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산소 치료

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1. 개요

산소 치료는 저산소증 환자에게 산소를 투여하여 혈중 산소 농도를 높이는 치료법이다. 산소는 폐에서 혈액으로 확산되어 전신으로 운반되며, 저산소증, 심폐소생술, 응급 처치 등 다양한 상황에서 사용된다. 2010년 심폐소생술 지침에 따르면 적절한 산소포화도는 94-99%이며, 100% 산소 투여는 지양해야 한다. 파라콰트 중독, 그라목손 중독, 폐 섬유증, 블레오마이신 관련 폐 손상, ARDS 등 특정 질환에는 산소 치료가 금기이거나 신중하게 사용해야 한다. 산소는 다양한 장치를 통해 공급되며, 저유량 및 고유량 시스템으로 나뉜다. 부작용으로는 미숙아 망막병증, 산소 중독, 무기폐, 이산화탄소 축적 등이 있으며, 특히 만성 폐쇄성 폐질환 환자에게는 주의가 필요하다.

2. 작용 기전

호흡을 통해 폐로 들어간 산소는 폐포에서 혈액으로 확산되고, 적혈구 내의 헤모글로빈과 결합하여 전신 조직으로 운반된다. 조직 세포는 산소를 이용하여 에너지를 생성한다. 장기에 과도한 양의 산소가 공급되는 경우를 고산소증이라고 한다.[34]

3. 병리 기전

산소가 부족하면 혐기성 대사를 하게 되어 젖산을 만들며 산성혈증이 발생하게 된다.[34]

4. 약동학

효과 발현은 즉시 나타나며, 최고 농도는 1분 이내에 도달한다. 작용 지속 시간은 2분 이내이다. 저산소증(외상, 내과적 응급, 호흡 곤란, 심장 허혈 등)에 일반적으로 산소를 투여한다. 산소 투여 시 그라목손 중독은 폐 섬유화를 가속화하므로 특별한 경우를 제외하고는 금기이다. 2010년 유럽 및 미국의 심폐소생술 지침에 따르면, 적절한 산소포화도는 94%-99%이며, 100% 산소 투여는 지양해야 한다.

5. 적응증

산소 치료는 저산소증(외상, 내과적 응급, 호흡 곤란, 심장 허혈 등)에 일반적으로 사용된다.[12][13] 효과 발현은 즉시, 최고 농도는 1분 이내에 도달하며, 작용 지속은 2분 이내이다. 그라목손 중독에는 특별한 경우가 아니면 산소 투여가 금기인데, 이는 산소가 폐 섬유화를 가속화하기 때문이다.

구급차에 설치된 산소 치료용 산소 배관 및 유량계가 있는 조절기


2010년 유럽 및 미국의 심폐소생술 지침에 따르면, 적절한 산소포화도는 94%-99%이며, 100%에 도달하지 않도록 투여해야 한다. 산소는 병원, 응급 의료 서비스(EMS), 응급 처치 제공자에 의해 널리 사용되며, 고유량 산소가 필요한 주요 징후에는 소생술, 주요 외상, 아나필락시스, 주요 출혈, 쇼크, 활성 경련, 저체온증 등이 있다.[12][13]

6. 금기

파라콰트 중독의 영향을 악화시킬 수 있으므로 심각한 호흡 곤란 또는 호흡 정지가 없는 한 산소 치료를 중단해야 한다.[26] 파라콰트 중독은 드물며, 1958년부터 1978년까지 전 세계적으로 약 200명이 사망했다.[27] 그라목손 중독에는 특별한 경우가 아니면 산소 투여가 금기인데, 이는 산소 투여가 폐 섬유화를 더 빨리 진행시키기 때문이다.[26] 이것이 거의 유일한 금기이다.

폐 섬유증 또는 블레오마이신 관련 폐 손상이 있는 사람에게도 산소 치료는 권장되지 않는다.[28] 산 흡인으로 인한 ARDS는 일부 동물 연구에 따르면 산소 치료로 악화될 수 있다.[29][30]

핀 인덱스 휴대용 D-실린더용 산소 조절기, 일반적으로 구급차 소생 키트에 보관

7. 급성기 치료

산소 치료는 저산소증(외상, 내과적 응급, 호흡 곤란, 심장 허혈 등)에 일반적으로 사용된다.[12][7] 효과는 즉시 나타나며, 최고 농도는 1분 이내에 도달하고, 작용은 2분 이내에 지속된다. 그라목손 중독에는 특별한 경우가 아니면 산소 투여를 금지하는데, 이는 산소가 폐 섬유화를 가속화시킬 수 있기 때문이다.

