ヘリオックス

ヘリオックスは、ヘリウム（He）と酸素（O2）の混合物で構成される呼吸ガスです。

Helioxは、呼吸困難な患者のための治療法です。混合物は、肺の気道を通過するときに大気よりも抵抗が少ないため、肺の内外で呼吸する患者の労力が少なくて済みます。

Helioxは1930年代から医学的に使用されており、医学界では最初に上気道閉塞の症状を緩和するためにそれを採用しましたが、医療用途の範囲は、主に低密度のガスのために大きく拡大しました。 Helioxは、サチュレーションダイビングで使用されることもあり、テクニカルダイビングのディープフェーズで使用されることもあります。

医療用途

医学では、ヘリオックスは21％O2（空気と同じ）と79％Heの混合物を指す場合がありますが、他の組み合わせも利用できます（70/30および60/40）。

Helioxは空気よりも気道抵抗が少ないため、肺を換気するための機械的エネルギーが少なくて済みます。 「呼吸の仕事」（WOB）が削減されます。これは、次の2つのメカニズムによって行われます。

1. 層流の増加傾向;
2. 乱流の抵抗を減らします。

Helioxの粘度は空気に似ていますが、密度が大幅に低くなっています（STPで1.25 g / lに対して0.5 g / l）。気道を通るガスの流れには、層流、遷移流、乱流が含まれます。各タイプのフローの傾向は、レイノルズ数で表されます。 Helioxの低密度は、レイノルズ数が低いため、特定の気道の層流の可能性が高くなります。層流は乱流よりも抵抗が少ない傾向があります。

流れが層流である小さな気道では、抵抗は気体の粘度に比例し、密度とは関係がないため、ヘリオックスはほとんど効果がありません。ハーゲンポアズイユの式は層流抵抗を表します。流れが乱流である大きな気道では、抵抗は密度に比例するため、ヘリオックスは大きな効果があります。

Helioxは、1930年代初期から医学的に使用されています。それは気管支拡張薬の出現前の急性喘息の治療の主力でした。現在、ヘリオックスは、主に大きな気道狭窄（腫瘍または異物による上気道閉塞および声帯機能不全）の状態で使用されます。中程度の気道の状態（クループ、喘息、慢性閉塞性肺疾患）でもヘリオックスが使用されます。最近の試験では、ヘリウムの割合が低い（40％未満）ため、酸素の割合を高くすることも、上気道閉塞に対して同じ有益な効果をもたらす可能性があることが示唆されています。

これらの状態の患者は、呼吸困難（息切れ）、低酸素血症（動脈血の正常酸素濃度以下）、最終的には消耗による呼吸筋の衰弱などの一連の症状に苦しむ可能性があります。機械的換気。 Helioxはこれらすべての効果を低下させ、患者が呼吸しやすくします。 Helioxは、人工呼吸器から患者を引き離すこと、および特に高齢者向けの吸入可能な薬剤の噴霧にも有用性を見出しました。研究はまた、麻酔の送達にヘリウムと酸素の混合物を使用することの利点を示しています。

ダイビングの用途

ヘリウムの費用のために、ヘリオックスは深海商業ダイビングで使用される可能性が最も高い。また、ダイビング愛好家、特に再呼吸器を使用している人が使用することもあります。これは、オープンサーキットスキューバよりも呼吸ガスをより深く節約できます。

ダイビングミックスの酸素の割合は、ダイビングプランの最大深度によって異なりますが、多くの場合、低酸素であり、通常は10％です。各ミックスはオーダーメイドで、ガスブレンドテクニックを使用して作成されます。これには、ブースターポンプを使用して、酸素ボンベとヘリウムボンベの低圧バンクから200 bar（2,900 psi）の一般的なダイビングボンベ圧を達成することが含まれます。

ヘリオックスでは音が空中よりも速く伝わるので、音声フォルマントが上がり、ダイバーの話し声が非常に甲高い音になり、慣れていない人には理解しにくくなります。水面担当者は、しばしば「ヘリウムデスクランブラー」と呼ばれる通信機器を使用します。これは、ダイバーの声が通信ギアを介して中継されるときに電子的にピッチを下げ、理解しやすくします。

Trimixは、ディープダイビング用のhelioxに比べてわずかに安価な代替品です。 Trimixは、商業ダイビングやテクニカルダイビングでよく使用されます。

2015年、米国海軍実験ダイビングユニットは、トライミックスを使用したバウンスダイビングの減圧は、ヘリオックスでのダイビングよりも効率的ではないことを示しました。