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人體內的氧氣主要存在兩種形式：
一種是與血紅蛋白結合的「結合氧」，另一種是直接溶解於血液中的「溶解氧」。

在一般呼吸過程中，氧氣主要以結合氧的形式運輸。然而，由於血紅蛋白的體積較大，無法順利通過人體重要器官（如肺臟、腎臟、肝臟與皮膚）內大部分微血管的管壁，因此單靠血紅蛋白所攜帶的氧氣，無法滿足全身血液循環對氧氣的需求。

當置身於治療艙內，氧氣的大氣壓力提高時，氧氣不僅能更容易與紅血球內的血紅蛋白結合，血液中溶解氧的含量也會相應提升，進而加速氧氣穿越微血管壁的效率，使其更順利進入循環系統中最細微的組織，並促進細胞活性。

氧氣擴散運輸的效率提升

在高壓氧治療過程中，患者於高氣壓環境下吸入純化氧氣，能有效提升體內氧氣濃度，並改善因氧氣不足所造成的各種生理影響。