Кислородная маска — это маска, которая обеспечивает метод передачи дыхательного кислорода из резервуара для хранения в легкие . Кислородные маски могут закрывать только нос и рот (ротовая носовая маска) или все лицо (полнолицевая маска). Они могут быть изготовлены из пластика , силикона или резины . В определенных обстоятельствах кислород может подаваться через носовую канюлю вместо маски.
Медицинские пластиковые кислородные маски используются в основном поставщиками медицинских услуг для кислородной терапии , поскольку они одноразовые и, таким образом, снижают расходы на чистку и риски заражения. Конструкция маски может определять точность подачи кислорода во многих различных медицинских ситуациях, требующих лечения кислородом.
Кислород естественным образом содержится в воздухе помещения в концентрации 21%, и более высокие проценты часто необходимы при лечении. Кислород в этих более высоких процентах классифицируется как лекарство, а слишком большое количество кислорода потенциально вредно для здоровья пациента, что со временем приводит к кислородной зависимости, а в экстремальных обстоятельствах — к слепоте пациента. По этим причинам кислородная терапия тщательно контролируется. Маски легкие и крепятся с помощью эластичной повязки на голове или ушных петель. Они прозрачны, что позволяет медицинским работникам видеть лицо пациента для оценки состояния и снижает ощущение клаустрофобии, которое испытывают некоторые пациенты при ношении кислородной маски. Подавляющее большинство пациентов, перенесших операцию, на каком-то этапе будут носить кислородную маску; в качестве альтернативы они могут носить носовую канюлю, но кислород, подаваемый таким образом, менее точен и имеет ограниченную концентрацию.
По данным Altus Market Research, мировой рынок одноразовых кислородных масок может вырасти на 1,1 млрд долларов США в период с 2019 по 2023 год. Темпы роста рынка также будут ускоряться в течение этого времени. [1]
Силиконовые и резиновые кислородные маски тяжелее пластиковых масок. Они разработаны для обеспечения хорошей герметизации при длительном использовании летчиками , субъектами медицинских исследований, а также в барокамерах и других пациентах, которым требуется введение чистого кислорода, например, при отравлении угарным газом и при декомпрессионной болезни . Доктор Артур Х. Булбулян был пионером первой современной жизнеспособной кислородной маски, которую носили пилоты Второй мировой войны и использовали в больницах. [2] Клапаны внутри этих плотно прилегающих масок контролируют поток газов в маски и из них, так что повторное вдыхание выдыхаемого газа сводится к минимуму.
Шланги или трубки соединяют кислородную маску с источником кислорода. Шланги больше в диаметре, чем трубки, и могут пропускать больший поток кислорода. Когда используется шланг, он может иметь ребристую или гофрированную конструкцию, позволяющую изгибать шланг, предотвращая при этом скручивание и прерывание потока кислорода. Количество кислорода, подаваемого из резервуара для хранения в кислородную маску, контролируется клапаном, называемым регулятором . Некоторые типы кислородных масок имеют дыхательный мешок из пластика или резины, прикрепленный к маске или шлангу подачи кислорода, для хранения запаса кислорода, что позволяет глубоко дышать без потерь кислорода с использованием простых фиксированных регуляторов потока.
В начале 1919 года в высотной кислородной системе использовался вакуумный баллон с жидким кислородом для снабжения двух человек в течение одного часа на высоте 15 000 футов (4600 м). Перед использованием жидкость проходила несколько стадий нагревания, поскольку расширение при испарении и поглощение скрытой теплоты испарения делали газированный кислород настолько холодным, что он мог вызвать мгновенное обморожение легких. [3]
Первое успешное создание кислородной маски было сделано в 1941 году доктором Артуром Булбуляном , армянином по протезированию лица. [ необходима цитата ]
Многие конструкции кислородных масок летчиков содержат микрофон для передачи речи другим членам экипажа и на радиостанцию самолета. Кислородные маски военных летчиков имеют лицевые части, которые частично закрывают боковые стороны лица и защищают лицо от ожогов, летящих частиц и воздействия высокоскоростного воздушного потока, ударяющего в лицо во время аварийной эвакуации из самолета с помощью катапультного кресла или парашюта . Они часто являются частью скафандра или предназначены для использования с летным шлемом .
Пилоты и экипажи, летающие на больших высотах, используют три основных типа кислородных масок : с непрерывным потоком, с разбавлением и с давлением. [4]
В системе непрерывного потока кислород подается пользователю непрерывно. Неважно, выдыхает пользователь или вдыхает, поскольку кислород поступает с момента активации системы. Под кислородной маской находится мешок ребризера, который собирает кислород во время выдоха и, как следствие, обеспечивает более высокую скорость потока во время цикла вдоха. [5]
Маски с разбавлением и давлением подают кислород только тогда, когда пользователь вдыхает. [6] Каждая из них требует хорошего прилегания маски к лицу пользователя.
