МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ...
109
Transcript of МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ...
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УНИВЕРСИТЕТ ИТМО
Х МЕЖДУНАРОДНАЯ
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
КРИОТЕРАПИЯ В РОССИИ
(Санкт-Петербург, 18 мая 2017 года)
Материалы конференции
Санкт-Петербург
2018
2
УДК 615.832.9
ББК 53.54
К 82
Х Международная научно-практическая конференция «Криотерапия в
России». (Санкт-Петербург, 18 мая 2017 года): Материалы конференции. –
СПб.: Университет ИТМО, 2018. – 107 с.
ISBN 978-5-7577-0581-1.
В сборнике приведены материалы Х Международной научно-
практической конференции «Криотерапия в России», которые обобщают
результаты развития техники и технологии общей криотерапии в Европе.
Значительная часть материала относится к исследованиям, выполненным
в рамках диссертационных работ, поэтому представляет собой новейшие
ранее не публиковавшиеся данные.
Под редакцией: Баранов А.Ю., Шестакова О.А.
Университет ИТМО – ведущий вуз России в области информационных и
фотонных технологий, один из немногих российских вузов, получивших в 2009
году статус национального исследовательского университета. С 2013 года
Университет ИТМО – участник программы повышения конкурентоспособности
российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных
центров, известной как проект «5 в 100». Цель Университета ИТМО –
становление исследовательского университета мирового уровня,
предпринимательского по типу, ориентированного на интернационализацию
всех направлений деятельности.
Университет ИТМО, 2018
Авторы, 2018
3
ОГЛАВЛЕНИЕ Баранов А.Ю.
МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
«КРИОТЕРАПИЯ В РОССИИ» …………………………………………………...............
4
Пушкарев А.В., Савельева С.К., Шакуров А.В.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЩЕЙ КРИОТЕРАПИИ ПРИ
ИНТЕНСИФИКАЦИИ ВЫНУЖДЕННОЙ КОНВЕКЦИИ …………………………....
12
Новотельнова А.В., Асач А.В., Тукмакова А.С., Ережеп Д., Голубкова С.М.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОКРОВА ТЕЛА
ЧЕЛОВЕКА В ПРОЦЕССЕ ОБЩЕЙ КРИОТЕРАПИИ………………………………..
21
Хан М.А., Тальковский Е.М.
КРИОТЕРАПИЯ В ПЕДИАТРИИ…………………………………....................................
26
Панченко О.А., Свиридова З.В.
СОВРЕМЕННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД В ОЦЕНКЕ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЩЕЙ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ АЭРОКРИОТЕРАПИИ ПРИ
РЕВМАТОИДНОМ АРТРИТЕ………………......................................................................
31
Панченко О.А., Радченко С.М.
КРИОТЕРАПИЯ В РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ С СОСУДИСТОЙ
ПАТОЛОГИЕЙ……………………………………………………………………………….
34
Панченко О.А., Онищенко В.О., Кабанцева А.В., Сердюк И.А.
ОБЩАЯ ЭКСТРЕМАЛЬНАЯ АЭРОКРИОТЕРАПИЯ ПРИ ЭМОЦИОНАЛЬНО-
ВОЛЕВЫХ НАРУШЕНИЯХ И АСТЕНИЧЕСКОМ СИНДРОМЕ……………………
44
Панченко О.А.
МЕТОДОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО КРИОВОЗДЕЙСТВИЯ
В КОМПЛЕКСНОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПОСТСТРЕССОВЫХ РАССТРОЙСТВ ...
49
Кершенгольц Б.М., Крамарев Е.А., Лавров С.И.
НОВЫЕ СВОЙСТВА ПОРИСТОГО ТИТАНА ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ
КРИОМЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ…………………………………………….
55
Пальчикова Л.А., Яшков А.В.
ПАТОФИЗИОЛОГИЯ КРИОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ……………
61
Пальчикова Л.А., Каганова Т.И.
НЕИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КРИОТЕРАПИИ В
ПЕДИАТРИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ………………………………………………………..
67
Пальчикова Л.А., Яшков А.В.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ
РАЗЛИЧНЫХ ПОДХОДОВ В ЛЕЧЕНИИ ПСОРИАЗА ……………………………….
74
Соколова Е.В.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕДОГРЕТОЙ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ОТВОДА
ТЕПЛОТЫ ОТ ОБЪЕКТА КРИОХИРУРГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ…………
82
Левин М.Л., Малькевич Л.А.,
Волкова Е.Г.,
Маханек А.А.
ДИНАМИКА ГОРМОНАЛЬНОГО СТАТУСА СПОРТСМЕНОВ ПОД
ВЛИЯНИЕМ ОБЩЕЙ ГАЗОВОЙ КРИОТЕРАПИИ……………………………………..
89
Герасимович Н.В., Пухтеева И.В., Маханек А.А., Левин М.Л.
МЕХАНИЗМЫ ОКСИГЕНАЦИИ БИОТКАНЕЙ ПРИ ОБЩЕЙ ГАЗОВОЙ
КРИОТЕРАПИИ…………………………………………………….......................................
92
Левин М.Л., Маханек А.А.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА В
ХОЛОДНОЙ ВОДЕ И ПРИ ОБЩЕЙ ГАЗОВОЙ КРИОТЕРАПИИ…………………..
98
4
УДК 615.832.9, 616-7
МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
«КРИОТЕРАПИЯ В РОССИИ»
Баранов А.Ю.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных
технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург, Россия
Первая научно-практическая конференция «КРИОТЕРАПИЯ В РОССИИ» была
посвящена десятилетию клинического применения криотерапии в Российской Федерации и
прошла в мае 2008 года. Эта первая попытка собрать специалистов работающих в этом
относительно новом кластере физиотерапии оказалась достаточно удачной, так как
позволила оценить научные и практические достижения в техники и технологии области
общего криотерапевтического воздействия. Оказалось, что благодаря появлению доступного
по стоимости и простого в эксплуатации оборудования медицинские специалисты России не
только сформировали общее представление о практических возможностях криогенной
физиотерапии, но и начали серьезные научные исследования, которые впоследствии были
защищены в виде кандидатских докторских диссертаций. По итогам конференции был
выпущен первый сборник статей «КРИОТЕРАПИЯ В РОССИИ», в котором были
опубликованы 38 статей 54 авторов.
На конференции сделано 18 докладов, в которых излагались результаты научных
исследований и клинических наблюдений в различных сферах применения криотерапии.
Резюмируя содержание докладов, участники конференции отметили, что за 10 лет
клинического применения общей криотерапии в России в области техники, технологии и
медицинской методологии произошли кардинальные изменения [1]. Россия догнала страны
Евросоюза по обеспеченности криотерапевтическими оборудованием. В стране действует
около 200 криотерапевтических комплексов отечественного производства. Парк
криотерапевтических установок ежегодно возрастает на 25–30 %, число действующих
установок для ОКВ в Москве более 30, а в Санкт-Петербурге более 50. Практика применения
ОКВ подтвердила клиническую эффективность процедур при лечении ревматоидного
артрита, бронхиальной астмы, псориаза. Обнаружены новые показания к применению
криотерапии поллиноз, ожоги, переломы, травмы, гипертония, целлюлит, грыжа
межпозвонковых дисков, бесплодие, климактерический синдром и т.д. Полностью
подтвердилось утверждение о том, что ОКВ представляет собой неспецифическую,
универсальную методику, которая одинаково эффективна при лечении полярных патологий:
иммунодефицита и аллергии, гипертонии и гипотонии [2]. В период с 2000 по 2008 год
издано несколько методических пособий по лечебному применению ОКВ [2, 3, 4].
Значительная доля успехов национального проекта «КРИОТЕРАПИЯ В РОССИИ»
связана с доступностью отечественных аппаратов для ОКВ, которые оказались в 20–30 раз
дешевле зарубежных аналогов. Конкурентные преимущества российской аппаратуры
основаны на использовании принципиально нового подхода к реализации общего
криотерапевтического воздействия. Отечественные криотерапевтические аппараты
предназначены для реализации индивидуального воздействия, в то время как в странах
Западной Европы криотерапия реализовывалась в многоместных установках. Предпочтение
одноместным криотерапевтическим комплексам, которые в России реализуются под
торговым именем «криосауна», было отдано на основе глубокого научного исследования,
направленного на выбор и обоснование технологии ОКВ. В России впервые в мире была
5
предложена и обоснована теплофизическая теория криотерапии, сформулированы условия
гипотермической безопасности пациента, определены оптимальная температура в зоне ОКВ,
минимальная и максимальная продолжительность процедур [2, 3, 4]. Консолидация
профессиональных знаний соисполнителей проекта позволила априорно определить
наиболее перспективное направление развитие метода ОКВ, наладить производство
отечественной криотерапевтической аппаратуры, быстро преодолеть техническое и
методологическое отставание от признанных мировых лидеров в области применения общей
криотерапии ФРГ и Польши. Благодаря рациональной организации процесса научных
исследований, несмотря на отсутствие государственной поддержки проекта, к 2008 году
Россия стала мировым лидером в области техники, технологии и практики криотерапии.
Клинические аспекты криотерапии стали предметом серьезных научных исследований [7].
Успешное проведение первой конференции «КРИОТЕРАПИЯ В РОССИИ» и
особенно издание сборника трудов конференции [1], создали предпосылки для проведения
аналогичной конференции в 2009 году. В этом году конференция приобрела международный
статус, так как в ее работе приняли участие специалисты из Белоруссии, Украины, Латвии и
Литвы.
Белорусские специалисты впервые сделали доклад по применению
криотерапевтических технологий в спорте высших достижений (М.Л. Левин, В.Л. Драгун,
О.А. Ярошевич, Особенности общей криотерапии при различных температурах
охлаждающих агентов [8] (стр. 71-76). Впервые были доложены результаты клинических
наблюдений применения общей криотерапии при лечении ревматоидного артрита (Л.А.
Малькевич, Особенности применения общей аэрокриотерапии в комплексном лечении
больных ревматоидным артритом [8] (стр. 137-139). Представители Институт тепло- и
массообмена имени А.В. Лыкова НАН Беларуси представили доклад о теплофизических
аспекта общего криотерапевтического воздействия (А.А. Маханек, В.Л. Драгун, М.Л. Левин,
Исследование влияния факторов теплообмена при криотерапии на температуру кожи
человека, [8] (стр. 80-103).
Представители Украины рассказали об опыте восстановительного
криотерапевтического лечения (Е.В. Чугуй, Д.Д. Мельник, В.Э. Гюнтер, Возможности
криотерапевтического воздействия на мягкие ткани при коррекции врожденной косолапости
у детей [8] (стр. 121-126) и успешном применении метода общей криотерапии в борьбе с
осложнениями сахарнго диабета (А.А. Маевский, Г.В. Новик, В.И. Мартюк, И.В. Татарчук,
Т.С. Татарчук, Первичная профилактика поражений нижних конечностей при сахарном
диабете [8] (стр. 77-79).
Информация украинских специалистов нашла подтверждение в докладе российского
автора (М.Л. Асланов, Опыт применения экстремальной аэрокриотерапии аппаратом
КАЭКТ-01-«КРИОН» в комплексном лечении диабетической полинейропатии [8] (стр. 40-
45). К сожалению эти, без преувеличения, революционные доклады до сих пор не получили
широкого внедрения клиническую практику лечения СД. Возможно это связано со
сложившимся стереотипом о неизлечимости СД. Практикующие врачи просто не могут
принять информацию о том, что общепринятый постулат может быть преодолен
немедикаментозным физиотерапевтическим лечением.
На конференции 2009 впервые прозвучали доклады авторов будущих диссертаций по
общей криотерапии С.К. Галановой, А. В. Савельевой, С.Э. Бугаян, Д. Н. Елисеева, которых
была показана эффективность общей криотерапии при лечении начальных нарушений
мозгового кровообращения, ожирения и гипертензии.
Были доложены материалы показывающие эффективность криотерапевтического
лечения в травматологии (А.Ю. Баранов, А.Н. Россошанский, А.В. Апрелева, Опыт
амбулаторного применения общей криотерапии для постравматической реабилитации [8]
(стр. 26-39) и психиатрии (В. Шурыгин, Ю.А. Родин, Опыт применения общей
аэрокриотерапии (ОАКТ) в психиатрии [8] (стр. 117-118). Тенденция постоянного
расширения списка показаний к применению общей криотерапии была поддержана
6
докладом об успешном применении криотерапии при реабилитации после инсультов и
инфарктов в системе санаторного лечения (И.П. Колесниченко, А.А. Охотникова, Опыт
применения общей аэрокриотерапии в санатории «СЕВЕРНАЯ РИВЬЕРА» [8] (стр. 140-143).
Важнейшим результатом конференции 2009 года можно считать принятие решения о
ежегодном сборе специалистов в области техники и технологии общей криотерапии.
Конференции «Криотерапия в России 2010» прошла 14 мая 2010 года. Было
заслушано 17 докладов по вопросам клинического применения и технических аспектам
общего криотерапевтического воздействия. Впервые появились сообщения с участием
авторов из разных стран (Баранов А.Ю., Кирьянова В.В., Левин М.Л., Общая криотерапия -
универсальный метод немедикаментозного обезболивания, [9] (стр. 29-31 и А.Ю. Баранов,
Левин М.Л., Максимов А.В., Экспериментальная оценка эффективности аппаратов для
локальной криотерапии [9] (стр. 32-41). Связи, установленные в рамках предыдущей
конференции, стали основой международного научного сотрудничества.
В своих выступлениях докладчики наметили направления дальнейшего расширения
использования общей криотерапии в клинической практике и спортивной медицине.
Описаны результаты наблюдений эффективности криотерапии в лчении заболеваний
опорно-двигательного аппарата (В.М. Дорничев, А.А. Охотникова, Опыт применения общей
аэрокриотерапии у больных с заболеваниями опорно-двигательного аппарата в санатории
«СЕВЕРНАЯ РИВЬЕРА», [9] (стр. 17-19). Впервые изложена концепция внедрения
криотерапевтического воздействия «запретную» для физиотерапии область – онкологию
(Кияшко М.Н., Перспективы использования криотерапии в онкологии, [9] (стр. 59-63).
Прозвучали доклады посвященные развитию теоретических аспектов применения общего
криотерапевтического воздействия (А.А. Маханёк, М.Л. Левин, В.Л. Драгун, Критические
коэффициенты теплообмена для безопасного проведения общей газовой криотерапии, [9]
(стр. 27-48, Асланов М.Л., Нейрофизиологические аспекты лечебного действия общей
аэрокриотерапии, [9] (стр. 71-72, Л.А. Пальчикова, Патогенетическое обоснование
использования метода общей криотерапии в лечении метаболического синдрома, [9] (стр. 49-
56).
Анализ докладов конференции показывает, что теоретические материалы часто
находят практическое подтверждение материалах описывающих клинические наблюдения
независимых исследователей, в частности доклад Л.А. Пальчиковой (Тольятти) хорошо
согласуется с докладом В.В. Шматалюка (Владивосток) (В.В. Шматалюк, Метаболический
синдром. Клинический случай, [9], (стр. 57-58).
В докладах 7 преподавателей и аспирантов СПб ГУНиПТ были изложены
технические вопросы развития аппаратуры для общего криотерапевтического воздействия.
В сборник трудов конференции включены авторефераты докторской диссертации
Елисеева Д.Н. на тему, Факторы физической природы в комплексном лечении больных
ишемической болезнью сердца и гипертониче-ской болезнью [9], (стр. 122-159), а также двух
кандидатских диссертации Галановой С.К., Клинико-физиологические эффекты общей
аэрокриоте-рапии при начальных проявлениях недостаточности кровоснабжения мозга у
ветеранов современных военных конфликтов [9], (стр. 160-186) и Кужеливского И. И.,
Лечение переломов длинных трубчатых костей у детей с использованием локального
криовоздействия [9] (стр. 187-215). Авторы диссертаций ранее участвовали в работе
конференций «Криотерапия в России».
Наибольший вклад в работу конференции внесли сотрудники трех организаций
СПбГУ низкотемпературных и пищевых технологий, СПб МА последипломного
образования и Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова НАН Беларуси.
IV международная научно-практическая конференция «Криотерапия в России»
прошла 12 мая 2011 года. В связи с участием в работе конференции группы специалистов из
National Institute of Sport, Expertise and Performance (INSEP, http://www.insep.fr/), Париж,
Франция, заседание впервые прошло на внешней площадке, в зале для конференций отеля
7
«Novotel Санкт-Петербург Центр». Французские доложили результаты своих наблюдений в
области спортивного применения общей криотерапии.
С 2011 года постоянными участниками конференции стали сотрудники Научно-
практического медицинского реабилитационно-диагностического центра Министерства
здравоохранения Украины (http://www.rdc.org.ua/). Руководитель центра заслуженный врач
Украины, д.м.н., д.ф., профессор Панченко О. А. представил новую сферу применения общей
криотерапии - психофизиологию. В своем докладе украинские специалисты рассказали об
опыте реабилитации пациентов после стрессовых ситуаций техногенного характера (О.А.
Панченко, В.О. Онищенко, Комплексный анализ влияния ультранизких температур на
психофизиологическое состояние организма человека [10] (стр. 83-96). Наиболее широко в
докладах была представлена спортивная тематика, ей посвящены 5 статей сборника трудов
конференции [10]. В докладе сотрудников Университета ИТМО ([10] (стр. 12-16)
предпринята попытка сформировать стратегию использования методики WBC в работе со
спортсменами высшего уровня. Отмечено, еще не создано методическое обеспечение для
массового применения криотерапевтических систем на уровне сборных команд. На
преодоление проблем ложного представления о механизме достижения позитивного
эффекта. Особенности технического обеспечения использования методики WBC в
спортивной медицине проанализированы в следующей работе сотрудников Университета
ИТМО [10] (стр. 21-25). Показано, что одноместные устройства для WBC в наибольшей
степени соответствуют условиям тренировочного процесса.
Представители ИТМО им. А. В. Лыкова НАНБ и Республиканский Центр спортивной
медицины Белоруссии [10] (стр. 32-42) выступили с совместным докладом о влиянии WBC
на иммунный статус спортсменов. В работе показано, что использование многократных
сеансов WBC в тренировочном процессе позволяет компенсировать снижение иммунного
статуса спортсменов на фоне высоких физических нагрузок.
Белорусские исследователи обосновали целесообразность использования в
тренировочном процессе локальной криотерапии [10] (стр. 43-49), а также рассказали о
влиянии массогабаритных и возрастных показателей спортсменов на результаты WBC [10]
(стр. 50-61). С 2011 года присутствие спортивной тематики в программах докладов стало
постоянным признаком конференции. В немалой степени этому способствовали подготовка к
Универсиаде в Казани и Зимней олимпиаде в Сочи.
V международная научно-практическая конференция «КРИОТЕРАПИЯ В РОССИИ»
прошла 17 мая 2012 года. В связи с участием в конференции иностранных докладчиков
местом проведения заседаний был избран отель «IBIS» (Санкт-Петербург, Лиговский
проспект, 54).
Иностранные участники конференции представляли Беларусь, Украину, Латвию и
Францию. К сожалению, три доклада французских специалистов посвященные практике
использования WBC тренировочном процессе не были представлены в письменном виде и в
сборник трудов конференции не вошли. Из-за этого между содержанием очной дискуссии и
печатным изданием существует существенное различие. На конференции спортивная
тематика была основным мотивом выступлений, так как наряду с сотрудниками INSEP
(Париж) спортивную тему развивали в своих докладах представители Белоруссии и
Университета ИТМО. Существенное место в сборнике трудов конференции занимают
материалы авторов из Нижегородской медицинской академии, которые наряду с основной,
криотерапевтической тематикой, сообщили большой объем актуальной информации по
разрушающим криогенным воздействиям на биологические объекты.
Белорусские ученые представили результаты термографического обследования
спортсменов до и после сеанса WBC в многоместном криотерапевтическом устройстве [11]
(стр. 64-69). Это материал стал предметом дискуссии на конференции, так как температура
кожного покрова после процедуры оказалась неожиданно высокой и на всех участках тела не
опустилась ниже 14 оС. Авторы из Белоруссии представили революционные материалы о
влиянии WBC на процесс детоксикации, в частности на скорость вывода из крови
8
спортсменов молочной кислоты [11] (стр. 70-74). Приведенные в докладе банные раскрыли
новую сферу спортивного применения WBC. Представления о возможности криогенного
лечения в спорте значительно расширил доклад тех же авторов о результатах
кардиоритмогафического обследования академических гребцов в ходе тренировок [11] (стр.
75-82).
В 2012 году на конференции выступило 3 докладчика из РДЦ МЗ Украины, которые
сделали 4 сообщения о результатах клинического применения многоместных аппаратов для
WBC при решении задач реабилитационного плана. В целом на долю украинских авторов
пришлось почти 40 % статей опубликованных по итогам конференции [11] (стр. 108-115,
116-129, 130-138, 139-149, 186-188). Под руководством д.м.н. профессора Панченко О.А. на
Украине сформировалась национальная научная школа WBC лечения.
VI международная научно-практическая конференция «КРИОТЕРАПИЯ В РОССИИ»
прошла 16 мая 2013 года. Местом проведения конференции был выбран зал конференций
«Александр Блок» отеля «Введенский» (Большой проспект П.С. д. 37). На конференции было
заслушан 21 докладов. Традиционно доминировали авторы из России (58 %), Украины (19
%), Беларуси (14 %). Впервые был представлен доклад из Испании.
В сборник трудов конференции вошли 11 научных статей участников конференции.
Кроме этого в сборнике «Криотерапия в России 2013» были опубликованы авторефераты 4
кандидатских диссертаций посвященных различным аспектам применения технологии WBC.
Примечательно, что из трех диссертаций медицинского профиля Бицадзе Г.М., Глушков
В.П., Гусеница С.Г., две работы (Бицадзе Г.М. и Гусеница С.Г.) связаны с Ростовским
государственным медицинским университетом, где ранее по теме криотерапии Елисеевым
Д.Н. была защищены докторская диссертация, а чуть позднее под руководством Елисеева
Д.Н. кандидатскую диссертацию защитила Бугаян С.Э.
Елисеев Д.Н., первый в России д.м.н. получивший степень за работу по клиническому
применению криотерапии для лечения гипертензии [7], создал условия для организации
многоплановых исследований клинических возможностей криотерапии.
Особое значение для практической WBC медицины имеет диссертация Глушкова
В.П., которая была посвящена лечению ревматоидного артрита. Удивительно, что работа
Глушкова В.П. появилась на свет спустя 15 лет после начала клинического применения
технологии разработанной специально для лечения этого тяжелого аутоиммунного
заболевания. Более того, проект «Криотерапия в России» был основан при участии главного
ревматолога Ленинграда д.м.н., профессора Губачева Ю.М.
Известная из литературы эффективность использования WBC технологии для
восстановительного лечения ревматоидного артрита была подтверждена еще в 1998 году, в
первые дни эксплуатации отечественных криосаун в городской больнице № 32 Санкт-
Петербурга. Несмотря на это потребовалось 15 лет для того чтобы российские ревматологи
закончили исследования посвященные практике криотерапевтического лечения. Причем для
исследований были использованы не отечественные криотерапевтические аппараты,
морально устаревшее и неэффективное оборудование из Германии. Из-за неудачного выбора
криотерапевтического оборудования, автором диссертации получены результаты, которые
подтвердили многочисленные утверждения о неэффективности многоместных аппаратов для
WBC.