2010년 유럽 및 미국의 심폐소생술 지침에 따르면, 적절한 산소포화도는 94-99% 정도로 유지해야 한다.[12][7] 급성 저산소혈증의 경우, 맥박 산소 측정기를 기반으로 목표 수준(대부분 환자는 94-96%, 만성 폐쇄성 폐질환 환자는 88-92%)에 맞춰 산소 치료를 시행한다. 2018년 영국 의학 저널은 급성 질환 환자에게 과도한 산소 공급이 사망률 증가와 관련이 있을 수 있으므로, 산소포화도가 96%를 초과하면 산소 치료를 중단하고, 90-93%를 초과하면 시작하지 않도록 권고했다.[14][7] 단, 일산화탄소 중독, 군발 두통, 겸상 적혈구 위기, 기흉과 같은 경우에는 예외적으로 고농도 산소 치료가 필요하다.[14]

산소 치료는 감압병에 대한 응급 치료로도 사용되며,[15] 100% 산소를 이용한 고압 챔버에서의 재압축은 감압병의 표준 치료법이다.[15][16][17] 뇌졸중의 경우, 과산소 환경을 피하는 한 산소 치료가 유익할 수 있다.[20]

급성 질환 또는 입원 후 저산소혈증으로 외래 산소 치료를 받는 사람은 지속적인 산소 치료의 필요성을 평가하기 위해 처방 갱신 전에 의사의 재평가를 받아야 한다.[21]

산소 치료의 첫 번째 목적은 흡입 산소 농도(FiO2)를 증가시켜 동맥혈 산소 분압(PaO2)을 정상으로 유지하고 조직에 충분한 산소를 공급하는 것이다.

8. 만성기 치료

만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 만성 기관지염, 폐기종 등 만성 질환으로 보조 산소 공급이 필요한 경우, 급성 악화, 호흡 곤란, 말기 심부전, 진행성 암, 신경 퇴행성 질환 등에 산소 치료가 필요할 수 있다.[22][23][24] 생리학적으로 동맥혈 산소 분압(PaO2) ≤ 55mmHg 또는 동맥혈 산소 포화도(SaO2) ≤ 88%인 경우에 해당된다.[22][23][24]

만성 질환으로 인해 이산화탄소 정체(예: COPD, 폐기종)가 발생하기 쉬운 환자에게는 산소 치료 시 신중한 적정이 고려되어야 한다. 이러한 경우 산소 치료는 호흡 구동을 감소시켜 이산화탄소 축적(고탄산혈증), 산증 및 호흡 부전으로 인한 사망률 증가를 초래할 수 있다.[82] 적정 산소 치료를 통해 개선된 결과가 관찰되었으며, 이는 주로 환기/관류 비율의 점진적인 개선 때문이다.[25]

호흡기 질환 등의 환자는 장기간 고농도의 산소를 흡입해야 하므로, 의사의 처방 및 지도 하에 자택에서 일상생활을 하면서 산소를 흡입하는 '''재택 산소 요법''' (; HOT)이 시행되고 있다.

9. 주의사항

일반적으로 폐쇄성 폐질환, 천식 환자에게 지나친 고농도의 산소를 투여할 경우, 빈호흡을 하지 않게 만들어 이산화탄소가 오히려 축적하게 할 수 있으므로 저농도로 투여한다. 보통 분당 2L 이하로 투여한다. 미숙아가 인큐베이터에 있을 때 고농도의 산소 투여는 망막 섬유화를 일으켜 실명을 초래할 수도 있다. 보통 상기도 점막 건조를 막기 위해 분당 6 L 이상 주입할 때는 가습 산소 공급을 해야 한다.

10. 산소 공급 장치 및 방법

산소 공급 장치는 환자의 흡기 유량과 산소 공급 유량의 관계에 따라 저유량과 고유량으로 나뉜다. 저유량 방식은 경제적이고 침습성이 낮은 일반적인 산소 공급 방법이다. 반면 고유량 방식은 산소 공급 유량을 환자 흡기 유량보다 높게 설정하므로 대기 혼입이 없고, 환자의 환기 상태가 변해도 설정한 FiO2를 유지할 수 있다.

흡입 기구로는 비강 캐뉼라(nasal이라고 통칭되는 경우가 많음), 단순 페이스 마스크, 리저버가 있는 페이스 마스크(마스크 바로 옆에 가습을 위한 물 주머니가 붙어 있음) 3종이 많이 사용된다.

