高所用呼吸装置

高所用呼吸装置とは、周囲の大気中の酸素分圧が作業に不十分であったり、長期または短期にわたって意識や生命を維持するのに不十分な 高度でも、人がより効果的に呼吸できるようにする呼吸装置です。

高地用呼吸セットは、いくつかの方法でタイプ別に分類できます。

• 用途別：航空用呼吸装置および登山用呼吸装置。
• 呼吸ガス源：自己完結型ガス供給、または遠隔供給ガス、
• 呼吸回路の種類：開放型、半閉鎖型、閉鎖型、
• ガス供給タイプ：定流量、オンデマンド供給、補助供給、
• 換気駆動力：使用者の呼吸努力、または外部からの機械的作業によって、
• ガス混合物：空気、酸素濃縮物、または純酸素。

ユーザ呼吸インターフェースは、呼吸装置がユーザとの間で呼吸ガスの流れを誘導する供給システムです。通常は、何らかの形のフェイスピース、フード、またはヘルメットが使用されます。

任意のユニットは複数のタイプのメンバーです。

高所呼吸装置は、自然大気の酸素含有量が身体活動、意識、または生命を維持するのに不十分であるが、大気圧が十分であるため圧力服を必要としない、非加圧（大気圧）の航空活動および登山活動に使用されます。^[1]

この用途では、再呼吸装置とオープンサーキット装置の両方が使用されており、純酸素または補助酸素のいずれかが装置によって供給されます。通常、周囲の空気は低圧のため低圧であるため、どちらの方向へのわずかな漏れも効率とガスの耐久性にのみ影響します。^[1]

標高1,500～3,500メートル（4,900～11,500フィート）の高地では、酸素分圧の低下による生理学的影響が現れ、運動能力の低下や呼吸数の増加などが起こる。動脈血酸素飽和度は健康な人では一般的に90%以上であるが、動脈血PO _2は減少する。^[2]

高度3,500～5,500メートル（11,500～18,000フィート）の非常に高い高度では、動脈血酸素飽和度が90％を下回り、動脈血PO2_が運動中や睡眠中に極度の低酸素症が起こる程度まで低下し、高地肺水腫が起こる可能性がある。この範囲では重度の高山病がよく見られる。^[2]

高度5,500メートル（18,000フィート）を超える極度高度では、生理機能が徐々に悪化し、順応能力を超える低酸素症、低炭酸症、アルカローシスが顕著になる恐れがあります。そのため、この高度域では人間が居住することはできません。^[2]

これを超えると、大気圧での 100% 酸素では不十分な領域となり、有効な吸入酸素圧を提供するために何らかの加圧が必要になります。選択肢としては、圧力服を使用した部分加圧と宇宙服での完全加圧があります。

生理学的に有効な領域として知られる海抜約 3,000 メートル (10,000 フィート) までの領域では、酸素レベルは通常、人間が酸素補給なしで機能できるほど高く、高山減圧症はまれです。

生理学的欠乏ゾーンは、3,600 m (12,000 フィート) から約 15,000 m (50,000 フィート) まで広がっています。このゾーンでは、低酸素症、閉じ込めガス圧低下(体内に閉じ込められたガスが膨張する)、および発生ガス圧低下 (窒素などの溶解ガスが組織内に形成される、すなわち減圧症) のリスクが高くなります。^[3]約 4,300 m (14,000 フィート) を超えると、下層大気で利用可能な酸素に近づけるために酸素を多く含む呼吸混合物が必要となり、 ^[4] 12,000 m (40,000 フィート) を超えると、酸素を陽圧で供給する必要があります。15,000 m (49,000 フィート) を超えると、肺が二酸化炭素を排出する圧力 (約 87 mmHg) が外気圧を超えるため、呼吸ができなくなります。^[要出典]アームストロング限界 として知られる 19,000 メートル (62,000 フィート) を超えると、喉と肺に露出した体液は体温で蒸発してしまうため、圧力服が必要になります。通常、同等の高度 3,000 メートル (10,000 フィート) を維持するために 100% 酸素が使用されます。