На второй конференции (2009 г.) доцент кафедры медицинской реабилитации и
физиотерапии Белорусского государственного медицинского университета Л. А. Малькевич
в своем докладе «Особенности общей аэрокриотерапии в комплексном лечении больных
ревматоидным артритом», показала, что цикл из 10 процедур WBC выполненных в
одноместных установках российского производства, обеспечивают пациентам не менее 11
месяцев ремиссии. В работе Глушкова В.П. [12] (стр. 116-139) показано, что групповая WBC
обеспечивает ремиссию продолжительностью до 4 месяцев, т.е. в 3 раза меньше чем в
одноместных установках. И сегодня, спустя почти 20 лет успешной клинической практики
WBC в России, лечение суставов криотерапией предлагают только частные клиники.
9
Государственная ревматологическая служба продолжает игнорировать единственный
эффективный метод помощи пациентам с заболеваниями опорно-двигательного аппарата.
Среди работ вошедших сборник трудов конференции 2013 года, особое место занимает
работа сотрудников Университета ИТМО, в которой показано, что лабораторные крысы из-
за малой массы тела не могут использоваться в исследованиях эффектов WBC [12] (стр. 19-
30). Это исследование было выполнено для того, чтобы приостановить многочисленные
попытки экспериментов на лабораторных, которые предпринимались на Украине и в
Польше.
VII международная научно-практическая конференция «КРИОТЕРАПИЯ В
РОССИИ» прошла 15 мая 2014 года на территории Университета ИТМО. Иностранные
участники конференции традиционно были представлены гражданами Белоруссии, Латвии и
Украины. Белорусские ученые представили результаты исследований в области спортивной
медицины. В частности материалы о влиянии процедур WBC на состав крови [13] (стр. 28-
35) и на состояние здоровья спортсменов старшей возрастной группы [13] (стр. 36-44).
Кроме этого были изложены новые подходы к организации вычислительных экспериментов
в области WBC технологии [13] (стр. 45-55).
Группа украинских исследователей под руководством д.м.н., профессора Панченко
О.А. изложила свои взгляды на методологию применения WBC в клинических
исследованиях и реабилитации [13] (стр. 86-96), сообщила новые данные об использовании
WBC при лечении артроза сочетаного с межпозвонковым остеохондрозом [13] (стр. 99-103)
и астено-невротического синдрома [13] (стр. 104-111).
В сборнике трудов конференции опубликованы статьи еще двух медицинских
специалистов получивших степень к.м.н. за исследования по клиническому применению
метода WBC. Автор диссертации по использованию WBC для лечения ожирения, Бугаян
С.Э., сообщила новую информацию о динамике изменения массы тела и уровня лептина у
больных ожирением [13] (стр. 15-22), а Карпова А.В. привела материалы своего
исследования по оценке эффективности криотерапии в комплексном лечении псориаза [13]
(стр. 78-85).
Нельзя не отметить, что практика клинического применения отечественных аппаратов
для WBC в лечении отдельных патологий, значительно опережает профильные
диссертационные исследования. Эффективность WBC при лечении псориаза была
подтверждена еще 1998 году. Более того, именно псориаз является общепризнанным
показанием к применению WBC, в то время как значительная часть ревматологов запрещает
своим пациентам криогенное лечение. Но, до защиты диссертации по применению
криотерапии в лечении кожных заболеваний с 1998 года прошло 15 лет.
VIII МНПК «Криотерапия в России 2015» прошла 14 мая 2015 года в корпусе
Университета ИТМО по ул. Ломоносова 9. Отличительной особенностью этой конференции
стала большая доля докладов ученых из Украины. Всего на конференции было сделано 20
сообщений, 9 из которых сделали украинские специалисты. Наряду с традиционными
участниками из института проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины (г.
Харьков) и РДЦ МЗ Украины (г. Константиновка), 6 докладов представили специалисты
Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького под руководством
д.м.н. Чугуй Е.В. Учитывая непростую ситуацию на Украине и особенно в Донецкой
области, активная научная деятельность украинских специалистов получила горячее
одобрение от участников конференции.
На традиционно высоком научном уровне были сделаны доклады представителей
Белоруссии. В этот раз докладчики из ИТМО АН Белоруссии представили результаты
анализа достоверности математических моделей объекта WBC с сосредоточенными и
распределенными параметрами, изложили результаты исследований по влиянию WBC на
уровень самоконтроля спортсменов и структурно-функциональные характеристики
тромбоцитов крови.
10
С 2015 года в работе конференции стали регулярно участвовать представители
кафедры Э-4 МГТУ имени Н.Э. Баумана, которые доложили результаты математических
экспериментов по моделированию последствий WBC.
IХ международная научно-практическая конференция «Криотерапия в России»
прошла 12 мая 2016 года на территории Университета ИТМО. Конференция была посвящена
тридцатилетию проекта «Криотерапия и России». Несмотря на это, материалы докладов
показали, что в вопросах клинического применения метода WBC научная общественность
России по-прежнему находится в периоде накопления информации. На это указывает
многообразие тем докладов описывающих клиническую практику WBC.
Несмотря на многолетнюю практику лечебного применения криотерапии,
представители института проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины
представили доклад о результатах WBC экспериментов с лабораторными крысами [14] (стр.
44-55). В материалах предыдущих конференций было показано, что подобные эксперименты
бессмысленны, так как масса тела крысы недостаточна для формирования WBC эффекта, а
любые результаты наблюдений на крысах крайне трудно интерпретировать применительно к
организму человека. Эксперименты с лабораторными животными оправданы на этапе
доклинических исследований, так как позволяю обнаружить и исключить опасные для
здоровья пациентов режимы воздействия. Но к 2016 году, вопросы о безопасной WBC
технологии были уже решены теоретически, а сама технология прошла многолетнюю
клиническую проверку. Более того, практика WBC экспериментов с лабораторными крысами
показала, что при безопасных для пациентов сочетаниях температуры газа и
продолжительности процедур, крысы погибают от переохлаждения внутренних органов [15].
Очевидно, что принципиальные разногласия могут быть преодолены только в очной
или заочной дискуссии заинтересованных специалистов, а условия для такого обсуждения
создает регулярная конференция. В качестве позитивного примера расширенной дискуссии
по теплофизическим аспектам WBC можно заочную привести полемику представителей трех
технических школ: Университета ИТМО (СПб), ИТМО АН Белоруссии (Минск) и МГТУ им.
Н.Э. Баумана, которые предлагают разные подходы для развития и расширения практики
численных исследований переноса теплоты в процессе WBC. В сборнике трудов
конференции присутствуют три подобных работы [14] (стр. 20-28, 56-61, 119-121).
В сборнике трудов конференции присутствуют сразу три статьи сотрудников одного
из старейших центров WBC России – «Клинике холода «Виталонг» г. Тольятти [14] (стр. 64-
67, 68-70, 71-76), в которых главный врач клиники Пальчикова Л.А. совместно с соавторами
описывает не только клинический опыт, но и бизнес идей связанные с использованием WBC
в частных клиниках России. Деятельность «Клиники холода «Виталонг» в области
практической криотерапии позволила получить наиболее значимые со статистической точки
зрения, данные о клинической эффективности метода. В некоторых статьях Пальчиковой
Л.В. приводятся результаты наблюдений за тысячами пациентов и в течение нескольких лет!
В сборнике трудов конференции достаточно представлена клиническая практика
WBC. Группа белорусских авторов при участии Л.А. Малькевич, М.Л. Левина написала
статью о лечении пациентов с псориатическим артритом, которая особенно ценна тем, что
российские ревматологи по-прежнему сторонятся технологии WBC [14] (стр. 29-34). Кроме
этого белорусские ученые опубликовали работу по иммунным эффектам WBC [14] (стр. 35-
43).
Х международная научно-практическая конференция «Криотерапия в России» прошла
в Университет ИТМО 18 мая 2017 года. Эта конференция завершила десятилетний цикл и
положила начало расширению международной аудитории научного форума. Параллельно
работе конференции в международном институте холода (IIR), была создана рабочая группа
по развитию метода WBC, с которой оргкомитет конференции наладил контакт и согласовал
совместные действия. Учитывая то, что в 2018 году исполнится 20 лет клиническому
использованию отечественных аппаратов для WBC, члены рабочей группы IIR получили
11
приглашение принять участие в работе ХI конференции, которая, вероятнее всего, в 2018
году получит, новое название.
На конференции произошло знаменательное событие, в своем докладе представитель
ИТМО АН Белоруссии М.Л. Левин отметил, что в рамках численных исследований на
математических моделях объекта WBC получены новые данные об оптимальном уровне
температуры, которые в значительной степени совпадают с рекомендациями,
сформулированными в работах сотрудников Университета ИТМО.
В конференции 2017 года активно поучаствовали представители РДЦ МЗ Украины,
которые ведут программу исследований эффектов WBC под руководством д.м.н.,
профессора Панченко О.А. Выступая дистантно, они сделали три доклада: о методах
использования WBC в реабилитации постстрессовых расстройств, пациентов с сосудистыми
патологиями, при эмоционально-волевых нарушениях и астеническом синдроме.
Отличительным признаком Х конференции стало широкое участие в ней молодых
ученых теплофизиков из Университета ИТМО и МГТУ им. Н.Э. Баумана, которые работают
в области техники WBC и криохирургических технологий. Особенностью этих работ
является широкое использование методики вычислительного эксперимента и построение
объемных моделей объектов исследований.
Список литературы 1. Криотерапия в России: Материалы I международной научно-практической конференции.
– СПб.: СПб ГУН и ПТ, 2008 135 с.
2. Максимов А.В., Кирьянова В.В., Аэрокриотерапия практическое применение // Сб.
научных трудов "Медицинская криология". 2001 № 2. - Н. Новгород.
3. Криогенная аэрокриотерапия в современной медицине, практическое пособие, под. ред.
Чернышева И.С., М., Медкрионика, 2008 г., 30 с.
4. Пономаренко Г.Н., Середа В.П., Баранов А.Ю., Волкова Л.П., Общая аэрокриотерапия
больных бронхиальной астмой, пособие для врачей, ВМедА, 2005, 12 с.
5. Трубников С.Н. Повышение энергетической эффективности индивидуальных
криотерапевтических систем : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.03, 01.04.14/
Трубников Сергей Николаевич. СПб, 2003,- 175 с.
6. Малышева Т.А. Выбор и обоснование параметров технологического процесса
криотерапевтического воздействия : дис. ... канд. техн. наук : 05.04.03, 01.04.14 /Малышева Татьяна
Алексеевна. СПб., 2007 154 с.
7. Елисеев Д.Н., Факторы физической природы в комплексном лечении больных
ишемической болезнью сердца и гипертонической болезнью: автореф. дисс… д-ра. мед. наук:
14.00.05 /Елисеев Дмитрий Николаевич. Ростов-на-Дону, 2007,-45 с.
8. Криотерапия в России: Материалы II Международной Научно-практической
конференции / Под общ. ред. проф. А. Ю. Баранова. — СПб.: СПбГУНиПТ, 2009 — 192 с.
9. Криотерапия в России: Материалы III Международной Научно-практической
конференции / Под общ. ред. проф. А. Ю. Баранова. — СПб.: СПбГУНиПТ, 2010 — 216 с.
10. Криотерапия в России: Материалы IV Международной Научно-практической
конференции / Под общ. ред. проф. А. Ю. Баранова. — СПб.: СПбГУНиПТ, 2012 — 141 с.
11. Криотерапия в России: Материалы V Международной Научно-практической
конференции / Под общ. ред. проф. А. Ю. Баранова. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2012. – 199 с.
12. Криотерапия в России: Материалы VI Международной Научно-практической
конференции / Под общ. ред. проф. А. Ю. Баранова. – СПб.: НИУ ИТМО ИХ и БТ, 2013. – 180 с.
13. VII Международная научно-практическая конференция «Криотерапия в России». (Санкт-
Петербург, 15 мая 2014 года): Материалы конференции. – СПб.: Университет ИТМО, 2015. – 161 с.
14. IХ Международная научно-практическая конференция «Криотерапия в России». (Санкт-
Петербург, 12 мая 2016 года): Материалы конференции. – СПб.: Университет ИТМО, 2017. – 139 с.
12
УДК 615.832.9, 616-7
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЩЕЙ КРИОТЕРАПИИ
ПРИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ВЫНУЖДЕННОЙ КОНВЕКЦИИ
Пушкарев А.В., Савельева С.К., Шакуров А.В.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, г. Москва, Россия
Общая криотерапия как клинический метод безлекарственного лечения и
профилактики заболеваний стала широко официально применяться в медицине с 1980-х
годов. С тех пор были спроектированы и введены в эксплуатацию различные
криотерапевтические установки, которые по способу организации процедуры можно
разделить на несколько типов: индивидуальные азотные криобочки, закрытые криокапсулы,
индивидуальные и групповые криокабины. Несмотря на разнообразие применяемых
криотерапевтических установок, существует ряд проблем, решение которых необходимо для
проектирования более эффективного и экономичного оборудования. Среди них: (а)
необходимость осуществления контроля температуры тела во время процедуры; (б)
недостаточная точность организации дозирования воздействия; (в) высокий градиент
температур по высоте кабины; (г) высокая себестоимость процедуры и др.
Для их решения в рамках исследований теплообмена при криотерапевтической
процедуре предлагались различные конструкции криосаун, например: с интенсификацией
радиационного теплообмена [1, 2], с горизонтальным расположением пациента [3]. Такие
схемы позволяют решить только часть описанных выше проблем. Также одной из схем
криотерапевтической установки является криокамера с повышенной температурой воздуха и
интенсификацией вынужденной конвекции за счет применения вентиляторов (рис. 1) [4, 5].
Это индивидуальная криосауна, холод в которой генерируется в холодильной машине,
испаритель которой расположен за фальшь-потолком над головой пациента. Воздух,
охлажденный в испарителе, поступает между стенками кабины к вентиляторам, где
ускоряется и обдувает тело пациента. Затем он поступает обратно к испарителю.
Рисунок 1. Внешний вид исследуемой схемы криотерапевтической установки [4]
13
Такая схема криотерапевтической установки потенциально может решить
одновременно несколько проблем: (а) контроль температуры поверхности тела пациента
можно осуществлять за счет использования бесконтактных датчиков температуры
(пирометров), что, как показал ряд экспериментов, затруднительно провести в азотных
установках из-за уменьшения «видимости» прибора при наличии инея в воздухе; (б)
интенсивность регулируется изменением частоты вращения вентилятора, т.е. скорости
набегающего на кожу потока; (в) повышенная температура воздуха и направленный обдув
отдельных областей кожи пациента могут позволить осуществлять более равномерное
охлаждение поверхности тела пациента и избежать существенного влияния на
эффективность и безопасность процедуры градиента температур по высоте камеры. Кроме
того, повышение температуры воздуха выше минус 40 °С позволит существенно уменьшить
стоимость процедуры за счет применения одноступенчатой парокомпрессионной
холодильной машины.
Однако теплообмен в данной схеме криотерапевтической кабины исследован
недостаточно подробно. Необходимо провести теоретические и экспериментальные
исследования охлаждения, оценить возможность получения необходимой для достижения
полезного эффекта температуры поверхности тела пациента в конце процедуры, определить
необходимые режимы охлаждения в установке. Для этого было проведено математическое
моделирование теплообмена тела пациента с воздухом в камере при различных значениях
температуры и скорости воздуха. Расчетная программа разработана в среде Delphi 7.
Описание программы расчета
Целью расчета являлось определение динамики изменения температуры поверхности
кожи пациента при криотерапевтической процедуре при задаваемых температуре и скорости
воздуха.
Целевыми областями в расчете выбраны спина и живот, как основные участки тела,
обдуваемые потоком воздуха в установке (рассчитываются отдельно). Геометрически эти
области представлены многослойной моделью (кожа, жир, мышцы) с различными
теплофизическими свойствами, подобно модели в [6]. Расчет выполнен для элемента
биоткани единичной площади dydz с шагом по глубине dx и по времени dt (рис. 2).
Теплофизические свойства биоткани, такие как теплопроводность λ, плотность ρ,
теплоемкость cp и усредненная величина объемных тепловыделений qv, в различных слоях
были взяты из литературных данных [6, 7, 8].
Рисунок 2. Геометрическая модель расчета
Входными данными для расчета являлись: температура охлаждающей среды Tair,
скорость набегающего потока у поверхности кожи Vair, расчетное время процедуры,
начальная температура кожи пациента T0, а также его физические параметры: рост, вес,
обхват талии (необходимы для определения толщины покровных и жировых тканей
конкретного пациента в зависимости от индекса массы тела [9], а также для уточнения
критериальной задачи при определении числа Нуссельта). В случае необходимости эти
параметры можно задать вручную.
14
В расчетах были приняты следующие допущения:
- температура среды постоянна по всему объему камеры и в течение всего времени
процедуры;
- задаваемая в расчете скорость воздуха равна по модулю полной средней скорости
набегающего на поверхность тела потока без учета зоны торможения δ и направлена условно
перпендикулярно поверхности обдува;
- теплофизические свойства биоткани изотропны;
- теплопроводность биоткани является функцией температуры в области расчета
(исключающей наличие фазового перехода);
- теплоемкость биоткани в расчетной области температур является постоянной
величиной;
- тепловыделения приняты объемными величинами qv, усредненными по слоям
мышечной ткани и кожи, по литературным данным: кожа – 10,06 Вт/кг; жир – 0 Вт/кг;
мышцы - 6,99 Вт/кг [6];
- начальное распределение температур [6]: температура меняется от T0 до 37 °С
внутри слоев «кожа» и «жир» пропорционально λ слоя.
Программа позволяет вести расчет охлаждения пациента в условиях естественной и
вынужденной конвекции. Расчет естественной конвекции выполнен для определения
степени повышения интенсивности охлаждения при наличии вынужденного движения
воздуха.
Основным уравнением для расчета является классическое биотепловое уравнение,
записанное в форме конечно-разностной схемы:
vi
ji
ji
ipi
ji
ji q
dx
c
dtTT 121
, (1)
где T – температура расчетного элемента, К; i, j – текущей слой сетки разбиения по
координате и времени; dx, dt – шаг по координате и времени соответственно, с; cp, ρ –
теплоемкость и плотность биоткани текущего слоя; q2, q1 – удельный тепловой поток от
следующего элемента (i+1) к текущему i, и от текущего к предыдущему (i-1) соответственно.
Тепловой поток q2 записывается во всех случаях следующим образом:
dx
TTq
ji
ji
i
112 . (2)
Тепловой поток q1 для элемента поверхности кожи (i=0) состоит из двух частей,
конвекции и излучения, и записывается в виде:
44
1 airj
iairj
i TTTTq , (3)
где α – коэффициент теплоотдачи с поверхности кожи; ε – степень черноты кожи
человека, принята равной 0,95; σ – постоянная Стефана-Больцмана.
Во всех остальных случаях:
dx
TTq
ji
ji
i1
1
. (4)
15
Величина объемных тепловыделений qv в мышечном слое была скорректирована с
учетом зависимости тепловыделений от среднеинтегральной температуры слоя по
уравнению из [10].
Одной из основных задач расчета был подбор критериального уравнения для
определения коэффициента теплоотдачи от поверхности кожи пациента в выбранной
постановке задачи. Подбор осуществлялся посредством анализа технической литературы и
последующей экспериментальной проверки расчетов. В результате выбрано уравнение для
расчетов в случае естественной конвекции [11]:
33,0Pr15,0
Gr
HNu , (5)
где Nu – критерий Нуссельта; Pr – критерий Прандтля; Gr – критерий Грасгофа; H –
характерный размер, за который принято среднее расстояние от поясницы до лопатки
пациента.
Для расчета критерия Нуссельта в случае вынужденной конвекции выбрана модель
внешнего обтекания цилиндра (рис. 3).
Рисунок 3. Схема поперечного обтекания цилиндра и изменение относительного
коэффициента теплоотдачи по окружности цилиндра [11]
За характерный размер в данном случае принимается эквивалентный диаметр
туловища de, т.е. обхват талии пациента, деленный на π. При этом коэффициент теплоотдачи
считается как средний коэффициент теплоотдачи по всему периметру цилиндра,
умноженный на коэффициент пропорциональности для локального α в лобовой точке (β=0):
e
nm
dPrReC6,1
, (6)
где C, m, n – коэффициенты в формуле средней теплоотдачи при внешнем обтекании
цилиндра [12]; Re – число Рейнольдса.
Данная схема была выбрана в связи с тем, что расчет выполняется для локальной
области спины/живота напротив вентилятора (теплообмен наиболее интенсивен), которую
можно считать плоской поверхностью. Существуют также критериальные уравнения для
определения коэффициента теплоотдачи при поперечном натекании на плоскую пластину
[13], однако они справедливы для dс/de<<1, где dс – характерный размер сопла, de –
характерный размер обдуваемой поверхности, de→∞. В описываемом случае dс≈de, кроме
того, из-за разнонаправленности векторов скорости воздуха по координате данная задача в
области торможения потока не является подобной задаче поперечного обтекания пластины.
Однако выбранное критериальное уравнение (6) имеет ограничение по использованию по
скорости потока: результаты расчета адекватны в случае V > 1 м/с.
16
Программа была составлена в двух версиях: (I) расчет температуры поверхности кожи
в конце процедуры для разных значений температуры, скорости воздуха и длительности
охлаждения; (II) расчет изменения распределения температуры по глубине биоткани во
времени при фиксированном режиме охлаждения.
Верификация расчетной программы
Для верификации расчетной программы в лаборатории кафедры Э-4 МГТУ им. Н.Э.
Баумана был проведен ряд экспериментов по измерению температуры кожи спины.
Охлаждение проводилось в холодильной камере, предоставленной компанией OSTROV, в
условиях естественной и вынужденной конвекции. В эксперименте участвовали сотрудники
лаборатории. Длительность охлаждения выбиралась самим испытуемым (максимальное
комфортное время нахождения в холодильной камере) и не превышала 3 минут для
вынужденной и 5 минут для естественной конвекции, что исключало возможность
переохлаждения. Температура воздуха варьировалась от –10 до –30 °С, полная скорость
воздуха у поверхности кожи от 0 до 5 м/с. Скорость воздуха на расстоянии от вентилятора,
равном расстоянию от него до поверхности спины испытуемого, измерялась отдельно без
пациента. Температура кожи измерялась двумя бесконтактными датчиками температуры
(пирометрами). Предварительно была проведена их градуировка. Адекватность показаний
пирометров проверялась с помощью тепловизора (рис. 4).
Рисунок 4. Оценка температуры до и после процедуры с помощью тепловизора
Были проведены сравнения экспериментальных и расчетных данных при
определенных режимах охлаждения, примеры которых представлены на рис. 5 и 6.
Расхождение в конце процедуры составило не более 3 °С при вынужденной и 1 °С при
естественной конвекции.
17
Кроме того, было проведено сравнение результатов расчетов с данными из
литературных источников. Так значение температуры в области поясницы в криокамере
Медкрионика с естественной конвекцией после процедуры длительностью 2 минуты [14]
совпадает с расчетным значением.
Рисунок 5. Сравнение экспериментальной и рассчитанной динамики изменения температуры
кожи при процедуре в условиях естественной конвекции (-24 °С)
Рисунок 6. Сравнение экспериментальной и рассчитанной динамики изменения температуры
кожи при процедуре в условиях вынужденной конвекции ( -24 °С; 4,5 м/с)
Таким образом, было определено, что погрешность расчетов не превышает 3 °С и в
основном приводит к завышению расчетной температуры относительно экспериментальной.