비강 캐뉼라의 경우산소 마스크의 경우리저버 부착 마스크의 경우
100% 산소 유량(L/min)FiO2(%)100% 산소 유량(L/min)FiO2(%)100% 산소 유량(L/min)FiO2(%)
124540660
228650770
332760880
436990
5401099
644



또한 고유량의 산소를 공급하는 경우에는 고유량 비강 캐뉼라 (HFNC, 이른바 네이절 하이 플로우), 벤투리 마스크나 인스피론 네뷸라이저를 사용한다[85]。고유량 비강 캐뉼라에서는 흡입기를 가온 가습함으로써 비강 캐뉼라에서 90%를 넘는 높은 FiO2의 유지가 가능하며, 또한 어느 정도 임의로 FiO2를 설정할 수 있다[86]。벤투리 마스크에는 설정 산소 농도마다 색상 코딩된 다이어이터(코마)가 부착되어 있어 FiO2 24~50%로 설정할 수 있다[85]。인스피론 네뷸라이저는 멸균수 병으로 가습한 고가습 산소를 공급 가능하며, 산소 농도는 다이얼로 조절한다[85]

자가, 휴대용 산소를 발생시키는 장치에는 다음과 같은 것들이 있다.

;산소 농축기

:런닝 코스트는 거의 전기 요금과 렌탈료 (의료비 자기 부담분에 따라 발생), 산소 봄베와 비교하면 런닝 코스트가 저렴하다. 자택에서는 고농도형 산소 농축기, 외출 시에는 휴대용 산소 보틀을 사용하는 예가 일반적이다.

;휴대용 산소 발생기

:액체 산소를 조금씩 기화시켜 기체 산소를 공급한다. 전기를 사용하지 않기 때문에 전기 요금이 들지 않고, 정전 시에도 사용이 가능하다. 또한 고농도/고유량 산소 투여가 가능하다[88]。두 종류의 약제와 물을 전용 플라스틱 병에 넣어 100%의 산소를 약 10분간 발생시키는 기기가 있다. 최근, 항공기에는 테러 대책으로 산소 봄베 등 산소를 발생시키는 기구류는 안전 확보를 위해 휴대 수하물로 반입할 수 없다. 그러나 이 약제와 물을 반응시키는 휴대용 산소 발생기는, 항공기에 실을 수 있는 유일한 산소 발생기로, 등산이나 고지대로의 여행에는 고산병 예방에 빼놓을 수 없는 기기이다. 종전에는 액체 산소의 재충전에 기술이 필요했지만, 다이요닛산(大陽日酸)은 간편하고 안전하게 충전・조작할 수 있는 「호타루」를 개발하여 렌탈을 시작했다[89]

;액체 산소 용기

:일반적으로 액체 산소가 충전되어 있는 용기를 "액체 산소 용기" "액산 용기"라고 한다. 이것은 동상 등 각종 위험성이 따르기 때문에, 가정에 설치하는 경우에는 허가와 사용 훈련이 필요하다. 최근 보다 간편하게 사용할 수 있게 되어 라이프라인에 좌우되지 않는 점에서 사용 예가 늘고 있다. 자택에는 액산 용기, 외출 시에는 휴대용 액체 산소 용기에 직접 충전하여 사용하거나, 휴대용 산소 보틀을 사용한다. 전기 요금은 배터리 요금만 있다.

;휴대용 산소 보틀 (산소 병)

:외출 시에 사용하는, 기체 산소를 충전하고 있는 고압 가스 용기이다. 비게 되면 전문 충전 업자에게 재충전하여 사용한다. 일본에서는 산소 보틀을 '''산소 봄베'''라고 부르는 경우도 있다. 의료용은 알루미늄 용기에 글래스 파이버나 탄소 섬유 등을 감은 것으로 가볍고 항공기 반입도 허가되는 경우가 많다 (신고는 필요). 또한 휴대용 산소 보틀은, 가정에서 충전할 수 있는 기기도 존재한다 (일본에서는 고압 가스 안전법 규정에 따라 사용할 수 없다). 호흡에 맞춰 산소를 내보내거나 멈추거나 하는 호흡 동조기 (디멘드 밸브, 산소 세이버라고도 함)라는 기기를 사용하여 사용하는 것이 일반적이다. 또한, 산소를 포함하는 의료용 가스는 의약품에 해당하므로, 의료 기관을 거치지 않고 공급하는 것은 약사법에 의해 금지되어 있다. 알루미늄 캔에 산소를 충전한 일회용 소형 산소 봄베도 시판되고 있으며, 산소 밸브를 연결하여 유량을 조정하여 사용하지만, 극히 짧은 시간 (약 9분)만 사용할 수 있다.

