Криотерапия в России

Популярно о криотерапии

Специалистам

О преимуществах индивидуальных криотерапевтических кабин открытого типа (криосаун)

БАРАНОВ А.Ю.

РЕФЕРАТ

Лечебная практика показывает, что индивидуальные криосауны эффективней и безопасней групповых криокамер. Эти наблюдения имеют достаточные физические основания. Групповые системы не обеспечивают стабильного температурного режима. Значительная часть групповой процедуры проходит при температурах газа -90°С, что повышает потери теплоты и создает условия для опасного переохлаждения. Трудно собрать группу с одинаковой устойчивостью к холоду, поэтому эффективность групповой терапии всегда ниже. Индивидуальные криосауны последнего поколения разработаны с учетом истинных тепловыделений пациента. Их энерговооруженность в 5 раз превосходит показатели групповых кабин. Температура газа в криосауне достигает рабочего уровня за 10-15 с и не меняется до конца процедуры. Время контакта тела с криогенным газом в криосауне подбирается с учетом массы тела и анатомии пациента. Повышенная скорость движения газа в криосауне увеличивает продолжительность анальгетического действия. Индивидуальные криосауны выходят на режим за 5 минут, пропускают в час до 15 пациентов и непрерывно работают не менее 6 часов. Площадь размещения индивидуальной криосауны от 10 м2. Только в России ежегодно производится свыше 70 индивидуальных криосаун.

О ПРЕИМУЩЕСТВАХ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ КРИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ КАБИН ОТКРЫТОГО ТИПА (КРИОСАУН)

БАРАНОВ А.Ю.

В медицинских учреждениях России криотерапевтические установки появились значительно позже, чем в странах Европы. Только в 1997 году криотерапевтические установки российского производства были представлены на государственные технические испытания, а в 1998 году началась их клиническая апробация. Таким образом, лечебное применение общей криотерапии в России отстает от Германии и Польши на 10-15 лет. Несмотря на такое отставание к 2007 году на территории России действует свыше 150 установок для общей криотерапии, а сама процедура применяется практически во всех разделах медицины. Основой столь быстрого развития является глубокая теоретическая подготовка производства и применения криотерапевтических установок. Испытаниям 1997 года предшествовали 11 лет исследований и экспериментов, которые легли в основу двух диссертаций. Мощная теоретическая база позволила выбрать правильное направление развития криотерапевтической техники, обеспечила проектировщиков достоверной информацией о температурных и энергетических параметрах криотерапии. Продуктом научно-исследовательской деятельности стали надежные, компактные и производительные индивидуальные кабины открытого типа (см.рис. 1), за которыми закрепилось название криосауны.

Немаловажным преимуществом индивидуальных криосаун является беспрецедентно низкая стоимость, эти криотерапевтические установки в 10÷20 раз дешевле групповых систем. В результате в России сложилась уникальная ситуация на 150 действующих, отечественных криосаун приходится всего одна групповая установка импортного производства. Эта ситуация сложилась не только по экономическим причинам, основой предпочтения индивидуальных криосаун являются их очевидные лечебные преимущества над групповыми установками.

Температурный режим криотерапии. Разработанная в России физическая теория криотерапии определяет основные требования к технологии охлаждения поверхности тела криогенным газом [1]. Считается, что температура газа омывающего поверхность тела пациента должна составлять , а время охлаждения составляет около 3 минут. Эти взгляды разделяет значительное число практикующих врачей, как в России так и в Европе. Но, при этом опускается второе важнейшее требование к температурному –температура должна быть стабильна в течении всей процедуры (см.рис.2).

Рис. 2 Идеальный действительный температурный режим индивидуальной криосауны.

Исследования показали, что колебания температуры необходимо компенсировать увеличением продолжительности охлаждения, что повышает риск переохлаждения поэтому крайне нежелательно. Сравним по этому параметру процедуры в индивидуальной и групповой криосистеме.

Режим работы индивидуальной криосауны предельно прост. Пациента размещают в кабине, которую быстро, за 15÷20 с, заполняют криогенным газом с температурой . Через 180 с подачу газа прекращают, пациент выходит из криосауны сразу в помещение с нормальной температурой. В результате большую часть процедуры, 160 с из 180, пациент находится в идеальных температурных условиях (см.рис.2).

