隨著海拔高度的不斷攀升，大氣壓力以及大氣中的氧含量反而下降。平原人群進(jìn)入高海拔地區(qū)后，其血液中的氧含量(血氧飽和度) 隨海拔高度升高而降低，處于缺氧狀態(tài)。當(dāng)人體長(zhǎng)期處于缺氧狀態(tài)時(shí)，會(huì)對(duì)心臟、大腦以及性腺等生理功能產(chǎn)生嚴(yán)重危害，誘發(fā)高原疾病。目前解決急、慢性高原疾病的重要途徑為提升氧含量，增加氧氣供應(yīng)。

　　1 高原給氧方法的研究

　　目前醫(yī)療常用的傳統(tǒng)無(wú)創(chuàng)富氧方式為鼻導(dǎo)管和呼吸面罩兩種，為單人提高吸氧濃度。新近的富氧方法為彌散富氧，即提高室內(nèi)等相對(duì)封閉環(huán)境的氧濃度，提高人體所處外部環(huán)境的氧含量，無(wú)需佩戴面罩、鼻導(dǎo)管等具有束縛性的配件。在探討高原低氧環(huán)境吸氧方式的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)吸氧濃度為 2～4 L/min時(shí)，雙鼻孔吸氧管較市售DRD型吸氧面罩效果良好，可平均提高 0.4% ～0.9%(V/V) 的血氧飽和度; 較單孔鼻塞式吸管可提高血氧飽和度 0.9%～1.2%(V/V) ; 而吸氧面罩較單孔鼻塞式吸管效果良好，可提高血氧飽和度 0.3% ～ 0.5%( V/V)。研究發(fā)現(xiàn)，使用彌散富氧方法制作富氧室，維持氧濃度在 24.0% ～ 25.0%(V/V) ，與使用鼻導(dǎo)管以流量為 2L/min 的方式持續(xù)吸氧相比較，均能提高血氧飽和度，與富氧前比較升高明顯( P<0.05)，并且富氧室方法與鼻導(dǎo)管方法比較無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。通過(guò)比較，彌散富氧室給氧方法可以去除面罩和鼻導(dǎo)管所產(chǎn)生的異物感，并且供氧效果良好。

　　2 高原富氧措施的研究

　　鋼制氧氣瓶以及氧氣枕(袋)為傳統(tǒng)供氧裝置。鋼質(zhì)氧氣瓶的氧氣容量約為6 000L，2～4L等便攜式小型氧氣瓶的使用彌補(bǔ)了常用的40L氧氣瓶的攜帶不便。然而氧氣瓶在平原地區(qū)充滿氧氣后運(yùn)往高原，受制于交通，尤其在高海拔地區(qū)的野外運(yùn)輸存在非常大的困難，難以保障充足的氧氣供應(yīng)。氧氣枕(袋) 雖然攜帶輕便，但可儲(chǔ)存的氧氣量一般只夠維持20min左右供氧。針對(duì)高原作業(yè)，為了滿足人們的需求，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了一系列高原富氧問(wèn)題的研究。

　　2.1 液態(tài)氧

　　1L液態(tài)氧凈重為 1.14 kg，汽化后可以產(chǎn)生高達(dá)800L的氣態(tài)氧。但是高原部隊(duì)車載供氧裝備和單兵供氧裝備要求輕便、供氧時(shí)間長(zhǎng)并且供氧量要充足。

　　2.2 高壓氧

　　高壓氧通過(guò)增加氧的彌散半徑來(lái)改善機(jī)體的氧儲(chǔ)備，糾正缺氧，提高心、腦等組織器官的能量供應(yīng)。當(dāng)肺泡氧分壓迅速提高，血氧分壓以及血氧飽和度會(huì)明顯提升。使用高壓氧的早期報(bào)道可以追溯到 1966 年 Brummelkamp的研究。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)高壓氧的研究與使用多以高壓氧艙為載體。但是高壓氧治療只是模擬低海拔環(huán)境，因此其只能為輔助或者應(yīng)急治療的方法，目前尚無(wú)研究表明可長(zhǎng)期使用。