デスゾーンの高度は 8,000 メートル (26,000 フィート) 以上です。

人間は高地に十分長く留まれば高度5,200～5,500メートル（17,000～18,000フィート）に順応できるが、高所救助活動では救助隊を迅速に派遣する必要があり、順応に必要な時間は確保できないため、高度約3,700メートル（12,000フィート）を超えると酸素呼吸装置が必要となる。^[5]

航空業界では、一般的に順応する機会はなく、呼吸装置が必要になるのは、通常、ユーザーが海抜または海抜近くで飛行を開始することを前提としています。

高度10,000メートル（34,000フィート）では、100%酸素で海面と同等の酸素分圧を維持できます。12,000メートル（40,000フィート）を超えると、陽圧呼吸で100%酸素が必須になります。陽圧がなければ、13,000メートル（43,000フィート）を超える高度にほんの短時間さらされただけでも意識を失うことになるからです。^[6]酸素節約装置は、開放型呼吸装置と併用して、100%酸素未満の大気圧呼吸が実行可能な低高度でのガス使用効率を向上させることができます。

高度が十分に高い場合、空気中の酸素分圧は、順応した後でも有用な作業と意識を維持するのに不十分であり、さらに高い高度では人間の生命を維持できません。問題が低酸素症である高度では、大気圧で酸素含有量の高い呼吸ガスが実行可能な解決策です。与圧された航空機客室の高度（約 8,000 フィート）に相当する酸素補給は多くの目的に十分ですが、海面相当（P _{O 2}約 0.21 バール）などのより高い濃度では、有酸素運動の能力を高めることができます。これとバランスをとるために、酸素を節約し、呼吸装置の使用者が運ぶ重量を最小限に抑える必要があります。

登山や救助活動のように、ユーザーが補助酸素を携行し、かなり長期間にわたって重要な作業を行う必要がある場合、酸素の使用効率と呼吸装置の信頼性がより重要になり、これらの特性と携行しなければならない重量はトレードオフの関係にあります。

吸入した分圧を海面相当、または周囲の大気より大きい他の固定値にするために必要な酸素補給量は高度の関数であり、高度が上昇するにつれて圧力降下に正比例して増加します。実際に使用される酸素補給量も、運動レベルに依存する 呼吸分時換気量に比例します。

全てのボンベの重量を山頂まで運ばなくて済むように、1本以上のボンベをルート沿いに保管しておき、帰りに回収することができます。これは、登頂日に最長18時間持続する酸素供給を2本以上のボンベで運ぶことを意味し、1本のボンベが満タンの状態で約6時間持続するのが現実的な選択となります。^[7]この戦略は、ボンベが1本しか使用されていない場合は不可能です。

登山用呼吸器は、自然に低酸素状態にある環境において、大気中よりも高濃度の酸素を供給します。軽量で、厳しい寒さの中でも信頼性が高く、体温の水蒸気で飽和した呼気ガスから付着した霜で窒息しないものでなければなりません。^[8]

実験的な閉回路酸素登山システムでは、化学的に生成された酸素と圧縮ガス酸素の両方が使用されてきたが、比較的無駄が多いものの、機器の信頼性が高いため、主に開回路が使用されてきた。^{[9] [5]} ユーザーが貯蔵酸素を運ばなければならない高高度での登山では、セットの耐久性を最大化するために、開回路デマンドまたは閉回路が使用されることがある。^[10]

純酸素を呼吸すると、血液中の酸素分圧が上昇します。エベレスト山頂で純酸素を呼吸する登山者は、海面で空気を呼吸するよりも動脈血中の酸素分圧が高くなります。その結果、高所でより大きな身体的努力をすることができます。リブリーザーの二酸化炭素吸収反応による発熱は、使用中にスクラバーの内容物が凍結するのを防ぎ、使用者からの熱損失を減らすのに役立ちますが、使用していない期間は凍結しやすくなります。^[9]

非与圧航空機と高高度パラシュートは登山と同様の要件と作業環境を備えていますが、重量はそれほど問題になりません。^[10]

閉回路システムでは、未使用の酸素は保持され、再呼吸されるため、利用率はほぼ 100% になりますが、高度の上昇による膨張や呼吸ループからの偶発的な漏れにより、ある程度の損失が発生する可能性があります。

