헬리옥스

Heliox
이 기사는 호흡 가스에 관한 것이다.극저온 시스템은 Heliox(극저온 장비)를 참조하십시오.
헬리옥스
ICD-9-CM93.98

Heliox는 헬륨(He)과 산소(O2)의 호흡 가스 혼합물입니다.호흡곤란 환자의 치료제로 사용된다.이 혼합물은 폐의 기도를 통과할 때 대기 공기보다 저항을 덜 일으키기 때문에 환자가 폐로 숨을 들이쉬고 내쉬는 데 더 적은 힘을 필요로 합니다.

헬리오크스는 1930년대부터 의학적으로 사용되어 왔으며, 처음에는 상기도 폐색 증상을 완화하기 위해 의료계에서 채택되었지만, 그 이후 주로 [1][2]가스의 밀도가 낮았기 때문에 의료용 범위가 크게 확대되었다.Heliox는 또한 포화 다이빙에 사용되며 때로는 기술 [3][4]다이빙의 깊은 단계에도 사용됩니다.

의료 용도

의학에서 헬리옥스는 21% O2(공기와 동일)와 79% He의 혼합물을 의미할 수 있지만, 다른 조합(70/30 및 60/40)도 사용할 수 있습니다.

Heliox는 공기보다 기도 저항을 덜 발생시키기 때문에 [5]폐의 환기에 필요한 기계적 에너지가 적습니다."호흡 작업"(WOB)이 감소합니다.이것은, 다음의 2개의 메카니즘에 의해서 행해집니다.

  1. 층류 경향 증가
  2. 난류 저항 감소

이 가스는 산소보다 1.8배 빠르게 확산되기 때문에 산소 유량계에서 나오는 헬리옥스의 유량이 정상 [6]유량의 1.8배인 이유가 설명된다.

Heliox는 공기와 점도가 비슷하지만 밀도가 상당히 낮습니다(0.5g/l 대 STP의 1.25g/l).기도를 통과하는 기체의 흐름은 층류, 과도류 및 난류를 포함한다.각 흐름 유형의 경향은 레이놀즈 수로 설명됩니다.Heliox의 밀도가 낮으면 레이놀즈 수치가 낮아지므로 주어진 기도에서 층류 가능성이 높아집니다.층류에서는 난류보다 저항이 적은 경향이 있습니다.

흐름이 층상인 작은 기도의 경우 저항은 가스 점도에 비례하며 밀도와 관련이 없으므로 헬리옥스는 거의 영향을 미치지 않습니다.Hagen-Poiseuille 방정식은 층 저항을 나타냅니다.흐름이 난류인 큰 기도에서 저항은 밀도에 비례하기 때문에 헬리옥스는 상당한 영향을 미칩니다.

또한 중간 기도의 상태(분열, 천식 및 만성 폐쇄성 폐질환)에서도 헬리오스의 사용이 있다.최근 한 실험에서 헬륨의 낮은 비율(40% 미만)이 더 높은 산소 비율을 허용한다는 것이 상부 기도 [7]폐색에도 동일한 이점을 줄 수 있다는 것이 밝혀졌다.

이러한 상태를 가진 환자는 호흡곤란(호흡곤란), 저산소혈증(동맥혈액 내 산소농도 이하), 그리고 결국 탈진으로 인한 호흡근의 약화를 포함한 다양한 증상이 나타날 수 있으며, 이는 호흡부전으로 이어질 수 있으며 삽관과 기계적 환기가 필요할 수 있다.Heliox는 이러한 모든 효과를 감소시켜 환자가 [8]호흡하기 쉽게 할 수 있습니다.Heliox는 또한 환자의 기계적 인공호흡을 중단하는 것과 흡입 가능한 약물의 분무화, 특히 [9]노인들에게 유용하다는 것을 발견했다.연구는 또한 마취 [10]전달에 헬륨-산소 혼합물을 사용하는 데에도 이점이 있는 것으로 나타났다.

역사

Heliox는 1930년대 초부터 의학적으로 사용되어 왔다.그것은 기관지 확장제가 등장하기 전에 급성 천식의 주요 치료제였다.현재 헬리오스는 주로 기도가 좁아진 상태(종양이나 이물질로 인한 상기도 폐색, 성대 기능 이상)에서 사용된다.

다이빙 용도

헬륨이 사람의 목소리에 미치는 영향
헬륨이 사람의 목소리에 미치는 영향
이 파일을 재생하는 데 문제가 있습니까?미디어 도움말을 참조하십시오.

헬륨 [11]비용 때문에, 헬리오스는 깊은 상업적인 다이빙에 사용될 가능성이 가장 높다.그것은 또한 때때로 다이빙 애호가들, 특히 개방된 스쿠버보다 깊이에서 호흡 가스를 훨씬 더 잘 보존하는 재호흡기를 사용하는 사람들에 의해 사용됩니다.

