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携帯型酸素濃縮器( POC) は、周囲の空気よりも高い酸素濃度を必要とする人々に酸素療法を提供するために使用される装置です。家庭用酸素濃縮器(OC) に似ていますが、サイズが小さく、より携帯性に優れています。持ち運びできるほど小さく、現在では航空機での使用が FAAに承認されているものが多くあります。
発達
医療用酸素濃縮器は1970年代後半に開発されました。初期の製造業者にはユニオンカーバイド社やベンディックス社などがありました。[1]当初は重いタンクや頻繁な配送を必要とせずに、家庭用酸素を継続的に供給する方法として考案されました。[2]
2000年代に入ってから、メーカーはポータブル版を開発しました。[3]開発当初から信頼性は向上しており、POCには1分あたりのリットル数（LPM）とは異なる1～6段階の設定があります。[4]
間欠流のみの最新モデルの重量は2.8～9.9ポンド（1.3～4.5kg）の範囲で、連続流（CF）ユニットの重量は10～20ポンド（4.5～9.0kg）です。[5]
手術
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POCは家庭用濃縮器と同じ原理、圧力スイング吸着で動作します。[6] POCの基本的な構成は、小型の空気圧縮機、ふるいが入ったシリンダー、圧力均等化リザーバー、バルブ、チューブです。
最初のサイクルの前半では、内部コンプレッサーがこの空気を分子ふるいと呼ばれる化学フィルターのシステムに通します。フィルター表面はゼオライト（微細孔のある結晶性アルミノケイ酸塩）で、窒素分子を酸素分子よりも強く引き付けます（吸着により）。これにより空気から窒素が取り除かれ、より濃縮された酸素が残ります。目的の純度に達し、最初のシリンダーが約 20 psi に達すると、酸素と少量の他のガスが圧力均等化リザーバーに放出されます。最初のシリンダー内の圧力が低下すると窒素が脱着し、バルブが閉じてガスが周囲の空気中に放出されます。生成された酸素の大部分は患者に送られ、一部は（大幅に減圧された状態で）ふるいに戻され、残った窒素を洗い流し、次のサイクルのためにゼオライトを準備します。[7] [8] [9] [10]大気には約 21% の酸素と 78% の窒素が含まれており、残りの 1% はこのプロセスを通過する他のガスの混合物です。 POCシステムは機能的には窒素スクラバーであり、最大90％の医療グレードの酸素を安定的に生成することができます。[10]
POCにとって最も重要な考慮事項は、通常の活動中および患者の呼吸周期に基づいて、低酸素症（酸素欠乏）を緩和するために十分な補助酸素を供給できる能力です。 [11] [12]その他の変数には、最大酸素純度、酸素流量を調整するための設定の数と増分、バッテリー容量（または追加バッテリーの数）、および充電用の電源コードのオプションが含まれます。
パルス線量
パルス投与（間欠流量またはオンデマンドとも呼ばれる）POCは最も小型の装置で、重量は5ポンド（2.2 kg）程度であることが多い。小型であるため、患者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せずに済む。この場合、装置は1回の呼吸あたりミリリットル（mL/呼吸）単位で酸素の量（またはボーラス）を間欠的に投与する。酸素を節約する能力は、酸素供給の持続時間を犠牲にすることなく装置を非常にコンパクトに保つための鍵である。[13]現在のPOCシステムのほとんどは、パルス（オンデマンド）投与で酸素を供給し、鼻カニューレとともに患者に酸素を投与するために 使用される。
連続フロー
連続フロー装置では、酸素供給量はLPM（リットル/分）で測定されます。連続フローを提供するには、より大きな分子ふるいとポンプ/モーターアセンブリ、および追加の電子機器が必要です。これにより、デバイスのサイズと重量（約18〜20ポンド）が増加します。[13]
オンデマンドまたはパルスフローでは、投与量は 1 回の呼吸あたりの酸素の「ボーラス」のサイズ (ミリリットル単位) によって測定されます。
ポータブル酸素濃縮器の中には、連続流量とパルス流量の両方の酸素を供給するものもあります。[14]
いくつかの用途
医学：
- 患者は24時間365日酸素療法を受けることができ、夜間のみの使用に比べて死亡率が1.94倍も低下します。[15] [16]
- ユーザーがより長く運動できるようにすることで、運動耐性の向上に役立ちます。[17]
- 日々の活動を通してスタミナを高めるのに役立ちます。[18]
- POCは、必要に応じてより純粋なガスを生成するため、酸素ボンベを持ち歩くよりも安全な選択肢です。[19]
- POCユニットはタンクベースのシステムよりも一貫して小型で軽量であり、より長時間の酸素供給が可能です。[5]
コマーシャル：
- ガラス吹き産業[20]
- スキンケア[21]
- 非与圧航空機[22]
