海拔越高,气压越低,氧分压也随之降低,易导致人体缺氧,引发高原病(high altitude sickness)。通常,医学上将海拔3000m以上的地区称为高原地区。由于我国地理环境特殊,高原病对部队战斗力的影响一直是我国高原医学研究的重点。长期以来,我军非常重视抗缺氧装备的研发。目前,“分子筛变压吸附制充氧站”、“野战制氧车”等一批大型制供氧装备已经配发高原部队,解决了部队“平时”的用氧难题。但是,高原部队“战时”机动用氧难题一直没有解决!究其原因,就是便携化、单兵化的制供氧装备还处于空白!基于此,本课题在前期小型膜法制氧机研发的基础上,利用低压舱模拟高原环境,通过“海拔——流量——浓度”量效关系的检测,深入研究低压低氧环境对氧气机性能的影响,并结合自身对照实验设计,对氧气机的应用效果进行评价,旨在优化参数、改进结构,为早日列装部队打下基础。主要研究内容如下:1、自行设计开发小型高原环境模拟舱,实现低压、低氧环境的模拟,快速检测不同海拔高度下单兵氧气机的各项参数指标。2、小型低压舱模拟海拔3000m,4000m,5000m的高原环境,分别检测每个海拔高度下单兵氧气机的富氧浓度、流量。3、小型低压舱模拟海拔4000m的高原环境,通过自身前后对照的实验设计,研究低压低氧环境下SD大鼠吸氧前后行为学指标的变化。4、利用大型低压舱模拟海拔4000m的高原环境,征集志愿者,进行自身对照实验,通过PH值、氧分压(Pa O2)、二氧化碳分压(Pa CO2)、碳酸氢根(HCO3-)、二氧化碳总量(TCO2)、血氧饱和度(Sa O2)等动脉血气指标的检测,评价单兵氧气机在低压低氧环境下的应用效果。5、利用大型低压舱模拟海拔5000m的高原环境,征集志愿者,分别在吸氧前后完成“光标捕捉”与“数字搜索”实验项目,进行自身对照实验研究,通过评价单兵氧气机对机体脑体功效的影响。实验结果表明:1、新型单兵氧气机性能稳定、使用方便,产氧流量可满足单兵需求,浓度稳定。2、使用单兵氧气机后,大鼠的水平活动度有所降低,但不明显(P>0.05),垂直活动度增加显著(P<0.01)。提示该仪器可以显著改善大鼠的行为学指标,增强探索和认知能力。3、受试者在模拟海拔4000m高原环境下使用单兵氧气机之后,TCO2、HCO3-变化不显著(P>0.01),说明机体CO2排出量在正常范围内,该仪器不会引起低碳酸血症和呼吸硷中毒,证实使用安全;PCO2有所下降,但幅度很小(P>0.01),说明该仪器可以适度增加机体在低氧环境下“缺氧通气反应”,机体代偿能力增加,利于高原习服;动脉血Pa O2和Sa O2升高明显(P<0.01),说明使用该仪器后血液中的氧含量显著提高,可以为各个组织器官提供更多的氧气,抗缺氧效果明显。4、受试者在模拟海拔5000m高原环境下使用单兵氧气机之后,“光标捕捉”与“数字搜索”两个项目的标准化得分均有显著提高(P<0.01)。说明在高原模拟低压低氧环境下,单兵氧气机能有效提高人体脑体功效,提升作业效能。