Рис. 3 Изменение температуры в камерах групповой криотерапевтической системы на разных этапах процедуры. (I- вход пациентов в шлюзовую кабину, II- выдержка пациентов в шлюзовой кабине (не рекомендуется), III- переход в основную кабину, IV- процедура, V- переход в шлюз, VI- пребывание в шлюзе, VII- выход из шлюза).

В групповой системе процесс охлаждения протекает в несколько этапов. Это связано с наличием вспомогательной (шлюзовой кабины) с температурой -60 °С. Через шлюзовую кабину пациенты проходят в основную камеру с температурой -130 °С. При входе пациентов шлюз заполняется атмосферным воздухом, температура в шлюзе резко повышается (см. рис.3 этап I). После герметизации дверей пациентов выдерживают в шлюзе до 30 с ( этап II), чтобы температура воздуха успела снизиться до -60 °С. Для увеличения эффекта следует сокращать подготовительную фазу, поэтому рациональней сразу переходить в основную камеру( этап III). При переходе в основную кабину проникает более теплый воздух из шлюза, поэтому температура в основной кабине резко повышается. В результате, пребывание в основной кабине (этап IV) начинается при температуре значительно выше -130 °С. Учитывая большой объем кабины и дополнительный приток теплоты от пациентов, температура в основной кабине достигает оптимального уровня только к концу этапа IV. На обратном пути пациенты опять попадают в объем с температурой выше оптимальной (см. рис.3 этапы V, VI и VIII). Колебания температуры в шлюзе и основной кабине приводят к тому, что большую часть времени кожа пациента контактирует с относительно теплым воздухом. На рис. 4 показана действительная температура воздуха, с которым контактирует поверхность тела на каждом из этапов. Для сравнения на том же рисунке приведен график температуры газа в индивидуальной криосауне.

Рис.4 Изменение температуры охлаждающего газа в групповых кабина и криосаунах.

Из рис. 4 видно, что температурный режим групповых систем коренным образом отличается как режима работы криосаун. Только малая часть процедуры (20÷30) с, проходит в оптимальных условиях. Мало того, приведенный на рис. 4 график является наилучшим для групповых криокабин. В действительности, из-за недостатка мощности системы охлаждения, в групповых системах на этапе IV восстановить температуру воздуха в основной кабине не удается, поэтому вся процедура проходит при температуре гораздо выше номинальной.

Опасность переохлаждения. Массовое применение индивидуальных криосаун в России дает большой объем информации о ходе лечения и его побочных эффектах. Отмечено, что процедуры выполненные с нарушением технологии, т.е. при температуре газа выше -100 °С, вызывают у пациентов ощущение озноба. Эти ощущения не свойственны процедурам при нормальной, более низкой температуре, они продолжаются довольно долго, до 6 часов, и часто переходят в простуду. Вероятность такого «простудного действия» криотерапии возрастает в летнее время. С физической точки зрения этот феномен объясняется тем, что при нарушении температурного режима процедуры, потери теплоты не снижаются, а наоборот возрастают. Изучение специальной литературы по физиологии гипотермии [5], позволило определить причину «простудного действия» криотерапии. Оказалось, что при нормальной температуре газа поверхность кожи, особенно в начале процедуры, теряет более 2000 Вт/м2 теплоты. С той же интенсивностью отводится теплота при падении в воду с температурой . Опасность переохлаждения в воде настолько часто возникала на пути эволюционного развития человека, что организм выработал специальную защитную реакцию. При падении в воду, когда интенсивность отвода теплоты с поверхности тела превышает 2000 Вт/м2 , изменяется схема кровообращения между кожей и центральной частью тела. Благодаря этому, кровь из холодных поверхностных слоев не поступает в центральные органы, а покровные ткани выполняют роль тепловой изоляции. Оказалось, что в индивидуальных криосаунах за счет быстрого снижения температуры в начале процедуры также происходит изменение схемы кровообращения. Именно поэтому криосауна не вызывает у пациента озноба и простудных явлений. Только в случае нарушения теплового режима, когда из-за высокой температуры газа интенсивность отвода теплоты недостаточно велика, защита от гипотермии не срабатывает. Организм в течении всей процедуры активно снабжает периферию тела кровью, что вызывает общее переохлаждение.

