CN110267878A - 通过补充氧气的给予使曝露于降低氧气分压的延迟效应最小化的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请描述的方法涉及最小化或消除可能由于暴露于降低氧气分压所导致的延迟负面效应的发生。将实质上模拟目标氧气分压的一定量的补充氧气系给予至暴露于降低的氧气分压环境的个体，以补偿降低的氧气分压。可选择目标氧气分压，使得该个体实质上没有经历氧气分压的改变。接受补充氧气的个体可为健康的个体、具有特殊敏感性的个体或具有先前存在神经性病况的个体。
Description
技术领域
本申请公开内容涉及使暴露个体于降低的氧气分压的延迟效应最小化的方法，特别是涉及通过给予补充氧气一段时间以补偿存在于环境中的降低的氧气分压。
背景技术
氧气对于人类生命是至关重要的。人类身体的各种细胞、组织及功能需要氧气。没有氧气的话，细胞无法运作、修复及恢复。缺乏氧气(或者说缺氧)可能因此造成若干问题，其中一些问题立即带来明显的效应。缺氧的症状的实例可包括但不限于恶心、头痛、疲劳及呼吸浅促。在严重的情况下，缺氧可能导致丧失意识、病症发作(seizure)、昏迷以及甚至死亡。
高海拔会降低肺部中的氧气分压。暴露于降低的氧气分压环境(例如在加压的飞机中)可能因此导致缺氧。在高空的飞机舱中的压力一般维持在人员在约7,000英尺处所经历的压力(大约11psi)。在高海拔的地理位置中观察到类似的效应。例如，当与海平面处的城市(例如路易斯安那州的新奥尔良)的氧气分压相比时，高海拔城市(例如科罗拉多州的丹佛)的氧气分压是降低的。与一般在30英寸/hg附近(约15psi)的海平面处“站点压力(station pressure)”对比，在丹佛的“站点压力”一般约为23-24英寸/hg(约12psi)。
氧气大约占据21％的干燥空气，且氧气分压会与周围环境压力的减少成比例地减少。因而，举例来说，在海平面处的周围环境压力中的氧气分压大约为3.1psi，且其在加压的飞机舱中将因此成比例地减少至大约2.3psi。
对于降低的氧气分压环境和/或高海拔的人员敏感性可大致被归类在两个类型之一中-正常健康的人及具有特殊敏感性的人。正常健康的人通常不会遭受到来自暴露于降低的氧气分压下的副作用，例如在高空飞机上的空中运输期间或者在具有高海拔的地理位置处所观察到的副作用。然而，健康的人的一个小子集的人会遭受到源自暴露于降低的氧气分压环境下的一些副作用，例如在高空飞机上的空中运输期间所观察到的副作用。在一趟飞行之后，这可能通常被描述为“感觉糟糕”。其他类型的个体包括那些具有特殊敏感性的那些。这些人是多半具有先前存在的神经性疾病(例如癫痫)的个体。这些人可能会或者可能不会遭受由于处于高海拔下立即的发作或者症状，但反而可能容易受到在暴露于降低的氧气分压环境一段时间之后出现的延迟效应影响。一个实例在于具有特定类型癫痫的人在暴露于降低的氧气分压环境时可能不会遭受症状或发作，但反而可能在暴露之后相对短的时间内(至多几天)有遭受病症发作的增加风险。
目前，有许多技术来治疗从暴露于降低的氧气分压环境中观察到的氧气剥夺(oxygen deprivation)的同期效应(contemporaneous effects)。一种众所周知的这样技术为补充氧气的给予。当个体在遭受某种程度的氧气剥夺之后而变得缺氧时，接着供应补充氧气以补偿观察到的氧气剥夺。然而，此技术仅应用于处理由氧气剥夺导致的同期或立即效应。该技术并未预防地使用来最小化或消除暴露于降低的氧气分压下的延迟效应。
另一种类似的、众所周知的技术为给予补充氧气以缓解暴露于降低的氧气分压环境下的急性症状，以促进/维持驾驶员在高空的专注力。就此而言，已知向飞机驾驶员提供补充氧气以在暴露于降低的氧气分压时阻止在高海拔处发生意识丧失和/或专注力丧失。与用于治疗缺氧的上述提及的方法非常相似，提供补充氧气以减弱氧气剥夺的立即效应。
