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폐포 내산소분압의 증가로 저산소혈증(hypoxemia)을 개선시키고 폐포 내 산소분압을 유지하는 데 필요한 호흡자급량(work of breathing)을 감소시킨다. 동맥혈 산소분압을 유지하는 데 필요한 심근작업량(myocardial work)을 줄인다.

산소요법은 저혈압으로 인한 저산소증(hypoxia)과 급성저산소증으로 나타나는 고혈압의 치료에 이용된다. 또한 저산소증·저탄산증(hypocapnia)으로 나타나는 빈맥이나 산소부족에 대한 결정적인 증거인 청색증이 나타날 때도 이용한다.

산소요법의 종류에는 다음과 같은 것이 있다. ① 비강 캐뉼러(nasal cannula)：쉽게 장치할 수 있으며 말하거나 먹는 것에 영향을 주지 않아서 가장 흔하게 사용하는 방법이다. 지름 0.6~1.3㎝의 구부러진 비강 내 프롱(prong)과 얼굴 주위로 연결되는 고무 또는 플라스틱 관으로 되어 있다. ② 산소 마스크(oxygen mask)：산소공급을 위해 환자의 입과 코를 덮는 마스크로, 유연한 고무나 플라스틱으로 얼굴 모양에 맞게 되어 있다. ③ 안면 텐트(face tent)：불안정한 환자에게 마스크 대신에 사용한다. ④ 비강 카테터(nasal catheter)：고무나 플라스틱으로 된 길이 약 39㎝ 정도의 튜브로, 산소를 공급할 수 있도록 튜브의 끝에 6~8개의 구멍이 나 있다.