酸素の圧力が長時間にわたって約0.5バールを超えると肺酸素毒性のリスクがあり、これは大気圧が海面の約半分になる高度5500メートル以下で起こる可能性があります。^[11]

閉回路酸素リブリーザーは酸素の使用という点で最も効率的ですが、比較的かさばり、二酸化炭素吸収剤の使用が必要で、酸素供給に十分な量であるか、定期的に交換する必要があります。酸素供給が停止すると、ループが適切にパージされていなかったり、周囲の空気で汚染されていたりすると、ループガスが周囲の大気よりも低酸素状態になる可能性があります。酸素モニタリングがない場合、ユーザーは酸素濃度の低下に気付かない可能性があります。^[10]

リブリーザーのもう 1 つの潜在的な利点は、二酸化炭素洗浄反応が発熱反応であるため、十分に断熱されていれば呼吸回路内のガスを暖かく保ち、湿度を保つことで脱水症状を軽減できることです。欠点としては、洗浄機の重量と、回路内で水分が凝縮して凍結し、ガス通路が塞がれて洗浄機が詰まるという問題が挙げられます。洗浄機が凍結した場合、反応を再開する前に解凍する必要があり、反応が十分な温度になるまでに時間がかかります。

希釈デマンドレギュレーターは、第二次世界大戦中に高高度飛行用に開発されました。^[5] 希釈デマンドレギュレーターは、レギュレーターのオリフィスから周囲の空気をマスクに引き込み、同時にレギュレーターのデマンドバルブから純酸素を供給します。航空用途では、周囲の空気オリフィスのサイズはアネロイドバルブオペレーターによって制御され、大気圧に正比例します。^[12] 高度が上昇すると、圧力が低下してオリフィスが小さくなるため、ユーザーに提供される酸素の割合が高まり、正しく較正されていれば、混合物の酸素分圧は海面での 0.21 bar とほぼ同じ値でほぼ一定に保たれます。このシステムは、周囲の酸素と貯蔵された酸素の組み合わせを効率的に使用します。^[12] 地上での使用では、アネロイドバルブオペレーターの機能は、よりシンプルで軽量で頑丈な手動操作のオリフィスセレクターノブで代用できます。これにより、段階的な濃度範囲が得られますが、これはより軽量で信頼性が高く、効率が少し低く、ユーザーによる適切な選択が必要です。また、ユーザーは手動で混合物を調整して個人のニーズに合わせることができます。手動で選択するため、飛行には適していませんが、高度を急激に変化させない歩行者に適しています。^[12] オリフィスとレギュレーターを通過する流量は吸入流量に敏感であり、吸入流量が高いときに酸素分圧をいくらか高くするように設計できるため、より高い運動量を補うのに役立ちます。^[13]

ボトル入り酸素は、高圧圧縮酸素、医療用酸素、航空用酸素として広く知られており、小型で持ち運び可能な高圧貯蔵シリンダーに入った酸素です。航空の場合、シリンダーの重量は通常重要ではなく、材料の選択は購入価格や耐用年数などの経済的な考慮によって左右されることがあります。登山の場合、多くのユーザーは登山に十分なガスを含む最小重量のために割増金を支払う用意があり、高圧フィラメント巻きシリンダーが好まれる傾向があります。

電力使用に制限がなく、作業を固定された場所で行う場合は、酸素濃縮器が効果的な解決策となる場合があります。^[14]酸素濃縮器は、窒素を選択的に除去して酸素を豊富に含む製品ガス流を供給することにより、ガス供給源（通常は周囲の空気）からの酸素を濃縮する装置です。これらは、産業用および酸素療法用の医療機器としても使用されています。^[15]一般的に使用されている2つの方法は、圧力スイング吸着法と膜ガス分離法です。これらは、補給酸素を高濃度にする必要がない場合に最も効率的です。