　　2010年青海玉樹(shù)地震后，解放軍總后勤部曾經(jīng)調(diào)集便攜式軟體高壓氧艙，為發(fā)生急性高原病的患者提供便捷有效的治療。在使用新型高原高壓氧艙對(duì)抗高海拔缺氧時(shí)發(fā)現(xiàn)，在海拔350m、2880m和4532m進(jìn)行60min干預(yù)后受試者平均動(dòng)脈氧分壓升高明顯;在海拔2880m和4532m受試者的動(dòng)脈血二氧化碳分壓升高而pH 值下降。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)高壓氧預(yù)處理后，對(duì)進(jìn)入西藏高原地區(qū)人員發(fā)生急性高原反應(yīng)具有一定的預(yù)防作用。在對(duì)從海拔3800m地區(qū)進(jìn)駐海拔5380m地區(qū)的青年戰(zhàn)士進(jìn)行高壓氧預(yù)治療時(shí)發(fā)現(xiàn)，高壓氧預(yù)治療提高了機(jī)體在低氧環(huán)境下的生理功能，使人體自由基的生成得到了抑制，有效降低了急性高原反應(yīng)的發(fā)病率。對(duì)慢性高原病之一的高原紅細(xì)胞增多癥患者使用高壓氧治療發(fā)現(xiàn)，患者的臨床癥狀減輕、血液黏稠度降低。在對(duì)由海拔5000m以上哨卡返回平原接受療養(yǎng)的男性官兵進(jìn)行高壓氧治療時(shí)發(fā)現(xiàn)，高壓氧治療有助于高海拔地區(qū)官兵脫習(xí)服。

　　2.3 化學(xué)制氧

　　化學(xué)制氧的方法很多，但較適宜高原使用的措施為“氧燭”富氧。氧燭是一種既儲(chǔ)存容易又使用方便的固體氧源，因其使用時(shí)需要燃燒放出純氧，現(xiàn)象與蠟燭燃燒相似而得名。目前氧燭的制作原料需要氯化物，而氯化物發(fā)生水解作用會(huì)生成氯化氫，在燃燒時(shí)氯化氫會(huì)生成氯氣、氯氧化物以及次氯酸等對(duì)人體有害的物質(zhì)，因此需要在氧燭中加入氯氣抑制劑。

　　采用西安 521 所生產(chǎn)的某型氧燭供氧裝置對(duì)海拔 4 500 m 的高原低氧地區(qū)人員進(jìn)行供氣時(shí)發(fā)現(xiàn)，吸氧時(shí)的血氧飽和度明顯高于不吸氧時(shí)，心率降低明顯，供氧效果顯著，利于維持人員的外場(chǎng)作業(yè)能力。利用氧燭建立富氧室觀察缺氧性肺動(dòng)脈高壓的移居青年，發(fā)現(xiàn)富氧較常氧下的血氧飽和度增高、心率降低，可以顯著改善低氧環(huán)境下的肺氧合效率，進(jìn)而改善人體缺氧狀態(tài)。

　　2. 4 空氣壓縮增氧

　　單兵高原增氧呼吸器，在高原就地取空氣為氣源，通過(guò)加壓進(jìn)而使人體吸入的空氣密度增加，增大氧供。該裝備體積比香煙盒略大，重量小于400g，噪音低于55dB，采用可反復(fù)充電的鋰電池續(xù)航。使用該呼吸器在海拔 3800m以上的高原實(shí)地實(shí)驗(yàn)中，使用該裝備30 min后可提高受試者血氧飽和度 12%，提高作業(yè)效能，促進(jìn)適應(yīng)高原習(xí)服。

　　基于增壓壓縮空氣原理，研制了一種高原便攜式增壓頭盔，通過(guò)大型低壓艙模擬 3000m和 5000m 海拔高原環(huán)境，以及 3650m 海拔高原實(shí)地進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該增壓頭盔可顯著提高實(shí)驗(yàn)組血氧飽和度、降低心率，通過(guò)《急性高原反應(yīng)的診斷和處理原則》進(jìn)行診斷和量化評(píng)分，發(fā)現(xiàn)該頭盔適用于對(duì)高原缺氧的改善。