В системе с разбавителем и потребностью в кислороде, с увеличением высоты (давление окружающей среды, а следовательно, и парциальное давление окружающего кислорода, уменьшаются), поток кислорода увеличивается таким образом, что парциальное давление кислорода остается примерно постоянным. Системы с разбавителем и потребностью в кислороде могут использоваться на высоте до 40 000 футов (12 000 м). [5]
В системе с давлением по требованию кислород в маске выше давления окружающей среды, что позволяет дышать на высоте более 40 000 футов (12 000 м). [5] Поскольку давление внутри маски больше, чем давление вокруг туловища пользователя, вдох осуществляется легко, но выдох требует больших усилий. Летчики обучаются дыханию с давлением по требованию в барокамерах . Поскольку они герметично закрываются, кислородные маски с давлением по требованию также используются в гипербарических кислородных камерах и для исследовательских проектов по дыханию кислородом со стандартными регуляторами кислорода. [2]
Дополнительный кислород необходим для полета более 30 минут на высоте давления в кабине 12 500 футов (3 800 м) или выше, пилоты должны использовать кислород все время выше 14 000 футов (4 300 м), а каждому пассажиру должен быть предоставлен дополнительный кислород выше 15 000 футов (4 600 м). [7]
Большинство коммерческих самолетов оснащены кислородными масками для использования в случае отказа герметизации салона. [8] [9] В целом, коммерческие самолеты герметизированы таким образом, что воздух в салоне находится под давлением, эквивалентным высоте не более 8000 футов (2400 м) (обычно несколько ниже), где можно нормально дышать без кислородной маски. Если давление кислорода в салоне падает ниже безопасного уровня, что грозит гипоксией , отсеки, содержащие кислородные маски, открываются автоматически либо над, либо перед сиденьями пассажиров и экипажа, а также в туалетах.
В первые годы коммерческой авиации, до изобретения герметичных кабин , пассажирам авиалайнеров иногда приходилось надевать кислородные маски во время обычных рейсов.
Пожарные и работники аварийно-спасательных служб используют полнолицевые маски, которые обеспечивают подачу воздуха для дыхания, а также защиту глаз и лица. [10] Эти маски обычно крепятся к баллону, который носит на спине пользователь, и называются автономными дыхательными аппаратами (SCBA). [11] SCBA открытого цикла обычно не подают кислород, так как это не нужно и представляет собой легко предотвратимую опасность возгорания. SCBA с ребризером обычно подают кислород, так как это самый легкий и компактный вариант, и в нем используется более простой механизм, чем в других типах ребризеров.
Специализированные полнолицевые маски, подающие кислород или другие дыхательные газы , используются астронавтами для удаления азота из крови перед выходом в открытый космос (EVA). [ необходима цитата ]
Специализированные маски для носа, которые обеспечивают кислородом домашних животных для их оживления, были переданы в дар пожарным частям . [12] [13] [14]
Водолазы используют только чистый кислород для ускоренной декомпрессии или из кислородных ребризеров на небольших глубинах, где риск острого отравления кислородом приемлем. Подача кислорода во время декомпрессии в воде осуществляется через ребризер, регулятор открытого цикла , полнолицевую маску или водолазный шлем , которые были подготовлены для работы с кислородом . [15]
Подача кислорода водолазам в декомпрессионных камерах предпочтительно осуществляется через встроенную дыхательную систему, которая использует кислородную маску, вмонтированную в шланги подачи и выпуска, которые подают кислород снаружи камеры и выпускают выдыхаемый богатый кислородом газ за пределы камеры, используя систему, эквивалентную двум клапанам спроса , один выше по потоку от водолаза, чтобы подавать кислород по требованию, а другой ниже по потоку, чтобы выпускать выдыхаемый газ по требованию, так что парциальное давление кислорода в камере ограничивается относительно безопасными уровнями. Если используются кислородные маски, которые выпускают воздух в камеру, воздух в камере необходимо часто заменять, чтобы поддерживать уровень кислорода в безопасных рабочих пределах. [16]
Анестезиологические маски — это лицевые маски, предназначенные для подачи анестезирующих газов пациенту через ингаляцию. Анестезиологические маски изготавливаются из антистатического силикона или резины, поскольку искра статического электричества может воспламенить некоторые анестезирующие газы. Они изготавливаются из черной резины или прозрачного силикона. Анестезиологические маски надеваются на рот и нос и имеют двойную систему шлангов. Один шланг подает вдыхаемый анестезирующий газ в маску, а другой возвращает выдыхаемый анестезирующий газ обратно в аппарат. Анестезиологические маски имеют 4-точечные ремни для надежного крепления на голове, чтобы удерживать маску на месте, пока анестезиолог контролирует вдыхаемые газы и кислород.
Кислородные маски используются альпинистами высоких вершин, таких как Эверест . [17] Из-за сильного холода и суровых условий кислородные маски для использования на экстремальной высоте должны быть прочными и эффективными. Баллоны для хранения кислорода, используемые с масками (называемые кислородными баллонами), изготовлены из легких, высокопрочных металлов и покрыты высокопрочным волокном, таким как кевлар . Эти специальные кислородные баллоны заполняются кислородом под очень высоким давлением, что обеспечивает более длительное время кислорода для дыхания, чем стандартные кислородные баллоны. Эти системы обычно используются только на высоте более 7000 метров (23000 футов).
В последние годы кислородные маски для высотных восхождений, которые постоянно подают кислород, все чаще заменяются системами, подающими кислород по требованию через носовые канюли . [ необходима ссылка ]
Кислородные шлемы используются в барокамерах для подачи кислорода. [2] Это прозрачные, легкие пластиковые шлемы с уплотнителем, который одевается на шею пользователя и выглядит как шлем скафандра . Они обеспечивают хорошее поле зрения. Легкие пластиковые шланги подают кислород в шлем и удаляют выдыхаемый газ за пределы камеры. Кислородные шлемы часто предпочитают для подачи кислорода в барокамерах для детей и пациентов, которым неудобно носить кислородную маску. [ требуется ссылка ]
Медицинские кислородные маски удерживаются на месте медицинским персоналом или пользователем вручную, или они могут быть снабжены легким эластичным оголовьем, чтобы маску можно было быстро снять. Полнолицевые маски крепятся несколькими ремнями. Плотно прилегающие кислородные маски крепятся в четырех точках двумя головными ремнями. Маски летчиков часто оснащены ремнями «быстрого надевания», которые позволяют тем, кто находится в герметичном самолете, быстро надевать маски в чрезвычайных ситуациях. Кислородные маски военных летчиков крепятся к летным шлемам с помощью быстросъемных систем.
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )