Loading article…
酸素マスクとは、酸素貯蔵タンクから肺へ呼吸用酸素ガスを送り込むためのマスクです。酸素マスクには、鼻と口だけを覆うタイプ（口腔鼻マスク）と、顔全体を覆うタイプ（フルフェイスマスク）があります。材質はプラスチック、シリコン、ゴムなど様々です。状況によっては、マスクの代わりに鼻カニューラを用いて酸素を供給することもあります。
医療用プラスチック製酸素マスクは、使い捨てであるため洗浄コストと感染リスクを低減できることから、主に医療従事者によって酸素療法に使用されています。マスクのデザインは、酸素療法を必要とする様々な医療状況において、供給される酸素の精度を左右する可能性があります。
酸素は室内空気中に自然に21%存在し、医療処置においてはより高い濃度が必要となる場合が多い。このような高濃度の酸素は薬物として分類され、酸素が過剰になると患者の健康に害を及ぼす可能性があり、時間の経過とともに酸素依存症を引き起こし、極端な場合には失明に至ることもある。そのため、酸素療法は厳密に監視される。マスクは軽量で、伸縮性のあるヘッドバンドまたは耳掛けループで装着する。透明なので、医療従事者が患者の顔を確認でき、酸素マスクを装着した際に一部の患者が感じる閉所恐怖症の感覚を軽減する。手術を受ける患者の大多数は、いずれかの段階で酸素マスクを装着する。あるいは、鼻カニューラを装着することもあるが、この方法で供給される酸素は精度が低く、濃度も制限される。
Altus Market Researchによると、世界の使い捨て酸素マスク市場は2019年から2023年の間に11億米ドル成長する可能性がある。市場の成長ペースもこの期間を通じて加速するだろう。[ 1 ]
シリコン製およびゴム製の酸素マスクは、プラスチック製のマスクよりも重い。これらは、パイロット、医学研究の被験者、高圧酸素室、および一酸化炭素中毒や減圧症患者など、純酸素の投与を必要とするその他の患者が長時間使用しても良好な密閉性を提供するように設計されている。アルメニア系アメリカ人のアーサー・H・ブルブリアン博士は、第二次世界大戦のパイロットが着用し、病院で使用された最初の実用的な近代的な酸素マスクを開発した。[ 2 ] [ 3 ]これらの密着したマスク内部のバルブは、マスクへのガスの流入と流出を制御し、呼気の再呼吸を最小限に抑える。
酸素マスクと酸素供給源は、ホースとチューブで接続されます。ホースはチューブよりも直径が大きく、より多くの酸素を流すことができます。ホースは、ねじれを防ぎ酸素の流れを遮断しながら曲げられるように、リブ付きまたは波型の形状になっている場合があります。酸素貯蔵タンクから酸素マスクに供給される酸素の量は、レギュレーターと呼ばれるバルブで制御されます。酸素マスクの種類によっては、マスクまたは酸素供給ホースにプラスチックまたはゴム製の呼吸バッグが取り付けられており、酸素を貯蔵することで、単純な固定流量レギュレーターを使用する際に酸素を無駄にすることなく深呼吸ができるようになります。
1919年初頭の高地酸素供給システムでは、真空フラスコに入った液体酸素を使用して、高度15,000フィート（4,600メートル）で2人に1時間酸素を供給していた。液体は使用前にいくつかの加熱段階を経る必要があった。蒸発時の膨張と蒸発潜熱の吸収により、気化した酸素は非常に冷たくなり、肺に瞬時に凍傷を引き起こす可能性があったからである。 [ 4 ]
酸素マスクの最初の成功例は、第二次世界大戦中の1941年に、顔面補綴の分野でアルメニア生まれのアーサー・ブルブリアン博士によって作られた。 [ 2 ] [ 3 ]
多くの航空機用酸素マスクには、他の乗組員や航空機の無線機に音声を送信するためのマイクが内蔵されています。軍用航空機の酸素マスクは、顔の側面を部分的に覆い、射出座席やパラシュートによる緊急脱出時に、顔面への高速気流による火傷、飛散物、および影響から顔を保護します。これらは多くの場合、与圧服の一部であったり、フライトヘルメットとの併用を想定して設計されています。
高高度を飛行するパイロットや乗務員が使用する酸素マスクには、主に連続流量式、希釈需要式、圧力需要式の3種類があります。[ 5 ]
連続流システムでは、酸素は使用者に継続的に供給されます。システムが作動した時点から酸素が流れているため、使用者が呼気しているか吸気しているかは関係ありません。酸素マスクの下には再呼吸バッグがあり、呼気中に酸素を収集し、その結果、吸気サイクル中に流量を増やすことができます。[ 6 ]
希釈要求型マスクと圧力要求型マスクは、使用者が吸入したときにのみ酸素を供給します。[ 7 ]どちらも、マスクと使用者の顔の間にしっかりと密着している必要があります。
希釈需要型システムでは、高度が上昇するにつれて（周囲圧力、したがって周囲酸素の分圧が低下するにつれて）、酸素流量が増加し、酸素分圧がほぼ一定に保たれます。希釈需要型酸素システムは、40,000フィート (12,000 m)まで使用できます。[ 6 ]
圧力要求式システムでは、マスク内の酸素は周囲の圧力よりも高いため、40,000 フィート (12,000 m)以上の高度で呼吸することができます。[ 6 ]マスク内の圧力は使用者の胴体周辺の圧力よりも高いため、吸気は容易ですが、呼気はより多くの労力を必要とします。パイロットは高度チャンバーで圧力要求式呼吸の訓練を受けています。圧力要求式酸素マスクは密閉性が高いため、高圧酸素チャンバーや、標準的な酸素レギュレーターを使用した酸素呼吸の研究プロジェクトでも使用されています。[ 2 ]