圧力スイング吸着酸素濃縮器は、分子ふるいを使用してガスを吸着し、高圧下で大気中の窒素をゼオライト鉱物に急速に圧力スイング吸着する原理で動作します。したがって、このタイプの吸着システムは機能的には窒素スクラバーであり、他の大気中のガスは通過させ、酸素が主なガスとして残ります。^[16]膜を介したガス分離も圧力駆​​動プロセスであり、駆動力は原料の入口と製品の出口の間の圧力差です。このプロセスで使用される膜は一般に非多孔性層であるため、膜を介したガスの重大な漏れはありません。膜の性能は、透過性と選択性に依存します。透過性は浸透物のサイズによって影響を受けます。ガス分子が大きいほど、拡散係数は低くなります。膜ガス分離装置は通常、ガスを膜モジュールに送り込み、拡散率と溶解度の差に基づいて対象ガスを分離します。^[17]生成ガスは、適切な呼吸装置を介してユーザーに直接届けることができます。

パルス投与（間欠流量またはオンデマンドとも呼ばれる）型携帯酸素濃縮器は最も小型の装置で、重さはわずか2.3キログラム（5ポンド）である。小型であるため、ユーザーは治療で得たエネルギーを装置を持ち運ぶために無駄に消費する必要がない。装置は、呼吸の開始時に酸素濃縮空気を一定量（ボーラス）投与する。呼吸の開始時は、呼吸の最も生理的死腔を超えた肺のガス交換領域に到達する可能性が高い部分である。酸素を効率的に使用できることが、装置を小型に保つ鍵となっている。^[18]

液体酸素は分子状酸素の液体形態である。密度は1.141キログラム/リットル（71.2ポンド/立方フィート）で、液体の水よりわずかに密度が高く、1バール（15psi）での凝固点は54.36K（-218.79°C、-361.82°F）、沸点は90.19K（-182.96°C、-297.33°F）と極低温である。液体酸素の膨張率は1:861 ^{[19] [20]}であり、このため、一部の民間航空機や軍用航空機では呼吸用酸素の輸送源として使用されている。^[21]

化学酸素発生器は、化学反応によって酸素を放出する装置である。酸素源は通常、無機スーパーオキシド、 [ ^22]、または過塩素酸塩である。オゾニドは別の有望な酸素源のグループである。発生器は通常、撃針によって点火され、化学反応は通常発熱性であるため、発生器は潜在的な火災の危険性がある。ソビエト宇宙計画の初期の有人ミッションでは、酸素源としてカリウムスーパーオキシドが使用されていた。

民間航空機は、客室の気圧低下に備え、乗客を保護するために緊急酸素を供給している。コックピットクルーは通常、圧縮酸素ボンベから酸素を供給される。酸化剤の芯は_塩素酸_{ナトリウム}（NaClO3 ）で、 5％未満の過酸化バリウム（BaO2）と1％未満の過塩素酸カリウム（KClO4 ）が混合されている。雷管内の爆薬はスチフニン酸鉛とテトラゼンの爆薬混合物である。化学反応は発熱反応であり、ボンベの外部温度は260℃（500℉）に達する。酸素は12 ～₂₂分間生成される。^{[23] [24]}

航空用酸素システムと供給方法は、用途に応じて様々です。酸素源としては、化学酸素発生器、高圧ポータブル酸素貯蔵システム（ガスボンベ）、機内酸素発生システム（酸素濃縮器）、液体酸素システムなどがあります。^[4]

化学酸素生成は、与圧された客室の乗客のための緊急酸素システムの供給源として、大型の民間航空機で一般的に使用されています。このシステムは軽量で、通常は分散システムとして設計されており、航空機が緊急降下する間に約10分間の補助酸素を供給します。このシステムは一度作動すると解除できず、使用後は毎回再装填する必要があります。^[4]

機内酸素発生システム（OBOGS）は、エンジンから圧縮空気を抜き取り、酸素濃縮器を使用して窒素を除去して酸素含有量を高め、客室への供給圧力と温度を調節します。エンジンが作動している間は継続的に利用可能であり、新鮮なガスを生成します。^[4]

液体酸素（LOX）は、高圧ガス貯蔵よりも軽量でスペースを必要としないため、一部のジェット機で使用されています。^[4]

固定式呼吸保護具（PBE）は飛行乗務員が使用するために設置されており、少なくとも1つのポータブルユニットが飛行甲板またはその近くに乗務員が使用できるように用意されていなければならない。飛行中にアクセスできる区画の消火活動のために、乗務員が追加のポータブル呼吸保護具を使用できるようにする必要がある。飛行中にそのエリアにいる可能性のある乗務員の最大数に対応できる装備を用意する必要がある。^[25]

