「ヘリオックス」って何？医療やダイビングで活躍⁉︎元塾講師が5分でわかりやすく解説！

ライター／Yamakoshi

理系出身の元塾講師。生徒の「どうして」「なぜ」に真摯に向き合い、「わかりやすく」「面白く」をモットーに生徒の指導に取り組んだ。

1.ヘリオックスとは

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ヘリオックスとは気体であるヘリウムと酸素の混合気体です。吸うと声が高くなることで有名なヘリウムガスも酸素が入ってるためヘリオックスと呼ぶのが正しいのかもしれません。

ヘリオックスはダイビングのように酸素を普段以上に必要な場合や、呼吸困難のある患者さんに使用する医療の目的で使われることがあります。

なぜ酸素だけでなくヘリウムとの混合気体であるヘリオックスが使われているのか、身の回りに存在する空気ではいけないのかを混合気体の説明と一緒に見ていきましょう。

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1-1混合気体とは

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混合気体とは2種類以上の気体を混ぜ合わせ作ったガスであり医療やダイビング以外にも様々な用途に使われています。例えば溶接における溶接部分に空気の接触を避けるためにシールドガスと呼ばれるアルゴンなどの不活性ガスと二酸化炭素を混ぜ合わせたガスが有名です。

ヘリオックスは酸素をヘリウムと混ぜ合わせることによって空気よりも早いスピードで気道を通過することができます。これはヘリウムの分子量が比較的小さいからです。また窒素を多く含む空気ではアルコールに酔った感覚に近い窒素酔いを起こしてしまうためヘリオックスが使用されます。

1-2混合気体の作り方

混合気体の作り方（充填方法）はいくつかありますが、気体にも液体や個体と同様に混ぜるという動作が必要になってきます。ヘリオックスに使われるヘリウムと酸素も1つのボンベに入れ回転させることによって均一に混ぜ合わさるのです。

しかし液体や個体は1度混ざり合ってもしばらくすると分離してしまうものがありますが、気体においては例外はあれども分離することはありません。混合気体の作り方は液体や個体を混ぜるイメージにとても近いところがあります。

2.ダイビングで使用されるヘリオックス

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ヘリオックスは主に日常生活以上の酸素を必要とする場面で使用されます。代表的な例の1つが長時間の潜水を行うダイビングです。潜水時に酸素中毒や窒素中毒を軽減、防止するために空気以外の呼吸用ガスとして使用されます。

ダイビングではヘリオックスの他にも目的や潜水深度に合わせてナイトロックスやトライミックスといった呼吸用のガスとして使われるので合わせて見ていきましょう。

ヘリオックスは窒素酔いが起こるとされている45m以上の深度で使用されることが多い、ヘリウムは北米を除くと非常に高価なため急潜水・急浮上を繰り返すバウンス潜水や、ダイバーがカプセルに入って行うシステム潜水などみなさんが思い浮かべるスキューバーダイビングにはあまり使用されていません。

2-1ナイトロックス

ナイトロックスとは窒素と酸素の混合気体で主にスキューバーダイビングに使用されます。空気に近いものになりますが窒素78%、酸素21%の空気に対してこれよりも酸素の割合を増やしたものがナイトロックスの特徴です。酸素中毒の点から一般的には20mから30mで使用します。ヘリオックスより深度は少ないですが長時間の潜水活動が行えたり酸素と窒素というごく身近なガスを使用するため安価に製造することができるのです。

一見作るのも簡単そうに見えますがガスの製造には国家資格と許可を得た製造施設が必要となり専門的な知識を有するため注意しなくてはいけません。

2-2トライミックス

今まで出てきたヘリオックスとナイトロックスのいいとこ取りをしたような混合ガスがトライミックスです。ヘリオックスの欠点である高圧神経症候群のリスクを避けるために鎮静作用がある窒素を用いることによって貴重なヘリウムを節約できるというメリットもあります。

トライミックスは130m以上の深度で使われていて洞窟や沈船の潜水を行うテクニカルダイビングで使用されるのが一般的な特徴です。

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3.医療で使用されるヘリオックス

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ヘリオックスは呼吸管理を目的とした医療用法としても使われています。世界で初めて使用されたのは1934年で喘息の患者さんに使われて以来、現在でも当たり前のように採用されてきている呼吸管理法です。

ここでは医療で使われるヘリオックスにはどんな利点があるのか、また問題点についてもあわせて解説していきます。

3-1ヘリオックスが医療で使用される利点

ヘリオックスが医療で使用される利点として空気よりも気道内に酸素を通しやすいという理由があります。混合気体の説明のところでも述べたようにヘリウムは窒素に比べて分子量が小さいためおよそ2倍のスピードで気道内を移動できるというのがヘリオックスの特性です。

気道抵抗が高い患者さんに対し効率の良い換気が行えるため喘息などの様々な症状に対する呼吸管理に使用されています。

3-2ヘリオックスが医療で使用される際の問題点

医療でヘリオックスを使う際に問題点もあります、それは使用するヘリオックスの量に注意しなければいけないという点です。過剰な量送ってしまうと肺が膨張を起こしてしまい、肺損傷につながってしまいます。

また量が少なすぎても肺の低換気により体内の二酸化炭素がうまく体外に排出できない高炭酸ガス血症を引き起こしやすいです。そのため意識障害になってしまったりと危険な状態に陥ってしまう可能性があります。

ヘリオックスの正体は身の回りにある気体の集まり

ヘリオックスとは気体のヘリウム(Helium)と酸素(Oxygen)から文字をとった混合気体であることがわかりました。酸素は空気中に存在し、ヘリウムは吸うと声が変わることで知られているヘリウムガスなどから身近な存在にある気体が集まってできたもので、呼吸管理に関わるダイビングや医療で活躍しています。

今後も幅広く使われていくであろうヘリオックスやナイトロックス、トライミックスなどの混合気体は人の生活に欠かせないものなのでしっかりおさえておきましょう。