补充氧气的给予在治疗具有先前存在的肺部病况的人中也具有已知的应用。类似于缺氧的治疗，对具有先前存在的肺部疾病的人使用补充氧气本质上是治疗性的并对于已知病况是同时的。
已知的氧气输送装置可根据下列两种方式之一操作以向人供应氧气：在固定的流量下或者在根据需求的流量下。当氧气在固定的流量下供应时，氧气一般以设定的体积及设定的流量来输送，无论个体对于氧气的需求为何。当个体对于氧气的需求高于或低于由设定的流量所输送的氧气量时，皆是如此。在根据需求的输送装置中，氧气在吸气循环的期间供应给个体。因为根据需求的输送装置仅在个体吸气时供应氧气，而非在个体的整个呼吸循环期间连续地自由流通，所以根据需求的输送装置倾向于比恒定流量的装置节省更多氧气。
供应氧气也需要控制流量以符合个体的需求。这可以根据本领域技术人员已知的用于估计需求的若干技术中的任何一种来实行。在一些技术中，一个或多个压力传感器布置在相对邻近于个体的呼吸位置(例如，鼻子或嘴)处，以测量周围环境压力及个体的呼吸压力。呼吸压力代表在呼吸循环期间由个体吸入和/或呼出的空气。测量的压力值接着用以调节流量。通常的作法是调整流量，使得周围环境压力与呼吸压力之间的压力差为零。用于估计对氧气的需求的其他例示性方法涉及测量由人排出的二氧化碳的量、测量呼吸速率、测量流量及测量人的活力程度。
通过改变给予的氧气的浓度来控制对氧气的需求也是已知的。此通常通过提供与纯氧混合的周围环境空气的供应来实行。由于氧气的浓度随海拔增加而减少，所以对于在较高海拔处而言，可通过增加给予个体的纯氧的比例来达成此差值的补偿。
如上所述，存在用于治疗氧气剥夺的立即效应的若干已知技术。但是，这些技术没有考虑到可能在暴露于降低的氧气分压环境之后发生的负面影响。因而，存在对于补偿暴露于降低的氧气分压环境来发展预防性的措施或技术之需求，以最小化或消除由于暴露导致的延迟效应的发生，特别是针对具有特殊敏感性的人。
发明内容
本申请公开内容提供了经由补充氧气的给予来使由暴露于降低的氧气分压下所导致对个体的延迟效应最小化的方法的描述。本申请公开内容也涉及飞行后病症发作的预防方法。
在一个实施方案中，用于最小化暴露于降低的氧气分压下的延迟效应的方法涉及提供补充氧气的来源。因为已知降低的氧气分压发生在高空的飞机上，所以该补充氧气的来源应适合于在高空飞行期间在飞机上运输。在飞机上的空中运输期间将补充氧气给予人员，以补偿在飞行期间存在于飞机中的降低的氧气分压。进一步地，给予补充氧气以维持目标氧气分压一段时间，使得接受补充氧气的该人员实质上没有经历氧气分压的改变。目标氧气分压是接受补充氧气的人日常习惯或适应的氧气分压。
在另一个实施方案中，用于使暴露于降低的氧气分压下的延迟效应最小化的方法涉及提供补充氧气的可携式来源。密切地模拟目标氧气分压之一定量的补充氧气系给予至目前暴露于降低的氧气分压下的个体。给予补充氧气以维持目标氧气分压一段时间，使得接受补充氧气的该人经历稀少改变至没有改变的氧气分压。目标氧气分压是接受补充氧气的人日常习惯或适应的氧气分压。
在更另一个实施方案中，公开一种飞行后病症发作预防方法。飞行后病症发作预防方法涉及提供适合于在高空飞行期间在飞机上运输之补充氧气的可携式来源，并在飞机上的空中运输期间将补充氧气给予人员，以补偿在飞行期间存在于飞机中的降低的氧气分压。以一定量来给予补充氧气，使得接受补充氧气的该人员经历实质上模拟目标氧气分压的氧气分压。在一些情况下，目标氧气分压是接受补充氧气的人日常习惯或适应的氧气分压。
图式简单说明
图1为说明根据例示性实施方案用于提供补充氧气的来源以使暴露于降低的氧气分压下的延迟效应最小化的***的框图。
图2为说明根据例示性实施方案用于飞行后病症发作预防的例示方法的流程图。
详细描述
本申请提供的方法试图处理可能由于个体暴露至降低的氧气分压环境所导致的延迟效应。这些方法在本质上是预防性的，并涉及实时补偿降低的氧气分压环境的步骤，以最小化或消除由于暴露于降低的氧气分压可能导致的负面生理效应。
