מחקר שפורסם ע"י הקרן הגלובלית בשנה שעברה, ייצור מקומי של מתקני חמצן במקום שילוח חמצן נוזלי יקר, מקטין את עלות המיטה בבתי חולים בכמעט שני שליש במקומות כמו מלאווי ונפאל. חדשנות מסוג זה יוצרת שינוי אמיתי במקום שבו המשאבים מצומצמים.

ניתוח מחלוקת: למה עדיין קיימים בתי חולים הסותרים את אימוץ מתקני חמצן באתר

למרות היתרונות שהוכחו, 28% מבתי החולים השלישיוניים שנבדקו בשנת 2024 ציינו מחסומי אימוץ:

1. פערים בתפיסת אמינות – 54% מהמנהלים מעדיפים חמצן נוזלי "במבחן הקרב" על פני טכנולוגיית PSA חדשה יותר
2. חוסר תקינות של הצוות – 67% מהמתקנים במדינות מתפתחות חסרים בהנדסאים ביוטכניים לצורך תחזוקת מחוללי חמצן
3. דגמי מימון לא מתואמים – 41% ממשרדי הבריאות עדיין מממנים חמצן כמוצר לצריכה ולא כתשתיות

מקרי דוגמה אחרונים בגאנה ובבנגלדש מציגים מודלים היברידיים – שילוב של אחסון בכמות גדולה מוגבל עם ייצור באתר – המגדילים את אמון הרופאים תוך שמירה על רציפות אספקה של 99.5% בעונות הגשמים והשביתות התעסוקתיות

הרחבת אספקת חמצן ברת קיימא באמצעות טכנולוגיה ומדיניות

מגמות במערכות ייצור חמצן למוסדות בריאות לאחר המגפה

מערכות בריאות ברחבי העולם פונות все יותר לגנרטור חמצן מבוזר מאז שהפנדמיה חשפה עד כמה שיטות המסירה המרכזיות הישנות היו שבירות. על פי נתונים אחרונים של כתב העת Global Health Journal (2024), כשליש משני שליש מהבתי חולים באזורים עניים החלו לשלב גנרטורים מקומיים לחמצן עם מאגרי החמצן הנוזלי הקיימים שלהם. גישה מותאמת זו מאפשרת להם גם לייצר את מה שהם צריכים במקום וגם להחזיק במקורות גיבוי לשעת חירום. טכנולוגיות חדשות ומרשימות תורמות לאפשרות זו. מתקנים מודולריים של PSA ניתנים להתקנה מהירה גם במיקומים נידחים, ומערכות ניטור חכמות המופעלות באמצעות בינה מלאכותית שומרות על ריצות חלקות כמעט כל הזמן. בתי חולים מדווחים על זמינות של קרוב ל-98% במערכת, שכן המערכות החכמות מזהירות אותם על בעיות פוטנציאליות זמן רב לפני שמשהו נשבר.

אי-שוויון גלובלי בגישת חמצן רפואי ותגובות טכנולוגיות

הושג בהצלחה, אך עדיין כמחצית מבתי החולים המשניים באפריקה שמדרום לסהרה לא מוגנים באספקת חמצן אמינה. זהו ניגוד בולט לעומת 12 אחוז בלבד בדרום מזרח אסיה, לפי נתוני ה-WHO משנת שעברה. עם זאת, יש התפתחויות מבטיחות. קחו למשל את השקת רשת ייצור החמצן הראשונה באפריקה שאינה מוגבלת בגבולות מדינה אחת. יוזמה מסוג זה מראה שפיננסирование מעורב באמת עובד כשמדובר בהרחבת הגישה. התבוננות במקרה ספציפיים עוזרת להבין את ההקשר. חברת TOL Gases מתנזניה הצליחה להכפיל פי שלושה את יכולת הייצור שלה הודות לשراיות בין ציבוריות לפרטיות. כיום הם שולחים חמצן נוזלי למדינות הסמוכות תוך כדי שהתקנות ה-PSA שלהן ממשיכות לפעול כדי לעמוד בביקוש של בתי החולים המקומיים. פתרונות מהעולם האמיתי אלו עושים את כל ההבדל באזורים שבהם המשאבים הרפואיים עדיין נשארים נדירים.

אסטרטגיות להגדלת פריסת מחוללי חמצן ברשתות בתי חולים ציבוריים

סטרטגיה	נתיב יישום	מדד השפעה
מימון היברידי	גרנטים + הלוואות מועילות	הפחתת עלות ב-40% לבתי חולים במדינות נמוכות וממוצעות הכנסה
יחידות PSA מודולריות	מתקנים מוקדמים בהנדסתם בארגזים	פריסה בת 8 שבועות לעומת בנייתם תוך 18 חודשים
חמצן כשירות	מודלים של תחזוקה בתוספת מנוי	אמינות מערכת של 99% באזורי הטייסת

מדיניות לאומית המחייבת גישה לחמצן כתרופה חיונית דחפה את האימוץ ב-22 מדינות מאז 2021. הרחבת יישום מוצלחת דורשת תוכניות הדרכה מקבילות – במרפאות שמציידות את פרוטוקולי מחולל החמצן של ארגון הבריאות העולמי דווח על 73% פחות הפרעות בתפעול בהשוואה ליישומים ללא תקן.

שאלות נפוצות

מה הסיבות העיקריות לחוסר בחמצן רפואי במדינות מתפתחות?

הסיבות העיקריות כוללות חוסר במדדי רווית חמצן, איחור במשלוח צילינדרי חמצן, ומחירים גבוהים היוצרים מחסום לרבות משפחות.

איך פועלים מחוללי חמצן לפי שיטת PSA?

מחוללי PSA משתמשים בסננים מולקולריים כדי לבודד חמצן ברמה רפואית מהאוויר הנלחץ, באמצעות תהליך הכולל דחיסת אוויר, ספיגת חנקן ופליטת חמצן.

מה היתרונות בשימוש במחוללי חמצן מסוג PSA בבתי חולים?

הם משתלמים לאורך זמן, מפחיתים את התלות באספקה חיצונית, ומספקים אספקה מתמשכת גם במהלך הפסקות חשמל.

אילו אתגרים עומדים בפני בתי חולים בקבלת מפעלי חמצן PSA?

האתגרים כוללים עלויות תשתית, פערים בתפיסת אמינות, חוסר בהכשרה של הצוות, ודגם מימון לא מתואמים.

אילו אסטרטגיות הוכחו כיעילות להגדלת פריסת מפעלי חמצן?

אסטרטגיות כוללות מימון היברידי, יחידות PSA מודולריות, ודגם שדרוגי תחזוקה.