Гелий (вдыхание)

Источник:
Клиническая фармакология по Гудману и Гилману том 1.
Редактор: профессор А.Г. Гилман Изд.: Практика, 2006 год.

Гелий

Гелий — инертный газ, который благодаря низкой плотности, малой растворимости и высокой теплопроводности используют в лечебных и диагностических целях. Гелий поставляют в коричневых баллонах. Ингаляцию кислородно-гелиевой смеси проводят через дыхательную маску или эндотрахеальную трубку. В условиях повышенного давления замена гелием других газов позволяет получить смесь, которой легче дышать благодаря значи-тельно более низкой плотности.

Гелий применяют в основном для исследования функции внешнего дыхания, лечения обструктивных заболеваний легких, во время операций на дыхательных путях с применением лазера, при глубоководных погружениях, а с недавнего времени также в качестве метки при МРТ. Для определения методом разведения остаточного объема легких и других связанных с ним показателей внешнего дыхания (например, функциональной остаточной емкости) необходим нетоксичный и нерастворимый (то есть не диффундирующий из легких в кровь) газ. Гелий удовлетворяет этим требованиям, к тому же он значительно дешевле других таких газов. Метод разведения заключается в том, что больной вдыхает смесь с известной концентрацией гелия, и затем по изменению концентрации гелия в выдыхаемом газе определяют искомый легочный объем.

В норме ток воздуха в легких ламинарный, но с увеличением скорости потока или при сужении дыхательных путей он становится турбулентным. Дыхание кислородно-гелиевой смесью применяют при возникновении турбулентности вследствие обструкции дыхательных путей. Плотность гелия значительно меньше, чем воздуха, а скорость турбулентного потока вдыхаемой газовой смеси возрастает при снижении ее плотности. Благодаря этому при использовании кислородно-гелиевой смеси уменьшается работа дыхания. Однако возможности применения гелия ограничены. Так, при обструкции дыхательных путей часто в первую очередь нужно улучшить оксигенацию крови. Для этого во вдыхаемой смеси надо увеличить концентрацию кислорода, а следовательно, снизить концентрацию гелия. Кроме того, вязкость гелия выше, чем воздуха, а это снижает скорость ламинарного газового потока.

Гелий обладает высокой теплопроводностью и поэтому применяется в лазерной хирургии дыхательных путей. Быстрое отведение тепла от места контакта лазерного луча с тканями позволяет уменьшить степень их повреждения и риск воспламенения используемых материалов. Благодаря низкой плотности гелия удается улучшить газовый поток через узкие эндотрахеальные трубки, обычно используемые при таких операциях.

В последнее время при МРТ легких в качестве ингаляционного контрастного вещества стали использовать поляризованный лазером гелий. Оптическая накачка нерадиоактивного гелия усиливает сигнал от газа, находящегося в легких, и позволяет увидеть детали строения дыхательных путей, а также особенности газового потока (Kauczor et al, 1998).

Применение гелия при глубоководных погружениях

Глубина и длительность погружения ограничены из-за токсического действия кислорода, наркотического действия азота и пересыщения азотом при декомпрессии. Токсическое действие кислорода проявляется при длительном дыхании сжатым воздухом под давлением 500 кПа (5 атм) и более. Это действие можно уменьшить, разбавив кислород гелием. Он не оказывает наркотического действия даже при очень высоком давлении, а плохая растворимость его в тканях снижает риск образования пузырьков, что позволяет быстрее проводить декомпрессию. Благодаря низкой плотности гелия снижается работа дыхания; это особенно важно из-за высокой плотности сжатой газовой смеси. Относительно низкая теплоемкость гелия позволяет уменьшить потери тепла с выдыхаемым газом, которые при подводном плавании могут быть значительными.

Литература

• Ashton, N. The pathogenesis of retrolental fibroplasia. Ophthalmology, 1979, 86:1695-1699.
• Benatar, S.R., Hewlett, A.M., and Nunn, J.F. The use of iso-shunt lines for control of oxygen therapy. Br. J. Anaesth., 1973,45:711—718.
• Betts, E.K., Downes, J.J., Schaffer, D.B., and Johns, R. Retrolental fibroplasia and oxygen administration during general anesthesia. Anesthesiology, \9П, 47:518-520.
• Boerema, I., Meyne, N.G., Brummelkamp, W.K., Bouma, S., Mensch, M.H., Kamermans, F., Stem Hanf, М., and van Aalderen, W. Life without blood. J. Cardiovasc. Surg. (Torino), 1960, 1:133-146.
• Cheifetz, I.M. Inhaled nitric oxide: plenty of data, no consensus. Crit. Care Med., 2000,28:902-903.
• Clark, J.M. Pulmonary limits of oxygen tolerance in man. Exp. Lung Res., 1988,14:897-910.
• Clark, J.M., and Lambertsen, C.J. Alveolar-arterial 02 differences in man at 0.2,1.0,2.0, and at 3.5 Ata inspired P02. J. Appl. Physiol., 1971,30: 753-763.