Результаты расчетов
Были рассчитаны значения температур в конце процедуры для различных комбинаций
температуры и скорости охлаждающей среды, а также времени проведения процедуры для
человека со средними размерами тела (рост 170 см, вес 70 кг). Влияние температуры и
скорости воздуха на конечную температуру кожи пациента представлено в табл. 1.
18
Таблица 1. Расчетная температура кожи в конце процедуры длительностью в 360 сек в
зависимости от скорости и температуры воздуха в камере, °С
Скорость обдува у поверхности кожи, м/с
Т, °С 0 1 2 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7
-110 2,8 -0,9 -12,5
-100 6,0 1,7 -9,0
-95 7,7 3,0 -7,2
-90 9,2 4,3 -5,5
-85 10,5 5,5 -3,8
-80 11,9 6,7 -2,2 -5,5
-75 13,2 8,8 0,6 -6,4
-70 14,5 9,2 1,2 -4,4 -6,7
-65 10,5 2,9 -2,4 -4,6 -6,5
-60 11,7 4,5 1,6 -0,4 -2,2 -3,8 -5,3
-55 12,9 6,2 3,4 1,5 -0,2 -1,7 -3,1 -4,4 -5,6
-50 7,8 5,2 3,4 1,9 0,4 -0,9 -2,1 -3,2 -4,3 -5,3
-45 7,0 5,3 3,9 2,5 1,3 0,2 -0,9 -1,9 -2,8
-40 8,8 7,3 5,9 4,6 3,5 2,4 1,4 0,5 -0,3
-35 10,6 9,2 7,9 6,7 5,7 4,7 3,8 2,9 2,1
-30 12,4 11,0 9,9 8,8 7,8 6,9 6,1 5,3 4,5
Как было выявлено ранее [15], для получения полезного эффекта процедуры
необходимо достигнуть температуру около +8 °С на глубине расположения терморецепторов
0,17 мм. На поверхности кожи пациента целевая температура по литературным данным
составляет от 0 до +2 °С [6]. В табл. 1 и далее отмечены режимы, удовлетворяющие
критериям безопасности и эффективности с учетом погрешности расчетов.
Из табл. 1 видно, что необходимый эффект процедуры достигается за счет
интенсификации вынужденной конвекции и при более высоких уровнях температур среды,
чем в существующих криотерапевтических установках.
Наиболее перспективными с точки зрения поставленной задачи являются режимы
охлаждения при температуре выше минус 40 °С, т.к. в этом случае процедуру можно
организовать с использованием одноступенчатой парокомпрессионной холодильной
машины. Расчеты для температуры охлаждения -35 и -30 °С в зависимости от времени
процедуры и скорости обдува представлены соответственно в табл. 2 и 3.
Таблица 2. Расчетная температура кожи в конце процедуры при температуре воздуха -35 °С в
зависимости от скорости обдува и длительности процедуры, °С
Скорость обдува у поверхности кожи, м/с
t, с 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
180 10,2 9,3 8,4 7,6 6,9 6,1 5,5 4,6 3,8 3,0 2,3
210 8,8 7,9 7,0 6,2 5,4 4,7 4,0 3,1 2,3 1,5 0,8
240 7,6 6,7 5,8 5,0 4,2 3,5 2,8 1,9 1,0 0,2 -0,5
270 6,6 5,6 4,7 3,9 3,1 2,4 1,7 0,8 -0,1 -0,9 -1,6
300 5,7 4,7 3,8 2,9 2,1 1,4 0,7 -0,2 -1,1 -1,9 -2,6
330 4,8 3,8 2,9 2,0 1,2 0,5 -0,2 -1,1 -2,0 -2,8 -3,5
360 4,0 3,0 2,1 1,2 0,4 -0,3 -1,0 -1,9 -2,8 -3,6 -4,3
Таблица 3. Расчетная температура кожи в конце процедуры при температуре воздуха -30 °С в
зависимости от скорости обдува и длительности процедуры, °С
19
Скорость обдува у поверхности кожи, м/с
t, с 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
180 10,3 9,6 8,9 8,3 7,6 7,0 6,2 5,5 4,8
210 9,1 8,3 7,6 6,9 6,3 5,7 4,8 4,1 3,4
240 7,9 7,2 6,5 5,8 5,1 4,5 3,7 2,9 2,2
270 7,0 6,2 5,4 4,8 4,1 3,5 2,6 1,9 1,2
300 6,1 5,3 4,5 3,8 3,2 2,6 1,7 1,0 0,3
330 5,3 4,5 3,7 3,0 2,4 1,8 0,9 0,2 -0,6
360 4,5 3,7 3,0 2,3 1,6 1,0 0,2 -0,6 -1,3
Из табл. 2 и 3 следует, что криотерапевтической установке выбранной конструкции
можно добиться необходимого охлаждения в ряде режимов не только при низких
температурах, но и при более высоких, на уровне температуры -30…-40 °С. В связи с
условиями безопасности следует также ограничить длительность процедуры до 5 минут,
чтобы не допустить переохлаждения внутренних органов пациента. Тогда при температуре -
30 °С необходимой температуры кожи теоретически можно достигнуть при полных
скоростях воздуха у поверхности кожи от 8 м/с, а при -35 °С от 6 м/с, что возможно
реализовать технически. При этом для наиболее интенсивной процедуры в экспериментах
(при температуре воздуха минус 27 °С и полной скорости 4 м/с) комфортное время составило
3 минуты.
Выводы
Было проведено математическое моделирование охлаждения в воздушной
криотерапевтической установке при повышенной температуре среды и интенсификации
вынужденной конвекции. Были рассчитаны значения температуры кожи пациента со
средними антропометрическими параметрами в конце охлаждения при разных режимах
обдува (температура от -30 до -110 °С; скорость от 0 до 10 м/с), что позволяет выбрать
параметры для дальнейшего экспериментального исследования охлаждения в установке
заданной конструкции. Была показана возможность проведения криотерапевтической
процедуры при температурах от -30 до -40 °С, что может снизить себестоимость установки
за счет применения классической парокомпрессионной холодильной машины, а
соответственно и себестоимость процедуры.
Следующим этапом исследования теплообмена в криотерапевтической кабине данной
конструкции может являться экспериментальная проверка расчетных данных на режимах с
более высокой скоростью воздуха по сравнению с выбранной в экспериментах для
уточнения расчетной программы. Еще одним направлением является исследование
зависимости импульсной активности подкожных терморецепторов от скорости обдува, так
как реакция терморецепторов определяет величину полезного эффекта криотерапии. А также
необходимо изучить возможности регулирования скорости обдува при процедуре и другие
аспекты усовершенствования данной схемы криотерапевтической установки. Кроме того,
необходимо создать экспериментальный образец установки для оценки безопасности и
комфортности проведения процедуры, а также для последующей клинической апробации.
Благодарности:
НОЦ «Ионно-плазменные технологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана за предоставленный
тепловизор;
Компании OSTROV за предоставленную холодильную камеру;
Сотрудникам лаборатории кафедры Э-4 за участие в экспериментах.
Список литературы: 1. Патент на полезную модель RUS № 48473 05.07.2005 Архаров А.М., Дашков С.А., Жердев
А.А., Сергеева А.А., Балахнин Д.Г. Устройство для криотерапии.
20
2. Жердев А.А., Сергеева А.А. Взаимосвязь механизмов теплообмена и терморегуляции
человека в низкотемпературных камерах // Холодильная техника. 2007. № 6. С. 44-49.
3. Жердев А.А., Сергеева А.А. Обзор становления криотерапевтического оборудования //
Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия:
Машиностроение. 2008. №S2. С. 112.
4. Патент на полезную модель RUS № 131612 15.05.2013 Шакуров А.В., Жердев А.А.
Установка для криотерапии.
5. Жердев А.А., Шакуров А.В., Щелчков А.А. Способы реализации общей
криотерапевтической процедуры // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 5 (5). С. 14.
6. Баранов А.Ю. Научные основы разработки аппаратуры для общего криотерапевтического
воздействия : дис. ... доктора технических наук : 05.04.03 / Баранов Александр Юрьевич // Санкт-
Петербург, 2014.
7. Физические основы криометодов в медицине: учеб. пособие / В.В. Будрик; под ред. А.М.
Архарова, В.И. Коченова // МГТУ им. Н.Э. Баумана. Москва: Лика, 2007. 133 с.
8. Цыганов Д.И. Криомедицина: процессы и аппараты. М.: САЙНС-ПРЕСС, 2011. 304 с.
9. Елисеев Ю.Ю. (ред.) Заболевания кожи. Полный справочник М.: Эксмо, 2009. 802 с. ISBN
978-5-699-33209-0.
10. Маханек А.А., Драгун В.Л., Левин М.Л. Исследование влияния факторов теплообмена при
криотерапии на температуру кожи человека // Сборник докладов II международной конференции
«Криотерапия в России». 2009. С. 80-103.
11. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е. М.: Энергия, 1977. 344 с.
12. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное
пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.
13. Семенов Б.А., Озеров Н.А. Локальный тепломассообмен в центре удара плоской
воздушной струи, растекающейся по плоской поверхности // Вестник СГТУ. 2014. № 2 (75). С. 148-
156.
14. Научно-технический отчет «Сравнительный анализ теплового состояния в криогенных
медицинских камерах при проведении сеансов криотерапии» / А.Б. Агульник, А.С. Мякочин, В.П.
Фирсов // Москва, 2009. 27 с.
15. Аспекты определения индикаторов дозирования общего криотерапевтического
воздействия для получения эффекта криостимуляции / Лавров Н.А., Савельева С.К., Курнасов Д.В. //
IХ Международная научно-практическая конференция «Криотерапия в России»: Материалы
конференции. СПб.: Университет ИТМО, 2016. С. 25-33.
21
УДК 621.362; 621.315.562
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОКРОВА ТЕЛА
ЧЕЛОВЕКА В ПРОЦЕССЕ ОБЩЕЙ КРИОТЕРАПИИ
Новотельнова А.В., Асач А.В., Тукмакова А.С., Ережеп Д., Голубкова С.М.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных
технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург, Россия
Введение
Общая криотерапия является терапевтическим методом, применяемым для лечения и
профилактики широкого спектра заболеваний. Эффект достигается за счет воздействия
низких температур на поверхность кожного покрова человека [1]. До сих пор не исследованы
в полной мере теплофизические процессы, протекающие в процессе криотерапии. Одним из
важных параметров, который необходимо отслеживать во время сеанса криотерапии,
является температура поверхности кожи Tк человека, которая не должна достигать значений
ниже -2,5 °C [2].
Экспериментальное изменение Tк термометром во время сеанса невозможно, так как
для этого требуется плотное прилегание мягких тканей вокруг поверхности термометра.
Применение пирометров также не дает результата, так как кожа представляется прозрачной
для прибора.
Ввиду сложности проведения экспериментальной оценки Tк большой интерес
представляет компьютерное моделирование, позволяющее получить расчетные значения Tк.
Возможность описывать с использованием численных моделей тепловые процессы,
протекающие в кожном покрове человека в нормальных условиях, были показаны
Анатычуком и Кобылянским в [3, 4].
Целью данной работы является создание компьютерной модели методом конечных
элементов, отображающей процесс криовоздействия на человеческое тело, учитывающую
протекающие внутренние биологические процессы и позволяющую отображать динамику
температурного поля кожного покрова.
Модель
Геометрия и материалы
Компьютерная модель была создана методом конечных элементов в программном
комплексе Comsol Multiphysics. Геометрия модели считалась 2D-осесимметричной и
включала участок кожного покрова человеческого тела с радиусом и высотой, равными 15
см. Вертикальный разрез моделируемого представлен на рис 5.
Рисунок 1. Схематическое изображение геометрии модели
22
Объем среды, заполненной газообразным азотом, имел радиус 20 см и высоту 30 см.
Для описания теплофизических свойств азота были использованы данные библиотеки
материалов программного комплекса. Свойства биологических тканей представлены в
таблице 1.
Таблица 1. Свойства некоторых слоев биологической ткани тела человека [3]
Параметр Слой биологической ткани
Эпидермис Дермис Подкожный слой Внутренняя ткань
Толщина, l (мм) 0,08 2 10 30
Удельная
теплоемкость,
с (Дж/кг*К)
3590 3300 2500 4000
Теплопроводность,
κ (Вт/м*К)
0,24 0,45 0,19 0,5
Плотность, ρ (кг/м3) 1200 1200 1000 1000
Метаболизм,
qmet (Вт/м3)
368,1 368,1 368,3 368,3
Скорость перфузии
крови ткани,
ωb (м3/с*м
3)
0 0,00125 0,00125 0,00125
Плотность крови,
ρb (кг/м3)
1060 1060 1060 1060
Теплоемкость крови,
cpb (Дж/кг*К)
3770 3770 3770 3770
Уравнения модели
В начальный момент времени для описания состояние газовой среды камеры была
принято заполнение ее воздухом, температура которого равнялась 293,15 К, давление
которого соответствовало 1 атм. Температура внутренних тканей принималась равной 310,15
К, подкожного слоя –309,15 К, дермиса –307,65 К, эпидермиса –307,15 К. Скорость потока
азота равнялась нулю.
Процесс теплообмена в биологических тканях описывался следующим уравнением
[5]:
cp – () =q + qbio, (1)
Тепловыделение биологических тканей qbio описывалась уравнением:
qbio = ρb cpb ωb (Tb – T) + qmet, (2)
Процесс теплообмена в в среде азота описывался следующим уравнением:
qg = Ncp N cN uN + – (N N), (3)
где N - плотность азота, сN - теплоемкость азота, TN – температура азота, t - время, N
- коэффициент теплопроводности азота, u – скорость движения потока.
Поток паров азота двигался со скоростью 1 м/с, считался ламинарным и описывался
уравнением Навье-Стокса:
N + N (u u = [-p I + μ( u+ ) - μ( )I] + F, (4)
где u – скорость потока, μ - динамическая вязкость, F - объемная сила, I - единичная
матрица.
Уравнение неразрывности имело вид:
. (5)
23
Граничные условия
В качестве граничного условия для всей боковой границы биологической ткани
выступал подвод теплоты qbio. Нижняя поверхность внутренней ткани поддерживалась при
постоянной температуре, равной 37 °C, что заменяло описание сложного процесса
внутренней терморегуляции человеческого тела. Верхняя поверхность эпидермиса
обменивалась теплотой с потоком азота.
Боковые стены камеры считались теплоизолированными.
На верхней поверхности камеры в течение 180 секунд граничные условия описывали
скорость потока азота на входе, принятую равной 5 м/с, и температуру азота, равную 190 К.
Для создания потока азота на нижней свободной поверхности камеры величина давления
принималась равной 0 Па.
После прохождения потока охлажденного азота, начиная со 180 секунды расчета,
камера заполнялась воздухом. Поток воздуха имел комнатную температуру и скорость 0,1
м/с, что соответствовало пребыванию человека в помещении.
Начальное значение температуры поверхностей стенок камеры были равны
комнатной.
Параметры решателя и сетки
Модель рассматривалась как нестационарная и рассчитывалась для временного
промежутка равного 2000 секундам с шагом в 10 секунд.
Конечные элементы сетки имели треугольную форму, число элементов составило
89020 штук, число границ 4638 штук. Для построения сетки использовались настройки по
умолчанию, позволяющие программе выбирать оптимальный размер элемента для
повышения сходимости задачи. Минимальный размер элемента составил 0,005 мм,
максимальный 0,5 мм.
Результаты моделирования
На рис. 2-5 зависимость изменения температуры в разных слоях биологической ткани
во время (от 0 до 180 с) и после (от 180 до 1500 с) сеанса криотерапии. Верхняя кривая,
ограничивающая площадь графика, соответствует нижней, более горячей, поверхности слоя,
нижняя кривая - верхней, более холодной, поверхности.
Рисунок 2. Временная зависимость температуры в эпидермисе
Чем глубже находится слой, тем меньший градиент температуры возникает в нем, что
говорит о том, что модель достаточно корректно описывает механизм внутренней
терморегуляции. На рис. 6 представлена зависимость максимального перепада температуры
от глубины ткани. Зависимость построена по точкам, соответствующим разнице температур
на нижней границе каждого слоя Tниж. Нулевой отметке соответствует верхний слой
24
эпидермиса, отметке 42 мм соответствует нижняя поверхность внутренней ткани, в которой
разница температур равна нулю.
Рисунок 3. Временная зависимость температуры в дермисе
Рисунок 4. Временная зависимость температуры в подкожном слое
Рисунок 5. Временная зависимость температуры во внутренней ткани
25
Рисунок 6. Зависимость перепада температуры на нижней поверхности каждого слоя в зависимости
от глубины ткани: 1 – эпидермис, 2 – дермис, 3 – подкожный слой, 4 – внутренняя ткань
Выводы
Создана модель, являющаяся удобной платформой для изучения влияния параметров
криотерапии (скорости и температуры теплоносителя, экспозиции сеанса, и т.д.) на тепловые
процессы, имеющие место в тканях человеческого тела.
В рамках представленной работы показано, что снижение температуры на верхней
поверхности эпидермиса во время криосеанса приводит к среднему увеличению
температуры дермиса, подкожного слоя и внутренней ткани. Повышение температуры может
быть объяснено усилением кровообращения, вызванным воздействием экстремально низких
температур на поверхность человеческого тела.
Модель позволяет определить характер зависимости температуры каждого слоя от
времени криосеанса и время возвращения температурного поля в исходное состояние.
Данные результаты могут применяться для определения длительности и степени
криотерапевтического эффекта. Величина температурного изменения ΔT будет изменяться в
зависимости от скорости подачи и температуры азота, времени сеанса и индивидуальных
особенностей пациента.
Список литературы 1. Костадинов Д., Краев Т. Криотерапия. София, 1987– 98с.
2. Bauer A., Wiechec M., Przewodnik metodyczny po wybranych zabiegach fizykalnych,
powybranych zabeigach fizykalnych, Markmed Rehabilitacja S.C., Ostowiec Sw.,2013, 450 s.
3. Анатычук Л.И., Кобылянский Р.Р. Термоэлектричество, № 1, 2013.
4. Анатычук Л.И., Кобылянский Р.Р. Термоэлектричество № 4, 2012.
5. Ciesielski M., Mochnacki B., Szopa R. Numerical modelling of biological tissue heating.
Admissible thermal dose // Scientific Research of the Institute of Mathematics and Computer Science, 1(10)
2011, p. 11-20.
26
УДК 615.8
КРИОТЕРАПИЯ В ПЕДИАТРИИ
Хан М.А., Тальковский Е.М.
ГАУЗ Московский научно-практический центр медицинской реабилитации, восстановительной и
спортивной медицины Департамента здравоохранения г. Москвы, г. Москва, Россия
В последние годы в педиатрии получили широкое распространение методы локальной
криотерапии, доказана возможность применения у детей воздушной криотерапии,
криомассажа и сочетанного воздействия кондукционной криотерапии и чрескожной
электронейростимуляции.
Основные эффекты действия криотерапии – обезболивающий,
противовоспалительный, сосудорасширящий и миорелаксирующий. По данным ряда авторов
холод оказывает антигипоксическое, гемостатическое, десенсибилизирующее, репаративное
и кратковременное общетонизирующее действие [1, 2].
На сегодняшний день механизмы биологического и лечебного действия холода
изучены недостаточно. Локальное холодовое воздействие приводит к локальному
замедлению обменных процессов в охлаждённых тканях, снижению потребности и
потребления ими кислорода. Гемостатическое действие криотерапии обуславлено реакцией
спазма сосудов микроциркуляторного русла и замедлением в них кровотока на фоне
действия низких температур. После процедур локальной криотерапии возникает холодовая
гиперемия, в механизме которой играют роль образование комплекса сосудорасширяющих
веществ, снижение мышечного тонуса, аксон-рефлексы. Ритмические колебания процессов
сужения и расширения сосудов кожи предотвращают ишемическое повреждение тканей.
Восстановление микроциркуляции под действием локального холода приводит к улучшению
циркуляции не только в микрососудах кровяного, но и лимфатического русла. Реакция
сосудов глубоко расположенных органов и тканей на холодовое раздражение менее
выражена, чем реакция сосудов кожи, однако ряд авторов показали, что процедуры
криотерапии проводимые по общим и локальным методикам, вызывают усиление
кровоснабжения внутренних органов, что обусловлено образованием вазоактивных веществ
в сосудах, развитием аксон-рефлексов, снижением мышечного тонуса [1-5].
Влияние криотерапии на нервно-мышечный аппарат связано с возбуждением кожных
рецептеров. Длительное возбуждение вызывает их торможение, вызывая различные
субъективные ощущения у больных во времени (чувство холода, далее - жжение и
покалывание, затем боль, которая сменяется анестезией и анальгезией) [1, 2, 6].
В зависимости от вариации температуры, интенсивности и длительности
криовоздействия можно оказывать влияние на мышечный тонус. Умеренно низкие
температуры(от +20 ºС до –30 ºС), повышая мышечный тонус, способствуют возрастанию
силы и мышечной выносливости. Миорелаксирующий эффект низких температур связан с
более выраженным торможением гамма-мотонейронной функции. Снижение мышечного
тонуса способствует усилению висцерального кровообращения и купированию болей у
больных с заболеваниями переферической нервной системы и опорно-двигательного
аппарата [3, 7, 8].
Криотерапия способствует быстрому подавлению активности воспалительного
процесса. В основе противовоспалительного эффекта лежат снижение активности
медиаторов воспаления, бактериостатическое действие фактора. Противовоспалительный
эффект тесно связан с анальгетическим действием криотерапии. Анальгетическое действие
обусловлено снижением чувствительности рецептеров кожи, уменьшением проводимости
27
нервных волокон, нормализацией антидромной возбудимости нейронов спинного мозга,
участием эндогенных опиоидов в реализации эффектов криотерапии, регуляцией
сосудистого тонуса и разрывом порочного круга «боль-мышечный спазм-боль».
В последние годы появился новый метод криотерапии, в котором в качестве
хладагента используется сухой атмосферный воздух с рабочей температурой от –30 ºС до –
120 ºС и осушённого при помощи специальных фильтров [3].
Воздушная криотерапия обладает целым рядом преимуществ перед другими
хладоагентами: исключение обморожения вследствие применения сухого воздуха,
отсутствие давления на ткани, исключение повреждения и микротравмы кожи, более
выраженное миорелаксирующее и анальгетическое действия по сравнению с другими
методами криотерапии, возможность воздействия на участки тела, не доступные для других
хладоагентов, безвредность для оператора, проводящего процедуры [2, 9].
Нами на основании проведенных исследований установлена эффективность
воздушной криотерапии от аппарата «Криофлоу-1000IR» («Сryoflow 1000 IR», Gymna
Uniphy, Германия) при заболеваниях опорно-двигательного аппарата у детей (переломы
костей, вывихи в суставах, растяжения капсульно-связочного аппарата, ушиб мягких тканей,
постиммобилизационные контрактуры, гемартрозы). При проведении воздушной
криотерапии (до –40 ºС) перед различными манипуляциями выявлено значительное
уменьшение их болезненности и негативизма ребёнка к проводимым меропритиям, более
чем у трети больных удалось уменьшить или полностью исключить применение
анальгетиков. Динамическое наблюдение выявило, что у детей, получавших криотерапию по
поводу растяжения капсульно-связочного аппарата, ушибов мягких тканей до 2 раз в день в
течение 4-6 дней, сроки нарастания посттравматического отёка были на 18% меньше, чем у
больных, не получавших такого лечения. Проведение воздушной криотерапии после снятия
гипсовой повязки позволяло в короткие сроки улучшить микроциркуляцию, улучшить
трофику тканей, о чём свидетельствовало быстрое исчезновение отёка, парастезий,
восстановление цвета кожных покровов.