;휴대용 액체 산소 용기

:외출 시에 액체 산소를 상온에서 보냉하여 휴대하기 위한 용기이다. 휴대용 산소 봄베의 크기에 비해, 소형이면서 경량인 기종이 대부분이며, 휴대용 산소 봄베에 비해 장시간 외출이 가능하다. 최근 그 휴대성과 장시간 이용 가능한 장점과 보다 간편한 이용이 가능해지면서 사용하는 예가 늘고 있다 (항공기 반입은 불가능). 단점은, 산소를 저온에서 액체 상태로 만들어 보온병과 같은 구조의 용기에 보존하는 관계상, 이용하지 않아도 서서히 증발하기 때문에, 보존해 둘 수 있는 시간은, 헬리오스 리저버의 경우 약 57일, 헬리오스 포터블의 경우 약 18일이다.

;산소 발생기・산소 캔 (산소 스프레이)

:산소 발생기는 물 속에 태블릿을 투입하여 물과의 화학 반응으로 산소가 발생하는 기기이지만, 일단 반응을 시작하면 멈출 수 없고, 사용 가능 시간도 적다. 또한, 산소 캔은 일반적으로 사용되고 있는 스프레이 캔에 산소를 채운 것으로, 입을 덮는 마스크가 있는 경우가 많고, 연속 사용에는 적합하지 않다. 각각 일시적으로 몸 상태가 안 좋아졌을 경우 등에 사용하는 것이 일반적이다.

어떤 용기, 장치를 사용하는 경우에도, 화기 엄금 (최소 2 m, 가능하다면 5 m 범위)이다. 그러나, 담배나 모기향, 석유 난로나 전기 난로 등에 의한 화재 사고가 끊이지 않고 있다.

10. 1. 장치

산소 투여에는 다양한 장치가 사용된다. 대부분의 경우 산소는 먼저 압력 조절기를 통과하는데, 이는 실린더(또는 다른 공급원)에서 전달되는 고압 산소를 더 낮은 압력으로 제어하는 데 사용된다.[66] 이 더 낮은 압력은 측정된 속도(예: 분당 리터[LPM])로 유량을 제어하는 유량계(사전 설정 또는 선택 가능)에 의해 제어된다. 의료용 산소의 일반적인 유량계 범위는 0~15 LPM이며, 일부 장치는 최대 25 LPM까지 얻을 수 있다. 토프 튜브 설계를 사용하는 많은 벽걸이형 유량계는 응급 상황에서 유용한 "플러시" 산소를 다이얼로 설정할 수 있다.

많은 사람들은 순수한 또는 거의 순수한 산소보다는 흡입 산소의 약간의 증가만 필요로 한다.[66] 이러한 요구 사항은 상황, 유량 요구 사항 및 개인의 선호도에 따라 여러 장치를 통해 충족될 수 있다.

산소 공급 장치는 환자의 흡기 유량과 산소 공급 유량의 관계에 따라 저유량과 고유량으로 나뉜다. 저유량 방식은 경제적이고 침습성이 낮은 일반적인 산소 공급 방법이다.

  • 저유량 장치
  • '''비강 캐뉼라''' (NC): 두 개의 작은 노즐이 사람의 콧구멍에 삽입된 얇은 튜브이다. 분당 1~6리터 (LPM)의 낮은 유량으로 산소를 공급할 수 있으며, 산소 농도는 24~40%를 제공한다.[67]
  • '''단순 안면 마스크''': 5~10 LPM 사이에서 사용되며 산소 농도 35~55%를 제공할 수 있다.[67]
  • '''리저버 부착 마스크''': 단순 마스크를 기반으로 하지만 5~15 LPM에서 40~70%의 산소 농도를 제공할 수 있는 저장 백이 특징이다.
  • 고유량 장치: 산소 공급 유량을 환자 흡기 유량보다 높게 설정하므로 대기 혼입이 없고, 환자의 환기 상태가 변해도 설정한 FiO2를 유지할 수 있다.
  • '''고유량 비강 캐뉼라''' (HFNC, 네이절 하이 플로우): 비강 캐뉼라를 통해 개인의 최대 흡기 흐름 요구량을 초과하는 유량을 전달할 수 있으므로, 실내 공기가 유입되지 않아 최대 100%의 FIO2를 제공한다.[72] 환자는 치료를 받으면서도 계속 말하고, 먹고, 마실 수 있다.[73]
  • '''벤투리 마스크''': 단순 안면 마스크와 밀접하게 관련되어 있으며, 24~50%의 미리 결정된 산소 농도를 정확하게 제공할 수 있다.[67]
  • '''인스피론 네뷸라이저''': 멸균수 병으로 가습한 고가습 산소를 공급 가능하며, 산소 농도는 다이얼로 조절한다.[85]