다이빙 믹스에서 산소의 비율은 다이빙 계획의 최대 깊이에 따라 달라지지만, 종종 저산소이고 일반적으로 10%입니다.각 혼합물은 맞춤형으로 제작되며, 종종 부스터 펌프를 사용하여 산소 및 헬륨 실린더의 저압 뱅크에서 200bar(2,900psi)의 일반적인 다이빙 실린더 압력을 달성해야 합니다.

소리는 공기 중에서보다 헬리오스에서 더 빨리 전달되기 때문에, 음성 포맨트가 올라가고,[12] 다이버들의 말소리가 매우 높고 익숙하지 않은 사람들에게는 알아듣기 어렵다.해상 요원들은 종종 "헬륨 디스크램블러"라고 불리는 통신 장비를 사용합니다. 이 장치는 통신 장비를 통해 전달될 때 다이버의 음높이를 전자적으로 낮춰 더 쉽게 이해할 수 있도록 합니다.

Trimix는 [13]딥 다이빙을 위한 Heliox의 약간 저렴한 대안이다.트리믹스는 상업용 다이빙이나 기술 다이빙에 자주 사용된다.

2015년, 미 해군 실험 잠수부대는 트리믹스를 이용한 바운스 다이빙에서 감압하는 것이 [14]헬리오스 다이빙보다 효율적이지 않다는 것을 보여주었다.

「 」를 참조해 주세요.

  • Argox – 스쿠버 다이버들이 드라이슈트 팽창을 위해 가끔 사용하는 가스 혼합물
  • Nitrox – 호흡 가스, 질소와 산소의 혼합물
  • Hydreliox – 헬륨, 산소 및 수소의 호흡 가스 혼합물
  • Hydrox – 매우 깊은 다이빙에 실험적으로 사용된 호흡 가스 혼합물
  • Trimix – 산소, 헬륨 및 질소로 구성된 호흡 가스

레퍼런스

  1. ^ Barach AL, Eckman M (January 1936). "The effects of inhalation of helium mixed with oxygen on the mechanics of respiration". Journal of Clinical Investigation. 15 (1): 47–61. doi:10.1172/JCI100758. PMC 424760. PMID 16694380.
  2. ^ "Heliox product information". BOC Medical. Archived from the original on 21 November 2008.
  3. ^ US Navy Diving Manual, 6th revision. United States: US Naval Sea Systems Command. 2008. Retrieved 2008-07-08.
  4. ^ Brubakk, A. O.; T. S. Neuman (2003). Bennett and Elliott's physiology and medicine of diving, 5th Rev ed. United States: Saunders Ltd. p. 800. ISBN 0-7020-2571-2.
  5. ^ "Heliox21". Linde Gas Therapeutics. 27 January 2009. Retrieved 13 April 2011.
  6. ^ Hess, Dean (2006). "The History and Physics of Heliox" (PDF). Respiratory Care. 51: 611.
  7. ^ Truebel, Hubert; Wuester, Sandra; Boehme, Philip; Doll, Hinnerk; Schmiedl, Sven; Szymanski, Jacek; Langer, Thorsten; Ostermann, Thomas; Cysarz, Dirk (2019). "A proof-of-concept trial of HELIOX with different fractions of helium in a human study modeling upper airway obstruction". European Journal of Applied Physiology. 119 (5): 1253–1260. doi:10.1007/s00421-019-04116-7. ISSN 1439-6327. PMID 30850876. S2CID 71715570.
  8. ^ BOC Medical. "Heliox data sheet" (PDF).
  9. ^ Lee DL, Hsu CW, Lee H, Chang HW, Huang YC (September 2005). "Beneficial effects of albuterol therapy driven by heliox versus by oxygen in severe asthma exacerbation". Acad Emerg Med. 12 (9): 820–7. doi:10.1197/j.aem.2005.04.020. PMID 16141015. Retrieved 2008-07-08.
  10. ^ Buczkowski PW, Fombon FN, Russell WC, Thompson JP (November 2005). "Effects of helium on high frequency jet ventilation in model of airway stenosis". Br J Anaesth. 95 (5): 701–5. doi:10.1093/bja/aei229. PMID 16143576.
  11. ^ "Example pricing for filling cylinders". Archived from the original on 2008-01-16. Retrieved 2008-01-10.
  12. ^ Ackerman MJ, Maitland G (December 1975). "Calculation of the relative speed of sound in a gas mixture". Undersea Biomed Res. 2 (4): 305–10. PMID 1226588. Archived from the original on 2011-01-27. Retrieved 2008-07-08.
  13. ^ Stone, WC (1992). "The case for heliox: a matter of narcosis and economics". AquaCorps. 3 (1): 11–16.
  14. ^ Doolette DJ, Gault KA, Gerth WA (2015). "Decompression from He-N2-O2 (trimix) bounce dives is not more efficient than from He-O2 (heliox) bounce dives". US Navy Experimental Diving Unit Technical Report 15-4. Archived from the original on 2017-07-07. Retrieved 2015-12-30.

추가 정보

외부 링크

  • "Heliox". Drug Information Portal. U.S. National Library of Medicine.