Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о газе для дыхания. Для криогенной системы см Heliox (криогенное оборудование) .
Heliox
МКБ-9-СМ93,98

Heliox - это смесь газов для дыхания, состоящая из гелия (He) и кислорода (O 2 ).

Heliox - это медицинское лечение для пациентов с затрудненным дыханием. Смесь создает меньшее сопротивление, чем атмосферный воздух, при прохождении через дыхательные пути легких, и, таким образом, от пациента требуется меньше усилий для вдоха и выдоха легких.

Гелиокс использовался в медицине с 1930-х годов, и хотя медицинское сообщество первоначально приняло его для облегчения симптомов обструкции верхних дыхательных путей, с тех пор его диапазон медицинских применений значительно расширился, в основном из-за низкой плотности газа. [1] [2] Heliox также используется при погружении с насыщением, а иногда и во время глубокой фазы технических погружений . [3] [4]

Медицинское использование [ править ]

В медицине гелиокс может относиться к смеси 21% O 2 (такой же, как воздух ) и 79% He, хотя доступны и другие комбинации (70/30 и 60/40).

Heliox создает меньшее сопротивление дыхательных путей, чем воздух, и поэтому требует меньше механической энергии для вентиляции легких. [5] «Работа дыхания» (WOB) снижается. Это происходит с помощью двух механизмов:

  1. повышенная склонность к ламинарному течению ;
  2. пониженное сопротивление в турбулентном потоке .

Heliox имеет такую ​​же вязкость, что и воздух, но значительно более низкую плотность (0,5 г / л по сравнению с 1,25 г / л в STP ). Поток газа через дыхательные пути включает ламинарный поток, переходный поток и турбулентный поток. Тенденция для каждого типа течения описывается числом Рейнольдса . Низкая плотность Heliox дает более низкое число Рейнольдса и, следовательно, более высокую вероятность ламинарного потока для любого данного дыхательного пути. Ламинарный поток имеет тенденцию создавать меньшее сопротивление, чем турбулентный поток.

В небольших дыхательных путях, где поток является ламинарным, сопротивление пропорционально вязкости газа и не связано с плотностью, поэтому гелиокс оказывает незначительное влияние. Уравнение Хагена – Пуазейля описывает ламинарное сопротивление. В больших дыхательных путях, где поток турбулентный, сопротивление пропорционально плотности, поэтому гелиокс оказывает значительное влияние.

Гелиокс используется в медицине с начала 1930-х годов. Это было основой лечения острой астмы до появления бронходилататоров . В настоящее время гелиокс в основном используется при сужении крупных дыхательных путей (обструкция верхних дыхательных путей опухолями или инородными телами и дисфункция голосовых связок ). Также гелиокс применяется при заболеваниях дыхательных путей средней степени ( круп , астма и хроническая обструктивная болезнь легких ). Недавнее исследование показало, что более низкие фракции гелия (ниже 40%), позволяющие увеличить долю кислорода, также могут иметь такой же положительный эффект на обструкцию верхних дыхательных путей. [6]

Пациенты с этими состояниями могут страдать от ряда симптомов, включая одышку (одышку), гипоксемию (содержание кислорода в артериальной крови ниже нормы) и, в конечном итоге, ослабление дыхательных мышц из-за истощения , что может привести к дыхательной недостаточности и потребовать интубации и механическая вентиляция. Гелиокс может уменьшить все эти эффекты, облегчая пациенту дыхание. [7] Heliox также нашел применение при отлучении пациентов от ИВЛ и при распылении вдыхаемых лекарств, особенно для пожилых людей. [8] Исследования также показали преимущества использования гелий-кислородных смесей при проведении анестезии . [9]

Дайвинг использует [ править ]

Из-за высокой стоимости гелия [10] гелиокс, скорее всего, будет использоваться при глубоких коммерческих погружениях . Его также иногда используют энтузиасты дайвинга, особенно те, кто использует ребризеры , которые сохраняют дыхательный газ на глубине намного лучше, чем акваланг с открытым контуром .

Доля кислорода в водолазной смеси зависит от максимальной глубины плана погружения, но часто она гипоксична и обычно составляет 10%. Каждая смесь изготавливается по индивидуальному заказу и создается с использованием методов смешивания газов , которые часто включают использование подкачивающих насосов для достижения типичного давления в водолазных баллонах 200  бар (2900  фунтов на квадратный дюйм ) из баллонов с кислородом и гелием более низкого давления.

Поскольку звук в гелиоксе распространяется быстрее, чем в воздухе, голосовые форманты повышаются, что делает речь водолаза очень высокой и трудной для понимания людьми, не привыкшими к ней. [11] Наземный персонал часто использует часть коммуникационного оборудования, называемого «гелиевым дескремблером», который с помощью электроники понижает высоту голоса дайвера, когда он передается через коммуникационное оборудование, что упрощает понимание.