Высокая эффективность воздушной криотерапии при различных травматических
повреждениях, отсутствие побочных эффектов, простота исполнения и атравматичность
метода, возможность уменьшить медикаментозную нагрузку позволяют рекомендовать этот
метод на всех этапах медицинской реабилитации [10, 11].
Нами получены данные об эффективности криомассажа области живота, особенно в
сочетании с применением интерференцтерапии при хронических запорах у детей.
Воздействие этих факторов оказывает благоприятное влияние на клиническое течение
хронических запоров у детей, проявляющееся самостоятельным ежедневным опорожнением
кишечника, нормализацией консистенции стула и исчезновением симптомов каловой
интоксикации. Спазмолитический эффект криомассажа способствовал нормализации тонуса
кишечной стенки. Так, по результатам баллонографии у 87 % детей с хроническими
запорами, под влиянием криомасасажа области живота с последующей
интерференцтерапией отмечалось достоверное увеличение индекса моторной активности
толстой кишки, вследствие благоприятного влияния на гладкую мускулатуру.
Положительное воздействие интерференционных токов и криомассажа на моторику
кишечника, регионарное крово-лимфообращение, трофику тканей, мышечный тонус
является обоснованием сочетанного применения данных физических факторов в лечении
хронических запоров у детей [11, 12].
Исследованиями, проведёнными в Российском научном центре медицинской
реабилитации и курортологии МЗ доказан профилактический эффект криомассажа стоп с
использованием специальных криопакетов, содержащих замороженный водоохлаждающий
солевой раствор температурой от -18 °С у часто болеющих детей в условиях детских
дошкольных учреждений, что позволяет снизить частоту ОРВИ в 2 раза. Холод
одновременно стимулирует процессы регенерации и повышает общую резистентность
организма. Гипотермия при локальном воздействии активизирует различные сегментарно-
28
рефлекторные реакции, предотвращает угнетение гуморальных факторов иммунитета. При
этом в организме изменяются процессы антителообразования [13-16].
В настоящее время в отделе медицинской реабилитации детей и подростков ГАУЗ
МНПЦ МРВСМ ДЗМ проведены исследования по научному обоснованию возможности
применения в нового вида криовоздействия – кондукционной криотерапии в сочетании с
чрескожной электронейростимуляцией (криоэлектронейростимуляция) при лечении
хронических запоров [17-19].
Аппараты кондукционной криотерапии «Криотур-600» (Gymna Unyphy, Германия)
позволяют проводить лечение с помощью специальных термоохлаждающих головок,
создающих стабильные низкие температуры с помощью специальных термоэлементов,
атравматичные при эксплуатации за счёт гладкой поверхности термоэлемента. При этом
температура «ледяного блока» может быть постоянной и регулируемой. В основе метода
лежит использование термоохлаждающей головки с элементом Пелтье. Элемент
представляет из себя специальный биметаллический контакт, в котором при пропускании
электрического тока одна поверхность нагревается, другая охлаждается до температуры от
+4 до –20 °С (термоэлектрический модуль).
Криоэлектронейростимуляция (КЭНС) представляет собой сочетанное воздействие
кондукционной криотерапии (ККТ) и стимулирующих токов чрескожной
электронейростимуляции (ЧЭНС), при подключении приставки для нейростимуляции
«Стимутур 600» (Gymna Unyphy, Германия). Один электрод накладывается индиферентно, а
вторым электродом является головка, охлаждающаяся до -10°С. При этом достигается
двойной эффект стимуляции кишечной перистальтики и антиспастический эффект за счёт
холода и тока ЧЭНС.
Проспективное контролируемое рандомизированное исследование проведено у 120
детей с хроническими запорами в возрасте от 2 до 18 лет. Все больные были разделены на 4
группы в зависимости от вида лечения: основная группа (30 детей) – получала базисное
(стандартное) лечение и сочетанный метод лечения – КЭНС от аппаратов «Криотур-600» и
«Стимутур-600»; 1-я группа сравнения (30 детей) – получала базисное (стандартное) лечение
и ККТ от аппарата «Криотур-600» (Gymna Uniphy, Германия); 2-я группа сравнения (30
детей) – получала базисное (стандартное) лечение и ЧЭНС от аппарата «Стимутур-600»
(Gymna Uniphy, Германия); контрольная группа (30 детей) – получала только базисное
(стандартное) лечение, включающее желчегонные препараты, прокинетики и
ферментативные препараты и диетическое питание.
Каждая из групп в зависимости от типа дискинетических расстройств толстой кишки
была разделена на две подгруппы: больные с хроническими гипотоническим запором (ГЗ) –
67 (55,8 %) и больные со спастическим запором (СЗ) – 53 (44,2 %).
При применении физических факторов во всех группах выявлены однонаправленные
благоприятные сдвиги клинической симптоматики, более выраженные при сочетании 2–х
физических факторов. Отмечена наиболее благоприятная динамика клинических симптомов.
К концу курса лечения у всех детей достоверно купировался абдоминальный синдром
(р<0,05), отрыжка (р<0,05), вегетативные проявления (р<0,05). У большинства – (93,3 %)
наблюдался самостоятельный стул (р<0,05). Самостоятельный стул к концу курса КЭНС
отмечался у большинства - 83,3 % детей с гипотоническим запором и у 91,6 % детей со
спастическим запором. При проведении аноректальной профилометрии получены данные о
благоприятном влиянии КЭНС на функциональную активность внутреннего анального
сфинктера. С целью изучения биоэлектрической активности головного мозга под
воздействием физических факторов у детей с хроническими запорами в возрасте от 5 до 18
лет во всех исследуемых группах проведена ЭЭГ. Наиболее благоприятные достоверные
показатели ЭЭГ получены в группе детей, получавшей КЭНС в виде увеличения амплитуды
и среднего значения мощности - ритма, а также общей мощности ЭЭГ в конце курса лечения
(p<0,05). В группах детей, получавших раздельное воздействие физических факторов ККТ и
ЧЭНС отмечалось снижение этих показателей, в контрольной группе положительной
29
динамики указанных показателей не регистрировалось. Выявленные нами изменения ЭЭГ
неспецифичны для больных с хроническими запорами.
На основании оценки результатов динамики клинического течения заболевания,
аноректальной профилометрии и ЭЭГ отмечена более высокая эффективность лечения у
детей с хроническими запорами по непосредственным результатам при сочетанном
воздействии – КЭНС (90 %) при всех типах хронических запоров (p<0,01), в случае
раздельного применения физических факторов ККТ – в 76,9 % случаев при спастическом
запоре (p<0,05). Катамнестические наблюдения, проведенные через 12 месяцев достоверно
выявили сохраняющийся наибольший клинический эффект в группе детей, получавшей
КЭНС (80 %) при всех типах запоров (p<0,05). В группе детей, получавших ККТ наилучшие
результаты отмечены у больных со спастическим запором – в 83,3 % случаев. В контрольной
группе эффективность лечения составила 40 % (42,9 % случаев у детей со спастическим
запором).
Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о
возможности и целесообразности включения различных видов криотерапии (воздушной
криотерапии, кондукционной криотерапии и криомассажа) в программы медицинской
реабилитации детей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата, хронических запоров,
а также с целью профилактики ОРВИ у часто болеющих детей.
Список литературы 1. Физическая и реабилитационная медицина / Под ред. проф. Г.Н. Пономаренко.- М.:
ГЭОТАР-Медиа, 2016.-с.154-157.
2. Общая и локальная воздушная криотерапия: Сб. статей и пособий для врачей под ред.
проф. В.В. Портнова.- М., 2009.-60 с.
3. Портнов В.В. Криотерапия// Техника и методики физиотерапевтических процедур:
справочник/Под ред. Боголюбова В.М. М.: Медицина, 2012.-с.402-410.
4. Шиман А.Г., Кирьянова В.В.,Максимов А.В., Баранов А. Ю.. Клинико-физиологические
аспекты применения криотерапии.//Современные технологии в медицине., №1.-2001.-с.107-109.
5. Шиман А.Г., Пирогова С.В.. Клинические аспекты применения локальной криотерапии.
В кн.: Криотерапия в России: Материалы международной научно-практической конференции.
СПб.:2008-с.56-58.
6. Общая физиотерапия. Учебник под ред. Г.Н. Пономаренко. М., С-Пб.: 2008 –c.177-180.
7. К.Kelly. Acclimatization, chronic and acute exposure and reaction on cold. Techn. Note. WHO.
1989:191:37-58.
8. Kuenze C, Hart JM. Cryotherapy to treat persistent muscle weakness after joint injury.Phys
Sportsmed. 2010 Oct;38(3):38-44. doi: 10.3810/psm.2010.10.1806.
9. Локальная воздушная криотерапия пациентов с заболеваниями опорно-двигательного
аппарата.//Методические рекомендации под ред..Портнова В.В., Пономаренко Г.Н.,Орлова Е.В..
СПб., 2013.- 18 с.
10. Хан М.А., Конова О.М., Выборнов Д. Ю.. Воздушная локальная криотерапия при
травматических повреждепниях у детей.//Пособие для врачей. М., 2003.- 9 с.
11. Е.М.Тальковский, А.Н.Смирнов. Криотерапия в педиатрии (обзор литературы).//ВВМ.-
№6.-С.62-68.
12. Петрова А.В.. Интерференционные токи, криомассаж и их комбинированное применение
при хронических запорах у детей. Автореф. дис канд. мед. наук. М., 2006.
13. Кузнецов О.Ф., Сидоров В.Д., Стяжкина Е.М., Гусарова С.А. Криомассаж в закаливании
и оздоровлении детей.//Вопросы. курорт., физиотер., ЛФК.-№5, 2002.-с.48-50.
14. Кузнецов О.Ф., Строганов С.В., Стяжкина Е.М., Гусарова С.А. Криомассаж как
эффективная технология криотерапии и восстановительной медицины.//ЛФК и массаж, №6(9), 2003-
с.25-33
15. Кузнецов О.Ф.,.Сидоров В.Д., Хан М.А, Стяжкина Е.М., Гусарова С.А.,Вахова Е.Л.
Закаливание и оздоровление детей в дошкольных учреждениях методом криомассажа. Медицинская
технология. М., 2005- 11 с.
16. Хан М.А., Тальковский Е.М., Вахова Е.Л., Петрова А.В. Возможности криотерапии в
профилактике и медицинской реабилитации детей //Материалы Всероссийской научно-практической
30
междисциплинарной конференции с международным участием «Реабилитация и профилактика –
2015» (в медицине и психологии) – Москва, 2015. – с. 196.
17. Хан М.А, Петрова А.В.,Попов В.В., Утешева Е.Ю., Бурякова Е.М., Тальковский Е.М.
Современные технологии физиотерапии в комплексном лечении детей с хроническими запорами.//
Агрокурорт, №1(36)-2011.-с.19-24.
18. Хан М.А., Тальковский Е.М., Вахова Е.Л., Петрова А.В. Возможности криотерапии в
профилактике и медицинской реабилитации детей //Материалы Всероссийской научно-практической
междисциплинарной конференции с международным участием «Реабилитация и профилактика –
2015» (в медицине и психологии) – Москва, 2015. – с. 196.
19. Тальковский Е.М., Хан М.А., Рассулова М.А., Соттаева З.З.. Сочетанное воздействие
кондукционной криотерапии с чрескожной электронейростимуляцией в комплексном лечении
хронических запоров у детей.//Вопр. курортологии, физиотерапии ЛФК.-2016.-№2.-Т.93(2)- с.156-
157.
31
УДК 616.72-002.77-074.43+615.832.9+615.835
СОВРЕМЕННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД В ОЦЕНКЕ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЩЕЙ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ
АЭРОКРИОТЕРАПИИ ПРИ РЕВМАТОИДНОМ АРТРИТЕ
Панченко О.А.1, Свиридова З.В.
2
1, 2
Государственное учреждение «Научно-практический медицинский реабилитационно-
диагностический центр Министерства здравоохранения Украины», г. Константиновка, Украина
Постановка диагноза ревматоидный артрит (РА) на ранней стадии заболевания
является наиболее трудной и в тоже время важной и необходимой задачей. В этот период
имеется гораздо больше возможностей с помощью современной терапии влиять на
патогенетические механизмы развития болезни, которые являются потенциальной причиной
необратимых изменений как со стороны опорно-двигательного аппарата, так и внутренних
органов.
Суставной синдром является главным проявлением ревматоидного артрита. В процесс
вовлекаются преимущественно мелкие суставы и околосуставные ткани. Высокая
распространенность данного заболевания у лиц молодого и среднего возраста, ведущее к
инвалидизации, делают проблему РА социально значимой и актуальной [3].
Современный этап развития медицины в целом, и восстановительной медицины в
частности, характеризуется все большим вниманием к физическим методам лечения. Среди
них особый интерес в последнее время представляют криотерапевтические методы с
использованием экстремально низких температур. Наиболее перспективным, по данным
литературы, является метод общей экстремальной аэрокриотерапии (ОЭАКТ) [2, 4].
Применение данного метода лечения у больных ревматоидным артритом основывается на
основных эффектах: анальгетическом, притивовоспалительном, миорелаксирующем,
иммуномодулирующем.
Из существующих современных диагностических исследований, для объективизации
результатов ОЭАКТ у пациентов с РА, перспективным и экономически доступным является
ультразвуковой метод исследования, который широко применяется в диагностике поражений
как суставных, так и внесуставных структур.
Ультразвуковой метод диагностики абсолютно безвреден для пациента ввиду
отсутствия лучевой нагрузки, доступен и высокоинформативен благодаря высокой
разрешающей способности в визуализации сухожильно-связочного аппарата, сосудов,
гиалинового хряша и кортикального слоя кости и позволяет проводить динамические
наблюдения в процессе лечения [6,8]. Преимущество данного метода над другими
заключается в проведении функциональных проб во время исследования, а также
осуществление мониторинга лечения. Применение доплеровских методик, таких как
энергетическое картирование, позволило выявить сосудистую реакцию в зоне
патологических изменений, т.е. оценить активность процесса и эффективность лечения [7].
Цель работы: оценить эффективность современного ультразвукового метода в
обьективизации эффективности ОЭАКТ у пациентов c ревматоидным артритом.
Материалы и методы
В исследовании принимали участие 64 пациента с дебютом РА в возрасте от 18 до 48
лет, из них 54 женщины (84,3 %) и 10 мужчин (15,7 %), которые проходили курс лечения и
реабилитации на базе ГУ «Научно-практический медицинский реабилитационно-
диагностический центр МЗ Украины».
32
Критерии включения были следующими: возраст от 18 до 75 лет, дебют
ревматоидного артрита (< 2 лет), с наличием ультразвуковых признаков патологического
процесса в пястно-фаланговых и межфаланговых суставах. У всех пациентов патологические
изменения суставов на стандартных рентгенограммах отсутствовали.
Перед выполнением сеансов криотерапии учитывались абсолютные и относительные
показания и противопоказания. В качестве объекта, создающего низкие температуры от -10
ºС до -110 ºС, применялась криокамера «Cryo Therapy Chamber «Zimmer Midizin Systeme»
(Германия). Для проведения курсового криовоздействия использовалась оригинальная
методика, разработанная в ГУ «Научно-практический медицинский реабилитационно-
диагностический центр МЗ Украины» (Патент 68655 Україна, МПК (2006), А613 5/01. Спосіб
оцінки реакції системи терморегуляції людини при загальному повітряному
кріотерапевтичному впливі / Панченко О.А., Лях Ю.Є., Оніщенко В.О., Радченко С.М.,
Тетюра С.М., Ткаченко В.Л.). Общий курс ОЭАКТ составил 20 процедур.
Всем пациентам, до начала курса криотерапии и после курса лечения проводилось
ультразвуковое исследование лучезапястных, пястно-фаланговых, межфаланговых суставов
и сухожилий сгибателей и разгибателей пальцев кисти. Ультразвуковая диагностика
осуществлялась на аппарате TOSHIBA Xario, оснащенного режимами цветового и
энергетического допплеровского картирования. Исследование осуществлялось линейным
датчиком 5-12 МГц.
При В-режиме оценивали наличие 4 типов патологических ультразвуковых
измененений: синовит, тендинит, костные эрозии и ревматоидный бугорок.
В режиме энергетического картирования оценивалась степень васкуляризации
синовиальной оболочки по шкале Szkudlarek:
0: нет доплеровского сигнала
1: единичные цветовые сигналы
2: сливные сигналы <50% поверхности синовиальной оболочки
3: сливные сигналы > 50% поверхности синовиальной оболочки
Результаты и их обсуждение
В результате комплексного ультразвукового исследования лучезапястных, пястно-
фаланговых, межфаланговых суставов и сухожилий сгибателей и разгибателей пальцев кисти
до проведения курса ОЭАКТ было диагностировано: утолщение синовиальной оболочки – у
60 пациентов (93,8 %), тендинит сгибателей и разгибателей пальцев - у 35 пациентов (54,7
%), костные эрозии - у 27 пациентов (42,2 %), ревматоидные бугорки - у 9 пациентов (14,1
%). В режиме ЭДК по шкале Szkudlarek наблюдались следующие изменения: 1– у 10
пациентов (15.6 %);2 – у 35 пациентов (54.7 %); 3 – у 19 пациентов (29,7 %). После курса
ОЭАКТ, при проведении ультразвукового исследования были получены следующие
результаты: утолщение синовиальной оболочки – у 31 пациентов (48,4 %), тендинит
сгибателей и разгибателей пальцев - у 26 пациентов (40,6 %), костные эрозии - у 27
пациентов (42,2 %), ревматоидные бугорки - у 8 пациентов (12,5 %). В режиме ЭДК по шкале
Szkudlarek наблюдались следующие изменения: 1– у 28 пациентов (43.8 %); 2 – у 30
пациентов (46.9 %); 3 – у 6 пациентов (9,4 %). После курса ОЭАКТ отмечалось достоверное
уменьшение толщины синовиальной оболочки суставов (рис. 1).
Рисунок 1. Динамика ультразвуковых изменений до и после применения ОЭАКТ у больных с РА
0
50
100
утолщение СО костные эрозии
до курса ОЭАКТ
после курса ОЭАКТ
33
При ультразвуковом исследовании суставов в режиме ЭДК, после курса ОЭАКТ,
наблюдалось снижение степени васкуляризации периартикулярных тканей.
Выводы
Проведенное исследование показало, что ультразвуковой метод является
высокоинформативным и высокоэффективным в исследовании суставов у пациентов в
дебюте ревматоидного артрита. С помощью этого метода предоставляется возможность
установить точный диагноз, оценить изменения сухожильно-связочного аппарата и костной
ткани. Доплеровское картирование дает возможность определить степень активности
процесса и оценить эффективность терапии РА. Проведение ультразвукового исследования
до и после курса ОЭАКТ позволяет врачу оценить динамику лечебного процесса и
оптимизировать дальнейшие реабилитационные мероприятия. Данный метод можно
использовать при первичном обследовании пациентов с подозрением на дебют
ревматоидного артрита и включить его в основной диагностический алгоритм клинического
обследования.
Список литературы 1. Аэрокриотерапия в современной медицине: практическое пособие / А.И. Алехин, Л.Н.
Денисов, Л.Р. Исеев и др. / Под ред. И.С. Чернышева М.: Медицина, 2010. С. 1-21.
2. Баранов А.Ю. Лечение холодом. Криомедицина / А.Ю. Баранов, В.Н. Кидалов – СПб.:
Изд-во Атон, 2011. – 272 с.
3. Коваленко В.М., Борткевич О.П., Білявська Ю.В. (2010) Сучасні аспекти діагностики
ревматоїдного артриту. Здоров’я України: 1 (березень): с. 74–77.
4. Онищенко В. О. Оценка влияния общей криотерапии на психофизиологическое состояние
организма человека // Криотерапия: безопасные технологии применения: Матер. науч.- практ. конф.
Донецкая обл. Константиновка, 24 апреля 2012 г. Константиновка: КВИЦ, 2012. С. 84–86.
5. Панченко О.А. Криотерапия: монография / О.А. Панченко. – К.: КВИЦ, 2013. – 184 с.
6. Букина Н. И. Ультразвуковое сканирование коленных суставов у больных гонартрозом на
ранних стадиях./ Научно-практическая ревматология.2001 т. З.с. 19.
7. Demoulin C, Vanderthommen M. Cryotherapy in rheumatic diseases. Joint Bone Spine 2012; 79 :
117-8.
8. Filer A. Utility of ultrasound joint counts in the prediction of rheumatoid arthritis in patients with
very early synovitis / A. Filer, P. Pablo, G. Allen [et al.] // Ann. Rheum. Dis. — 2011. — 70 (3). — Р. 500-
507.
34
УДК 616.13/.14+615.832.9
КРИОТЕРАПИЯ В РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ С СОСУДИСТОЙ
ПАТОЛОГИЕЙ
Панченко О.А.1, Радченко С.М.
2
Государственное учреждение «Научно-практический медицинский реабилитационно-
диагностический центр Министерства здравоохранения Украины», г. Константиновка, Украина
2radchenkosm @mail.ru
Достижения науки последних лет в области исследований воздействия холодового
фактора на организм человека обусловили интерес к возможности применения
экстремальных низкотемпературных факторов с лечебной целью [1, 4].
Развитие криогенной техники позволило использовать воздействие ультранизкими
температурами (ниже -110 °С) при лечении многих заболеваний, в том числе сердечно-
сосудистой системы [3, 4].
При изучении реакций сердечно-сосудистой системы на охлаждение было показано, что
общая криотерапия влияет на различные звенья регуляции системы кровообращения [4]. Первой
защитной реакцией на охлаждение является сужение поверхностно расположенных сосудов
кожных покровов человека, вторая защитная реакция – расширение просвета кровеносных
сосудов (от 1 до 3 ч) в зависимости от дозы охлаждения. Первая защитная реакция направлена
на сохранение тепла, вторая – способствует усиленному теплообразованию. Однако,
разделение реакции сосудов достаточно условно. Реальная ситуация характеризуется
ритмическими колебаниями процессов сужения и расширения сосудов кожи и, таким
образом, предотвращается ишемическое повреждение тканей [5]. Возникают также
сосудистые реакции системного характера, которые вызывают значительное
перераспределение крови в организме. В связи с этим, к сердечно-сосудистой системе в этих
условиях предъявляются повышенные требования [5, 6].
Все вышесказанное является актуальным при использовании общей экстремальной
аэрокриотерапии с лечебной целью в реабилитации лиц с сосудистой патологией.
Цель работы: рассмотреть эффекты сосудистых реакций со стороны сердечно-
сосудистой системы организма человека в результате воздействия экстремально низких
температур.
Материалы и методы. В исследовании принимали участие 259 пациентов с
сосудистой патологией (дисциркуляторная энцефалопатия (ДЭ) I-II степени) в возрасте от 18
до 70 лет, из них 164 женщины (63,3 %) и 95 мужчин (36,7 %), которые проходили курс
лечения и реабилитации на базе ГУ «Научно-практический медицинский реабилитационно-
диагностический центр МЗ Украины». Пациенты были отобраны на основании критериев
включения и исключения, и давали добровольное информированное согласие на воздействие
экстремально низкой температурой и обследования в процессе курса данного метода
лечения.
В качестве объекта, создающего низкие температуры от -10 ºС до -110 ºС,
применялась криокамера «Cryo Therapy Chamber «Zimmer Midizin Systeme» (Германия),
позволяющая осуществлять как индивидуальные, так и групповые (по 3-4 чел.) сеансы
криотерапевтического воздействия.