Если для индивидуальных криосаун «простудное действие» криотерапии является следствием нарушения нормального режима охлаждения, то в групповых криосистемах в его нельзя избежать принципе. График приведенный на рис. 4 наглядно показывает, что температура воздуха выше -100 °С держится практически всю процедуру. Судя по всему, практика групповой криотерапии давно навела врачей на мысль о том, что потери теплоты в групповой камере превышают допустимую норму, поэтому были разработаны различные приемы борьбы с переохлаждением. Пациентам групповых криокабин рекомендуют активно двигаться во время процедуры, в то время как в криосаунах пациенты могут стоять спокойно. Кроме того, при посещении групповых криосистем на пациентах с недостаточным «запасом теплоты», женщинах и детях, оставляют слишком много одежды (см. рис.5).

Рис. 5 Внешний вид пациентов групповой криокабины.

Площадь эффективного охлаждения составляет не более 30%, резко снижается эффективность, зато общая потеря теплоты не создает угрозы здоровью.

В индивидуальных криосаунах защищают только руки и стопы пациентов, остальная одежда необязательна. Соответственно велика площадь охлаждения, которая составляет не менее 85 % общей площади кожи. Применение индивидуальных криосаун обеспечивает сочетание высокого лечебного эффекта с полной безопасностью пациентов.

Учет индивидуальных особенностей пациентов. Теоретические исследования проведенные в России показали, что лечебный эффект процедуры достигается в заключительной части. Первые 100÷120 с затрачиваются на предварительное охлаждение кожи до температуры менее 2 °С, только после этого процедура переходит в эффективную фазу. Продолжительность этой фазы невелика 30÷60 с, затем нарастает опасность обморожения кожи, поэтому процедуру надо прерывать. Однако начало и продолжительность эффективной фазы определяются индивидуальными особенностями внешних слое тела пациента. Эти особенности связаны с огромным числом факторов. Массой тела, строением кожи, полом и возрастом пациента. Невозможно подобрать группы из 5 человек с одинаковым строением кожи. Если раньше считалось, что основную роль в способности субъекта переносить криотерапию играют масса тела и толщина жирового слоя, то в 2007 г. было доказано, что определяющая роль в этом вопросе принадлежит эпителию. Обладая высокой теплоемкостью и теплопроводностью, эпителий обеспечивает 64 % отведенной с поверхности тела теплоты, еще 34 % отдает при охлаждении жировой слой, а от центральной части тела поступает всего 3 %.

Рис. 6. Источники отводимой в ходе криотерапевтических процедур теплоты. (1-теплоемкость эпителия, 2- жировой слой, 3- центральная часть тела).

Рис. 6 показывает, что решающую роль в определении продолжительности процедуры играет теплоемкость кожи. Сходство массы тела не гарантирует сходства толщины эпителия. В результате в группе одному пациенту можно находится в криокамере не более 130 с, а у другого в этот момент только начинается эффективная фаза процедуры. Только индивидуальная криотерапия позволяет учесть все особенности строения субъекта.

Подводя итог выполненному сравнению групповой и индивидуальной криотерапии, можно однозначно утверждать, что благодаря стабильности температурного режима и возможности учета индивидуальных особенностей пациентов, индивидуальные криосауны многократно превосходят групповые системы по эффективности и безопасности. А с учетом экономических и технических преимуществ, конкуренция между индивидуальными и групповыми системами просто бессмысленна. Именно это соотношение определяет подавляющее преимущество индивидуальных криосаун в России. Аналогичные тенденции формируются и в Европе, где быстро распространяются криосауны российского производства и их копии.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Баранов А.Ю., Малышева Т.А. Приходько С.В., Бургмистрова Е.С. Выбор и обоснование технологии аэрокриотерапевтического воздействия // Известия СПбГУН и ПТ, 2003 г, №2
  2. Baranov A.Yu., Malycheva T.A. Simulation of human skin tissues' temperature field changes under cryotherapeutic effect // The VIII IIR International Conference Cryogenics, 2003.
  3. Баранов А.Ю., Малышева Т.А., Шлейкин А.Г., Ятманов А.Н., Коваленко И.М. Моделирование переноса теплоты при контакте покровных тканей теплокровных с криогенной газовой средой // Материалы XI Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ, том II, 2005.
  4. Баранов А.Ю., Баранов В.А., Малышева Т.А. Энергетические основы эффективности криотерапевтической аппаратуры // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация №2 М.: Медицина, 2005.
  5. Бартон А., Эндхолм О. Человек в условиях холода. - М.: Изд-во иностранной литературы, 1959. - 280 с.