在一个实施方案中，由于暴露于降低的氧气分压106所导致的延迟效应系通过给予个体102一定量的补充氧气来减轻。补充氧气的来源108不限于任何特定的装置，但在一些实施方案中，该来源优选为可携式来源。补充氧气的可携性将提供接受补充氧气的个体102若干程度的机动性。在其他实施方案中，优选补充氧气的来源108不是单独可携式的，而是装载在或直接安装在运输载具中。例如，补充氧气的来源108可内建在飞机舱内，使得补充氧气可输送至飞机的个别座位或区域。也考虑到运输载具不仅限于飞行载具。这样载具可包括穿越或遇到降低的氧气分压环境的任何载具。
将供应给暴露于降低的氧气分压环境106的个体102的补充氧气的量设定为提供目标氧气分压。理想地，目标氧气分压设定为模拟个体102通常习惯的典型氧气分压环境104。个体102通常习惯的典型氧气分压环境104也可理解为个体的日常(home)氧气分压。出于本申请公开内容的意图，个体102通常习惯的氧气分压与日常氧气分压可互换使用。
例如，如果个体102将他/她的大部分时间花费在海平面处，则将目标氧气分压设定为与海平面处的氧气分压(大约3psi)相同。换言之，日常氧气分压将为3psi。目标分压系以此方式设定，使得接受补充氧气的个体102理想地经历在他/她目前暴露的降低的氧气分压环境106与日常氧气分压环境104之间零净差的氧气分压。通过调节器110调节目标氧气分压而使得相对于降低的氧气分压环境106有零净差氧气分压，实质上具有将降低的氧气分压环境106施加至个体102的任何影响加以抵销的效果。即使个体102暴露于降低的氧气分压环境106，个体102实质上没有经历氧气分压与他/她的日常氧气分压环境104的变化。
理想的方案是个体102在其中经历零净差氧气分压。并非不可预见的是，零净差氧气分压可能不是可获得的。在补充氧气的给予的过程期间的一些部分的时间，获得零净差氧气分压可能是不可能的。在给予补充氧气的持续期间的任何时间点，达成零净差氧气分压也可能是不可能的。然而，此处描述的方法可用于使零净差氧气分压最小化至某种程度。预期使用此处描述的方法使个体102目前暴露的降低的氧气分压环境106与日常氧气分压环境104之间净差氧气分压的任何程度最小化优选没有补偿。
进一步预期可使用此处描述的任何方法将过剩的补充氧气供应给个体102。过剩的补充氧气可理解为供应纯氧。向个体102供应纯氧以补偿暴露于降低的氧气分压环境在此处讨论的方法的界线及范围内是可接受的，只要纯氧是短期给予。短期给予可理解为一段时间，其至多且包括数个小时。例如，纯氧可供应不超过24小时(或一天)的时间。小时的具体数目的上限可因个体102而不同，但给予纯氧不应持续过长的时间，该过长时间足以对接受氧气的个体触发负面影响。
目标氧气分压也可为不是人员日常氧气分压的氧气分压。替代地，目标氧气分压可设定为人员102目前或暂时适应的氧气分压。例如，个体的日常氧气分压可为海平面处的氧气分压(大约3psi)，而个体适应的分压为较高海拔处的氧气分压(例如，2.8psi)。
期望目标氧气分压在所公开的方法中是可调整的。在一些实施方案中，优选使目标氧气分压维持恒定，而在其他实施方案中优选使目标氧气分压在补充氧气的给予的过程期间变化。
初始目标氧气分压可设定为接受补充氧气的个体102所适应的氧气分压。例如，初始目标氧气分压可设定为海平面处的氧气分压(大约3psi)。如果(举例来说)个体102正旅游至具有降低的氧气分压的地点(例如，高海拔处)，则可能需要逐渐地补偿在不同地点之间的氧气分压改变。在此情况下，较高海拔地点可假定为具有大约2.6psi的最终目标氧气分压。为了补偿从初始地点至最终终点的氧气分压的降低，可在补充氧气给予的过程期间将目标氧气分压从3psi逐渐地变化至2.6psi。目标氧气分压的改变可自动地或手动地实行。
