慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD）是会逐渐恶化的慢性肺病。病情越重，患者越出现呼吸困难、长期咳嗽与痰液增多等症状。患者血氧含量也可能下降，导致全身器官缺氧，增加心脏病、脑部损伤风险，甚至危及生命。许多患者必须长期依赖氧气治疗，活动受限。若能有一套可随身携带、依即时需求自动调节供氧量的移动设备，有望大幅改善生活品质与行动自由。
现行COPD氧气治疗的限制
氧气治疗主要依赖两种设备：钢瓶存储的液态氧或氧气浓缩器。虽能改善血氧浓度，却相对不便。钢瓶笨重不易携带，大大限制患者行动范围；氧气浓缩器虽然相对轻便，供氧反应却较迟缓，难及时应对患者运动、休息或姿势变化时瞬间增加的氧气需求。对许多患者而言，这些方式既无法精准满足实际需求，也可能活动缺氧时，增加跌倒、昏厥或其他健康风险。
为改善COPD患者生活品质，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zürich）与德国慕尼黑工业大学（Technical University of Munich）团队，共同提出“环闭式自动调控呼吸系统”（Closed-Loop Adaptive Respiratory Control，CLARC）新概念。系统旨在打造可穿戴、智能化的氧气治疗方案，论文发表在《Cell Biomaterials》期刊。
CLARC核心原理，是电解水产生氧气直接供给患者；电解过程释放的氢气会回收再利用，转化为系统电力。此设计让设备即时应对患者生理状态，无论运动静止或病情急性恶化，都能提供精准且足量的氧气。电解水也取代传统笨重的储氧容器，有助实现穿戴式氧气治疗设备。
CLARC系统还集成传感器和人工智能算法，能即时监测血氧浓度、呼吸速率、心率与活动量，并自动调整氧气输送。AI还能分析患者整体健康趋势、预测可能的急性恶化，也可修正传感数据错误，提升准确性。CLARC系统使氧气供应随时满足患者生理状态，有助减少氧气使用不当的不适或并发症。
从设计蓝图走向临床验证
CLARC系统研发历经多个关键阶段，从概念萌生想法、原型设计、能源自给优化，到动物实验与穿戴式原型机的测试等，每步都需要跨领域团队合作。最终目标，是将设备缩小至可集成至背心的尺寸，让患者日常生活能轻松穿戴，并于临床实验评估呼吸功能、生活品质及住院率的影响。未来，CLARC还有机会结合药物输送或呼吸分析模块，再提升治疗即时性与预测力，降低突发性恶化风险。
简言之，CLARC系统以水电解产生氧气、人工智能闭环控制与能源自给自足的设计，希望提供灵活、个性化且可穿戴的氧气治疗设备。将来跨领域合作与临床验证，新技术有望让慢性肺病治疗更贴近患者日常生活，并为其他慢性呼吸疾病的看护开创新可能性。
（首图来源：论文）
