هيليوكس

الهيليوكس هو خليط غازي للتنفس يتكون من الهيليوم (He) والأكسجين (O₂ ₎ . يُستخدم كعلاج طبي للمرضى الذين يعانون من صعوبة في التنفس، لأن هذا الخليط يُولّد مقاومة أقل من الهواء الجوي عند مروره عبر مجاري الهواء في الرئتين، وبالتالي يتطلب جهدًا أقل من المريض للتنفس. كما يُستخدم أيضًا كغاز تنفس للغوص في أعماق البحار تحت الضغط الجوي، لأنه غير مُخدّر عند الضغط العالي، ولأنه لا يتطلب جهدًا كبيرًا للتنفس .

يُستخدم غاز الهيليوكس طبيًا منذ ثلاثينيات القرن العشرين، ورغم أن الأوساط الطبية اعتمدته في البداية لتخفيف أعراض انسداد مجرى الهواء العلوي، فقد توسع نطاق استخداماته الطبية بشكل كبير منذ ذلك الحين، ويعود ذلك في الغالب إلى انخفاض كثافة الغاز. ^{[ 1 ] [ 2 ]} كما يُستخدم الهيليوكس في الغوص التشبعي ، وأحيانًا خلال المرحلة العميقة من الغوص التقني . ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

يُستخدم مزيج الهيليوكس أيضاً في بعض حالات انسداد المجاري التنفسية المتوسطة ( مثل الخناق والربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن ). وقد أشارت دراسة حديثة إلى أن استخدام نسب أقل من الهيليوم (أقل من 40%) - مما يسمح بنسبة أعلى من الأكسجين - قد يكون له نفس التأثير المفيد على انسداد المجاري التنفسية العلوية. ^{[ 6 ]}  

قد يُصاب المرضى الذين يعانون من هذه الحالات بمجموعة من الأعراض، بما في ذلك ضيق التنفس، ونقص الأكسجة (انخفاض مستوى الأكسجين في الدم الشرياني عن المعدل الطبيعي)، وفي نهاية المطاف ضعف عضلات الجهاز التنفسي نتيجة الإرهاق ، مما قد يؤدي إلى فشل تنفسي يستدعي التنبيب والتهوية الميكانيكية. قد يُخفف مزيج الهيليوكس من كل هذه الآثار، مما يُسهّل على المريض التنفس. ^{[ 7 ]} كما وُجد أن للهيليوكس فائدة في فطام المرضى عن أجهزة التهوية الميكانيكية، وفي استنشاق الأدوية، خاصةً لكبار السن. ^{[ 8 ]} وقد أشارت الأبحاث أيضًا إلى مزايا استخدام مخاليط الهيليوم والأكسجين في التخدير . ^{[ 9 ]}

يُولّد الهيليوكس مقاومة أقل في مجرى الهواء مقارنةً بالهواء، وبالتالي يتطلب طاقة ميكانيكية أقل لتهوية الرئتين. ^{[ 10 ]} يتم تقليل " جهد التنفس " (WOB) من خلال آليتين:

1. زيادة الميل إلى التدفق الصفائحي ؛
2. انخفاض المقاومة في التدفق المضطرب بسبب انخفاض الكثافة.

ينتشر خليط الهيليوكس 20/80 أسرع بمقدار 1.8 مرة من الأكسجين، ويبلغ تدفق خليط الهيليوكس 20/80 من مقياس تدفق الأكسجين 1.8 ضعف التدفق الطبيعي للأكسجين. ^{[ 11 ]}

يتمتع الهيليوكس بلزوجة مشابهة للهواء، لكن كثافته أقل بكثير (0.5  غ/لتر مقابل 1.25  غ/لتر في الظروف القياسية ). يتضمن تدفق الغاز عبر المسالك الهوائية ثلاثة أنواع: التدفق الصفائحي، والتدفق الانتقالي، والتدفق المضطرب. ويُحدد ميل كل نوع من أنواع التدفق برقم رينولدز . ينتج عن انخفاض كثافة الهيليوكس رقم رينولدز أقل، وبالتالي احتمالية أكبر للتدفق الصفائحي في أي مجرى هوائي. يميل التدفق الصفائحي إلى توليد مقاومة أقل من التدفق المضطرب.

في الممرات الهوائية الصغيرة حيث يكون التدفق انسيابيًا، تتناسب المقاومة طرديًا مع لزوجة الغاز ولا ترتبط بالكثافة، لذا يكون تأثير الهيليوكس ضئيلاً. وتصف معادلة هاجن-بوازوي المقاومة الانسيابية. أما في الممرات الهوائية الكبيرة حيث يكون التدفق مضطربًا، فتتناسب المقاومة طرديًا مع الكثافة، لذا يكون تأثير الهيليوكس كبيرًا.

