美國(guó)依靠沸石制造了便攜式制氧機(jī)，可提供約94%的純氧。這是一種“脈沖”機(jī)器，可在用戶(hù)吸氣時(shí)輸送氧氣。我當(dāng)?shù)氐南⑷耸扛嬖V我，他使用隨附的電池可以使用大約兩個(gè)小時(shí)（可以使用雙電池）。呼吸暫停患者（睡眠期間呼吸不時(shí)停止）需要更大的連續(xù)流模型。

如果您看過(guò)來(lái)自印度的那些排著長(zhǎng)隊(duì)等待補(bǔ)充氧氣瓶的令人心碎的照片，您就會(huì)體會(huì)到個(gè)人便攜式制氧機(jī)的好處。尤其是在COVID危機(jī)期間，氧氣非常寶貴。SARS-CoV-2是導(dǎo)致Covid-19的病毒，它降低了肺內(nèi)細(xì)胞作為“氧氣輸入/二氧化碳輸出”過(guò)濾器的功能，導(dǎo)致血液缺氧。在極端情況下，必須將富含氧氣的空氣從插入氣管的呼吸機(jī)強(qiáng)行進(jìn)入患者的肺部，基本上是為他們呼吸，直到他們康復(fù)。當(dāng)然，您不一定要感染COVID才能需要額外的氧氣——任何患有COPD（慢性阻塞性肺病）、肺纖維化。

在1970年代之前，氧療需要那些沉重、高壓的鋼瓶，這涉及從工廠(chǎng)到醫(yī)院或家庭的不便且昂貴的搬運(yùn)，以及固有的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。便攜式制氧機(jī)技術(shù)源于1950年代聯(lián)合碳化物公司發(fā)明的“分子篩”。這個(gè)想法很簡(jiǎn)單：空氣主要是氮?dú)猓?8%）和氧氣（21%）。除去氮?dú)猓罱K會(huì)得到近乎純的氧氣。氮分子(N2)比氧分子(O2)大，因此大小合適的“篩子”將允許O2通過(guò)，同時(shí)捕獲N2。三分鐘的視頻“氧氣濃縮器的工作原理”巧妙地解釋了這一點(diǎn)。

事實(shí)證明，豐富且成本合適的篩分材料沸石隨手可得。天然沸石是一組多孔礦物的總稱(chēng)，這些礦物由水合硅鋁酸鹽組成，具有很大的表面積與體積比（想想海綿）。當(dāng)高壓空氣（便攜式裝置中每平方英寸約20磅）被迫通過(guò)沸石時(shí)，它會(huì)吸附氮?dú)猓瑫r(shí)允許較小的氧分子通過(guò)。便攜式濃縮器的輸出約為94%的氧氣。

當(dāng)沸石被氮?dú)舛氯麜r(shí)會(huì)發(fā)生什么？便攜式制氧機(jī)采用的巧妙技巧是擁有兩個(gè)填充沸石的鋼瓶。稱(chēng)它們?yōu)锳和B。首先，A是活動(dòng)氣瓶，然后，幾秒鐘后，該裝置切換到B。此時(shí)——這是系統(tǒng)的天才——一部分來(lái)自B氣瓶的氧氣輸出被轉(zhuǎn)移到氣缸A的輸出，在那里“反吹”，即氧氣從沸石中解吸或釋放氮?dú)猓缓髮⑵渑欧诺酱髿庵小．a(chǎn)生的富氧輸出在通過(guò)減壓閥后通過(guò)鼻插管提供給患者。

在休息時(shí)，我們?nèi)祟?lèi)每分鐘呼吸約8升空氣，其中五分之一是氧氣。有些人需要富氧；對(duì)他們來(lái)說(shuō)，這些掛在肩上的便攜式裝置可以讓他們恢復(fù)正常的生活。