Камера состоит из предкамеры, которая выполняет функцию шлюза (тепловой шлюз,
теплового затвора), и главной камеры. Камеры отделены друг от друга изолированными
холодными дверьми с обогреваемыми каркасами. Все камеры оборудованы окнами с
тепловым регулированием. Испаритель –110 С размещен в техническом помещении позади
35
лечебной комнаты. В техническую комнату можно проникнуть через встроенную дверь
обслуживания. Воздух в лечебной комнате циркулирует через потолок, устроенный из
перфорированного нержавеющего листа, посредством трех вентиляторов, встроенных
вовнутрь. Все комнаты контролируются через видеомониторы и имеют специальные
обогреваемые окна. Камеры встроены в специальные обогреваемые оболочки. Лечебная
комната также дополнительно имеет интеркоммуникационную связь. Консоль управления
для терапевта находится перед камерами. Вся система охлаждения (3-ступенчатый
охладительный каскад) размещена в машинном помещении. Установка снабжена
несколькими системами безопасности. Во время процедуры за пациентом ведется
непрерывный видео- и аудиоконтроль.
Для проведения курсового криовоздействия использовалась оригинальная методика,
разработанная в ГУ «Научно-практический медицинский реабилитационно-диагностический
центр МЗ Украины» (Патент 68655 Україна, МПК (2006), А613 5/01. Спосіб оцінки реакції
системи терморегуляції людини при загальному повітряному кріотерапевтичному впливі /
Панченко О.А., Лях Ю.Є., Онищенко В.О., Радченко С.М., Тетюра С.М., Ткаченко В.Л.).
Пациенты при посещении криокамеры были обнажены до нижнего белья из
хлопчатобумажных тканей, уши, кисти рук и стопы были дополнительно защищены, на лицо
надета марлевая повязка. Во время первого сеанса продолжительность пребывания пациента
в предкамере (-60 °С) составляла 30 с, в основной камере (-110 °С) - 60 с. При втором сеансе
120 с, третьем увеличивалось до 180 с. Курс лечения составил 20-30 сеансов.
Перед выполнением сеансов криотерапии учитывались абсолютные и относительные
показания и противопоказания. Критерии включения были следующими: возраст от 18 до 75
лет, сосудистые расстройства (без осложнений). Критериями невключения: артериальное
давление свыше 160/100 мм рт.ст. перед проведением процедуры; инфаркт миокарда, либо
мозга (в течении последних 6 мес.); острые декомпенсированные состояния со стороны
внутренних органов и систем; тяжелые хронические заболевания сердечно-сосудистой
системы, органов дыхания, нервной системы, мочевыделительной системы в стадии
обострения; васкулиты, артерииты, болезнь Рейно; тромбоэмболическая патология
магистральных сосудов; клаустрофобия; криоглобулинемия; холодовая аллергия;
индивидуальная непереносимость процедуры; сотрясение головного мозга в анамнезе;
острые инфекционные и вирусные заболевания; беременность, период кормления грудью.
Для оценки состояния организма пациентов до начала курса криотерапии и после
курса лечения проводились следующие методы: сбор анамнеза, объективное исследование,
антропометрические данные, клинические исследования, инструментальные исследования
(ритмокардиография, ультразвуковое исследование сердца, ультразвуковая допплерография
сосудов головного мозга). Непосредственно до и после процедуры проводилось измерение
частоты сердечных сокращений (ЧСС), артериального давления (АД).
В ходе исследования определялись показатели:
1) клинические:
- АД (мм рт. ст.);
- ЧСС (мин-1
);
2) физиологические:
а) ритмографические:
- показатели статистического анализа вариабельности сердечного ритма: МЕАN
(среднее количество кардиоинтервалов); SDNN (стандартное отклонение кардиоинтервалов);
RMSSD (квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар
нормальных кардиоинтервалов); CV (коэффициент вариации); PNN5O, % (процент
количества пар последовательных кардиоинтервалов, различающихся более чем на 50 мс,
полученное за весь период записи, от общего количества последовательных пар интервалов,
различающихся более чем на 50 мс, полученное за весь период записи); As (коэффициент
ассиметрии); Ex (коэффициент эксцеса) [2];
36
- показатели спектрального анализа вариабельности сердечного ритма: ТР, мс2
(суммарная мощность спектра); VLF, % (спектральная мощность очень медленных
низкочастотных волн); LF, % (спектральная мощность медленных низкочастотных волн);
HF, % (спектральная мощность быстрых высокочастотных волн); LF/HF, % (соотношение
низкочастотных волн к быстрым) [2];
- показатели анализа вариабельности сердечного ритма по Баевскому: Мо, с (Мода),
Амо, % (амплитуда моды), ИВР, %/с (индекс вегетативного равновесия), ИН ,%/с2 (индекс
напряжения), ВПР, 1/с2 (вегетативный показатель регуляции), ПАПР, баллы (показатель
адекватности процессов регуляции) [2]
б) гемодинамические показатели:
- УО, мл (ударный объем);
- МОК, л/мин (минутный объем кровотока);
- СИ, л/мин*м2 (сердечный индекс);
- ОПСС, дн.*с*см-5
(общее периферическое сопротивление сосудов).
Сбор анамнеза, объективное обследование пациентов осуществлялось по
общепринятым клиническим методикам до назначения курса и во время курса криотерапии,
причем существенное значение придавалось критериям включения и исключения пациентов
в исследование.
С целью определения характера изменений функционального состояния сердечно-
сосудистой системы под воздействием низкотемпературных факторов изучались показатели
гемодинамики до сеанса криотерапии и сразу после него путем регистрации частоты
сердечных сокращений (ЧСС), величин артериального систолического и диастолического
давления крови (АДс, АДд) аускультативным методом Н.С. Короткова с помощью
цифрового измерителя артериального давления и пульса марки UA-787 фирмы AandD,
Япония. В дальнейшем рассчитывались пульсовое артериальное давление (АДп),
среднединамическое артериальное давление (АДср) по формуле АДср = АДдАДс* ,
исследование ударного объема вычисляли при ультразвуковом исследовании с применением
аппаратного метода расчета. Минутный объем кровообращения (МОК) определяли как
произведение ударного объема (УО) на ЧСС. Оценка вегетативных влияний проводилась на
основании величины вегетативного индекса Кердо (ВИК), который рассчитывался по
формуле:
ВИК = (1- АДд/ЧСС)*100.
Результаты и их обсуждение. В результате исследований установлено, что показатели
функционального состояния сердечно-сосудистой системы после сеансов общего
экстремального аэрокриовоздействия (ОЭАКТ) достоверно отличались от исходных
показателей гемодинамики до криотерапии на всех этапах воздействия, как у мужчин, так и у
женщин. Данные отличия характеризовались определенными величинами сдвигов в
значениях показателей гемодинамики, которые не превышали критических значений для
данных пациентов, что характеризует ОЭАКТ, как безопасный метод.
В ходе исследования оценивалось влияние ОЭАКТ на показатели гемодинамики
пациентов после 20-ти дневного курса. Состояние гемодинамики оценивалось путем
регистрации величин артериального давления крови (АДс, АДд) до и после сеансов
криовоздействия. Было проведено 11336 измерений артериального давления и частоты
сердечных сокращений 11336. В результате проведенных исследований установлено, что
показатели артериального давления статистически достоверно различались по гендерному
признаку (р<0,05).
Измерения систолического артериального давления (АДс) проводилось до и после
каждого сеанса криовоздействия. Исходные значения АДс у 164 женщин в среднем
составляли –126 ± 0,5 (113; 142) мм рт. ст, после сеанса значения этого показателя
повышались в среднем до уровня 136 ± 0,6 (120; 151) мм рт.ст. (р<0,05). У 59 мужчин также
было отмечено повышение систолического АД после сеанса криовоздействия с уровня 140 ±
0,6 (126; 153) мм рт.ст. до значений 150 ± 0,69 (135; 160) мм рт.ст. Абсолютный
37
положительный прирост показателя после низкотемпературного воздействия составил в
среднем 9 ± 0,3 (7; 11) мм рт.ст. как у женщин, так и у мужчин.
Динамика изменения систолического АД в зависимости от суммарного воздействия
криотерапии (СВК) отображена в таблице 1.
Таблица 1. Значения систолического АД у женщин и мужчин до и после сеанса криовоздействия в
зависимости от СВК мм рт.ст., (Me ±m (25 %; 75 %))
СВК
(минуты)
женщины мужчины
n до сеанса после сеанса n до сеанса после сеанса
до 10 717 128 ± 0,9
(115;143)
137 ± 1,14
(122;157) 371
142 ± 1,25
(128;157)
150 ± 1,36
(135;165)
от 11
до 20 442
125,5 ± 1,16
(113;142)
137 ± 1,42
(119;156) 236
142 ± 1,60
(130;156)
154 ± 1,79
(135;172)
от 21
до 30 375
127 ±1,29
(113;144)
136 ± 1,48
(120;156) 212
140 ± 1,61
(126;153)
150 ± 1,84
(137;170)
от 31
до 40 321
124 ± 1,31
(112;140)
136 ± 1,56
(120;151) 198
138 ± 1,69
(125;153)
148 ± 1,77
(136;163)
от 41
до 50 281
124 ± 1,34
(112;138)
133 ± 1,68
(120;153) 166
139 ± 1,72
(130;152)
152 ± 1,91
(138;168)
от 51
до 60 159
125 ± 1,86
(112;141)
140 ± 2,27
(119;156) 105
137 ± 2,11
(128;150)
148 ± 2,36
(134;164)
от 61
до 80 124
124 ± 1,89
(111;134)
133 ± 2,17
(118;144) 102
135 ± 2,26
(125;146)
146 ± 2,33
(135;163)
У пациентов происходило снижение средних значений АДс, измеренных до сеанса
криотерапии от значений 128 ± 0,95 (115; 143) мм рт.ст. у женщин и 142 ± 1,25 (128; 157) мм
рт.ст. у мужчин в период до 10 минут СВК до значений 124 ± 1,35 (112; 140) мм рт.ст. и 13
8± 1,7 (125; 153) мм рт.ст. соответственно в период 31 по 80 минуту СВК (р<0,05).
Необходимо отметить, что изменения систолического АД у мужчин и женщин после
сеанса ОЭАКТ происходили по-разному. У мужчин наблюдались колебания АДс с
максимумом в следующие периоды СВК: с 11 по 20 минуту, когда оно повышалось до 154 ±
1,8 мм рт.ст., и с 41 по 50 минуту, когда АДс составляло 152 ± 1,9 мм рт.ст. С 51 по 60
минуты наблюдалось достоверное снижение показателя АДс у мужчин, измеренного после
сеанса, затем этот показатель стабилизировался на уровне 148 ± 2,3 мм рт.ст.
У женщин АДс после сеанса изменялось таким образом: с 31 по 50 минуту СВК
происходило снижение АДс, по сравнению с предшествующими периодами, до уровня 133 ±
1,8 мм рт.ст., на период СВК с 51 по 60 минуту приходился подъем АДс до 140 ± 2,3 мм
рт.ст., а с 61 минуты СВК наблюдалось постепенное снижение АДс до уровня 133 ± 2,2 мм
рт.ст.
Средние значения диастолического АД у женщин до сеанса криовоздействия
зарегистрированы на уровне –74 ± 0,3 (68; 72) мм рт.ст. После воздействия оно повышалось в
среднем на 3 ± 0,2 (95% ДИ 2-4) мм рт.ст. и составляло в среднем 78 ± 0,3 (72; 85) мм рт.ст.
(р<0,05). У мужчин также было отмечено повышение АДд после криовоздействия, которое в
среднем изменялось на 5 ± 0,3 (95% ДИ 4-6) мм рт.ст. с 81 ± 0,39 (74; 90) мм.рт.ст. до сеанса
до 86 ± 0,4 (80; 94) мм рт.ст. после сеанса (р<0,05). В таблице 2 представлены значения
диастолического артериального давления у женщин и мужчин до и после сеанса
криовоздействия.
Как видно из таблицы 2, значения диастолического АД у женщин до сеанса
криовоздействия постепенно уменьшались от уровня 76 ± 0,53 (68; 84) мм рт.ст. в период до
10 минуты СВК до значений 72 ± 1,33 (65; 81) мм рт.ст. в период от 61 до 80 минуты СВК
(р<0,05). Аналогичные изменения происходили со значениями диастолического АД,
измеренного после сеанса: отмечалось снижение АДд с 78 ± 0,57 (72; 87) мм рт.ст. в период
38
до 10 минуты СВК до 74 ± 1,46 (70;83) мм рт.ст. в период от 61 до 80 минуты СВК (р<0,05).
У мужчин в динамике курса криотерапии значения АДд как до, так и после сеанса
криовоздействия, статистически значимо не изменялись (р>0,05).
Таблица 2. Значения диастолического АД у женщин и мужчин до и после сеанса криовоздействия в
зависимости от СВК, мм рт.ст. (Me ± m (25 %; 75 %))
СВК
(минуты)
женщины мужчины
n до сеанса после сеанса n до сеанса
после
сеанса
до 10 717 76 ± 0,53
(68;84)
78 ± 0,57
(72;87) 371
82 ± 0,81
(75;90)
85 ± 0,79
(78;94)
от 11
до 20 442
74 ± 0,63
(68;82)
78 ± 0,69
(71;85) 236
83 ± 0,99
(74,5;90)
87 ± 1,05
(79;97)
от 21
до 30 375
75 ± 0,71
(67;82)
79 ± 0,77
(71;86) 212
81 ± 0,99
(74;90)
87 ± 0,95
(80;95)
от 31
до 40 321
75 ± 0,77
(67;82)
79 ± 0,80
(71;85) 198
80 ± 1,01
(73;88)
86 ± 0,92
(80;94)
от 41
до 50 281
73 ± 0,88
(66;82)
77 ± 0,91
(70;86) 166
79 ± 1,12
(74;88)
86 ± 0,97
(80;94)
от 51
до 60 159
72 ± 1,14
(65;81)
77 ± 1,14
(70;85) 105
81 ± 1,14
(76;88)
83 ± 1,29
(79;94)
от 61
до 80 124
72 ± 1,33
(65;81)
74 ± 1,46
(70;83) 102
80 ± 1,37
(72;89)
84 ± 1,22
(79;94)
При исследовании ЧСС установлено, что исходные значения ЧСС у мужчин и
женщин не имели статистически достоверных различий (р>0,05). Таким образом, значение
ЧСС до начала курса криовоздействия без учета гендерного признака в среднем было
зафиксировано на уровне - 77 (95 % ДИ 74-79) уд. мин. После сеанса криотерапии отмечено
достоверно значимое снижение ЧСС до уровня 71 (95 % ДИ 70-72) уд. мин у мужчин и до 73
(95 % ДИ 72-74) уд. мин у женщин. Из этого следует, что ЧСС у мужчин и женщин
изменялась в динамике курса по-разному (р<0,05).
На рисунке 1 отображено изменение ЧСС у женщин до и после сеанса
криовоздействия в зависимосимости от СВК. В среднем этот показатель у женщин после
сеанса снижался на 5 (95 % ДИ 4 - 6) уд. мин.
Рисунок 1. Показатель ЧСС у женщин до и после сеансов криовоздействия в зависимости от СВК
Изменения ЧСС у мужчин до и после сеанса криовоздействия в зависимости от СВК
показаны на рисунке 2. Значения ЧСС после сеанса снижалось в среднем на 7 (95 % ДИ 6 - 8)
уд. мин. Влияния курсового криовоздействия на значения ЧСС как у мужчин, так и у
женщин не было выявлено (р>0,05).
64
66
68
70
72
74
76
78
80
до 10 от 11до 20 от21 до 30 от 31 до40 от 41 до 50 от 51 до 60 более 60
СВК (минуты)
ЧС
С (
уд
.ми
н.)
39
Рисунок 2. Показатель ЧСС (уд. мин) у мужчин до и после сеансов криовоздействия в зависимости от
СВК
В рамках исследования механизмов влияния криовоздействия на сердечно-сосудистую
систему проводилось ультразвуковое исследование сердца с помощью аппарата Hitachi 5500
(кардиологический датчик от 2 до 4 МГц).
Было проведено 60 ультразвуковых исследований (УЗИ) сердца до и после сеанса
криовоздействия. Проводилась оценка величины ударного объема (УО), минутного объема
кровотока (МОК), систолического индекса (СИ). В таблице 3 представлены показатели
гемодинамики по данным УЗИ до и после сеанса криовоздействия.
Таблица 3. Сравнительный анализ показателей гемодинамики по данным УЗИ сердца до и после
сеанса криовоздействия, n = 30 (Me (95 % ДИ))
Показатели До курса После курса Референтный
интервал
УО, ( мл) 82,0 (76,2;84,6) 84,6 (80,5;88,1)* 60-80
МОК, (л/м) 5,3 (5,1;5,8) 5,3 (4,9;5,4) * 3,5-4,5
ОПСС, (дн.*с*см-5
) 1508 (1409;1655) 1657 (1583;1819) * 1200-2500
Примечание: * р>0,05 по отношению к значениям до сеанса.
Исходные значения ударного объема крови составляли в среднем 82,0 (95 % ДИ: 76,2 -
84,6) мл, после сеанса значения этого показателя достоверно увеличивались до 84,6 (95 %
ДИ: 80,5 - 88,1) мл, при этом значения МОК у исследуемых оставались на постоянном
уровне 5,3 (95 % ДИ: 4,9 - 5,8) л/м. Исходные значения систолического индекса зафиксированы
на уровне - 2,8 (95 % ДИ: 2,6 – 3,1) л/мин·м2, после сеанса они составили - 2,7 (95 % ДИ: 2,5 –
2,9) л/мин·м2. Изменения этого показателя были статистически недостоверны, его значения
находились в пределах аппаратной нормы. Общее периферическое сопротивление (ОПСС)
статистически достоверно увеличивалось от уровня 1508 (95 % ДИ: 1409 – 1655) дин·с/см-5
,
зарегистрированного до сеанса, до значений 1657 (95 %ДИ: 1583 – 1819) дин с/см-5
после
сеанса криовоздействия.
Таким образом, после сеанса криовоздействия установлено повышение
систолического и диастолического АД у мужчин и женщин. АДс повышалось в среднем на 9
(95 % ДИ: 8-11) мм рт.ст. в обеих гендерных группах, а АДд на 3 (95 % ДИ: 2-4) мм рт.ст. у
женщин и на 5 (95 % ДИ: 4-6) мм рт.ст. у мужчин. При этом следует отметить, что при
измерении АД через 30 минут после криовоздействия у 71 ± 4,4% пациентов АД
установилось на уровне, равном измеренному до сеанса, у 18 ± 3,7% снизилось ниже
исходного и 11 ± 3 % осталось неизменным. Влияние сеанса проявлялось также в снижении
ЧСС, повышении ударного объема и общего периферического сопротивления сосудов. Следует
отметить, что изменения этих показателей находились в референтном интервале и были
обратимыми.
60
65
70
75
80
85
до 10 от 11до 20 от21 до 30 от 31 до40 от 41 до 50 от 51 до 60 более 60
СВК (минуты)
ЧС
С (
удю
ми
н.)
40
При изучении влияния курсового криовоздействия были выявлены следующие
особенности реакции сердечно-сосудистой системы пациентов по показателям
гемодинамики в зависимости от исходного уровня АД.
У лиц со значениями АД (менее 120/80 мм рт.ст.) за период курса было отмечено
незначительное повышение АДс в среднем на 4,0 (95 % ДИ 3,5 - 5,0) мм рт. ст., причем АДд
у этой категории пациентов статистически достоверно не менялось. У пациентов со
значениями артериального давления (120/80–129/84 мм рт.ст.) АДс после курса ЭКТ
отмечено снижение в среднем на 3,5 (95 % ДИ 3,0 - 5,0) мм рт.ст., АДд – снижение на 3,0 (95
% ДИ 2,5 - 4,5) мм рт.ст. У лиц с артериальным давлением (130/85–139/89 мм рт.ст.)
наблюдалось более выраженное снижение уровня АД после курса: АДс и АДд снизились в
среднем на 6,0 (95 % ДИ 4,0 - 8,0) мм рт.ст. В группе пациентов с артериальной гипертензией
1 степени (140/90–159/99 мм рт.ст.) после курсового криотерапевтического лечения
определялось среднее снижение АДс на 15,0 (95 % ДИ 8,0 - 22,0) мм рт. ст. и АДд на 4,0 (95
% ДИ 1,0 - 6,0) мм рт. ст.
В таблице 4 показано распределение пациентов по группам в зависимости от уровня
АД.
Таблица 4. Распределение пациентов по группам в зависимости от уровня АД до и после курса
криотерапевтического воздействия
Группы по уровню АД
Женщины Мужчины
до курса после
курса до курса
после
курса
I - Оптимальное
(менее 120/80 мм рт.ст.), % 26,39 ± 5,2% 36 ± 5,7% 5,41 ± 3,7% 14 ± 5,6%
II - Нормальное
(120/80-129/84 мм рт.ст.), % 18,06 ± 5,6% 25 ± 5,6% 16,22 ± 6,1% 10 ± 7,3%
III - Высокое нормальное
(130/85-139/89 мм рт.ст.), % 22,22 ± 4,5% 18 ± 4,5% 16,22 ± 6,1% 22 ± 8,1%
IV - 1-ая степень АГ
(140/90-159/99 мм рт.ст.), % 33,33 ± 5,6% 21 ± 4,8% 62,16 ± 8% 54 ± 8,2%
По данным таблицы 4, в результате курса криовоздействия выявлено следующее
перераспределение в структуре групп, путем увеличения количества лиц с нормальным
уровнем АД. Так, в группе с нормальными значениями АД количество женщин увеличилось
с 26,4 ± 5,2 % до 36,0 ± 5,7%, а мужчин с 5,4 ± 3,7 % до 14,0 ± 5,6 % (р<0,05). В группе лиц с
1 ст. артериальной гипертензии снизилось количество женщин с 33,3 ± 5,6 % до 21,0 ± 4,8 %
и мужчин с 62,2 ± 8 % до 54,0 ± 8,2 %.
Отличия показателей АДс, АДд до и после сеанса прослеживались в динамике всего
курса во всех исследуемых группах и характеризовались небольшими по абсолютным
значениям сдвигами показателей, которые по своему среднему значению не превышали
критических для каждой группы (менее 15 мм рт.ст.).
Анализируя полученные данные гемодинамики в опытных группах, мы установили,
что испытуемые в разных группах отличались не только по уровню АД, но и имели
достоверные различия (р<0,05) значений ВИК и КЭК. У лиц первой группы вышеуказанные
показатели имели значения на уровне 3,59 ± 1,02 (-9,46;16,3) у.е. и 41,02 ± 0,54 (35,64;48,19)
у.е. соответственно. Во второй группе значения ВИК находились в пределах 15,28 ± 1,03
(4,0;25,0) у.е., а показатель КЭК - 32,40 ± 0,52 (28,00;39,00) у.е. У пациентов третьей группы
ВИК находился в пределах значений -31,76 ± 2,41 (- 49,21;- 15,98) у.е., а показатель КЭК – в
пределах 48,56 ± 1,37 (38,54;57,6) у.е.
Все вышеуказанное говорит о достаточно четкой групповой разнице по основным
показателям гемодинамики.
41
В структуре каждой группы определялась доля пациентов, у которых изменения
показателей АД превышали допустимые критические значения (более 20 мм рт.ст.). Расчет
абсолютного риска (АР) развития повышения АД выше критических значений позволил
определить при проведении курса криотерапии динамику по каждой группе.