PBEは、飛行甲板勤務中または消火活動中に煙、二酸化炭素、その他の有害ガスから使用者を保護する必要があり、目、鼻、口を覆うマスク（フルフェイスマスク）または鼻と口を覆うマスク（オルナサルマスク）と追加の目の保護具が含まれている必要があります。フェイスピースは、他の乗組員との効果的なコミュニケーションと無線機器の使用を可能にする必要があります。目の保護具は、眼鏡を着用でき、視力に悪影響を与えないものでなければなりません。^[25]

この装置は、連続流量またはデマンドシステムのいずれかによって、8,000フィートの客室高度で毎分30リットルの呼吸量ですべての使用者に少なくとも15分間呼吸ガスを供給する必要があり、局所環境の酸素含有量を大幅に増加させてはならない。^[25]

航空機緊急酸素システムまたはエアマスクは、与圧された商業用航空機に装備された緊急用装備であり、客室与圧システムが故障し、客室高度が安全レベルを超えた場合に使用するためのものです。これは、乗客の座席の近くや、トイレやギャレーなどのエリアの近くの区画に保管されている多数の個別の黄色い酸素マスクと、集中型の高圧ガス酸素ボンベや分散型の化学酸素発生器などの酸素源で構成されています。

高所登山では通常、エベレスト山やその他の8000峰に登る際に携帯用酸素装置を使用する必要がありますが、一部の登山家、特にアルパインスタイルの登山家は意図的に酸素なしでエベレストに登頂しています（たとえば、 1978年のラインホルト・メスナーに始まります）。装置はオープンサーキット（補助）またはクローズドサーキットの場合があります。1953年のイギリスのエベレスト登山では、両方のタイプが使用されました。

航空用呼吸器と登山用呼吸器が使用される基本的な条件にはかなりの類似点があるが、直接転用して使用することが一般には実行不可能になるほどの違いもある。主な考慮事項の 1 つは、登山者は飛行士とは異なり、呼吸器が故障した場合に安全な高度まで素早く降下することができないため、呼吸器は信頼性が高くなければならないということである。もう 1 つは、登山者が呼吸器を自分で持ち運ばなければならないため、酸素補給によって得られる利点が、呼吸器の余分なかさばりと重量を運ぶことによる欠点を上回らなければならないということである。その他の要件としては、呼吸の追加作業量が少なくなければならないこと、呼吸器が低温でも機能しなければならないこと、熱と湿気の保持が望ましいことなどがある。登山の高度範囲も限られており、加圧の要件はない。^[26]

理論的に利用可能な投与システムには、リザーバーなしの定流量システム（シンプルで信頼性が高いが、無駄が非常に多い）、リザーバー付き定流量システム（ユーザーの需要に合わせると単純な定流量よりも効率的で、比較的シンプルで信頼性が高い）、デマンドバルブシステム（ユーザーの需要に自動的に追従するが、吸入ガスの大部分がデッドスペースで無駄になる）、パルスドーズデマンドシステム（デッドスペースでのガスの無駄は少ないが、信頼性の問題が生じる比較的複雑な制御システムに依存する）、または閉回路システム（非常に効率的だが、かさばって重い二酸化炭素スクラバーが必要で、常時使用していない場合は凍結の影響を受けやすい）がある。^[26]リザーバーマスクを使用する定流量システムは、比較的信頼性が高いため、主に使用されている。

ポイスク社が製造し、一般的に使用されているシステムは、20℃で260バールまで充填された3つの高圧複合シリンダーを使用する。シリンダーの寸法は、長さ19インチ（480 mm）、直径4.25インチ（108 mm）、重量2.7キログラム（6.0ポンド）未満である。毎分2リットルの流量で、シリンダーはそれぞれ約6.5時間持続する。^[7]ポイスクによると、内部容積（水容量）は3〜4リットルである。^{[27] [28]} 2種類の呼吸マスクが使用される。1つは登山用、もう1つは休息と睡眠用で、熱と湿度の交換器が含まれている。これらのマスクは、接触圧力の問題を軽減するために、顔の皮膚のさまざまな領域を密閉する。どちらのタイプのマスクもリザーバーバッグを使用しており、吸入終了時にリザーバーバッグが完全に収縮し、呼気終了時に完全に膨張するようにすることで、現在の呼吸速度に合わせて流量を正しく設定すると、酸素消費量を節約できます。スペアパーツキットを使用すれば、現場でのユーザーによるメンテナンスが可能です。概略図は、部分的な再呼吸マスクタイプを示しています。^[28]