고농도의 산소를 필요로 하는 환자를 위해 재호흡 방지 마스크 (또는 저장 마스크)가 사용가능하다. 재호흡 방지 마스크는 배출된 공기를 마스크 밖으로 배출하는 일방향 밸브가 부착된 저장 백에서 산소를 공급한다. 유량(flow rate)이 충분하지 않으면 (~10L/min), 흡입 시 백이 찌그러질 수 있다.[67] 이러한 유형의 마스크는 급성 응급 상황에 사용된다. 이 시스템의 FIO2(분자 산소 흡입 부피 분율)는 산소 유량과 호흡 패턴에 따라 60~80%이다.[70][71]

요구 산소 공급 시스템 (DODS) 또는 산소 소생기는 사람이 흡입하거나 간병인이 마스크의 버튼을 누를 때만 산소를 공급한다 (예: 무호흡 환자).[68] 이러한 시스템은 지속적인 흐름 마스크에 비해 산소를 크게 절약하며, 제한된 산소 공급이 가능하고 사람을 더 높은 수준의 치료로 이송하는 데 지연이 발생하는 응급 상황에서 유용하다.[68] 간병인이 버튼을 눌러 100% 산소로 구성된 구조 호흡을 제공할 수 있으므로 심폐 소생술에 매우 유용하다.

자가, 휴대용 산소를 발생시키는 장치에는 산소 농축기, 휴대용 산소 발생기, 액체 산소 용기, 휴대용 산소 보틀(산소 병), 휴대용 액체 산소 용기, 산소 발생기 및 산소 캔(산소 스프레이) 등이 있다. 어떤 용기, 장치를 사용하는 경우에도, 화기 엄금 (최소 2 m, 가능하다면 5 m 범위)이다.

10. 2. 공급 방법

폐기종 환자를 위한 가정용 산소 농축기


비강 캐뉼라


비 재호흡 마스크


산소는 즉시 또는 미래에 사용하기 위해 여러 가지 방법(화학 반응, 분별 증류)으로 분리될 수 있다. 산소 요법에 사용되는 주요 공급 방법은 다음과 같다.[61][62][63]

  • 액체 저장: 액체 산소는 단열 탱크에 저온으로 저장되며 사용 중 끓게 하여(온도 90.188 K(−182.96 °C)에서) 기체 산소를 방출한다. 이 방법은 산소 요구량이 높은 병원에서 널리 사용된다. 자세한 내용은 진공 단열 증발기를 참조.
  • 압축 가스 저장: 산소 가스는 가스 실린더에 압축되어 편리하게 저장할 수 있다(냉장이 필요하지 않음). 대형 산소 실린더는 약 6500L의 부피를 저장하며 분당 2리터(LPM)의 유속으로 약 이틀 동안 지속될 수 있다. 소형 휴대용 M6(B) 실린더는 약 164L 또는 170L를 저장하며 무게는 약 1.3kg에서 1.6kg이다. 이러한 탱크는 사람의 호흡 속도에 따라 유량을 조절하는 절약 조절기로 4~6시간 동안 지속될 수 있다. 절약 조절기는 입으로 호흡하는 환자에게는 효과적이지 않을 수 있다.
  • 즉시 사용: 전력으로 작동되는 산소 농축기 또는 화학 반응 기반 장치는 즉시 개인적으로 사용할 수 있는 충분한 산소를 생성할 수 있다. 이러한 장치(특히 전력으로 작동되는 버전)는 휴대용 개인 산소로 가정 산소 요법에 널리 사용된다. 부피가 큰 산소 실린더 없이 지속적으로 공급할 수 있다는 장점이 있다.


산소 공급 장치는 환자의 흡기 유량과 산소 공급 유량의 관계에 따라 저유량과 고유량으로 나뉜다. 저유량 방식은 경제적이고 침습성이 낮은 일반적인 산소 공급 방법이다. 반면 고유량 방식은 산소 공급 유량을 환자 흡기 유량보다 높게 설정하므로 대기 혼입이 없고, 환자의 환기 상태가 변해도 설정한 FiO2를 유지할 수 있다.

흡입 기구로는 비강 캐뉼라(nasal이라고 통칭되는 경우가 많음), 단순 페이스 마스크, 리저버가 있는 페이스 마스크(마스크 바로 옆에 가습을 위한 물 주머니가 붙어 있음) 3종이 많이 사용된다.