在另一个实施方案中，由于暴露于在高空的飞机上降低的氧气分压下导致的延迟效应通过给予个体102一定量的补充氧气而减轻。补充氧气的来源108不限于任何特定装置，但在高空飞行期间应被核准于飞机上运输。补充氧气的一个例示性可携式来源108为XPO2可携式氧气浓缩机(产品ID：XPO100)。在一些实施方案中，优选补充氧气的来源108不是单独可携式的，而是直接装载在或安装在飞机中。在飞机上的空中运输期间给予个体102一定量的补充氧气，以补偿在飞行期间存在于飞机中降低的氧气分压。
供应给个体102的一定量的补充氧气设定(例如，经由调节器110)以提供目标氧气分压。类似于以上讨论，目标氧气分压可为恒定的或可调整的。理想地，将目标氧气分压设定使得接受补充氧气的个体102从出发机场到抵达机场经历没有改变的氧气分压。取决于飞行的持续时间和/或装置，氧气分压的零净差可能不是可获得的。补偿可能仅在一部分航程可得，而非整个航程。无论如何，对于在高空的降低的氧气分压的若干量的补偿优于没有补偿。
可能发生降低的氧气分压的不充分补偿或暂时性过度补偿。在任何一种情况下，给予补充氧气，无论是不充分补偿或过度补偿降低的氧气分压环境，都优于不提供补偿。
在一些实施方案中，当给予补充氧气时输送过高级别的氧气可能是有问题的。例如，正在爬山或以其他方式暴露于降低的氧气分压达显著的一段时间(例如，几天、几星期等等)的人员102在其暴露的期间可能无法接受纯氧作为补充氧气。在如此的实施方案中，补充氧气可富集至选择的浓度，例如不是纯的(例如，不是100％)氧气。例如，氧气可与其他空气一起富集以补充给个体102，以达成理想的氧气分压同时降低过度暴露于纯氧的机会。在实例中，用于输送补充氧气的装置108可包括输送纯氧的第一导管以及输送周围环境空气的第二导管，其中该导管的输出以预定比率混合以达到所需的氧气分压。在如此实例中，该预定的比率可经由电子或手动变更对于各导管的泵的流量(例如，经由调节器110)来改变、经由改变各导管的输入/输出孔口来改变，诸如此类。例如，装置(例如，来源108及调节器110)可包括测量输出的氧气传感器，其可配置成电子地变更一个或两个导管的流量以确保该输出适用于达成所需的氧气分压水平。
在更另一个实施方案中，将补充氧气作为针对一次或多次飞行后病症发作的预防措施。例如，图2说明通过使用补充氧气来预防飞行后病症发作的方法200。在步骤202中，提供合适于在高空飞行期间在飞机上运输、但不特别限于任何一种特定装置的补充氧气的来源108。在一些实施方案中，补充氧气的来源108为可携设备。在其他实施方案中，优选补充氧气的来源108不是单独可携式的，而是直接装载在或安装在飞机中。在步骤204中，在飞机上的空中运输期间给予人员102一定量的补充氧气，以补偿在飞行期间存在于飞机中降低的氧气分压。将此一定量的补充氧气设定以提供目标氧气分压。类似于已经讨论过的，目标氧气分压可为恒定的或可调整的。然而，将目标氧气分压理想地设定使得接受补充氧气的个体从出发机场到抵达机场经历没有改变的氧气分压。在一些实施方案中，方法200可包括步骤206，其中目标氧气分压可维持一段时间，使得人员102实质上没有经历氧气分压的改变。
飞行后病症发作的预防方法也可涉及可携式氧气来源108的获取与归还。特别是，飞行后病症发作的预防方法可包括额外的步骤，该步骤为在出发之前从出发机场的指定位置获得补充氧气的可携式来源108。飞行后病症发作的预防方法可进一步包括在着陆后将补充氧气的可携式来源108归还至抵达机场的指定位置。
在此处描述的任何实施方案中，目标氧气分压可设定为接受补充氧气的人员102的初始地点104(其也称为出发城市)的氧气分压。相反地，目标氧气分压可设定为最终地点106(其也称为抵达城市)的氧气分压。目标氧分压也可设定(在任何描述的实施方案中)至对应于接受补充氧气的人员102通常习惯的地点104的氧气分压。这可能是该个体的家乡城市。
在此处描述的任何实施方案中，目标氧气分压在补充氧气的给予的过程期间可为恒定的或可变的。当目标氧气分压在给予的过程期间为可变时，其变化可通过所属领域中任何已知的方式来实行。