ポイスクレギュレーターは、1分あたり1～4リットルの範囲で0.25リットル/分単位で調整できる定流量装置です。 ^{[説明が必要]}質量は0.35kgです。^[7]

サミットシステムは、鼻カニューレ付きの小型マスクを使用し、吸入開始時の圧力低下によって作動し、パルス状に酸素を供給する。これはガスの使用効率の良いシステムであり、持ち運ぶガス量も少ないが、低温では長持ちしない電子機器と電池に依存している。また、リブリーザーマスクシステムよりもかさばらず、視界を遮ることも少ない。^[27]このシステムは信頼性が低いことが判明し、サミットは定流量システムに戻した。シリコンカニューレは、医療用部品として今でも入手可能である。^[29]

2023年に販売されるサミット酸素システムは、毎分0.5リットルから最大4リットルまでのステップで定流量レギュレーターを使用しています。革新的なのは、流量セレクターが供給ホース上にあり、簡単に手が届くため、現在の運動に合わせてより頻繁に調整でき、酸素をより効率的に使用できることです。使用されるシリンダーは4リットル300バールで、満杯時の質量は3.89kgです。周囲空気入口バルブは、リザーバー内の酸素が吸入されるまで周囲の空気を吸い込まないようにします。また、排気バルブは、生理的死腔にあったように二酸化炭素がほとんど含まれていない呼気の開始時に、呼気ガスをリザーバーバッグに迂回させるのに十分な背圧を提供します。^[30]

イギリスの遠征隊は、先駆的な登山家ジョージ・フィンチ、ノエル・オデル、ピーター・ロイドの提唱通り、オープンサーキット酸素装置を使用した。オープンサーキット酸素装置は、 1922年と1924年のイギリスのエベレスト遠征隊で試験的に使用されたが、 1921年の遠征隊が使用した酸素ボンベは使用されなかった。ジョージ・フィンチが設計し、1922年と1924年に酸素ボンベ4本とともに使用されたオープンサーキット酸素の運搬フレームの重量は32ポンド（14.5kg）であった。フィンチはジェフリー・ブルースとともに、 1922年にエベレストの標高27,250フィートに到達した。^[31]

登山者はそれぞれ2本のボンベしか持っていないこともあった。4本のボンベには合計960リットルの酸素が入っており、標準速度である毎分2リットルなら8時間、毎分2.2リットルなら7時間持続した。^{[32] 1924年の}ジョージ・マロリーとアンドリュー・アーバインによるエベレスト登頂の試みは、酸素を使ったエベレスト登頂の初めての試みだった。^[31]マロリーとアーバインはそれぞれ2本のボンベを持っていた。^[32]

1938年のイギリスのエベレスト遠征隊は、閉回路装置と開回路装置の両方を試したが、閉回路装置は成功しなかった。^[33]

1953年、トム・ボーディロンとチャールズ・エヴァンスによる最初の攻撃隊は、ボーディロンと彼の父親が開発した閉回路式酸素リブリーザーを使用し、前例のないスピードで山頂の90メートル以内まで登ったが、スクラバーの補充時にリブリーザーの1つが故障したため、山頂には到達できなかった。 ^{[34] [10] [35]}彼らがこれほど速く登れたのは、リブリーザーによって供給される純酸素を呼吸することの生理学的利点によるものと考えられている。1930年代から1950年代には他の登山家も同様の装備を使用していたが、当時入手可能なリブリーザーは登山には重すぎて不快であることが判明したため、より軽量の開回路式装備が開発され、閉回路式はその後50年間無視された。^[35]