비강 캐뉼라의 경우산소 마스크의 경우리저버 부착 마스크의 경우
100% 산소 유량(L/min)FiO2(%)100% 산소 유량(L/min)FiO2(%)100% 산소 유량(L/min)FiO2(%)
124540660
228650770
332760880
436990
5401099
644



또한 고유량의 산소를 공급하는 경우에는 고유량 비강 캐뉼라 (HFNC, 이른바 네이절 하이 플로우), 벤투리 마스크나 인스피론 네뷸라이저를 사용한다.[85] 고유량 비강 캐뉼라에서는 흡입기를 가온 가습함으로써 비강 캐뉼라에서 90%를 넘는 높은 FiO2의 유지가 가능하며, 또한 어느 정도 임의로 FiO2를 설정할 수 있다.[86] 벤투리 마스크에는 설정 산소 농도마다 색상 코딩된 다이어이터(코마)가 부착되어 있어 FiO2 24~50%로 설정할 수 있다.[85] 인스피론 네뷸라이저는 멸균수 병으로 가습한 고가습 산소를 공급 가능하며, 산소 농도는 다이얼로 조절한다.[85]

자가, 휴대용 산소를 발생시키는 장치에는 다음과 같은 것들이 있다.


  • 산소 농축기: 런닝 코스트는 거의 전기 요금과 렌탈료 (의료비 자기 부담분에 따라 발생)이며, 산소 봄베와 비교하면 런닝 코스트가 저렴하다. 자택에서는 고농도형 산소 농축기, 외출 시에는 휴대용 산소 보틀을 사용하는 예가 일반적이다.

  • 휴대용 산소 발생기: 액체 산소를 조금씩 기화시켜 기체 산소를 공급한다. 전기를 사용하지 않기 때문에 전기 요금이 들지 않고, 정전 시에도 사용이 가능하다. 또한 고농도/고유량 산소 투여가 가능하다.[88] 두 종류의 약제와 물을 전용 플라스틱 병에 넣어 100%의 산소를 약 10분간 발생시키는 기기가 있다. 최근, 항공기에는 테러 대책으로 산소 봄베 등 산소를 발생시키는 기구류는 안전 확보를 위해 휴대 수하물로 반입할 수 없다. 그러나 이 약제와 물을 반응시키는 휴대용 산소 발생기는, 항공기에 실을 수 있는 유일한 산소 발생기로, 등산이나 고지대로의 여행에는 고산병 예방에 빼놓을 수 없는 기기이다. 종전에는 액체 산소의 재충전에 기술이 필요했지만, 다이요닛산(大陽日酸)은 간편하고 안전하게 충전・조작할 수 있는 「호타루」를 개발하여 렌탈을 시작했다.[89]

  • 액체 산소 용기: 일반적으로 액체 산소가 충전되어 있는 용기를 "액체 산소 용기" "액산 용기"라고 한다. 이것은 동상 등 각종 위험성이 따르기 때문에, 가정에 설치하는 경우에는 허가와 사용 훈련이 필요하다. 최근 보다 간편하게 사용할 수 있게 되어 라이프라인에 좌우되지 않는 점에서 사용 예가 늘고 있다. 자택에는 액산 용기, 외출 시에는 휴대용 액체 산소 용기에 직접 충전하여 사용하거나, 휴대용 산소 보틀을 사용한다. 전기 요금은 배터리 요금만 있다.

  • 휴대용 산소 보틀 (산소 병): 외출 시에 사용하는, 기체 산소를 충전하고 있는 고압 가스 용기이다. 비게 되면 전문 충전 업자에게 재충전하여 사용한다. 일본에서는 산소 보틀을 '''산소 봄베'''라고 부르는 경우도 있다. 의료용은 알루미늄 용기에 글래스 파이버나 탄소 섬유 등을 감은 것으로 가볍고 항공기 반입도 허가되는 경우가 많다 (신고는 필요). 또한 휴대용 산소 보틀은, 가정에서 충전할 수 있는 기기도 존재한다 (일본에서는 고압 가스 안전법 규정에 따라 사용할 수 없다). 호흡에 맞춰 산소를 내보내거나 멈추거나 하는 호흡 동조기 (디멘드 밸브, 산소 세이버라고도 함)라는 기기를 사용하여 사용하는 것이 일반적이다. 또한, 산소를 포함하는 의료용 가스는 의약품에 해당하므로, 의료 기관을 거치지 않고 공급하는 것은 약사법에 의해 금지되어 있다. 알루미늄 캔에 산소를 충전한 일회용 소형 산소 봄베도 시판되고 있으며, 산소 밸브를 연결하여 유량을 조정하여 사용하지만, 극히 짧은 시간 (약 9분)만 사용할 수 있다.

