众所周知,氧气对于挽救生命来说必不可少。尤其是最近几周,印度的新冠来势汹汹,医用氧气需求量急剧飙升。特快列车正在全国各地疾驰,将氧气从东部城镇安古尔运送到首都新德里和其他地区。尽管如此,社交媒体上还是充斥着人们绝望的恳求,无数病人因为缺氧,窒息而亡。
印度新德里火葬场葬礼
在新冠疫情期间,巴西、秘鲁、尼日利亚、约旦、意大利等地的医院都出现了医用氧气短缺的情况,引起了国际社会的广泛关注。专家表示,医用氧气短缺绝非新现象,虽然新冠疫情加剧了医用氧气量缺口,但其实,这种缺口每年都在低收入和中等收入国家造成无数人死亡的悲剧
为什么各国要获得足够的氧气,是一个巨大的挑战?科学家们如何努力寻找解决方案?国际社会又需要采取什么有力的应对措施?
医用氧气比我们日常呼吸的空气中的氧浓度更高。实际上,地球的大气层主要是氮气,空气中氧气的含量只有约21%。然而,医用氧气至少需要含有82%的纯氧,这可以通过化学过程来获得。
氧气疗法对于新冠肺炎、肺炎等呼吸道疾病尤其重要。肺炎的一种主要致命并发症就是低氧血症,当一个人的血液中氧含量过低时,就会导致低氧血症的产生。当长时间血氧不足时,甚至会导致机体多器官衰竭。
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新冠肺炎对肺部造成严重伤害
在多种情况下,氧气都有可能挽救生命。低氧血症可能继发于多种疾病,从严重的疟疾、心血管疾病到病人失血过多的创伤。当医生寻找根本的病因时,补充氧气有助于为身体争取时间;当病人在手术中处于麻醉状态时,医生也会给病人输氧。
但对于中低收入国家的患者来说,获得氧气并不是一件容易的事。2014年,对马拉维医院进行的一项研究发现,仅22%需要氧气的患者获得了氧气;2019年,对尼日利亚西南部医院进行的一项研究发现,他们只能为20%需要氧气的儿童提供氧气;而2020年的一项研究发现,改善巴布亚新几内亚的医用氧气供应,使得儿童总体死亡人数减少了40%,因肺炎而死亡的人数减少了50%。
尽管有明确的证据表明,医用氧气可以挽救生命,但要真正把医用氧气送到医疗机构,仍然面临许多复杂的挑战,首先就是运输问题
由于氧气需要输送到的具体位置不同(大型或小型设施;城市或农村环境;高收入或低收入社区),所以这些区域的氧气输送系统也会有相应的不同。
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世界各地的主要医疗卫生机构都依赖大量的氧气。医院有液氧站,能够通过管道输送到整个医院,并且可以像水龙头一样开关;对于较小的医疗机构来说,该系统成本过于高昂。它需要获得在市场上具有相对垄断地的天然气公司支持,在低收入地区,建造管道也是一笔巨大的投资。
因此,农村或低收入社区的医疗机构通常会选择在特制钢瓶中获取医用氧气,而这些钢瓶需要在制氧厂完成充装。但是高压钢瓶又重又危险,运输成本很高,尤其是运输到距离制氧厂距离遥远的村庄。钢瓶的数量也在不断消耗,这意味着医疗机构需要有大量的备用储罐。
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印度的氧气供不应求
儿科医生、儿童健康副教授Trevor Duke表示,“有更好的方法可以让氧气持续供应,比如制氧机。”
制氧机(oxygen concentrator)早在20世纪70年代就已经出现了。这些机器含有沸石晶体,可以吸收空气中的氮气,使浓缩的氧气通过与鼻导管相连的管子流向患者体内。一台制氧机可以同时为两个孩子提供氧气。但它们需要稳定的电力,可惜这并不一定能够得到保证。停电可能是致命的,制氧机几分钟的停止都可能会造成一个孩子的死亡。
这就是为什么许多致力于弥补氧气供应缺口的人,转而使用太阳能聚光器(solar concentrator)的原因,其由太阳能电池板和电池供电,而不是电力。此外,氧气发生器(oxygen generator)的使用也在增加。氧气发生器本质上是更大的制氧机,中等规模的地区医院可以用它来为区域内较小的供氧设施填充氧气,这是一种中心辐射型的模式。
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戴防护装备
Duke表示,对于更多的中低收入社区来说,太阳能聚光器和氧气发生器结合使用是最好的。不止如此,正如Duke近三十年来对农村医院的研究显示,一个成功的氧气项目还需要另一种投资。
他说:“在印度,给某人一个氧气瓶和一个面罩,然后放他们走,这很简单。但这不是一个系统,而只是一个创可贴。”
要想可靠地为病人提供氧气,我们需要的不仅仅是氧气。医疗卫生机构必须有专业人员来使用维护制氧机,否则制氧机的寿命可能只有六个月到一年。他们还必须有一个强有力的供应管理系统,以便工作人员知道何时该重新订购氧气瓶,来确保它们随时可以使用。
这些专业人员还必须首先具备诊断低氧血症的能力。低氧血症在早期阶段很难发现,只有发展到患者呼吸困难时才会有较明显的临床症状。
在早期诊断出病人患有低氧血症,就是脉搏血氧仪的作用。这种小型电子设备发明于20世纪70年代,用来夹在人的手指上测量血氧饱和度。它们在一些国家非常普遍,所以许多人在疫情流行初期就迅速购买了它们。
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医务人员照顾COVID-19患者
克林顿健康倡议组织(CHAI)执行副总裁Mphu Ramatlapeng说:“医疗卫生机构都配备有脉搏血氧仪是很重要的。”
但是,Ramatlapeng补充说,在克林顿健康倡议组织开展工作的国家中,90%的医疗卫生机构都没有脉搏血氧仪。在很多情况下,它们还没有像血压仪和体温计那样被认为是至关重要的仪器。
造成这种情况的部分原因是撰写死亡报告时低氧血症很可能被忽视。除登山运动员等罕见病例外,低氧血症很少被报告为死亡原因。相反,疾病本身——肺炎、疟疾、心血管疾病——更有可能被列入死亡证明。Ramatlapeng说,这就是为什么即使是医疗保健专业人员也无法意识到有多少人真正死于低氧血症的原因。
“多年来,成人和儿童一直因缺氧而死亡,”她说,“我们认为供氧问题现在必须成为人们关注的焦点。”
填补氧气供应缺口需要国际社会的大量投资。Duke认为,这一点一直以来都是欠缺的,因为资金总会优先用于研发新药和疫苗。
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COVID-19患者
“这是一种被忽视的基本药物,” Duke说,“尽管医用氧气是一种重要药物,但对它的重视程度一直很低。”我们希望,新冠疫情能够引起各方对氧气的重视,因为医用氧气对于挽救生命的重要性毋庸置疑。
“投资良好氧气系统的最佳时机是几年前,但现在还不算太晚。”
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