تُستخدم غازات التنفس المخففة بالهيليوم للتخلص من آثار التخدير بالغاز الخامل أو الحد منها ، ولتقليل جهد التنفس الناتج عن زيادة كثافة الغاز في الأعماق. منذ ستينيات القرن الماضي، أُجريت دراسات فسيولوجية للغوص التشبعي باستخدام الهيليوم على أعماق تتراوح بين 45 و610 أمتار (148 إلى 2001 قدم) على مدى عقود عديدة في مركز تجريبي للعلاج بالأكسجين عالي الضغط تديره شركة COMEX الفرنسية المتخصصة في الهندسة وعمليات الغوص العميق. ^{[ 12 ]} ونظرًا لارتفاع تكلفة الهيليوم، ^{[ 13 ]} يُرجح استخدام خليط الهيليوكس في الغوص التشبعي العميق . كما يستخدمه أحيانًا الغواصون التقنيون ، وخاصةً أولئك الذين يستخدمون أجهزة إعادة التنفس ، التي تحافظ على غاز التنفس في الأعماق بشكل أفضل بكثير من أجهزة الغوص ذات الدائرة المفتوحة . يُعرف استخدام مخاليط الهيليوكس باسم غوص الهيليوكس، وهو نوع فرعي من غوص الغازات المختلطة، المعروف أيضًا ببساطة باسم غوص الغاز. ^{[ 14 ]}  

تعتمد نسبة الأكسجين في خليط الغوص على أقصى عمق مُخطط للغوص، ولكنه غالبًا ما يكون منخفض الأكسجين وقد تقل نسبته عن 10%. يُصنع كل خليط خصيصًا باستخدام تقنيات مزج الغازات ، والتي غالبًا ما تتضمن استخدام مضخات معززة لتحقيق ضغوط أسطوانات الغوص النموذجية التي تتراوح بين 200 و300 بار (2900 إلى 4400 رطل لكل بوصة مربعة ) من مجموعات أسطوانات الأكسجين والهيليوم ذات الضغط المنخفض.  

نظرًا لأن الصوت ينتقل أسرع في خليط الهيليوم والأكسجين منه في الهواء، ترتفع ترددات الصوت ، مما يجعل كلام الغواصين حادًا جدًا ويصعب فهمه على غير المعتادين عليه. ^{[ 15 ]} غالبًا ما يستخدم طاقم السطح جهاز اتصالات يُسمى "مُزيل تشويش الهيليوم"، والذي يُخفض إلكترونيًا درجة صوت الغواص أثناء نقله عبر جهاز الاتصالات، مما يُسهل فهمه.

يُعدّ التريمكس بديلاً أقل تكلفةً للهيليوكس في الغوص العميق، حيث يستخدم كميةً كافيةً من الهيليوم للحدّ من التخدير وكثافة الغاز إلى مستويات مقبولة للعمق المُخطط له. ^{[ 16 ]} يُستخدم التريمكس غالبًا في الغوص التقني ، ويُستخدم أحيانًا أيضًا في الغوص الاحترافي .

في عام 2015، أظهرت وحدة الغوص التجريبية التابعة للبحرية الأمريكية أن تخفيف الضغط الناتج عن الغوص الارتدادي باستخدام خليط الغازات الثلاثي ليس أكثر كفاءة من الغوص باستخدام خليط الهيليوكس. ^{[ 17 ]}

• أرجوكس – خليط غازي يستخدمه غواصو السكوبا أحيانًا لنفخ بدلات الغوص الجافة 
• نيتروكس – غاز التنفس، خليط من النيتروجين والأكسجين 
• هيدريليوكس – خليط غازات التنفس من الهيدروجين والهيليوم والأكسجين 
• هيدروكس – خليط غاز التنفس المستخدم تجريبياً للغوص العميق جداً 
• تريمكس – غاز التنفس المكون من الأكسجين والهيليوم والنيتروجين 

• هاشميان إس إم، فلاحيان إف (أبريل 2014). "استخدام الهيليوكس في العناية المركزة" . المجلة الدولية لعلوم الأمراض والإصابات الحرجة . 4 (2): 138-142 . doi : 10.4103/2229-5151.134153 . PMC 4093964. PMID 25024941 .  

• "هيليوكس" . بوابة معلومات الأدوية . المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. مؤرشف من الأصل في 27 يناير 2021.