客室圧力高度が12,500 フィート (3,800 m)以上で 30 分以上飛行する場合は補助酸素が必要であり、パイロットは14,000 フィート (4,300 m)を超える高度では常に酸素を使用しなければならず、 15,000 フィート (4,600 m)を超える高度では各乗客に補助酸素を提供しなければならない。[ 8 ]
ほとんどの民間航空機には、客室の与圧が失敗した場合に使用する酸素マスクが装備されています。[ 9 ] [ 10 ]一般的に、民間航空機は、酸素マスクなしで正常に呼吸できる高度8,000 フィート (2,400 m)以下(通常はそれよりやや低い高度) に相当する圧力になるように客室の空気が加圧されています。客室内の酸素圧が安全レベルを下回り、低酸素症の危険がある場合、乗客と乗務員の座席の上または前、および化粧室にある酸素マスクを収納する区画が自動的に開きます。
商業飛行の初期の頃、与圧キャビンが発明される以前は、旅客機の乗客は通常のフライト中に酸素マスクを着用しなければならないことがあった。
消防士や救急隊員は、呼吸用空気と目や顔の保護を提供するフルフェイスマスクを使用します。[ 11 ]これらのマスクは通常、着用者の背中に背負うタンクに取り付けられ、自給式呼吸器（SCBA）と呼ばれます。[ 12 ]開放回路式SCBAは通常、酸素を供給しません。これは、酸素が不要であり、容易に回避できる火災の危険となるためです。再呼吸式SCBAは通常、酸素を供給します。これは、最も軽量でコンパクトなオプションであり、他のタイプの再呼吸器よりもシンプルなメカニズムを使用するためです。
宇宙飛行士は、船外活動（EVA）の前に、酸素やその他の呼吸ガスを供給する特殊な全面マスクを使用して、血液から窒素を除去する。
家庭のペットを蘇生させるために酸素を供給する特殊な鼻マスクが消防署に寄贈された。[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
ダイバーは、加速減圧の場合にのみ純酸素を使用するか、急性酸素中毒のリスクが許容できる浅い深度で酸素リブリーザーから酸素を使用する。水中減圧中の酸素供給は、酸素サービス用に準備されたリブリーザー、オープンサーキットダイビングレギュレーター、フルフェイスマスク、またはダイビングヘルメットを介して行われる。[ 16 ]
減圧室のダイバーへの酸素供給は、好ましくは内蔵呼吸システムによって行われる。このシステムでは、酸素マスクが供給ホースと排気ホースに接続され、チャンバー外から酸素を供給し、呼気中の酸素濃度の高いガスをチャンバー外に排出する。このシステムは、2つの需要弁に相当するもので、1つはダイバーの上流側に配置され、必要に応じて酸素を供給し、もう1つは下流側に配置され、必要に応じて呼気を排出する。これにより、チャンバー内の酸素分圧は比較的安全なレベルに制限される。チャンバー内に排出する酸素マスクを使用する場合は、酸素レベルを安全な動作範囲内に保つために、チャンバー内の空気を頻繁に交換する必要がある。[ 17 ]
麻酔マスクは、患者に吸入によって麻酔ガスを投与するために設計されたフェイスマスクです。麻酔マスクは、静電気の火花が麻酔ガスに引火する可能性があるため、帯電防止シリコンまたはゴムで作られています。色は黒色のゴム製か透明なシリコン製です。麻酔マスクは口と鼻を覆うように装着し、二重ホースシステムを備えています。一方のホースは吸入麻酔ガスをマスクに送り込み、もう一方のホースは呼気麻酔ガスを装置に戻します。麻酔マスクには、麻酔医が吸入ガスと酸素量を調整する際にマスクを所定の位置にしっかりと固定するための4点式ヘッドストラップハーネスが付いています。
酸素マスクは、エベレスト山などの高峰を登る登山家によって使用されています。[ 18 ]極寒と過酷な環境のため、極高度で使用する酸素マスクは頑丈で効果的でなければなりません。マスクと一緒に使用される酸素貯蔵タンク（酸素ボトルと呼ばれる）は、軽量で高強度の金属で作られ、ケブラーなどの高強度繊維で覆われています。これらの特殊な酸素ボトルには非常に高い圧力で酸素が充填されており、標準圧力の酸素ボトルよりも呼吸用の酸素の持続時間が長くなります。これらのシステムは通常、7,000メートル（23,000フィート）以上でのみ使用されます。
近年、高所登山用の酸素マスクシステムは、酸素を常時送り込む方式から、鼻カニューレを介して必要に応じて酸素を供給する方式へと徐々に置き換えられつつある。
酸素ヘルメットは、高圧酸素室で酸素を投与するために使用されます。[ 2 ]透明で軽量なプラスチック製のヘルメットで、着用者の首の周りにシールがあり、宇宙服のヘルメットのように見えます。視界は良好です。軽量のプラスチック製のホースがヘルメットに酸素を供給し、呼気を室の外に排出します。酸素マスクの着用に不快感を覚える子供や患者には、高圧酸素室での酸素投与に酸素ヘルメットがよく使用されます。
医療用酸素マスクは、医療従事者または使用者が手で固定するか、軽量の伸縮性ヘッドバンドを取り付けて素早く取り外せるようにする。フルフェイスマスクは複数のストラップで固定する。密着型の酸素マスクは、2本のヘッドストラップで4箇所を固定する。航空機搭乗員用マスクには、与圧された機内で緊急時に素早く装着できる「クイックドーン」ハーネスが装備されていることが多い。軍用航空機搭乗員用酸素マスクは、クイックリリースシステムでフライトヘルメットに固定される。