  • 휴대용 액체 산소 용기: 외출 시에 액체 산소를 상온에서 보냉하여 휴대하기 위한 용기이다. 휴대용 산소 봄베의 크기에 비해, 소형이면서 경량인 기종이 대부분이며, 휴대용 산소 봄베에 비해 장시간 외출이 가능하다. 최근 그 휴대성과 장시간 이용 가능한 장점과 보다 간편한 이용이 가능해지면서 사용하는 예가 늘고 있다 (항공기 반입은 불가능). 단점은, 산소를 저온에서 액체 상태로 만들어 보온병과 같은 구조의 용기에 보존하는 관계상, 이용하지 않아도 서서히 증발하기 때문에, 보존해 둘 수 있는 시간은, 헬리오스 리저버의 경우 약 57일, 헬리오스 포터블의 경우 약 18일이다.

  • 산소 발생기・산소 캔 (산소 스프레이): 산소 발생기는 물 속에 태블릿을 투입하여 물과의 화학 반응으로 산소가 발생하는 기기이지만, 일단 반응을 시작하면 멈출 수 없고, 사용 가능 시간도 적다. 또한, 산소 캔은 일반적으로 사용되고 있는 스프레이 캔에 산소를 채운 것으로, 입을 덮는 마스크가 있는 경우가 많고, 연속 사용에는 적합하지 않다. 각각 일시적으로 몸 상태가 안 좋아졌을 경우 등에 사용하는 것이 일반적이다.


어떤 용기, 장치를 사용하는 경우에도, 화기 엄금 (최소 2 m, 가능하다면 5 m 범위)이다. 그러나, 담배나 모기향, 석유 난로나 전기 난로 등에 의한 화재 사고가 끊이지 않고 있다.

11. 부작용

일반적으로 폐쇄성 폐질환, 천식 환자에게 지나친 고농도의 산소를 투여할 경우, 빈호흡을 하지 않게 만들어 이산화탄소가 오히려 축적될 수 있으므로 저농도로 투여하며, 보통 분당 2L 이하로 투여한다.[48] 미숙아가 인큐베이터에 있을 때 고농도의 산소 투여는 망막 섬유화를 일으켜 실명을 초래할 수도 있다. 보통 상기도 점막 건조를 막기 위해 분당 6 L 이상 주입할 때는 가습 산소 공급을 해야 한다.

산소 공급은 특정 인구 집단에서 특정 합병증을 유발할 수 있는데, 호흡 부전이 있는 영아에게 고농도의 산소를 투여하면 때때로 눈의 새로운 혈관이 과도하게 성장하여 실명으로 이어질 수 있다. 이러한 현상을 미숙아 망막병증 (ROP)이라고 한다.

드물게 고압 산소 치료를 받는 사람들이 발작을 일으킨 경우가 있는데, 이는 이전에 산소 독성과 관련이 있는 것으로 여겨졌다.[31][32] 장기간의 고압 산소 치료(HBOT)가 백내장의 발달을 가속화할 수 있다는 증거가 있다.

산소 치료가 무기폐 (부분적 또는 완전한 폐 허탈)의 가속화된 발달과 기체강(예: 기흉, 기뇌증)의 탈질소를 촉진할 수 있다는 가설이 제기되어 왔다.[35][36] 산소가 체내의 질소에 비해 더 빠르게 흡수된다는 생각에 기반하며, 환기가 잘 안 되는 산소 농도가 높은 부위가 빠르게 흡수되어 무기폐를 유발한다는 것이다.[35] 임상 시나리오에서 흡입 산소 분획(''FI''O2)이 높을수록 무기폐 발생률이 증가하는 것으로 여겨진다.[37] 임상적으로 건강한 성인의 경우, 흡수 무기폐는 적절하게 관리하면 일반적으로 심각한 영향을 미치지 않는 것으로 여겨진다.[38]

Haldane 효과와 관련하여 산소 과다 노출은 혈액 내 deoxyhemoglobin의 CO2 결합 감소를 유발한다.[47] 이러한 CO2의 감소는 관련된 PaCO2 증가(과탄산혈증)로 인해 산-염기 불균형 발달에 기여할 수 있다. 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)과 같은 기저 폐 질환이 있는 환자는 이 효과로 생성된 추가적인 CO2를 적절하게 제거하지 못하여 상태를 악화시킬 수 있다. 또한 산소 치료는 호흡 구동을 감소시켜 과탄산혈증에 기여하는 것으로 나타났다.[36]