　　2. 5 制氧機(jī) 在阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍曾經(jīng)使用過(guò) DOCS-120 制氧系統(tǒng)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)于制氧機(jī)的研制越來(lái)越廣泛，對(duì)于膜分離空氣分離技術(shù)應(yīng)用于制氧已有多年的研究。使用車載型膜分離制氧機(jī)進(jìn)行海拔 3 866 m 的高原實(shí)地實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，受試者血氧飽和度明顯升高、心率明顯降低，抗缺氧效果顯著。除膜分離技術(shù)外，目前制氧機(jī)應(yīng)用最廣泛的技術(shù)為分子篩制氧。選用 MB-10F/A 型分子篩制氧機(jī)進(jìn)行彌散富氧效果檢測(cè)，在制氧機(jī)開(kāi)機(jī) 2 h后，受試房間內(nèi)的氧濃度相當(dāng)于海拔 2200 m 以下高度，受試房間內(nèi)人員的睡眠血氧飽和度高于對(duì)照組房間人員，睡眠心率低于對(duì)照組房間人員，可有效地避免高原缺氧反應(yīng)。但是目前市售分子篩制氧機(jī)多缺乏干冷環(huán)節(jié)，致使分子篩使用壽命減短; 并且在高原沙塵風(fēng)暴污染情況下，氣缸活塞易磨損。

　　2. 6 富氧室

　　根據(jù)研究，在高原增加1%(V/V) 的氧濃度，相當(dāng)于海拔高度下降 300 m。構(gòu)建富氧室[氧濃度大于21%(V/V)]已經(jīng)被證明是一種有效改善高原睡眠質(zhì)量和認(rèn)知功能的方案。構(gòu)建氧濃度為24%(V/V) 的富氧室，在海拔3800m進(jìn)行了隨機(jī)雙盲實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示富氧受試者明顯減少了呼吸暫停頻率和時(shí)長(zhǎng)，主觀評(píng)估睡眠質(zhì)量得到良好改善，血氧飽和度提升明顯。在海拔3 800 m構(gòu)建氧濃度 25%( V/V) 的富氧室，對(duì)受試者運(yùn)動(dòng)后的心血管系統(tǒng)反應(yīng)進(jìn)行了檢測(cè)，與對(duì)照組比較，富氧室明顯改善了心率變異的高頻和低頻反應(yīng)，而對(duì)照組的心率和收縮壓比富氧室組增加顯著。

　　3 高原彌散富氧展望

　　青藏高原獨(dú)特的自然地理和人文環(huán)境對(duì)國(guó)內(nèi)外旅游市場(chǎng)產(chǎn)生了巨大的吸引力，但是高海拔、低氣壓的特殊環(huán)境使眾多游客望而卻步，高原彌散供氧是打開(kāi)青藏高原旅游經(jīng)濟(jì)命門(mén)的鑰匙。因此，針對(duì)我國(guó)28個(gè)高原民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)(海拔1500 m以上) 的運(yùn)行和應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)供氧，彌散式富氧和分布式富氧相結(jié)合，利于保障人員的用氧需求。在目前眾多的抗缺氧手段中，無(wú)論是車載彌散富氧，還是彌散富氧室，都克服了佩戴鼻導(dǎo)管和呼吸面罩等配件供氧而產(chǎn)生的異物不適感，且對(duì)供氧效果無(wú)任何影響，甚至優(yōu)于某些呼吸面罩。因此，更適于進(jìn)駐高原人員使用的彌散富氧技術(shù)將改革舊有的供氧方法。彌散富氧形成“半橢圓”型區(qū)域，可以快速形成富氧區(qū)域，增大富氧面積。并且使用分子篩和膜法空氣分離的高原彌散富氧技術(shù)既可以用于營(yíng)業(yè)場(chǎng)所，如酒店、銀行、商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)等，又可以用于辦公室、會(huì)議室、寫(xiě)字樓和宿舍等，相較于傳統(tǒng)的氧氣罐富氧方式具有很高的性價(jià)比，就地取空氣為原材料可以長(zhǎng)期降低使用成本，避免了氧氣罐處置不當(dāng)易爆炸的危險(xiǎn)。

　　針對(duì)慢性高原病，氧療和氧保健觀點(diǎn)的提出意味著人類由完全依賴自然的氧需求向自覺(jué)獲取的轉(zhuǎn)變，彌散富氧技術(shù)加快了這一轉(zhuǎn)變的步伐。高原彌散富氧在高原地區(qū)具有重要的研究意義和廣闊的市場(chǎng)前景。