在任何所公开的实施方案中，给予补充氧气，无论是不充分补偿或过度补偿降低的氧气分压环境，都优于不提供补偿。就此而言，当个体102暴露于降低的氧气分压时，可在整段时间内给予补充氧气。或者，可仅在人员102暴露于降低的氧气分压期间之时间段的子集内给予补充氧气。在任何方案中，补充氧气可连续地或间歇地给予。
此处描述的方法试图最小化或消除由于暴露于降低的氧气分压达若干一段时间所导致的人员生理上延迟的负面效应。尽管此处描述的方法旨在照顾除了对于降低的氧气分压环境106具有特殊敏感性之外其余方面健康的个体102以及具有先前存在神经性疾病(例如癫痫)的人员102，然而没有个体102不受益于此处描述的方法的好处。除了预防暴露于如此处描述之降低的氧气分压环境106的延迟效应之外，补充氧气的给予可被健康的人员102使用以在高空时例如促进工作生产力、增强专注力、或其他类似情况。
与本申请公开内容一致的技术，尤其提供用于最小化暴露于降低的氧气分压的延迟效应的方法。尽管所公开的***及方法的不同例示性实施方案已经描述于上，然应当理解该实施方案仅基于例示目的而非限制来呈现。实施方案并非全面性的，且不会将公开内容限制于所公开的精确形式。鉴于上述教示，修改及变更是可能的，或者其可在不背离本申请公开内容的广度与范畴的情况下，从本申请公开内容的实行中获得。
Claims (14)
1.一种飞行后病症发作预防方法，包括：
提供补充氧气的来源，该来源适合于在高空飞行期间在飞机上运输；
在该飞机上的空中运输期间将该补充氧气给予人员，以补偿在飞行期间存在于该飞机中的降低的氧气分压；
其中将该补充氧气以一定量给予使得该人员经历实质上模拟目标氧气分压的氧气分压。
2.权利要求1的飞行后病症发作预防方法，其中该目标氧气分压为出发城市的氧气分压。
3.权利要求2的飞行后病症发作预防方法，其中该人员日常习惯于该出发城市的氧气分压。
4.权利要求1的飞行后病症发作预防方法，其中该目标氧气分压为在海平面处的氧气分压。
5.权利要求1的飞行后病症发作预防方法，进一步包括：
在飞行期间，自动地或手动地将该目标氧气分压从初始目标氧气分压调整至最终目标氧气分压。
6.权利要求5的飞行后病症发作预防方法，其中将出发城市的氧气分压设定作为该初始目标氧气分压，且将抵达城市的氧气分压设定作为该最终目标氧气分压。
7.权利要求1的飞行后病症发作预防方法，进一步包括：
在出发之前从出发机场中的指定位置获得该补充氧气的来源，该补充氧气的来源是便携设备。
8.权利要求7的飞行后病症发作预防方法，进一步包括：
在着陆之后将该补充氧气的来源归还至抵达机场中的指定位置。
9.权利要求1的飞行后病症发作预防方法，其中连续地给予该补充氧气使得在飞行期间实质上维持该目标氧气分压。
10.权利要求1的飞行后病症发作预防方法，其中在至少一部分的飞行期间给予该补充氧气。
11.权利要求1的飞行后病症发作预防方法，其中接受该补充氧气的该人员具有先前存在的神经性病况或特殊敏感性。
12.权利要求11的飞行后病症发作预防方法，其中该先前存在的神经性病况为癫痫。
13.一种用于使暴露于降低氧气分压的延迟效应最小化的方法，包括：
提供补充氧气的来源，该来源适合于在高空飞行期间在飞机上运输；
在该飞机上的空中运输期间将该补充氧气给予人员，以补偿在飞行期间存在于该飞机中的降低的氧气分压；
维持目标氧气分压一段时间，使得该人员实质上没有经历氧气分压的改变，
其中该目标氧气分压是该人员日常习惯或适应的氧气分压。
14.一种用于使暴露于降低氧气分压的延迟效应最小化的方法，包括：
提供补充氧气的可运输来源；
将一定量的补充氧气给予暴露于该降低氧气分压的人员，该补充氧气实质上模拟目标氧气分压；
维持该目标氧气分压一段时间，使得该人员实质上没有经历氧气分压的改变，
其中该目标氧气分压是该人员日常习惯或适应的氧气分压。
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