산소에 지속적으로 노출되면 신체가 산화 스트레스에 대처하는 능력을 압도할 수 있다.[51] 산화 스트레스의 발생률은 산소 농도와 노출 시간에 모두 영향을 받는 것으로 보이며, 특정 고산소 조건에서는 일반적으로 수 시간 내에 독성이 나타나는 것으로 관찰된다.[52]

산소 흡입과 관련하여 경계해야 할 부작용으로는, 미숙아의 경우 미숙아 망막증에 의한 실명, 만성 호흡 부전 환자의 경우 이산화탄소 마취에 의한 자발 호흡 정지 및 의식 장애가 있다. 또한, 고농도 산소의 장시간 흡입에 의한 산소 중독증이나 흡수성 무기폐 등도 발생할 수 있으며, 활성 산소를 증가시키기 때문에, 경우에 따라서는 폐해도 있다는 설도 있다. 따라서 의료기관에서는 엄격한 산소 농도 관리를 실시하여 과도한 혈중 산소 가스 농도가 되지 않도록 관리하고 있다.

12. 잠수 사고

감압병(DCS) 및 공기색전증(AGE)에 대해 산소 투여가 효과적이며, 최종적으로는 고압산소 요법이 적용된다.[87] 현장에서는 대기압 산소 호흡(NBO)이 적절한 응급처치로 권장된다. 100% 산소 호흡은 폐 속 공기를 수 분 내에 산소로 대체하고, 30분 이내에 동맥혈의 질소(78%)를 산소로 대체한다. 고압 산소 요법은 기포의 전체 압력을 상승시켜 압력 기울기를 크게 하여 더욱 효과적이다.[87]

말초 조직의 과잉 질소는 모세 혈관 벽을 통해 정맥혈 측으로 밀려나와 기포 증대를 억제하고, 이미 생성된 버블을 산소로 대체하여 축소한다. 버블은 말초 혈류를 저해하는데, 산소 분압이 높은 상태에서는 백혈구림프구가 관여한 적혈구 응집을 억제할 수 있다.

DAN 유럽의 연구에 따르면, NBO 비실시군에서는 재압 치료 시작 전 증상 완화/소멸이 3.7%에 불과했지만, NBO 실시군에서는 60.8%에 달했다. 그러나 일본에서는 현장에서 NBO를 실시할 수 있는 자격을 가진 다이버가 적다는 지적이 있다.

현장 NBO는 산소 공급원에 한계가 있어 디맨드식 기재가 사용되는 경우가 많고, 고압산소 요법이 가능해질 때까지의 응급 처치로서 고농도 산소 투여가 권장된다. DAN 가이드라인은 NBO를 6시간을 넘지 않도록 권고하며, 동굴 잠수 등 환경 압력이 높은 상황에서의 산소 투여는 중추 신경계 산소 중독에 유의해야 한다.

13. 기타

13. 1. 대체의학

일부 대체의학 시술자들은 산소 치료를 AIDS, 알츠하이머병, 과 같은 질병의 치료법으로 홍보해왔다. 그러나 미국 암 학회에 따르면, "산소를 방출하는 화학 물질을 사람의 몸에 주입하는 것이 암 치료에 효과적이라는 주장을 뒷받침하는 과학적 증거는 없으며", 이러한 치료법 중 일부는 위험할 수 있다고 한다.[33]

13. 2. 흡연

고농도의 산소는 급격한 연소를 유발하여 화재 위험을 증가시킨다.[64] 산소 자체는 가연성이 없지만, 농축된 산소는 화재의 강도를 크게 높이고, 불활성 물질의 연소를 돕는다. 농축된 산화제와 연료가 가까이 있으면 화재와 폭발 위험이 있으며, 발화를 위해서는 열이나 불꽃과 같은 이벤트가 필요하다.[64]

기체 및 액체 산소를 저장하고 전달하는 강철 파이프 및 저장 용기는 연료 역할을 할 수 있다.[64] 따라서 산소 시스템 설계 및 제조에는 발화원을 최소화하기 위한 특별 교육이 필요하다.[64] 고압 환경의 고농도 산소는 오일 및 그리스와 같은 탄화수소를 자연 발화시켜 화재나 폭발을 일으킬 수 있으며, 급격한 가압으로 인한 열이 발화원으로 작용할 수 있다. 따라서 고농도 산소와 함께 사용되는 장비는 사용 전에 "산소 청정" 상태여야 한다.

일부 병원에서는 의료용 파이프 산소로부터 발화원을 멀리하기 위해 "금연" 정책을 시행하기도 한다.[65]

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