ブルディロンとエヴァンスの2日後、エドモンド・ヒラリーとテンジン・ノルゲイの第2次攻撃隊が、大幅に改良された22ポンドのオープンサーキット連続フローシステムで山頂に到達した。^[31]酸素セットを使わずに山頂で写真を10分間撮影した後、ヒラリーは「かなり指が不器用になり、動きが遅くなってきた」と語った。^[36]

ジョン・ハントは、実験的な閉回路型を使用する2つの攻撃隊は、使用者がより速い登山速度を達成し、与えられた供給量でより長い範囲を潜在的に持つ（そのため、サウスコルのキャンプから山頂に到達できる可能性がある）にもかかわらず、あまりにも危険であると考えた。したがって、彼は1回のクローズドサーキット攻撃の後にすぐにオープンサーキット攻撃（必要なら3回目の攻撃）を行うことを提案した。使用されたシリンダーは、800リットルのデュラル軽合金シリンダー、または1,400リットルの酸素を保持するRAF鋼線巻きシリンダーであった（両方とも3,300 psi; 227.5 barまたは22.75 MPa）。遠征隊には8セットのクローズドサーキットと12セットのオープンサーキットがあり、オープンサーキットセットでは1つのRAFシリンダーまたは1、2、または3つのデュラルシリンダーが使用された。総セット重量は28ポンド、18ポンド、29 1⁄2ポンド、または41ポンド（12.7、8.2、13.4、または18.6 kg）でした。^{[9] 21,500フィート（6,600}メートル）以上の高度で眠る人は、1リットル/分の「夜間酸素」を使用し、アダプターを使用すると、スイス人が1952年に残したドレーゲルベルクのタンクの酸素を使用することができました。^[37]オープンサーキットとクローズドサーキットの両方のセットが凍結しました。クローズドサーキットのセットは、新しい冷たいソーダ石灰キャニスターを挿入すると凍結しました。^[38]

生理学者 グリフィス・ピューも1952年のイギリスのチョー・オユー探検隊に参加し、寒さと高度の影響を研究した。ピューとマイケル・ワードは1952年に標高20,000フィート（6,100メートル）のメンルンラで行われた実験に基づいて、1953年に向けて次のような勧告を行った。^[39]

• 酸素を多く吸えば吸うほど主観的な利益は大きくなる
• 重量がパフォーマンスの向上を相殺した
• 最低限必要な流量は4リットル/分でした。戦前は、1924年、オデルらによる2リットル/分、1938年、ロイドとウォーレンによる2.25リットル/分が短期間（1分または2分）使用されていました。
• 肺換気量が大幅に減少した
• 足の重さや疲労感が大幅に軽減されました（持久力が向上したかどうかはテストされていません）。

また、個人差が大きく、標高 21,000 フィート (6,400 メートル) を超えることができない者もおり、酸素補給なしで標高 27,000 フィート (8,200 メートル) を超えることができるのはおそらく例外的な者のみであり、1 回の遠征で標高 26,000 フィート (7,900 メートル) を超える高度に 2 回も到達できる者はほとんどいないことも指摘した。パフォーマンスは 1952 年の予想よりもいくぶん良好で、主な効果は 1 日の作業量の増加と主観的な状態が大きく改善され、周囲の環境に対する感謝の気持ちが高まったことであった。酸素供給を中止した後も、幸福感は 1 時間以上続いた。ピューはまた、標高 15,000 フィート (4,600 メートル) を超える高度に少なくとも 36 日間順応することと、閉回路装置の使用を推奨した。

米海軍の医師で登山家のトム・ホーンバインは、1963年のアメリカ遠征のためにメイタグ社が製造した海軍パイロットが使用する呼吸マスクの設計を改良した。これは非再呼吸マスクで、定流量レギュレーターから酸素を蓄積し、吸入開始時に酸素を供給するリザーバーバッグへの逆流を防ぐための逆止弁が1つ付いていた。2013年現在、この基本設計は登山用オープンサーキット呼吸セットにまだ使用されている^[31]。

1978年5月8日、 ラインホルト・メスナーとペーター・ハーベラーは酸素補給なしでエベレスト山に初登頂した。^[40]メスナーは1986年までに酸素補給なしで14の「8000峰」すべてを登頂した。

1979年にレイ・ジュネットとハンネローレ・シュマッツがエベレストで死亡した際、酸素ボンベが不足したことが一因であると指摘された。 ^[41]