Данные расчета абсолютного риска представлены в таблице 5. Динамика изменений
АР по группам наглядно изображена на рисунке 3.
Из таблицы 5 видно, что в первой группе АР изменялся в течение курса от 6,4 % на 1
сеансе до 18,0 % на 12 сеансе, и снижается к концу курса до 4,2 %. Во второй группе
показатели АР не отличались (р>0,05) от показателей абсолютного риска в первой группе
хотя и имели в большинстве случаев более высокие абсолютные значения (на 1, 18, 24 и 30
сеансе).
Таблица 5. Изменение абсолютного риска возникновения критического повышения артериального
давления при проведении сеансов криотерапии в исследуемых группах (АР (95 % ДИ))
Группы 1 опытная группа 2 опытная группа 3 опытная группа
1 сеанс 6,4 (1,2-15,3) 16,7 (6,0-30,1) 26,2 (13,9-40,8)
6 сеанс 12,7 (8,8-17,3) 12,4 (7,5-18,3) 31,2 (24,5-38,3)*
12 сеанс 18,0 (4,0-9,9) 6,6 (4,0-9,9) 41,3 (34,2-48,6)*
18 сеанс 4,6 (2,2-7,8) 8,7 (5,3-12,8) 43,4 (35,8-51,1)*
24 сеанс 5,4 (2,4-9,7) 9,2 (5,0-14,5) 38,7 (29,0-48,9)*
30 сеанс 4,2 (0,4-11,8) 10,0 (2,6-21,5) 22,7 (7,4-43,3)
Примечание: * - различия величин по отношению к показателям первой группы с уровнем
значимости р < 0,05.
Для третьей группы абсолютный риск развития осложнений (повышения АДс или
АДд на 20 мм.рт.ст. и более) характеризовался гораздо более высокими значениями, чем в
первой и второй группе в период с 6 по 24 сеанс. Максимальное значение показателя АР в
третьей группе составило 43,4 % (35,8 - 51,1) и имело место на 18 сеансе, затем АР снизился
к 30 дню до 22,7 % (7,4 - 43,3), что даже ниже исходного значения для этой группы.
Рисунок 3. Динамика распределения абсолютного риска возникновения критического повышения АД
в исследуемых группах при проведении общей воздушной криотерапии.
Таким образом, значения абсолютного риска в 1 и 2 группах достоверно не
отличаются друг от друга с характерным минимальным значением АР на 18 сеансе, а в 3
группе на этот сеанс приходится максимальное значение АР. В конце 30 дневного курса АР
во всех группах достоверно не отличается от соответствующего АР в 1 день курса
криотерапии.
Выявленные допплерографические параметры, которые изменились после 20-ти
сеансов общего экстремального аэрокриовоздействия представлены в таблице 6.
42
Таблица 6. Определение отличий допплерографических показателей обследованных групп
Показатели I група II група Уровень стат. знач., p
V max, см/с ПА Л 48,6±3,3 52,0±2,9 0,16
П 43,0±2,9 55,2±3,4* 0,04
V min, см/с ОСА Л 0,46±0,46 1,8±0,8 0,12
П 0,62±0,43 4,2±1,7 0,16
V min, см/с ПА Л 19,9±2,3 13,6±2,6 0,10
П 11,9±2,5 17,1±2,1 0,04
V min, см/с ПМА Л 29,7±6,1 23,7±7,1 0,70
П 26,9±6,6 39,6±8,2 0,12
V aver, см/с ОСА Л 5,0±0,6 7,1±1,2 0,62
П 4,0±0,6 8,8±1,8 0,08
V aver, см/с ПА Л 16,3±2,0 10,0±1,3*
# 0,01
П 11,6±1,7 16,5±2,0 0,18
V aver, см/с ПМА Л 9,8±3,1 4,2±0,6 0,51
П 5,6±1,4 3,3±0,8 0,40
Pi ОСА, ус.ед. Л 0,99±0,01 0,96±0,02 0,12
П 0,99±0,01 0,94±0,026 0,33
Pi ПА, ус.ед. Л 0,57±0,05 0,74±0,05* 0,03
П 0,70±0,07 0,67±0,04 0,12
Pi НБА, ус.ед. Л 0,64±0,04 0,71±0,03 0,45
П 0,70±0,04 0,61±0,04 0,21
ISD ХА, ус.ед. Л 2,2±0,2 5,4±1,4* 0,01
П 4,1±1,8 3,4±0,41 0,09
HR ХА, ус.ед. Л 89,3±5,5 69,7±4,0* 0,008
П 81,4±6,1 81,3±5,2 0,42
HR НБА, ус.ед. Л 70,2±4,4 72,0±2,7
# 0,002
П 68,1±5,2 75,7±4,4 0,03
HR ПМА, ус.ед. Л 93,8±8,5 92,3±8,5 0,99
П 67,4±6,0 101,6±9,3 0,06
Примечание: «*» – статистически значимые (p<0,05) отличия для лиц с І и ІІ групп, в
сравнении с контрольной группой; «#» – статистически значимые (p<0,05) отличия лиц с І
группы в сравнении с лицами ІІ группы; V –скорость кровотока; Рi – индекс пульсации; ISD
– систоло-диастолический показатель (индекс Стюарта); HR –индекс резистентности; ПА –
позвоночная артерия; ОСА – общая сонная артерия; ПМА – передняя мозговая артерия. Л –
левая гемисфера, П – правая гемисфера.
Из анализа результатов (табл. 6) выходит, что по ряду показателей ультразвуковой
допплерографии обнаружено статистически значимое отличие между группами. Выявлено,
что показатели V max ПА (П), см/с, Pi ПА (Л), ISD ПА (Л) у лиц из I группы превышают
(p<0,05) соответствующие показатели для лиц II группы. Обнаружено также, что за
средними значениями показатели HR НБА (Л) и V aver ПА (Л), см/с у лиц І группы
статистически значимо (p<0,05) отличается от параметров зарегистрированных у лиц II
группы, максимальная скорость кровообращения по левой позвоночной артерии у лиц из І
группы значительно превышает показатели у лиц ІІ группы, что указывает на значительное
снижение эластичности стенки, выраженный спазм. Напротив, минимальная скорость
кровообращения была наибольшей в контрольной группе лиц, которые не имели сосудистых
изменений, что, в свою очередь, указывает на значительные сосудистые резервы для
амортизации колебаний сосудистых волн.
Закономерно наблюдается снижение индекса резистентности (HR) по левой
позвоночной артерии в соответствующем сегменте по контрлатеральному типу. Асимметрия
43
кровообращения составила 30 % в сравнении с данными лиц, отнесенных к І группе. При
выполнении надбровного гемодинамического теста (НГТ) отмечался пониженный HR для
обеих НБА, что свидетельствовало о снижениии периферического сопротивления.
Асимметрия мозгового кровообращения по левой и правой общим сонным артериям была
незначительной (4,9 ± 2,9 см/с).
Выводы
1. Риск развития осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы у пациентов,
которые имели нормальные значения артериального давления, в среднем не превышал
уровень 18 %, а в группе лиц с ДЭ I степени позволил стабилизировать АД в нормальных
пределах (без антигипертензивных препаратов), что позволило снизить риск осложнений.
Уровень риска в группе с высоким артериальным давлением существенно отличается от
абсолютных рисков в группе с нормальными показателями давления. Максимальный
абсолютный риск развития нарушений со стороны сердечно-сосудистой системы в группе с
ДЭ I степени составлял в среднем 43,4 % и приходился на 18 сеанс, постепенно снижаясь до
22,7 % к 20 сеансу общей криотерапии, все это позволило снизить дозу приема
антигипертензивных препаратов до 30 %.
2. В результате проведения сеанса криовоздействия отмечалось обратимое
компенсаторное повышение АДс в среднем на 9 (95 % ДИ 8;11) мм рт.ст. у обследуемых
обоих полов и АДд у женщин в среднем на 3 (95 % ДИ 2;4) мм рт.ст., у мужчин на 5 (95 %
ДИ 4;6) мм рт.ст.
3. Влияние одного сеанса криовоздействия проявлялось в снижении ЧСС на 17 %,
повышении ударного объема до 2,7 (95 %ДИ: 2,5 – 2,9) л/мин*м2и общего периферического
сопротивления сосудов до 1657 (95 %ДИ: 1583 – 1819) дин*с/см-5
(в когорте 259 лиц) и
изменения этих показателей находились в референтном интервале и были обратимыми у лиц
с нормальным АД.
4. Курсовое воздействие (20 сеансов) оказывало влияние на значения АД в
зависимости от его исходного уровня: в группе лиц с исходными нормальными значениями
АД отмечено повышение АДс в среднем на 4 (95% ДИ 3;5) мм рт. ст., АДд у этой категории
пациентов оставалось неизменным; в группе пациентов с артериальной гипертензией первой
степени определялось снижение АДс на 15 (95% ДИ 13;17) мм рт.ст. и АДд на 4 (95 % ДИ
3;5) мм рт.ст.
5. Изменения показателей гемодинамики в результате проведения сеансов курсового
криовоздействия находились в референтном интервале в соответствии с данными ВОЗ были
обратимыми, что указывает на безопасность методики у лиц с изначально измененным
системным артериальным давлением.
6. В результате анализа показателей допплерографического исследования выявлены
значительное улучшение эластичности стенки до 30 %, снижение выраженного сосудистого
спазма (4,9 ± 2,9 см/с), что приводит к улучшению мозгового кровообращения в обеих
гемисферах головного мозга, что является прогностически важным моментом по снижению
сосудистых катастроф головного мозга.
Список литературы 1. Аэрокриотерапия в современной медицине: практическое пособие / А.И. Алехин, Л.Н.
Денисов, Л.Р. Исеев и др. / Под ред. И.С. Чернышева М.: Медицина, 2010. С. 1-21.
2. Баевский Р.М. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. / Р.М.
Баевский, О.И. Кириллов, С.З. Клецкин. – М.: Наука, 2010. – 222 с.
3. Баранов А.Ю. Лечение холодом. Криомедицина / А.Ю. Баранов, В.Н. Кидалов – СПб.: Изд-
во Атон, 2011. – 272 с.
4. Ломакин И.И. Общая экстремальная аэрокриотерапия / И.И. Ломакин, О.В. Кудокоцева //
Провизор. – 2011 – № 3 – С. 7-12.
5. Онищенко В. О. Оценка влияния общей криотерапии на психофизиологическое состояние
организма человека // Криотерапия: безопасные технологии применения: Матер. науч.- практ. конф.
Донецкая обл. Константиновка, 24 апреля 2012 г. Константиновка: КВИЦ, 2012. С. 84–86.
6. Панченко О.А. Криотерапия: монография / О.А. Панченко. – К.: КВИЦ, 2013. – 184 с.
44
УДК 615.832.9: 616-08-039.35
ОБЩАЯ ЭКСТРЕМАЛЬНАЯ АЭРОКРИОТЕРАПИЯ ПРИ
ЭМОЦИОНАЛЬНО-ВОЛЕВЫХ НАРУШЕНИЯХ И АСТЕНИЧЕСКОМ
СИНДРОМЕ
Панченко О.А.1, Онищенко В.О.
2, Кабанцева А.В.
3, Сердюк И.А.
4
1,3,4
Государственное учреждение «Научно-практический медицинский реабилитационно-
диагностический центр Министерства здравоохранения Украины», г. Константиновка, Украина; 2Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев, Украина
[email protected], [email protected]
Общая экстремальная аэрокриотерапия (ОЭКТ) воздействует на центральную
нервную систему, активирует адаптационные системы организма, не обладает
специфическим действием, поэтому её воздействие имеет разнообразные проявления не
только на физиологическом, но и на психологическом и поведенческом уровнях.
Психологическое состояние тесно связано с физиологическим, оно отражается на
своеобразии протекания психических процессов, проявляет себя в деятельности и
поведенческих реакциях 1. Параллельно с соматическими и когнитивными нарушениями
возникают и прогрессируют расстройства в эмоционально-волевой сфере. Первоначально
это разные варианты астенического, неврозоподобного и астенодепрессивного синдромов.
При эмоционально-волевых нарушениях больные жалуются на повышенную
раздражительность, беспокойный сон, утомляемость, снижение настроения. В отличие от
физиологического состояния, которое измеряется с помощью регистрации
функционирования различных физиологических систем, психологическое состояние
определяется путем исследования особенностей протекания основных психологических
процессов, а также проявлений субъективных переживаний [3, 4].
Психологическое состояние человека наделено своими физиологическими,
психологическими и поведенческими аспектами, состоит из многих разнокачественных
компонентов и носит весьма подвижный и динамичный характер. Психологическое
состояние человека отображает отношения человека с окружающей его средой [3].
Цель исследования: комплексная оценка влияния общей экстремальной
аэрокриотерапии на показатели эмоционально-волевой сферы.
В исследовании приняло участие 185 обследуемых. Каждый обследуемый получал 20
сеансов общей криотерапии. Проведено всего 3700 сеансов общего экстремального
аэрокриовоздействия. Психодиагностическое обследование выполнялось до и после курса
общей экстремальной аэрокриотерапии.
Материалы и методы. Шкала астенического состояния «ШАС» Л.Д. Майкова, Т.Г.
Чертова [6], клинический опросник для выявления и оценки невротических расстройств К.К.
Яхина, Д.М. Менделевича [2], опросник «Самочувствие, активность, настроение»
разработанный В.А. Доскиным, Н.А. Лаврентьевой, В.Б. Шараем, М.П. Мирошниковым [1].
Результаты и их обсуждение. В процессе исследования обследуемым предлагалось
ответить на вопросы клинического опросника для выявления и оценки невротических
расстройств К.К. Яхина, Д.М. Менделевича. Опросник дает возможность качественного
анализа невротических проявлений, включает в себя шесть шкал: тревога, невротическая
депрессия, астения, истерический тип реагирования, обсессивно-фобические нарушения,
вегетативные нарушения. Все испытуемые были разделены на три группы: лица с показатели
по всем шкалам в интервале «здоровье», лица, у которых некоторые показатели входят в
45
интервал «предболезнь» и лица с показателями, достигающими значений «клинический
уровень» (рис. 1).
Рисунок 1. Распределение пациентов на группы по результатам психодиагностики выявления и
оценки невротических расстройств
В результате проведенного анализа полученных результатов психологического
исследования по шкалам клинического опросника для выявления и оценки невротических
расстройств установлено, что во всех трех, выделенных, группах отмечается положительная
динамика в эмоционально-волевой сфере после проведения курса общей экстремальной
аэрокриотерапии. В группе с «клинически значимым уровнем» показателей среднее
количество баллов по шкале «Тревога» изменилось с 3,79±0,9 до 1,36±0,7 сырых баллов, по
шкале «Невротическая депрессия» среднее количество баллов изменилось с 4,1±0,5 до
1,22±0,9, по шкале «Астения» среднее количество баллов изменилось с 5,5±0,7 до 1,1±0,5
(статистически значимое отличие (p<0,05)), по шкале «Истерический тип реагирования
среднее количество баллов изменилось с 2,94±0,8 до 1,44±0,9, по шкале «Обсессивно-
фобических нарушений» среднее количество баллов изменилось с 1,99±0,4 до 1,51±0,9, по
шкале «Вегетативных нарушений» среднее количество баллов изменилось с 7,86±0,6 до
4,2±0,6 (p<0,05).
В группе с показателями значений в интервале «предболезнь» среднее количество
баллов по шкале «Тревога» изменилось в среднем от 1,2±0,4 до 0,2±0,3, по шкале
«Невротическая депрессия» среднее количество баллов изменилось от 1,24±0,5 до 0,25±0,5,
по шкале «Астения» изменение среднего количества баллов продолжает лидировать от
1,5±0,7 до 0,1±0,6, по шкале «Истерический тип реагирования» среднее количество баллов
изменилось от 0,8±0,6 до 0,21±0,4, по шкале «Обсессивно-фобических нарушений» среднее
количество баллов изменилось от 1,1±0,4 до 1,24±0,6, по шкале «Вегетативных нарушений»
среднее количество баллов изменилось от 1,25±0,6 до 1±0,4 (p<0,05).
В группе с показателями значений достигающих уровня «здоровье» среднее
количество баллов по шкалам также возросло, однако менее выраженно: по шкале «Тревога»
увеличилось в среднем от 2,84±0,2 до 3,46±0,3, по шкале «Невротическая депрессия» среднее
количество баллов увеличилось от 1,47±0,4 до 2,12±0,5, по шкале «Астения» увеличение
среднего количества баллов продолжает лидировать от 4,06±0,6 до 5,1±0,4, по шкале
«Истерический тип реагирования» увеличилось среднее количество баллов от 2,19±0,6 до
2,55±0,5, по шкале «Обсессивно-фобических нарушений» увеличилось среднее количество
баллов от 2,17±0,4 до 2,2±0,4, по шкале «Вегетативных нарушений» увеличилось среднее
количество баллов от 5,64±0,6 до 6,1±0,3 (p<0,05) (рис. 2).
После курса криотерапии у обследуемых отмечается положительная динамика в
эмоционально-волевой сфере, отмечается статистически значимое снижение по шкалам
астении и вегетативных нарушений.
0
20
40
60
80
100
количество пациентов
"здоровье"
"предболезнь"
"клинически значимый уровень"
46
Рисунок 2. Динамика показателей психологической сферы обследуемых в трех группах
Наряду с оценкой невротических нарушений испытуемым предлагалось пройти
тестирование по шкале астенического состояния «ШАС» Л.Д. Майкова, Т.Г. Чертова. В
зависимости от количества набранных баллов в результате обследования, проведенного до и
после курса криотерапии, все испытуемые были разделены на 4 группы: лица с «отсутствием
астении», «слабой астенией», «умеренной астенией», «выраженной астенией» (рис. 3).
Рисунок 3. Показатели уровня астении до и после курса криотерапии
Анализ данных показал, что испытуемые отмечают выраженное снижение
астенического синдрома после курса криотерапии. В группе с выраженной астенией
показатели снизились до нуля баллов, в группе с умеренной астенией среднее количество
баллов снизилось от 98,26±0,7 до 76,11±0,5, в группе с слабой астенией среднее количество
баллов снизилось от 72,2±0,4 до 55,0±0,3, в группе с отсутствием астении также отмечалась
незначительная положительная динамика (p<0,05).
Также в процессе исследования обследуемым предлагалось определить свое
доминирующее состояние по шкалам самочувствия, активности, настроения. В зависимости
от количества баллов, набранных по этим шкалам в результате обследования, проведенного
до курса общей экстремальной аэрокриотерапии, все испытуемые были разделены на 3
группы: лица с «неудовлетворительными», «удовлетворительными» и «хорошими»
значениями показателей (рис. 4, 5).
0
20
40
60
80
100
120
отсутствие астении
слабая астения
умеренная астения
выраженная астения
до курса ОЭКТ
после курса ОЭКТ
47
Рисунок 4. Показатели уровня самочувствия, активности, настроения до курса криотерапии:
<2,5 – неудовлетворительное САН; 2,5-4,5 – удовлетворительное САН; >4,5 – хорошее САН
В результате проведенного анализа полученных результатов психологического
исследования установлено, что количество баллов по шкалам САН в выделенных группах
выросло после курса общей экстремальной аэрокриотерапии. В группе с
«неудовлетворительными» первичными значениями показателя среднее количество баллов
по шкале «Самочувствие» значительно увеличилось: в среднем от 2,3±0,2 до 5,1±0,7 баллов
(p<0,05); по шкале «Активность» в этой группе количество баллов увеличилось в среднем от
2,3±0,2 до 5,2±0,2 баллов (p<0,05); по шкале «Настроение» - от 2,4±0,1 до 5,2±0,2 баллов
(p<0,05).
В группе с «удовлетворительными» первичными значениями показателя среднее
количество баллов по шкале «Самочувствие» увеличилось: в среднем от 3,7±0,1 до 4,2±0,5
баллов (p<0,05); по шкале «Активность» количество баллов увеличилось в среднем от
4,3±0,2 до 4,6±0,2 баллов (p<0,05); по шкале «Настроение» - от 3,7±0,1 до 4,8±0,2 баллов
(p<0,05).
В группе с «хорошими» первичными значениями показателя среднее количество
баллов по шкале «Самочувствие» также увеличилось, однако менее выраженно: в среднем от
5,3±0,1 до 5,5±0,5 баллов (p<0,05); по шкале «Активность» количество баллов увеличилось в
среднем от 5,2±0,2 до 5,5±0,2 баллов (p<0,05); по шкале «Настроение» статистически
значимых изменений в количестве баллов выявлено не было (p<0,05).
В связи с определенным увеличением количества баллов по шкалам САН после курса
криотерапии состоялось перераспределение обследуемых в вышеупомянутых группах (рис.
5).
Как видно из рисунка 4, после курса криотерапии снизилось до нуля количество
обследуемых с «неудовлетворительными» значениями показателей по шкалам САН.
Количество лиц с «удовлетворительными» значениями по шкале «Самочувствие»
уменьшилось на 8,4 % (p<0,05); количество обследуемых с «хорошими» значениями по
«Самочувствие» увеличилось на 14,0 % (p<0,05); количество лиц с «удовлетворительными»
значениями показателя по шкале «Активность» уменьшилось на 14,4 % (p<0,05); а
количество обследуемых с «хорошими» значениями показателя увеличилось на 17,9 %
(p<0,05); количество лиц с «удовлетворительными» значениями показателя по шкале
«Настроение» уменьшилось на 7,9 % (p<0,05); количество лиц с «хорошими» значениями
показателя увеличилось на 14,0 % (p<0,05).
Таким образом, после курса общей экстремальной аэрокриотерапии, по результатам
опросника «Самочувствие, активность, настроение», состоялось перераспределение
количества обследуемых в выделенных группах за счет увеличения количества лиц с
«хорошими» значениями показателей по шкалам САН и уменьшения количества лиц в
группах с «удовлетворительными» и неудовлетворительными» значениями показателей.
Увеличение количества баллов по всем шкалам опросника САН, полученных после курса
0
10
20
30
40
50
60
70
80
<2,5 2,5-4,5 >4,5
самочувствие
активность
настроение
48
криотерапии, свидетельствует об улучшении самочувствия, активности и настроения у
обследуемых после курсового влияния ультранизкой температурой.
Рисунок. 5. Показатели уровня самочувствия, активности, настроения после курса криотерапии:
<2,5 – неудовлетворительное САН; 2,5-4,5 – удовлетворительное САН; >4,5 – хорошее САН
Выводы В результате проведения анализа изменений в эмоционально-волевой сфере под
воздействием ультранизкой температуры установлено, что курс общей экстремальной
аэрокриотерапии оказывает положительное воздействие на эмоционально-волевую сферу
человека, приводит к улучшению самочувствия, активности, настроения, отмечается
значительное снижение невротических проявлений, а именно: тревоги, невротической
депрессии, астении, истерического типа реагирования, обсессивно-фобических и
вегетативных нарушений. Полученные данные подтверждают высокую эффективность и
безопасность применения данного метода в лечении и реабилитации пациентов с
эмоциональными нарушениями и наличием астенического синдорома.
Список литературы 1. Доскин В.А. Тест дифференциальной самооценки функционального состояния / В.А.
Доскин, Н.Л. Лаврентьев, М.П. Мирошников // Вопросы психологии. – 2001. – № 7. – С. 15-19.
2. Менделевич В.Д. Психология девиантного поведения. Учебное пособие. – СПб.: Речь,
2005. – 445с.
3. Онищенко В.О. Оценка влияния общей криотерапии на психофизиологическое состояние
организма человека / В.О. Онищенко // сборник научных работ / Под общ. проф. О.А. Панченко. –
Киев: КВИЦ, 2012. – 188 с.: ил. – С. 83-92.
