Heliox - Heliox

Эта статья о газе для дыхания. Для криогенной системы см. Heliox (криогенное оборудование).
Heliox
МКБ-9-СМ93.98

Heliox это дыхательный газ смесь гелий (Он) и кислород (O2).

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, пациенту 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 спектр его применения в медицине значительно расширился, в основном из-за низкой плотности газа.[1][2] Гелиокс также используется в насыщение дайвинг а иногда во время глубокой фазы технические погружения.[3][4]

Медицинское использование

В лекарство heliox может относиться к смеси 21% O2 (такой же как воздуха ) 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 ламинарный поток;
  2. снижение сопротивления в турбулентный поток.

Heliox имеет вязкость, аналогичную воздуху, но значительно меньшую плотность (0,5 г / л по сравнению с 1,25 г / л у STP ). Поток газа через дыхательные пути включает ламинарный поток, переходный поток и турбулентный поток. Тенденция для каждого типа потока описывается Число 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. В 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 острых астма до появления бронходилататоры. В настоящее время гелиокс в основном используется в условиях большого сужения дыхательных путей (обструкция верхних дыхательных путей опухолями или инородными телами и дисфункция голосовых связок ). Также есть некоторое применение гелиокса в условиях средних дыхательных путей (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: одышка (одышка), гипоксемия (содержание кислорода в артериальной крови ниже нормы) и, в конечном итоге, ослабление дыхательных мышц из-за истощение, что может привести к дыхательной недостаточности и потребовать интубации и искусственной вентиляции легких. 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 для доставки анестезия.[9]

Дайвинг использует

За счет гелия[10] heliox, скорее всего, будет использоваться в глубоких коммерческий дайвинг. Его также иногда используют энтузиасты дайвинга, особенно те, кто использует ребризеры, которые сохраняют дыхательный газ на глубине намного лучше, чем подводное плавание с открытым контуром.

Доля кислорода в водолазной смеси зависит от максимальной глубины плана погружения, но часто бывает гипоксический и обычно 10%. Каждый микс изготавливается на заказ и создается с использованием смешение газов методы, которые часто включают использование бустерных насосов для достижения типичных баллон для дайвинга давление 200бар (2,900 psi ) из нижних блоков кислородных и гелиевых баллонов.

Потому что звук путешествует быстрее в гелиоксе, чем в воздухе, голос форманты подняты, что делает речь водолазов очень высокой и трудной для понимания людьми, которые к этому не привыкли.[11] Персонал на поверхности часто использует оборудование связи, называемое «гелиевым дескремблером», которое с помощью электроники понижает высоту голоса дайвера, когда он передается через коммуникационное оборудование, что упрощает понимание.

Тримикс - чуть менее дорогая альтернатива гелиоксу для глубоких погружений.[12] Trimix часто используется в коммерческих дайвингах и технический дайвинг.

В 2015 г. Экспериментальное водолазное подразделение ВМС США показали, что декомпрессия от погружений с прыжком с использованием тримикса не более эффективна, чем погружения с использованием гелиокса.[13]

Смотрите также

  • Аргокс - Газовая смесь, иногда используемая аквалангистами для надувания сухого костюма.
  • Найтрокс - Дыхательный газ, смесь азота и кислорода
  • Гидрелиокс - дыхательная газовая смесь гелия, кислорода и водорода
  • Hydrox - Смесь газов для дыхания, экспериментально используемая для очень глубоких погружений
  • Тримикс - Газ для дыхания, состоящий из кислорода, гелия и азота

Рекомендации

  1. ^ Барах А.Л., Экман М. (январь 1936 г.). «Влияние вдыхания гелия, смешанного с кислородом, на механику дыхания». Журнал клинических исследований. 15 (1): 47–61. Дои:10.1172 / JCI100758. ЧВК  424760. PMID  16694380.
  2. ^ «Информация о продукте Heliox». BOC Medical. Архивировано из оригинал 21 ноября 2008 г.
  3. ^ Руководство по дайвингу ВМС США, 6-е издание. США: Командование военно-морских систем США. 2008 г.. Получено 2008-07-08.
  4. ^ Brubakk, A.O .; 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. ^ «Гелиокс21». Linde Gas Therapeutics. 27 января 2009 г.. Получено 13 апреля 2011.
  6. ^ Трубель, Губерт; 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. Дои:10.1007 / s00421-019-04116-7. ISSN  1439-6327. PMID  30850876.
  7. ^ BOC Medical. "Паспорт Heliox" (PDF).
  8. ^ Ли Д.Л., Хсу CW, Ли Х., Чанг Х.В., Хуанг Ю.К. (сентябрь 2005 г.). «Благоприятные эффекты терапии альбутеролом, вызванные гелиоксом по сравнению с кислородом при тяжелом обострении астмы». Acad Emerg Med. 12 (9): 820–7. Дои:10.1197 / j.aem.2005.04.020. PMID  16141015. Получено 2008-07-08.
  9. ^ Buczkowski PW, Fombon FN, Russell WC, Thompson JP (ноябрь 2005 г.). «Влияние гелия на высокочастотную струйную вентиляцию в модели стеноза дыхательных путей». Br J Anaesth. 95 (5): 701–5. Дои:10.1093 / bja / aei229. PMID  16143576. Получено 2008-07-08.
  10. ^ «Пример цены на наполнение баллонов». Архивировано из оригинал на 2008-01-16. Получено 2008-01-10.
  11. ^ Акерман MJ, Maitland G (декабрь 1975). «Расчет относительной скорости звука в газовой смеси». Подводная биомедицинская резервация. 2 (4): 305–10. PMID  1226588. Архивировано из оригинал на 2011-01-27. Получено 2008-07-08.
  12. ^ Стоун, WC (1992). «Дело о гелиоксе: вопрос наркоза и экономики». АкваКорпс. 3 (1): 11–16.
  13. ^ Дулетт Диджей, Голт К.А., Герт В.А. (2015). «Декомпрессия от прыжков с He-N2-O2 (тримикс) не более эффективна, чем от прыжков с He-O2 (гелиокс)». Экспериментальное водолазное подразделение ВМС США Технический отчет 15-4. Получено 2015-12-30.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка

  • «Гелиокс». Портал информации о наркотиках. Национальная медицинская библиотека США.