Trimix - чуть менее дорогая альтернатива гелиоксу для глубоких погружений. [12] Trimix часто используется в коммерческом и техническом дайвинге .

В 2015 году экспериментальное подразделение подводного плавания ВМС США показало, что декомпрессия при погружениях с отскоком с использованием тримикса не более эффективна, чем погружения с использованием гелиокса. [13]

См. Также [ править ]

  • Аргокс  - газовая смесь, иногда используемая аквалангистами для надувания сухого костюма.
  • Nitrox  - Дыхательный газ, смесь азота и кислорода
  • Hydreliox  - дыхательная газовая смесь гелия, кислорода и водорода.
  • Hydrox  - смесь газов для дыхания, экспериментально используемая для очень глубоких погружений.
  • Trimix  - газ для дыхания, состоящий из кислорода, гелия и азота

Ссылки [ править ]

  1. ^ Barach AL, Экман M (январь 1936). «Влияние вдыхания гелия в смеси с кислородом на механику дыхания» . Журнал клинических исследований . 15 (1): 47–61. DOI : 10.1172 / JCI100758 . PMC  424760 . PMID  16694380 .
  2. ^ «Информация о продукте Heliox» . BOC Medical. Архивировано из оригинального 21 ноября 2008 года.
  3. ^ ВМС США Diving Manual, шестой пересмотр . Соединенные Штаты: Командование военно-морских систем США. 2008 . Проверено 8 июля 2008 .
  4. ^ Брубакк, АО; Т. С. Нойман (2003). Физиология и медицина дайвинга Беннета и Эллиотта, 5-е изд . США: Saunders Ltd. p. 800. ISBN 0-7020-2571-2.
  5. ^ "Heliox21" . Linde Gas Therapeutics. 27 января 2009 . Проверено 13 апреля 2011 года .
  6. ^ Трубель, Хьюберт; Вестер, Сандра; Беме, Филипп; Кукла, Хиннерк; Schmiedl, Sven; Шиманский, Яцек; Лангер, Торстен; Остерманн, Томас; Цисарц, Дирк (2019). «Доказательство концепции HELIOX с различными фракциями гелия в исследовании на людях, моделирующем обструкцию верхних дыхательных путей». Европейский журнал прикладной физиологии . 119 (5): 1253–1260. DOI : 10.1007 / s00421-019-04116-7 . ISSN 1439-6327 . PMID 30850876 .  
  7. ^ BOC Medical. «Паспорт Heliox» (PDF) .
  8. ^ Ли DL, Hsu CW, Ли H, Чанг HW, Хуан YC (сентябрь 2005). «Благоприятные эффекты терапии альбутеролом, вызванные гелиоксом по сравнению с кислородом при тяжелом обострении астмы» . Acad Emerg Med . 12 (9): 820–7. DOI : 10,1197 / j.aem.2005.04.020 . PMID 16141015 . Проверено 8 июля 2008 . 
  9. ^ Buczkowski PW, Fombon FN, Рассел WC, Томпсон JP (ноябрь 2005). «Влияние гелия на высокочастотную струйную вентиляцию в модели стеноза дыхательных путей» . Br J Anaesth . 95 (5): 701–5. DOI : 10.1093 / ВпМ / aei229 . PMID 16143576 . Проверено 8 июля 2008 . 
  10. ^ «Пример цены на заправку баллонов» . Архивировано из оригинала на 2008-01-16 . Проверено 10 января 2008 .
  11. ^ Акерман MJ, Мейтланд G (декабрь 1975). «Расчет относительной скорости звука в газовой смеси» . Undersea Biomed Res . 2 (4): 305–10. PMID 1226588 . Архивировано из оригинала на 2011-01-27 . Проверено 8 июля 2008 . 
  12. Перейти ↑ Stone, WC (1992). «Дело о гелиоксе: вопрос наркоза и экономики». AquaCorps . 3 (1): 11–16.
  13. ^ Doolette DJ, Gault KA, Герт WA (2015). «Декомпрессия от прыжков с He-N2-O2 (тримикс) не более эффективна, чем от прыжков с He-O2 (гелиокс)» . Технический отчет экспериментального водолазного подразделения ВМС США 15-4 . Проверено 30 декабря 2015 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Хашемиан С.М., Фаллахиан Ф. (апрель 2014 г.). «Использование гелиокса в реанимации» . Int J Crit Illn Inj Sci . 4 (2): 138–42. DOI : 10.4103 / 2229-5151.134153 . PMC  4093964 . PMID  25024941 .

Внешние ссылки [ править ]

  • «Гелиокс» . Информационный портал о наркотиках . Национальная медицинская библиотека США.