4. Онищенко В.О. Оценка показателей вариабельности сердечного ритма под воздействием
низкотемпературной криотерапии / В.О. Онищенко, Е.С. Чистилина, М.В. Щеголь // сборник
научных работ / Под общ. проф. О.А. Панченко. – Киев: КВИЦ, 2012. – 188 с.: ил. – С. 92-97.
5. Панченко Л.В. Оценка влияния общей криотерапии на психофизиологическое состояние
организма человека / Л.В. Панченко, В.О. Онищенко // сборник научных работ / Под общ. проф. О.А.
Панченко. – Киев: КВИЦ, 2012. – 188 с.: ил. – С. 109-117.
6. Рогов Е.И. Настольная книга практического психолога / Е.И. Рогов // Книга 2. М., 1999. –
С. 23-25.
0
20
40
60
80
100
<2,5 2,5-4,5 >4,5
самочувствие
активность
настроение
49
УДК 616-001.36-06+615.832.9
МЕТОДОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО
КРИОВОЗДЕЙСТВИЯ В КОМПЛЕКСНОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ
ПОСТСТРЕССОВЫХ РАССТРОЙСТВ
Панченко О.А.
Государственного учреждения «Научно-практический медицинский реабилитационно-
диагностический центр Министерства здравоохранения Украины», г. Константиновка, Украина
Стремительный рост частоты кризисных явлений и конфликтов в различных
социальных группах мира, высокий динамизм социально-технократического развития
современного общества, усовершенствование информационных технологий, научно-
технические достижения наравне с ростом качества жизни обуславливают рост уровня
психоэмоционального напряжения, усложнение структуры личности и соответственно
выдвигают жесткие требования к интегративной деятельности всех процессов психической
сферы в целом.
Постстрессовые расстройства (ПСР) включают в себя разнообразные реакции на
стрессовые события, находящиеся за рамками опыта человека. Когда речь идет о
чрезвычайности стресса, то подразумевается, что соответствующие события носят
экстремальный характер, выходя за пределы обычных человеческих переживаний, при этом
они вызывают сильный страх, тревогу и ощущение беспомощности. Интенсивность травмы
(стрессового воздействия) стирает индивидуально-личностные особенности пострадавших и
способствует развитию посттравматических расстройств, которые могут развиться в
экстремальных ситуациях практически у каждого человека. Анализ пре- и
посттравматической ситуации свидетельствует, что спустя некоторое время после пережитой
жизнеопасной ситуации развиваются связанные с ней различные невротические и
психопатические симптомы [1].
Последствия травмы можно условно разделить на три группы расстройств:
психопатологические (клинические), психологические и социальные. К
психопатологическим последствиям травмы [2] относят острые стрессовые расстройства,
боль, тревожные расстройства, необъяснимые физические симптомы, депрессию, семейные
проблемы, посттравматические симптомы, симптомы избегания и фобические расстройства.
К психологическим изменениям следует отнести выделенный В.А. Кожевниковой [3]
«постстрессовый патопсихологический симптомокомплекс», характеризующийся
появлением или усилением подозрительности, ригидностью поведенческих и
эмоциональных реакций, диссоциацией ценностно-смысловой сферы, однообразием и
неадекватностью механизмов психологической защиты и копинг-стратегий,
ограниченностью микросоциальных связей и формированием избегающего поведения.
Среди социальных последствий травмы в первую очередь выделяются состояния
социальной дезадаптации, которая проявляется в плохом самочувствии, пониженном
настроении, тревожности, эмоциональной неустойчивости, низкой общительности, низком
самоконтроле, подозрительности, радикализме [3].
Поиск новых, немедикаментозных средств и методов, физиологических мероприятий,
имеющих минимум побочных эффектов и направленных на восстановление, сохранение и
поддержку психического состояния, работоспособности, расширение функциональных
резервов организма лиц с неврозами и неврозоподобными состояниями, представляется
одной из самых актуальных задач реабилитационной медицины.
50
Активное применение общей экстремальной аэрокриотерапии в клинической
практике для лечения широкого круга соматических заболеваний, пограничных психических
и психосоматических расстройств позволяет отнести ее к перспективным методам
современной восстановительной медицины.
Для комплексной характеристики функционального состояния организма человека в
условиях кратковременного воздействия экстремально низкой температуры необходимо
исследовать изменения со стороны как можно большего числа реагирующих систем.
Широкое действие криотерапии предполагает возможность ее применения при заболеваниях,
которые сопровождаются нарушениями психоэмоциональной сферы человека. Известна
взаимосвязь психического и физического уровней функционирования организма, т. е.
изменения физического состояния (плохое самочувствие, заболевания, инвалидизация)
влекут за собой нарушения социального функционирования, которые, в свою очередь,
провоцируют изменения психологического состояния и свойств личности.
Общая экстремальная аэрокриотерапия улучшает психоэмоциональное состояние
пациентов. Установлено, что экстремальное криовоздействие способствует улучшению
функционирования системной гемодинамики, улучшению показателей вегетативной
регуляции, физической работоспособности; позволяет оптимизировать обменные процессы,
повысить активность антиоксидантной системы и механизмов неспецифической
резистентности. Уже после первой процедуры практически все больные, лечившиеся в
воздушных установках, отмечают улучшение настроения, появляется ощущение свежести,
легкости и даже небольшой эйфории. Снижение депрессии проявляется в уменьшении
уровня личностной тревожности, эмоциональной подавленности, напряженности. Это
происходит за счет выброса эндорфинов и энкефалинов.
Основная лечебная эффективность криотерапевтических процедур связана со
стрессовым стимулирующим воздействием на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую
систему, через стимуляцию периферического кровообращения. Сущность реакции на
стрессор заключается в активации всех систем организма, необходимой для возвращения
организма к нормальным условиям существования. Таким образом, биологическим смыслом
стресса является адаптация. Для ее достижения возникает особое функциональное состояние
и целый комплекс психологических и физиологических реакций [4].
Существующий опыт использования общей экстремальной аэрокриотерапии с
лечебной и профилактической целями в реабилитации и абилитации свидетельствует о
перспективности и безопасности использования данного метода для восстановления
адекватного психоэмоционального состояния и психической работоспособности в лечении
постстрессовых расстройств.
Результаты исследования и их обсуждение. В период (июль 2014 – январь 2017 г.)
на базе отделения медицинской и социальной психологии ГУ «Научно-практический
медицинский реабилитационно-диагностический центр МЗ Украины» г. Константиновка
Донецкой области проводилось исследование особенностей психоэмоционального состояния
у мирного населения, проживающего в зоне боевых действий. В исследовании принимали
участие взрослые (18–70 лет) люди различного социального статуса, проживающие в зоне
военного конфликта (3017 человек). Для диагностики проявлений постстрессовых
расстройств применяли Миссисипскую шкалу посттравматического стрессового
расстройства, анкету для самооценки эмоционального, физического состояния и
работоспособности. Психодиагностическое исследование выявляло преобладающие эмоции
у жителей зоны боевых действий в связи с событиями в регионе. Результаты тестирования
свидетельствуют о том, что выраженные негативные эмоции (страх, тревога, отчаяние,
раздражение) сохраняют высокую интенсивность в течение длительного периода времени
(рис. 1).
В результате диагностики с помощью Миссисипской шкалы в июле 2014 – январе
2017 г. стабильно высоким остается количество лиц, имеющих отдельные признаки ПТСР
(нарушения сна, снижение настроения и активности), и процента тестируемых с ПТСР (рис.
51
2). Подобные изменения могут быть связаны как с обострением ситуации в регионе, так и
истощением адаптационных механизмов психики в связи с длительностью воздействия
психотравмирующего фактора.
Рисунок 1. Эмоции населения в зоне военного конфликта: 1 – страх, 2 – тревога, 3 –беспомощность,
4 – отчаяние, 5 – раздражение, 6 – безразличие, 7 – уныние
На базе ГУ «Научно-практический медицинский реабилитационно-диагностический
центр МЗ Украины» проводилась НИР «Разработка методики комплексного лечения
пограничных психических расстройств с применением общей воздушной криотерапии»
(2014-2015 г.). Экспериментальная группа – пациенты с неврастенией (F 48.0), получавщие
наряду с лечением, согласно клинического протокола оказания медицинской помощи, курс
общей экстремальной аэрокриотерапии (ОЭАКТ) - 69 чел.; контрольная группа – пациенты с
неврастенией (F 48.0) - 66 чел., получавщие лечение согласно клинического протокола
оказания медицинской помощи.
Рисунок 2. Результаты диагностики (Миссисипская шкала посттравматического расстройства):
1 – отдельные признаки ПТСР, 2 – ПТСР
Для диагностики эмоционального состояния применялись следующие методики:
диагностики нервно-психического напряжения Т.А. Немчина (НПН), дифференциальной
самооценки функциональных состояний «самочувствие – активность – настроение» (САН),
метод цветовых выборов Люшера, методика «Качество жизни», Шкала астенических
52
состояний; Шкала нервно-психического напряжения; Методика для исследования
личностной и реактивной тревожности Спилберга-Ханина [5].
Группы были сформированы таким образом, что статистически значимые различия по
показателям всех применяемых методик отсутствовали.
Результаты исследования показали, что ранние сеансы (1-5 сеанса) ОЭАКТ
сопровождались достоверным увеличением концентрации кортизола в сыворотке крови и
постепенной нормализацией уровня гормона до 10 сеанса ОЭАКТ. По результатам данных
исследования экспериментально доказано, что курс ОЭАКТ не вызывает перенапряжение
гормональных регуляторных механизмов, о чем свидетельствует постепенное снижение
уровня кортизола (р <0,001) в сыворотке крови обследуемых в течение курса общей
экстремальной аэрокриотерапии. Постепенное снижение уровня кортизола в крови
пациентов, говорит о снижении стресса у этих лиц.
Положительная динамика психического состояния пациентов отмечалась с 10 дня
криовоздействия и опережала таковую в контрольной группе (рис. 3, 4). Изменения
психического состояния проявлялись в улучшении самочувствия, активности и настроения;
снижении личностной и реактивной тревожности, снижении степени выраженности
астенических проявлений, повышении работоспособности, снижении нервно-психического
напряжения больных. Улучшение состояния отмечалось у 63 пациентов (85,1 %) при
выписке. Установлено, что курс ОЭАКТ приводит к снижению невротических проявлений и
улучшение показателей психоэмоционального состояния (рис. 3).
Рисунок 3. Динамика показателей психоэмоционального состояния пациентов основной группы в
процессе курса ОЭАКТ: 1 астенические нарушения; 2 чрезмерное нервно-психическое
напряжение; 3 личностная тревожность; 4 ситуативная тревожность; 5 неудовлетворительное
самочувствие; 6 неудовлетворительная активность; 7 неудовлетворительное настроение
Выявлены статистические различия средних в экспериментальной группе пациентов
по шкалам «самочувствие», «активность», «настроение» в группах показателей,
диагностированных в 1-й и в 10-й день лечения, в 1-й и в 20-й день лечения (p<0,01).
Подобная динамика показателей говорит о том, что самочувствие, активность и настроение у
пациентов, проходивших курс ОЭАКТ, улучшились уже на 10-й день лечения, на 20-й день
произошло стойкое улучшение самочувствия, активности и настроения по этим показателям.
В контрольной группе пациентов с неврастенией также были выявлены статистические
различия средних по шкалам «Самочувствие», «Активность», «Настроение» в группах
показателей по этим шкалам, диагностированных в 1-й и в 20-й день лечения (p<0,01), что
говорит о достоверном повышении показателей к концу терапии.
Улучшение состояния пациентов экспериментальной группы произошло уже на 10-й
день лечения, что, по нашему мнению, связано именно с воздействием общей экстремальной
аэрокриотерапии.
53
Рисунок 4. Динамика показателей психоэмоционального состояния пациентов контрольной группы в
процессе курса ОЭАКТ: 1 астенические нарушения; 2 чрезмерное нервно-психическое
напряжение; 3 личностная тревожность; 4 ситуативная тревожность; 5 неудовлетворительное
самочувствие; 6 неудовлетворительная активность; 7 неудовлетворительное настроение.
Выявлены статистически значимые различия средних по шкале САН у пациентов
экспериментальной и контрольной групп (p<0,01); т. е. показатели самочувствия, активности
и настроения достоверно выше у больных, получавших воздействие общей экстремальной
аэрокриотерапии, по сравнению с контрольной группой. Нервно-психическое напряжение
(НПН), диагностируемое у пациентов экспериментальной группы, снизилось уже на 10-й
день терапии, на 20-й день произошло стойкое снижение показателей по методике НПН как
у пациентов экспериментальной, так и контрольной группы.
Изменение степени выраженности психической напряженности в условиях сложной
(экстремальной) ситуации или ее ожидания качественно влияет на уровень проявления
эмоционального стресса и депрессивных нарушений. Так, на двадцатый день уровень
эмоционального стресса в большинстве случаев характеризуется эмоциональной
уравновешенностью, а показатели депрессии располагаются в пределах нормы.
Анализ тревоги указывает, что уровень личностной и ситуативной тревожности,
которые в начале лечения проявлялись в виде беспокойства, эмоционального напряжения
после курса общей экстремальной аэрокриотерапии статистически достоверно снижаются.
Однако, уровень личностной тревожности уменьшался только до 20-го дня, а уровень
ситуативной тревожности имел тенденцию снижения уже с четвертого дня криовоздействия.
«Качество жизни» отражает общее благополучие и степень удовлетворенности теми
сторонами жизнедеятельности человека, в влияющих на состояние здоровья и негативные
изменения, которые происходят или могут произойти в связи с заболеванием. Показатели
улучшения «качества жизни» имеют статистически значимые различия уже с четвертого дня
криовоздействия и до 20-го дня характеризует высокий уровень качества жизни.
Анализируя все полученные данные, можно утверждать, что у пациентов,
подвергшихся криовоздействию в течение 20-ти дней, наблюдаются положительные
изменения в психоэмоциональном статусе. Их состояние характеризуется повышением
показателей активности и настроения, снижением уровня тревоги, депрессии, нервно-
психического напряжения и астенических проявлений, улучшением качества жизни.
Положительная динамика психического состояния пациентов отмечалась с 10 дня
криовоздействия. Изменения психического состояния оказывались в улучшении
самочувствия, активности и настроения; снижение личностной и реактивной тревожности,
снижении степени выраженности астенических проявлений, повышении работоспособности,
снижении нервно-психического напряжения больных. Улучшение состояния отмечалось у 98
пациентов (84,5 %) при выписке.
Полученные на 20-й день общей экстремальной аэрокриотерапии данные,
свидетельствуют о снижении значений показателей астении, нервно-психического
54
напряжения, депрессии, эмоциональной напряженности, личностной и ситуативной
тревожности, а также повышении оценки качества жизни и показателей активности,
самочувствия и настроения, позволяют утверждать о перспективности использование метода
общей экстремальной аэрокриотерапии в целях восстановления психоэмоционального
состояния, а также психической работоспособности личности при воздействии на нее
неблагоприятных факторов. Изменение показателей астенических проявлений в ходе курса
ОЭАКТ указывает, что в первые дни у пациентов выявляются признаки астении различной
степени выраженности, а к завершению курса криотерапии показатели значительно
снижаются и в 2/3 случаев они свидетельствуют об отсутствии астении (р<0,01).
Таким образом, выявленная тенденция в динамике показателей эмоциональной сферы
пациентов с неврастенией свидетельствует о том, что общая экстремальная аэрокриотерапия
обеспечивает более быстрое и стойкое улучшение эмоционального состояния данного
контингента больных и является безопасным, эффективным методом реабилитации данной
категории пациентов. Метод экстремальной криотерапии может быть рекомендован в
комплексном подходе к реабилитации постстрессовых расстройств
Выводы
На сегодняшний день криотерапия имеет широкую область применения в различных
областях медицины. Техническое совершенствование и низкий процент побочных эффектов
способствуют распространению данного метода. Общая экстремальная аэрокриотерапия
является идеальной моделью психофизиологического стресса, в результате которого
происходит оптимизация психофизиологического и психологического состояния человека.
Взрослые жители региона боевых действий испытывают выраженные негативные
эмоции, которые сохраняют интенсивность в течение года. Наиболее выражена тревога (72
%), страх (38 %), раздражение (34 %) и беспомощность (26 %). Стабильно высоким остается
количество лиц, имеющих отдельные признаки ПТСР (нарушения сна, снижение настроения
и активности) – 32 %, и процент исследуемых с ПТСР (13 %).
В результате реализации комплексного медико-психологического подхода в лечении
постстрессовых расстройств отмечается достоверное повышение активности, улучшения
настроения и самочувствия, снижение нервно-психического напряжения (р = 0,01) после
прохождения курса общей экстремальной аэрокриотерапии.
Метод общей экстремальной аэрокриотерапии может быть рекомендован в
комплексном подходе к реабилитации постстрессовых расстройств.
Список литературы 1. Тадевосян М. Я., Сукиасян С. Г. Психическая травма, ее последствия и предрасполагающие
факторы // Журнал неврологии и психиатрии. 2011. № 11. С. 95-100.
2. Mayou R., Farmer A. Trauma // Brit. Med. J. 2002. Vol. 325. Рр. 426–429.
3. Кожевнікова В. А. Особливості особистості та поведінкові зміни у осіб, що пережили
екстремальні події: Автореф. дис. ... канд. психол. наук. АМН України. Харків, 2006. - 186 с.
4. Онищенко В. О. Оценка влияния общей криотерапии на психофизиологическое состояние
организма человека // Криотерапия: безопасные технологии применения: Матер. науч.-практ. конф.
Донецкая обл. Константиновка, 24 апреля 2012 г. – К.: КВИЦ, 2012. – С. 83-91.
5. Панченко О.А. Криотерапия: монография / О.А. Панченко. – К.: КВИЦ, 2013. – 184 с.
6. Панченко О.А. Криотерапия в системе реабилитации пациентов с непсихотическими
психическими расстройствами / О.А. Панченко, Т.Э. Чумак, Л.В. Панченко // Психічне здоров'я. –
2012. № 4(37). – С. 16-20.
55
УДК:669:615.8:617-7:612.4
НОВЫЕ СВОЙСТВА ПОРИСТОГО ТИТАНА ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ
КРИОМЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Кершенгольц Б.М., Крамарев Е.А., Лавров С.И.
ООО «Инновационная компания Биостандарт», г. Белгород, Россия
Криомедицина сравнительно молода: эта наука, изучающая воздействие сверхнизких
температур на человеческий организм, оформилась в 70-х годах XX века. Развитие
криомедицины в современных условиях натолкнуло на создание новых материалов и
методик работ с ними. Это привело к широкому применению материалов, имеющих
пористую структуру. Одним из таких материалов стал сплав никелида титана (NiTi).
Для целей криомедицины по своим физическим свойствам наиболее подходит жидкий
азот (инертный газ, не горюч, не взрывоопасен, без цвета, без запаха, составляет, по объему,
около 78 % атмосферы воздуха) в его жидком состоянии. Жидкий азот имеет следующие
термодинамические параметры: тройная Т = 63,15К ≈ − 210 °С и равновесная Т = 77,3 К = -
196 °С точке кипения; удельная скрытая теплота испарения 160 Дж/cм3, критическая
плотность теплового потока через границу раздела нормально кипящей жидкости и твердой
теплообменной стенкой около 12 Вт/см2
при температурном напоре в 12 К.
Принцип работы криоаппликатора и криоваликов сводится к впитыванию жидкого
азота в поры инструмента с последующей отдачей «накопленного холода» на местный
участок криовоздействия. Пористая структура инструментов удерживает жидкий азот без
вытекания его до полного испарения (как правило, 0,5–4 минуты). Впоследствии, жидкий
азот, испаряясь, поддерживает криогенные свойства аппликатора и валика на весь период
воздействия. При пользовании криоинструмента с пористыми рабочими элементами
результат криовоздействия суммируется действием охлажденных паров жидкого азота,
находящихся в порах рабочего элемента и, непосредственно, самого рабочего элемента,
охлажденного до сверхнизких (-196 °С) температур, что приводит к моментальному отводу
тепла от соприкасающихся поверхностей тканей. Испаряющийся азот, создавая подушку,
препятствует прилипанию криоинструмента к подвергающейся воздействию ткани.
В процессе использования был выявлен ряд недостатков, присущих
криоинструментам из никелида титана (NiTi). Одним из главных существенных недостатков
оказалась невозможность увеличения времени непрерывной работы криоаппликатора, что
связано с предельным объемом хладогена, который может быть накоплен в данном
материале. Этот параметр зависит от объемной доли пор (отношение объема пор к общему
объему изделия). Чем выше объемная доля пор, тем выше способность криоинструмента к
«накоплению холода».
Ещё одна проблема с использованием криоаппликатора из никелида титана – стекание
капель жидкого азота («подтекание»). Это связано с отсутствием возможности управления
образования пор при изготовлении криоинструмента (формирование размера пор,
равномерности и плотности их распределения в объеме изготавливаемого изделия).
Таким образом была сформирована одна из проблем изготовления криоинструмента -
создание пористого материала с более высокой объемной долей пор, способного удерживать
капиллярными силами больший объем жидкого азота без его стекания с материала. При этом
материал должен соответствовать требованиям по прочности и вязкости, стойкости к
термоциклированию, эстетике и геометрии изготавливаемого инструмента.
56
Одним из решений выше поставленной проблемы является разработка инновационной
компании «Биостандарт» (г. Белгород) - криоинструменты из пористого титана (рис. 1).
Рисунок 1. Криоинструменты, изготовленные с использованием пористого титана
По экспериментальным данным, у криоинструмента из пористого титана отношение
массы (m2) пористого материала при полном заполнении жидким азотом (-196 ºС) к массе
(m1) пористого материала при комнатной температуре (20…24 ºС) составляет от 114 до 124
%. Криомедицинский инструмент из пористого титана, предложенный ИК «Биостандарт»,
имеет поглощаемость жидкого азота в 2 - 4 раза больше, чем у никелида титана (NiTi), что
обеспечивает более длительное нахождение инструмента в неизменном режиме
ультранизкой температуры. Тем самым увеличивается продолжительность непрерывной
работы одного цикла применения криоинструмента (до 180…240 с, в зависимости от формы,
размера и области применения криоаппликатора). Данное требование было выработано
хирургами и физиотерапевтами в процессе опытной эксплуатации новых образцов
криоинтсрументов из пористого титана.
Ноу-хау ИК Биостандарт» является состав шихты и технология получения пористого
титана для изготовления криоаппликаторов и криоваликов с заданными свойствами,
технология производства и утилизации инструмента. Это достигнуто с использованием
гидрида титана в качестве исходного сырья, разложение которого на начальных этапах
вакуумного спекания изделий приводит к очистке титана от примесей и частичному
восстановлению оксидных слоев. Установленная при производстве киоинструмента
объемная доля пор формируется с использованием временного порообразователя, удаление
которого происходит до окончательного спекания заготовки. При этом используется
оригинальный режим прессования заготовок изделий под спекание, обеспечивающий
требуемые формы и заданный комплекс свойств.
Отношение массы пористого материала при полном заполнении жидким азотом (-196
ºС) у пористого титана (Ti) к массе пористого материала при комнатной температуре (20…24
ºС) составляет не менее 114 % (у никелида титана этот же показатель составляет 104-106 %).
