便携式医用制氧机在患者家庭氧疗中的应用

便携式医用制氧机在患者家庭氧疗中的应用

便携式医用制氧机已成为对患有一系列呼吸系统疾病（包括 COVID-19、慢性阻塞性肺病、慢性支气管炎和肺炎）的患者进行家庭氧疗不可或缺的工具。这些设备的关键功能是供应医用级氧气减轻低氧血症相关并发症并增强患者的呼吸功能。

为满足以下需求氧疗，尤其是在家居环境中，便携式医用制氧机主要采用变压吸附技术。该技术依靠氮选择性吸附剂从环境空气中提取氧气，确保稳定供应治疗性氧气。值得注意的是，世界卫生组织规定医用级氧气的氧气浓度必须在90%至96%V/V之间，并残留氮气和氩气。根据这些标准，传统的吸附式便携式医用制氧机通常可以在低于 10 L/min 的流量下产生 90% 至 93% 的氧气浓度。

在基于吸附的便携式医用制氧机的运行中，吸附剂会定期再生以维持高效的氧气生产。通过在缓冲塔中收集产品氧并随着时间的推移以一致的速率分配或利用多床操作等策略来促进连续氧气供应。Skarstrom 型变压吸附循环配置包括生产、减压、吹扫和加压步骤，通常用于便携式医用氧气浓缩器。这些设备利用吸附塔的快速循环来优化吸附剂利用率并最大限度地减少操作足迹。此外，利用小吸附剂颗粒尺寸可以减轻传质阻力并增强吸附动力学，从而提高整体效率。

尽管传统便携式医疗设备具有一定的功效制氧机由于设计、固定的产品规格存在局限性，特别是在满足患者医疗状况或活动水平波动所产生的多样化需求方面。为了解决这一限制，人们越来越关注开发灵活的单床便携式医疗设备氧气浓缩系统能够适应不同的产品规格。这些灵活的系统旨在通过基于模拟的优化框架来优化氧气生产，特别是在基于变压吸附和变压真空吸附的技术的背景下。

为了追求灵活的便携式医用制氧机解决方案，我们进行了优化研究来评估不同吸附剂（包括 LiX、LiLSX 和 5A 沸石）的性能。其中，LiLSX 已成为领跑者，展现出卓越的性能特征。具体来说，基于 LiLSX 的灵活变压真空吸附系统已证明能够生产不同纯度和流量的氧气，范围分别为 93% 至 95.7% 和 1 至 15 L/min。这些发现强调了灵活的便携式医用制氧机技术革命性的潜力家庭氧疗通过实时适应患者不断变化的需求。

总之，便携式医用制氧机在家庭氧疗中的应用代表了呼吸护理领域的关键进步。通过利用变压吸附原理并采用灵活的设计策略，这些设备有望改善患者的健康状况并简化家庭环境中的医疗保健服务。

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