HBOT يا درمان به وسیله اكسيژن فشار بالا روشي است كه در طي آن بيمار اكسيژن 100% را در فشار بالاتر از فشار اتمسفر تنفس مي كند . اين روش درماني يك تكنولوژي قديمي است كه سابقه آن به سال هاي 1880 برمي گردد ولي كاربرد باليني نوين آن از اواخر دهه 1950 آغاز شده است كه همزمان با افزايش درك آناليز گازهاي خوني و فيزيولوژي تبادل گازها است . در اوايل دهه 60 ميلادي در بخش جراحي دانشگاه آمستردام از اكسيژن فشار بالا براي درمان گانگرن گازي استفاده شد و در سال 1968 در دانشگاه Duke‌ كار وسيعي بر روي فيزيولوژي هايپرباريك با اتصال چند محفظه هايپربار آغاز شد . اين مركز يك پايگاه در كنار محل درمان بيماران ترتيب داده و اولين مکانی بود كه پروتكل هاي درماني هايپرباريك را معرفي کرد . از اين سال به بعد ،كليه فعاليت هاي مرتبط با HBOT‌ تحت نظر انجمن پزشكي هايپرباريك و زير دريايي (UHMS) صورت گرفته و اولين گزارش انجمن درسا ل1977 منتشر شده و هر3 تا سال يك بار به روزرساني مي شود .

تعريف هايپرباريك اكسيژن تراپي
هوا شامل تقريبا 21 درصد اكسيژن و بيشتر از 78 درصد نيتروژن است.
در روش درماني HBOدرصد اكسيژن تنفس شده توسط بيمار نزديك به100 درصد است كه تقريبا پنج برابر بيشتر از درصد اكسيژن موجود در هوا است . فشار اكسيژن تنفس شده توسط بيمار در HBOتقريبا 5/1 برابر(و گاهي تا سه برابر) بيشتر از فشار اتمسفر است. بنابراين HBOT مي تواند تا 15 برابر ميزان اكسيژن موجود در هواي با فشار نرمال را به بيمار برساند .
مازاد اكسيژن تنفس شده از طريق ريه ها در پلاسماي خون حل شده و سپس توسط خون به هر يك از قسمت هاي بدن منتقل مي شود. اثر اين اكسيژن اضافي در قسمت هاي مختلف بدن متفاوت است. در برخي شرايط پزشكي اين روش مي تواند زندگي بيماررا نجات دهد و در برخي ديگر مي تواند بهبود و بازسازي بافت ها را تسريع كند.

تکنولوژی هاي مختلف HBOT
سیستم هاي مختلف HBOT را مي توان با توجه به نوع ساخت و طراحي آن به دو دسته كلي تقسيم کرد :
• HBOT‌ازنوع محفظه يك مكانه
• HBOT‌ ازنوع محفظه چند مكانه

محفظه يك مكانه سيستمي است كه درآن در يك زمان تنها يك بيمار مي تواند جاي گيرد. در اين روش بيمار درون محفظه دراز كشيده و اكسيژن 100 درصد داخل محفظه را ازطريق تنفس دريافت مي كند . محفظه هاي يك مكانه اين قابليت را دارند كه تا فشار 3ATA برسند .
در محفظه هاي چند مكانه همزمان دو يا چند نفر (بيماران ، پرسنل و ...) مي توانند قرار بگيرند. در اين نوع محفظه ها بسته به اندازه محفظه بيماران مي توانند راه بروند ، بچرخند، بنشينند يا دراز بكشند. در اين سيستم ها فشار داخل محفظه از طريق يك سيستم هواي فشرده تنظيم شده و اكسيژن 100 درصد از طريق ماسك ، كلاه ويا لوله تراشه به بيمار منتقل مي شود . محفظه هاي چند مكانه قابليت رسيدن به فشار 6ATA‌ و بيشتر را نيز دارند. جهت استفاده از روش HBOT بسته به شرايط مي توان از محفظه هاي يك مكانه يا چند مكانه استفاده كرد . در ادامه برخي مزايا و معايب اين روش به صورت جدول آمده است.

جدول مقايسهHBOT ‌ با محفظه هاي يك مكانه و چند مكانه
 

اثرات و مکانیزم هاي عملكرد مختلف هايپرباريك اكسيژن تراپي

مروري بر قوانين فيزيكي
بيشتر كاربردهاي HBOT به طورمستقيم ازقوانين فيزيكي در زمينه گازها استخراج مي شوند.

1. قانون بويل
طبق قانون بويل ،هر گازي با افزايش فشار ،كاهش حجم پيدا مي كند.

V: حجم P : فشار P.V = Constantقانون بويل

به طور مثال با دو برابر شدن فشار محيط ، حجم گاز به اندازه نصف كاهش مي يابد.
يا با يك افزايش سه برابري در فشار، حجم يك حباب حبس شده در بدن تا دو سوم كاهش
مي يابد. بنابراين با HBOT مي توان حجم حباب هاي موجود در خون رگ ها و بافت ها را كه سبب بیماری هايي نظير آمبولي هوا و يا Decompression sickness مي شوند كاهش داده و همچنين از شكل گيري حباب هاي جديد پيشگيري كرد.