ロシアのメーカーであるポイスクは、1982年から呼吸器を供給しており、3.5kgの小型軽量チタンとケブラー 繊維で巻かれたシリンダーを使用しており、2リットル/分で6時間の耐久性があり、0.25リットル/分刻みで最大4リットル/分まで調整可能なレギュレーターを備えています。^[31]複数の小さなシリンダーにより、キャッシュが可能になります。

国際山岳ガイドは1991年に、毎分3リットルの酸素を10時間供給できるより大きなボンベを選択しました。^[31]

21世紀までに、エベレストで人気の酸素システムの1つは、炭素繊維強化アルミニウムボトルを使用していました。3リットルの酸素シリンダーは、1平方インチあたり3,000ポンド（210バール）で充填すると、重量が7ポンド（3.2 kg）になりました。^[42]

2003年、サミットオキシジェン社は、バッテリーを使用した電気制御による鼻カニューレとデマンドパルスシステムを備えた実験的なシステムを導入しましたが、流量が需要に不十分であったため、より伝統的な連続流量部分再呼吸マスクシステムに戻りました。^[31]

TopOutマスクは、3M R6311呼吸器フェイスピースをベースに2004年に導入されました。^{[31] [43]}

2013年時点で6500回以上のエベレスト登頂のうち、無酸素登頂は100回未満であった。^[31]

エベレストでは、呼吸器の故障に関連した死亡者が多数出ている。2019年の1回の遠征では、同じ日に9つの呼吸器が故障したが、グループはすでに下山中であり、機器を共有することで死亡を免れた。故障の原因とメカニズムは公式に調査されていないが、目撃者によると、過去20年間で少なくとも21件の危険な呼吸器の故障が発生したという。これは、酸素を使用した登山の総数が6500を超えるという観点から考える必要があるため、最初の推定では、重要な生命維持装置の故障率は約0.5％である。ニューヨークタイムズは、機器のメンテナンスと再充填の慣行に疑問があると報じた。機器メーカーは、当然のことながら、自社の施設で充填されていないシリンダーについては責任を負わず、工場で充填されたシリンダーの故障があったかどうかは記録されていない。わかっていることは、シリンダーは現地で再充填されることが多いということだ。報告されている故障モードには、シリンダーの漏れ、レギュレーターの故障、経験の浅い登山者による操作ミスなどがある。故障のほとんどはポイスクの機器によるものと思われますが、これは主にポイスクが現在最も多く使用されているブランドであるためです。しかし、サミット・オキシジェンのレギュレーターも故障したと報告されています。ポイスクとサミット・オキシジェンはどちらも品質に関して一般的に良い評判があります。ニューヨーク・タイムズの記事は、ネパールの業界における規制の欠如と機器のメンテナンスの不備が問題の原因である可能性があると示唆しています。^[44]

• 高山病 – 高地での低酸素状態に急激にさらされることによって起こる病状
• 酸素ボンベ – 低酸素高度でも呼吸できるようにする装置リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
• デスゾーン – 標高約8,000メートル（26,000フィート）以上の地域
• 減圧症 – 溶解したガスが組織内で泡を形成することで起こる障害
• 高地が人間に与える影響 – 生理機能と精神衛生に対する環境の影響
• エイトサウザンダー – 標高8,000メートルを超える山頂
• 高地肺水腫 - ヒト疾患 (HAPE)
• エベレストの商業登山
• 酸素タンク – 酸素を貯蔵する容器
• リブリーザー – 呼吸ガスをリサイクルする携帯型装置

• Drake, Frederick M. (1974 年 1 月)。高高度作戦用酸素呼吸装置(PDF)。報告書番号 74-06 (報告書)。メリーランド州アバディーン試験場: 米陸軍陸上戦闘研究所。2023年 7 月 15 日のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。2023年 7 月 15 日閲覧。
• ギル、マイケル (2017)。『エドモンド・ヒラリー：伝記』ネルソン、ニュージーランド：ポットン＆バートン。ISBN 978-0-947503-38-3。
• ハント、ジョン（1953年）。『エベレスト登頂』ロンドン：ホッダー＆スタウトン。

• 酸素マスク