- ナイトクラブの酸素バー[23]については医師やFDAが懸念を表明している[24] 。
FAA承認
2009年5月13日、米国運輸省（DOT）は、19席以上の旅客便を運航する航空会社は、障害を持つ旅行者にFAA承認のPOCの使用を許可しなければならないと決定した。DOTの規則は、多くの国際航空会社に採用されている。航空旅行に承認されたPOCのリストは、FAAのウェブサイトに掲載されている。[25]
夜間の使用
睡眠時無呼吸症候群による酸素飽和度の低下を経験する患者にはオンデマンドユニットは推奨されず、一般的にCPAPマスクが推奨されます。[13]
浅い呼吸により酸素飽和度が低下した患者の場合、夜間のPOCの使用は有用な治療法である。[15]
睡眠中の患者の呼吸が遅いことを検知し、それに応じて流量やボーラス量を調整するアラームや技術の登場により、夜間の使用が容易になった。[26]
参照
参考文献
- ^ 「酸素濃縮器の歴史と将来！」DME ライブラリ2016 年 5 月 11 日。 2018 年4 月 26 日閲覧。
- ^ 「長期酸素療法の短い歴史」。Inspired Respiratory Care 。 2018年4月26日閲覧。
- ^ 「酸素濃縮器の歴史」Inogen.com 。 2018年4月26日閲覧。
- ^ 「酸素節約装置を用いた酸素療法における重要な問題：パート II」。Inspired Respiratory Care。2018年4 月 26 日閲覧。
- ^ ab ポータブル酸素濃縮器ガイド、米国呼吸ケア協会（AARC）、2013年、2016年4月12日閲覧
- ^ Sircar, Shivaji (2002). 「圧力スイング吸着」. Ind. Eng. Chem. Res . 41 (6): 1389–92. doi :10.1021/ie0109758.
- ^ 米国特許US4477264A、ウィルバー・C・クラッツとシヴァジ・サーカー、「家庭用医療用酸素発生器の圧力スイング吸着プロセス」、1984年10月16日発行
- ^ 米国特許 US5827358A、スタンレー・クリッシュ & ロバート・P・スワンク、「急速サイクル圧力スイング吸着酸素濃縮方法および装置」、1998 年 10 月 27 日発行
- ^ 「ポータブル酸素濃縮器はどのように機能するのか？」Oxygensolutions.com 。 2018年4月26日閲覧。
- ^ ab 「酸素濃縮器はどのように機能しますか？」oxygenworldwide.com 2015年3月18日2018年4月26日閲覧。
- ^ 「酸素供給の基礎」。Inspired Respiratory Care 。 2018年4月26日閲覧。
- ^ Jindal, SK (2008). 「酸素療法：重要な考慮事項」（PDF） . Indian J Chest Dis Allied Sci . 50 (1): 97–107. ISSN 0377-9343. OCLC 02594075. PMID 18610694. 2020年7月12日時点の オリジナル（PDF）からアーカイブ。2018年4月26日閲覧。
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- ^ 「酸素濃縮器の種類」ABC Boutique Medical Equipment 2021年1月28日。 2022年3月6日閲覧。
- ^ ab Stoller, JK; Panos, RJ; Krachman, S.; Doherty, DE; Make, B. (2010 年 7 月). 「COPD 患者に対する酸素療法: 現在のエビデンスと長期酸素治療試験」. Chest . 138 (1): 179–87. doi :10.1378/chest.09-2555. PMC 2897694. PMID 20605816 .
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- ^ Wenborg MD、Craig（2008年8月6日）。「酸素スキンケアの美容効果」。Skin Inc. Magazine 。 2018年4月26日閲覧。
- ^ 「非加圧客室への継続的な酸素供給」。The Wayback Machine。Oxyfly。2012年6月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月26日閲覧。
- ^ ミーク、ジェームズ（2001年6月28日）。「それはガスだ」。ガーディアン。 2018年4月26日閲覧。
- ^ Thomas, Jennifer (2003年5月23日). 「酸素バーは新鮮な空気を吸わせるものではない」. Health Day . 2018年4月26日閲覧。
- ^ FAAが携帯型酸素濃縮器を承認
- ^ Waters, Allison (2012 年 11 月 7 日)。「最適なポータブル酸素濃縮器の選択: 流量から始める」。POC News & More。2014年7 月 30 日閲覧。