2. قانون دالتون
طبق قانون دالتون يا قانون فشارهاي جزئي ،فشار يك تركيب گازي با جمع فشارگازهاي اصلي تشكيل دهنده آن برابراست .
PP : Partial Pressureفشارهاي جزئي
PPgas1 +PP gas2+ … +PP gasn=P mixture
اين قانون در غواصي نقش اساسي داشته و به تنهايي مكانيزم مسموميت با اكسيژن و خواب آلودگي ناشي از نيتروژن را توجيه مي كند.

3. قانون هانري
اين قانون، مكانيزم انحلال گاز در مايعات را تحت دماي ثابت توضيح مي دهد . در يك دماي مشخص، ميزان گاز حل شده تا نقطه اشباع دريك مايع به فشار گاز بالاي مايع بستگي دارد. در فشار اتمسفر، مايعات داخل بدن ما با گازهاي متفاوت تشكيل دهنده هوا (اكسيژن، نيتروژن و...) تا سطوح مشخصي اشباع مي شوند. زماني كه درميزان فشار تغييري روي مي دهد مانند زماني كه غواصان از زير آب به سطح آب مي آيند
بافت ها با گاز به حالت فوق اشباع مي رسند و تمايل به ايجاد تعادل پايدار موجب آزاد شد ن گاز مي شود . اگر افت فشار سريع صورت پذيرد حباب هاي شكل گرفته براي بدن خطرناك خواهند بود . كاربرد اين قانون در Decompression sickness ‌ خواهد بود.
• مکانیزم هاي عملكرد مختلف HBOT‌ در درمان بیماری ها
HBOT در حیات بخشی مجدد، خونرساني مجدد و بهبود بافت ها و ارگان ها و همچنين در حفاظت و بازسازي استخوان ها نقش مهمي ايفا مي كند. اين اثرات نتايج مستقيم و غير مستقيم شش مكانيزم عملكرد اصلي هستند.
الف - اثر ناشي از افزايش فشار:
بنابر قانون بويل، هر حجمي از گازكه در بدن حبس شده است با افزايش فشار كاهش مي يابد. كاهش حجم حباب هاي گاز امكان حركت حباب ها در عروق خوني را فراهم ساخته و امكان بروز سکته قلبی را كاهش مي دهد. اين اثر هايپرباريك در درمان آمبولي گازي و Decompression sickness مؤثر است.
ب- اثر ناشي از افزايش فشار اكسيژن:
استفاده از اكسيژن در فشار بالا منجر به حذف سريع گازهاي سمي مانند مونوكسيدكربن وكاهش اثرات مضرآن مي شود. تنفس اكسيژن 100% در فشار 5/2 تا 3 اتمسفر، فشار نسبي اكسيژن داخل خون و بافت ها را 15 تا20 برابر افزايش مي دهد. اين افزايش، اثربخشي HBOT در درمان مسموميت با مونوكسيد كربن را توجيح مي كند.
ج - اثر انفعالي انقباض عروقي
اكسيژن فشار بالا به عنوان يك alpha-adrenergic agent‌ عمل مي كند. افزايش در فشار نسبي اكسيژن موجب اثر انفعالي انقباض عروقي در رگ هاي كوچك
مي شود. با توجه به اين اثر، ازHBO در درمان آسيب دیدگاه هاي شديد مانند سوختگی هاي حرارتي و crush injuries استفاده مي شود.
د - اثر آنتي باكتريال
بيشتر مکانیزم هاي دفاعي ضد باكتري افراد وابسته به اكسيژن هستند و هر كاهشي در ميزان اكسيژن موجب به تأخير افتادن يا جلوگيري از پديده هاي فاگوسيتوز و تخريب ميكرو ارگانيزم هاي بيگانه توسط سلول هاي سفيد خون
مي شوند. برخي باکتری هايي كه تنها درمحیط هايي كه اكسيژن وجود دارد رشد مي كنند نمي توانند در محیط هاي با اكسيژن فشار بالا دوام بياورند.
ه - اثر آنتي ايسكميك
دو پديده به HBOT‌ اثرضد كم خوني مي بخشد:
• درمان با HBO به افزايش انحلال اكسيژن در پلاسما منجر مي شود.
• HBO الاستيسيته و همچنين قابليت تغيير شكل پذيري سلول هاي قرمز خون
را افزايش داده وآنها را قادر مي سازد تا به بافت هاي كم خون برسند.
اين دو مكانيزم سبب افزايش اكسيژناسيون و متابوليسم موضعي مي شوند.
و - اثر بهبود بخش
HBO‌ به رشد سلول هاي استخواني و ياخته هاي استخوان ساز و تسهيل سنتز كلاژن كمك مي كند . بنابراين HBOT در شرايطي مانند شكستگي ها ، راديو نكروز بافتي يا استخواني، گرافت ها فلاپ هاي پوستي و سوختگي هاي شديد مؤثر خواهد بود.