Оптимизация технологий криогенной физиотерапии

Значение температуры рекомендованной для проведения криотерапии В различных источниках колеблется от −180 до −100 ˚С. Нередко выбор рабочей температуры определяется не физиотерапевтическими требованиями, а возможностями технологии криостатирования, так как температуру до −120 ˚С, можно обеспечивать компрессионными системами криостатирования.

Методы математического моделирования и физическая теория криотерапии позволяют оценить влияние температуры теплоносителя на результаты процедур. Диапазон выбора температуры теплоносителя составляет от -180 до –80 ˚С.

Вычисляемые параметры, единицы измерений	Температура теплоносителя, К
Вычисляемые параметры, единицы измерений	90	100	110	120	130	140	150	160	170	180	190
Продолжительность процедуры, с	43	57	74	96	124	159	193	200	208	216	225
Температура эпителия в конце процедуры, ˚С	-2	-2	-2	-2	-2	-2	-0,9	2,9	6,3	9,4	12,3
Температура мышечной ткани в конце процедуры, ˚С	36,7	36,6	36,6	36,5	36,4	36,2	36,0	36,0	36,0	36,0	36,0
Максимальный отвод теплоты с поверхности кожи в начале процедуры, кВт/ м²	5,9	5,0	4,2	3,5	3,0	2,5	2,1	1,9	1,6	1,4	1,2
Максимальный отвод теплоты от ярда тела в конце процедуры, Вт/ м²	57	58	60	65	75	95	115	113	110	107	104
Максимальное значение индекса гипотермического дискомфорта, К/с	3,7	3,2	2,7	2,3	2,0	1,7	1,5	1,3	1,1	0,9	0,8
Суммарное раздражающее действие на единицу поверхности кожного покрова, ерд/м²	92	119	153	196	251	325	118	32	19	13	11
Суммарный отвод теплоты с единицы поверхности кожного покрова за процедуру, кДж/ м²	278	310	340	374	407	446	462	416	373	333	296

Результаты эксперимента представлены в таблице 1 и на рисунках . Наибольшая величина суммарного раздражающего действия отмечается в варианте с температурой газа –130 ˚С и составляет 325 ерд/м² (см. рис.1). Результаты численного эксперимента хорошо согласуются с субъективными оценками, сравнивая результаты от посещения комплексов с азотными и компрессионными системами, пациенты отмечают качественную разницу в интенсивности и длительности позитивных последствий.

Температуры оптимального диапазона (от –150 до –130 ˚С) нельзя достичь в устройствах компрессионными охладителями. Производители установок с компрессионной системой криостатирования старательно обходят вопросы лечебной эффективности и строят свою рекламу на независимости от поставок жидкого азота. Однако физиотерапевтическая бесполезность автономных систем лишает перспективы это направление криотерапевтического приборостроения.

Полученный результат имеет четкие физические причины. Процедура протекает в два этапа, сначала обеспечивается снижение температуры поверхности эпителия до значений способных раздражать пороговые рецепторы, этот период назван подготовительным. По достижению на поверхности эпителия температур ниже 2˚С, охлаждение вызывает гиперболическую реакцию системы терморегуляции. Процедуры с температурой газа выше –120 ˚С не обеспечивают переход воздействия в стимулирующую фазу.

Учитывая выявленные различия целесообразно проклассифицировать процедуры которые считаются криотерапевтическими (см. табл. 2). Экстремальная криотерапия (ЭКТ) - процедуры с температурой газа менее −150 ˚С, они характеризуются меньшей эффективностью и значительным дискомфортом. Криогенная физиотерапия(КТ)– процедуры с температурой газа от −150 до −130 ˚С, отличаются высокой эффективностью и низким дискомфортом. Процедуры при температуре выше −130 ˚С, не вызывают гиперболического раздражения, и по действию аналогичны классической гипотермии. Эту группу характеризует понятие низкотемпературная газовая гипотермия(НТГТ) .

Рис. 1 Изменение физиотерапевтического эффекта (а) и финишных значений температуры наружной и внутренней границ оболочки тела в зависимости от температуры газа в криокамере

Приведенный анализ показывает, что технология проведения процедур, в частности выбор температуры газа и экспозиции контакта, оказывает определяющее влияние на лечебный результат

Характеристики низкотемпературных физиотерапевтических процедур

Наименование	Температура в кабине пациента, ˚С		Результаты охлаждения
	Температура в кабине пациента, ˚С		*S_рд, ерд/м²*		*k_гд* , *К/с*
	*max*	*min*	*max*	*min*	*max*	*min*
Экстремальная криотерапия	-180	-160	152	92	3,7	2,7
Криотерапия	-150	-130	325	196	2,3	1,7
Низкотемпературная газовая гипотермия	-120	-90	118	11	1,5	0,8

Оптимальную температуру теплоносителя технически трудно обеспечить в комплексах с компрессионной системой криостатирования, поэтому разработчики старательно обходят вопросы эффективности и строят свою рекламу на том, что их оборудование не зависит от поставок жидкого азота. Однако физиотерапевтическая бесполезность автономных систем лишает перспективы это направление криотерапевтического приборостроения. Исключение составляют автономные системы криостатирования, основанные на производстве и накоплении жидкого воздуха, которые способны обеспечивать оптимальную температуру в зоне криогенного физиотерапевтического воздействия.