Более высокий параметр наполнения гладогеном у пористого титана (Ti) обеспечивается
сразу несколькими причинами: плотность титана составляет 4,5 г/см3, в то время как
плотность никелида титана существенно выше, почти 6,5 г/см3; пористость никелида титана
обычно не превышает 50 %, в то время как пористость экспериментальных образцов из
титана составляет 55-60 %.
57
Таблица 1. Сравнительные технико-экономических характеристики пористого титана
Технико -
экономические
параметры продукта
Криоаппликатор из
пористого титана)
Криоаппликатор из
пористого никелида
титана
Монолитный
криоинструмент
1. Необходимость
разморозки в
криоцикле
нет нет да
2. Емкость по
жидкому азоту
115 %
(гарантированный
показатель)
106 % (лучший
показатель)
Не применимо
3. Плотность <2,2 г/см3 >3,2 г/см
3 >4,5 г/см
3
4. Утечка жидкого
азота
нет есть нет
5. Отсутствие
токсичных элементов
Да нет (никель) да (если
используется титан)
6.Относительная
стоимость
1 1.4 > 2
Использование криоинструмента из пористого титана для улучшения качества жизни
пожилых людей (на примере Шебекинского дома-интерната для престарелых и инвалидов).
Шебекинский дом-интернат для престарелых и инвалидов является медико-
социальным учреждением на территории Белгородской области, предназначенное для
постоянного проживания одиноких, слабо защищенных слоев населения. Ежедневно
медицинские работники и младший медицинский персонал обеспечивают уход за
инвалидами, находящимися на постельном режиме (84 чел.) и инвалидами-колясочниками
(32 чел.) (обтирание, обмывание, гигиенические ванны, стрижка ногтей, причесывание,
профилактика пролежней).
С октября 2015 года по назначению врача и под наблюдением специалистов ИК
«Биостандарт» пациентам Шебекинского дома-интерната проводятся регулярные
физиотерапевтические процедуры с использованием криоинструмента из пористого титана.
В ходе наблюдения были зафиксированы положительные результаты проводимых процедур.
При этом специалистами ИК «Биостандарт» и медицинским персоналом дома-интерната
было отмечена более высокая эффективность и дешевизна проводимых процедур по
сравнению с традиционными методами лечения. В частности были зафиксированы
следующие результаты.
Проживающий Виктор П. 49 лет. DS: последствия перелома грудного отдела
позвоночника, парез нижних конечностей, артрит левого плечевого сустава, глубокие
пролежни паховой области с обеих сторон. После прохождения 8 процедур криотерапии у
пациента значительно улучшилось общее состояние. Процедуры проходил с желанием,
отрицательных эмоций чувство холода не вызывало. Во время сеанса криотерапии было
ощущение покалывания. За время лечения сон улучшился, А/Д не повышалось, общее
состояние пациента удовлетворительное. Пролежни перешли в стадию грануляции, края ран
затягиваются. Плечевые суставы стали меньше беспокоить, даже при нагрузке (пациент
колясочник). Продолжает процедуры.
Проживающий Евгений Ч. 76 лет. DS: ампутационная культя правого бедра, не
большой пролежень на культе. При проведении процедур криотерапии у пациента
улучшилось настроение. Стал более контактным, очень ждет проведение сеанса. Сон
улучшился, А/Д не повышалось. Сеансы проходит с удовольствием. Пациента периодически
беспокоили фантомные боли в культе, за время проведения сеансов (8 процедур) болей не
было. Значительное улучшение области пролежня. Отрицательных эмоций чувство холода
не вызывает.
58
Проживающий Александр Б. 56 лет. DS: последствия компрессионного перелома
позвоночника, ДАО коленных суставов. После прохождения 6 процедур криотерапии, у
пациента значительно улучшилось общее состояние. Процедуры проводятся ежедневно,
криомассаж всего тела, чередуя контактное воздействие и бесконтактное. Пациент отмечает
уменьшение болей в спине, в плечевых и коленных суставах. А/Д не повышалось, общее
состояние удовлетворительное. На процедуры приходит сам, проходит их с желанием.
Отрицательных эмоций чувство холода не вызывает. Продолжаем процедуры.
Проживающая Валентина П. 84 года. DS: обструктивный бронхит, бронхиальная
астма. После прохождения 10 процедур криотерапии, пациентка отмечает улучшение сна,
общего состояния. Количество приступов бронхиальной астмы не уменьшилось, но
пациентка отмечает, что ночью требуется меньшее количество ингалятора. Процедуры
проводились в виде ингаляций (пары жидкого азота) и контактного криомассажа области
грудной клетки и позвоночника. Процедуры посещала с желанием. Процедуры не вызывали
отрицательных эмоций. Прекратили курс, в связи с уходом в отпуск. После отпуска
Валентина хотела бы продолжить курс процедур.
Проживающий Виктор П. 50 лет. DS: последствия перелома грудного отдела
позвоночника, парез нижних конечностей. Пациент колясочник. Проходил на базе интерната
курс криотерапии в декабре - январе 2016 г., ему очень понравилось. Ремиссия стойкая,
лечили плечевые суставы. В июне, Виктор обратился по поводу обострения артрита кистей
рук. Т.к. он передвигается на коляске это дается ему с трудом. Прошел 15 процедур
криотерапии. Наблюдаются улучшения. Боли в кистях рук прошли, Виктору легче управлять
коляской. Общее состояние удовлетворительное, к холоду относиться положительно.
Проживающая Галина К. 65 лет с DS Гипертоническая болезнь II степени. Проходила
курс криотерапии из 14 процедур. Проводили криомассаж тела с чередованием контактным
методом и бесконтактным. Пациентка ходила на процедуры с удовольствием. Улучшился
сон, А/Д не поднималось выше её нормы, на фоне медикаментозного лечения. Кризов
гипертонических во время курса не отмечала. Общее состояние, настроение улучшилось.
Появился радостный настрой к жизни. Отрицательных эмоций чувство холода не вызывало.
На процедуры приходила сама, с большим удовольствием.
Рисунок 2. Сеанс криотерапии с использование инструментов изготовленных с использованием
пористого титана
Механизмы лечебного воздействия криопроцедур
При криовоздействии можно выделить три основных взаимосвязанных механизма,
которые приводят к активации защитных систем организма в целом.
1. Первый – широко и давно известная собственно криодеструкция (некроз) клеток
именно патологически изменённых участков ткани, без повреждений при этом здоровых
структур. Это достигается при использовании криоинструмента из пористых материалов,
59
т.кю температура на контакте криоаппликатора с кожей составляет минус 210…240 °С
(гораздо ниже температуры жидкого азота – минус 196 °С). Далее, эти клетки вместе с
сосудами, снабжающими их кровью, капсулируются в виде льдопобоного образования,
нарушая кровоток и лимфообмен в этой области. Затем эти клетки подвергаются цитолизу по
некротическому механизму (желательно в этот период принимать препараты, выводящие
продукты клеточного распада из внутренних сред организма: крови, лимфы, межклеточных
жидкостей, например, ягелевые).
2. Второй – активация программы апоптоза в клетках, граничащих с патологически
изменёнными участками ткани. Само криовоздействие, являясь температурным стрессом для
клеток здоровой ткани, граничащих с патологически изменёнными участками ткани, может
стимулировать в них апоптоз, т.к. известно, что после холодового воздействия в клетках,
находящихся на периферии зоны криовоздействия и не подвергшихся некрозу,
стимулируются процессы быстрого разогрева за счет активации митохондрий, усиления
процесса митохондриального разобщения, приводящего к выбросу тепловой энергии и,
главное, в данном случае - активных форм кислорода (АФК). Это вызывает частичную
деструкцию митохондриальных мембран с высвобождением фактора «F», инициирующего
каскад процессов апоптоза (запрограммированное «самоубийство», «саморазборка» клетки
без образования эндотоксинов), включая активацию ферментов каспаз. Т.е. периферийные
клетки подвергаются запрограммированной гибели. Именно поэтому далее на их месте
образуются новые сосуды, что приводит к восстановлению полного баланса лимфы, жировой
клетчатки и кровотока, стимулируется клеточное деление, т.е. восстанавливается исходная
специфичная тканевая структура.
Процессы запуска апоптоза не принимают генерализованный характер, т.к. также
известно, что экстремально-температурные воздействия (как «теплового», так и
«холодового» шока) приводят к резкому возрастанию трансляции (биосинтеза) белков
«температурного шока». Это является нормальной реакцией, направленной на сохранение
здоровых клеток, поскольку, во-первых, эти белки обладают антиапоптозной активностью в
здоровых клетках. Во-вторых, они участвуют в формировании повышенной
неспецифической резистентности клеток к различным типам стрессовых воздействий даже
при их сублетальных интенсивностях.
Такая ответная реакция организма, инициируемая криовоздействием, по принципу
«положительной обратной связи» приводит к апоптозу клеток, находящихся на периферии
зоны криовоздействия. А по принципу «отрицательной обратной связи» - к предотвращению
генерализации процесса апопотоза, т.е. к защите здоровых клеток от разрушающего действия
криостресса на них, в отличие от традиционной хирургии
3. Третий – восстановление активности иммунной системы организма, в том числе, в
процессах распознавания и элиминирования клеток с измененным набором
тканеспецифичных антигенов.
Известно, что одной из основных функций тканеспецифичных антигенов (ТСАГ),
входящих в гликокаликсовые структуры на внешней стороне клеточных мембран
(представляют собой комплексы белков с тканеспецифичными олигогликозидами), является
функция своего рода «меток» (индивидуальных паспортов) каждого типа клеток, благодаря
которым иммунокомпетентные системы, постоянно сканируя все клетки многоклеточного
организма, отличают «свои» от «чужих», защищая первые и элиминируя вторые.
Прогнозируемые отдаленные следствия криовоздействия в профилактической и
лечебной медицине, исходя из анализа возможных физиолого-биохимических механизмов
такого воздействия на организм человека, заключаются в следующем:
- при проведении криотерапевтических процедур: иммуномодуляторное,
актопротекторное, адаптогенное, дестрессорное действие, повышение устойчивости
организма к действию стресс-факторов физической, химической, психогенной природы (в
том числе в спортивной медицине), профилактика аллергических и аутоиммунных
заболеваний;
60
- при хирургическом воздействии: снижение риска осложнений, связанных с
образованием спаек, нагноением, грубых и келоидных швов; ускорение заживления раневой
поверхности.
Опыт применения криоаппликаторов и криоваликов из пористого титана в отделение
хирургической гепатологии и панкреатологии ФГБУ «Института хирургии им. А.В.
Вишневского» д.м.н. А.В.Чжао, к.м.н. Д.А.Ионкин, в кардиохирургическом отделении
ОГБУЗ «Белгородская областная клиническая больница Святителя Иоасафа» д.м.н.
М.А.Сазоненков и в других лечебно-профилактических учреждениях создается база методов
и технологий работы с криомедицинскими инструментами.
61
УДК:669:615.8:617-7:612.4
ПАТОФИЗИОЛОГИЯ КРИОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
Пальчикова Л.А., Яшков А.В.
Медицинский центр «ВИТАЛОНГ КЛИНИКА ХОЛОДА», г. Тольятти, Россия
Люди могут ощущать различные степени холода и тепла:
леденяще холодное,
холодное,
прохладное,
индифферентное,
теплое,
горячее,
обжигающе горячее.
Уровни температуры различают, по крайней мере, три типа рецепторов:
холодовые,
тепловые,
болевые.
Болевые рецепторы стимулируются только чрезмерными уровнями тепла или холода
и, следовательно, наряду с холодовыми и тепловыми ответственны за ощущения леденяще
холодного и обжигающе горячего.
Холодовые и тепловые рецепторы локализуются непосредственно под кожей в
отдельных обособленных точках. В большинстве областей тела холодовых точек в 3-10 раз
больше, чем тепловых. Количество холодовых рецепторов в разных частях тела колеблется
от 15-25 на 1 квадратный сантиметр на губах. 3-5 - в пальцах рук до одного холодового
рецептора на такой же площади в некоторых обширных областях туловища [1-5].
Несмотря на то, что на основании данных физиологических исследований доказано
существование особых тепловых нервных окончаний, гистологически они не
идентифицированы. Вероятно, эти рецепторы представляют собой свободные нервные
окончания, поскольку тепловые сигналы передаются главным образом по нервным волокнам
типа С со скоростью проведения лишь от 0,4 до 2 метров в секунду.
Наоборот, типичный холодовой рецептор идентифицирован. Это особое тонкое
миелинизированное типа А разветвленное нервное окончание, кончики которого
простираются до нижних поверхностей базальных эпидермальных клеток. Сигналы от этих
рецепторов передаются по нервным волокнам типа А со скоростью около 20 метров в
секунду. Некоторые холодовые сигналы, как полагают, передаются также по волокнам типа
С, свидетельствуя о том, что часть свободных нервных окончаний, возможно, также
функционирует как холодовые рецепторы.
Однако физиологами доказано, что рецепторы по-разному реагируют на разные
уровни температур.
В первые доли минуты проведения процедуры общей или локальной криотерапии
воздействие начинается через холодовые рецепторы, однако используемые нами аппараты
уже на пятой секунде воздействия на выходе из сопла дают суховоздушную струю с
температурой от минус 60 до минус 170 градусов.
При таких сверхнизких температурах стимулируются только болевые рецепторы.
Когда температура поднимается до +10 градусов Цельсия, холодовые болевые
импульсы исчезают, но начинают стимулироваться холодовые рецепторы, их активность
62
достигает максимума при температуре примерно +24 градуса Цельсия, затем она постепенно
исчезает при температуре чуть выше +40 градусов Цельсия. Подъем температуры чуть выше
+30 градусов начинает стимулировать тепловые рецепторы, но они также прекращают
сигналить примерно при +49 градусах Цельсия. Наконец, при температуре около +45
градусов Цельсия тепло начинает стимулировать тепловые болевые волокна и, что
парадоксально, некоторые из холодовых волокон начинают стимулироваться снова,
возможно, из-за повреждения холодовых окончаний чрезмерным теплом.
Таким образом, при воздействии на кожу тела человека сверхнизкими температурами
(в криосауне КАЭКТ 01 КРИОН от минус 120 до минус 170 градусов Цельсия, а при
локальном воздействии суховоздушной струей температура на выходе из сопла аппарата –
минус 170…190 градусов Цельсия), воздействие идет в большей степени через стимуляцию
болевых рецепторов. Причем, в отличие от большинства других сенсорных рецепторов
болевые рецепторы практически не адаптируются. Наоборот, при определенных условиях на
фоне часто повторяющихся стимулов болевых рецепторов сверхнизкими температурами
возбуждение болевых волокон прогрессивно нарастает. Это оказывает великолепный
лечебный эффект без привыкания к данному методу лечения.
Хотя все болевые рецепторы являются свободными нервными окончаниями, они
используют два раздельных пути для передачи сигналов в центральную нервную систему.
Эти пути в основном соответствуют двум типам боли: путь быстрой (острой) боли и путь
медленной (хронической боли). При действии термических раздражителей ( сверхнизких
температур) на болевые рецепторы сигналы передаются по пути быстрой (острой) боли по
периферическим нервам к спинному мозгу тонкими волокнами типа А со скоростью от 6 до
30 метров в секунду. Войдя в спинной мозг через его задние корешки, болевые волокна
заканчиваются на переключающих нейронах задних рогов. Здесь есть две системы обработки
болевых сигналов на их пути в головной мозг. Быстрые болевые волокна типа А,
передающие сигналы острой термической боли, проходят по неоспиноталамическому тракту.
При входе в спинной мозг сигналы проходят вдоль нескольких сегментов вверх в тракте
Лиссауэра и заканчиваются главным образом в 1, 2 и 3 пластинах задних рогов. После
синаптического переключения на одном или более нейронах спинного мозга сигналы идут
по длинным восходящим температурным волокнам, которые проходят в составе
противоположного передне-бокового сенсорного тракта и заканчиваются в ретикулярных
областях мозгового ствола, но большинство проходят весь путь к таламусу без перерыва,
заканчиваясь и вентробазальном комплексе таламуса вместе с трактом задних столбов для
тактильных ощущений. Небольшое число волокон переключается также в задней группе
ядер таламуса. Из этих таламических областей сигналы передаются к другим областям
основания мозга, а также к соматосенсорной коре.
Окончания болевых волокон типа А в спинном мозге выделяют медиатор глутамат.
Это один из наиболее широко распространенных возбуждающих медиаторов в центральной
нервной системе, длительность действия которого составляет лишь несколько миллисекунд.
Сразу хотелось бы остановиться на включении спинальных механизмов аналгезии.
Отчасти это связано с возможностью самого головного мозга подавлять входящие в нервную
систему болевые сигналы. В обезболивающей системе выделяют три главных компонента:
области серого вещества среднего мозга и верхней части моста вокруг водопровода и
прилегающих частей третьего и четвертого желудочков мозга. Нейроны этих областей
посылают сигналы к большому ядру шва, представляющему собой тонкое ядро,
расположенное по средней линии нижней части моста и верхней части продолговатого
мозга, и к ретикулярному парагигантоклеточному ядру, расположенному латерально в
продолговатом мозге. От этих ядер сигналы второго порядка передаются вниз к
заднебоковым столбам спинного мозга к тормозящему боль комплексу, расположенному в
задних рогах спинного мозга. В этом пункте обезболивающие сигналы могут блокировать
боль до момента ее передачи дальше в головной мозг.
63
Таким образом, система обезболивания может блокировать болевые сигналы в
области их первичного входа в спинной мозг. За счет данной системы мы видим
обезболивающий механизм общей и локальной криотерапии с использованием сверхнизких
температур.
В системе обезболивания участвуют некоторые медиаторы, особенно энкефалин и
серотонин.
Многие нейроны перивентрикулярных ядер и области серого вещества вокруг
водопровода секретируют энкефалин. И терминали многих волокон в большом ядре шва
выделяют энкефалин.
Волокна, выходящие из этой области, посылают сигналы к задним рогам спинного
мозга и из своих окончаний выделяют серотонин. Под действием серотонина местные
нейроны спинного мозга также секретируют энкефалин. Полагают, что энкефалин вызывает
пресинаптическое торможение входящих сюда болевых волокон типа А в месте их
синаптического переключения в задних рогах и постсинаптическое торможение связанных с
ними нейронов. Но к настоящему времени физиологами обнаружено, что в стволе мозга и
спинном мозге, а именно в участках, соответствующих изложенной ранее системе
обезболивания, под влиянием импульсов от болевых рецепторов из трех белковых молекул
(проопиомеланокортин, проэнкефалин, продинорфин) образуются опиатоподобные вещества
(опиаты): в-эндорфин, мет-энкефалин, лей-энкефалин и динорфин. Детали опиатной системы
головного мозга еще не совсем ясны, однако активация обезболивающей системы нервными
сигналами, поступающими в серое наверх, вещество вокруг водопровода и в
перивентрикулярные области от болевых рецепторов воздействием сверхнизких температур
может полностью подавить многие болевые сигналы [1-5].
Мы рассмотрели спинальные и медиаторные механизмы аналгезии при воздействии
сверхнизких температур.
Хотелось бы подробно рассмотреть и гормональное реагирование на воздействие
сверхнизких температур.
Как уже говорилось выше, сверхнизкие температуры возбуждают болевые рецепторы.
Часть болевых сигналов передается в гипоталамус, собирающий информацию о состоянии
внутренней среды, которая в большинстве случаев используется для регуляции секреции
жизненно важных гормонов гипофиза.
Импульсы от болевых рецепторов передают сигналы через ствол мозга наверх,
главным образом в срединное возвышение гипоталамуса. Образующийся кортикотропин-
рилизинг гормон направляется в гипоталамо-гипофизарную портальную систему, и в
течение нескольких минут в крови появляется большое количество кортизола. Кортизол
непосредственно путем отрицательной обратной связи действует на гипоталамус, снижая
образование КРГ; переднюю долю гипофиза, снижая образование АКТГ. Обе обратные связи
опосредованы концентрацией кортизола в плазме, поэтому если концентрация кортизола
становится слишком большой, обратная связь автоматически снижает продукцию АКТГ для
обеспечения нормального уровня кортизола в плазме крови.
Функции кортизола:
1. Влияние кортизола на метаболизм углеводов:
Кортизол увеличивает количество ферментов, необходимых для превращения
аминокислот в глюкозу в клетках печени. Это является результатом активации
глюкокортикоидами процессов транскрипции ДНК, подобно тому, как альдостерон
активирует их в тубулярных клетках почек, с последующим образованием мРНК, ведущим к
увеличению спектра энзимов, необходимых для глюконеогенеза.
Кортизол способен мобилизовать аминокислоты из внепеченочных тканей,
главным образом из мышц. В результате возрастает количество наличных аминокислот,
которые могут поступать в печень и служить сырьем для образования глюкозы.
Кортизол также умеренно снижает уровень потребления глюкозы клетками.
Большинство физиологов считает, что кортизол напрямую тормозит скорость утилизации
64
глюкозы. Предположение базируется на данных о том, что глюкокортикоиды тормозят
окисление никотинамидадениндинуклеотидов и образование НАД+. Вследствии того, что
НАДН должен окисляться для обеспечения гликолиза, этот эффект может иметь значение
для снижения потребления глюкозы клетками. Кортизол повышает концентрацию глюкозы в
крови. Как возрастание глюконеогенеза, так и умеренное снижение потребления глюкозы
вызывают повышение уровня глюкозы в крови, что, в свою очередь, стимулирует продукцию
инсулина. Высокий уровень кортизола снижает чувствительность многих тканей, особенно
скелетных мышц и жировой ткани, к действию инсулина на поступление и использование
глюкозы. Одно из возможных объяснений: высокий уровень жирных кислот, обусловленный
мобилизацией липидов из жировой ткани под влиянием кортизола, может ослаблять
действие инсулина.
2. Влияние кортизола на обмен белка.
Существенным влиянием кортизола на метаболизм белка является уменьшение
содержания белков практически во всех клетках организма, кроме клеток печени. Это
вызвано как снижением синтеза белков, так и повсеместно возросшим уровнем их
катаболизма. Оба эффекта могут быть объяснены снижением транспорта аминокислот в
клетке, исключая клетки печени. Возможно, это не главная причина, т.к. кортизол снижает
также продукцию РНК и последующий синтез белков, особенно в мышечной и лимфоидной
тканях. На фоне избытка кортизола мышцы становятся слабыми, иммунные функции
лимфоидной ткани резко падают, составляя ничтожную долю исходных возможностей.
Наряду с повсеместным снижением белков в организме кортизол увеличивает
содержание белка в печени. Возрастает уровень белков плазмы крови (продуцируются
печенью и высвобождаются в кровь). Это увеличение является единственным исключением
на фоне общего истощения резервов белка в организме.
Кортизол понижает транспорт аминокислот в мышечные клетки и, возможно, во
все клетки, кроме гепатоцитов. Снижение поступления аминокислот во внепеченочные
клетки снижает в них концентрацию аминокислот с последующим снижением синтеза
белков. Продолжающийся распад белков высвобождает аминокислоты практически из всех
существующих белков. Их диффузия из клеток повышает концентрацию аминокислот в
плазме. Кортизол мобилизует аминокислоты из внепеченочных тканей и таким образом
истощает резервы белка в тканях.
3. Влияние кортизола на метаболизм жиров.
Мобилизацию жирных кислот из жировой ткани кортизол осуществляет сходным
образом, как и мобилизацию аминокислот из мышц. Увеличение концентрации свободных
жирных кислот в плазме повышает их использование для энергетических целей. Кортизол
оказывает прямое влияние на окисление жирных кислот в клетках. Механизм мобилизации
жирных кислот кортизолом не совсем понятен. Какая-то часть эффектов опосредована
снижением поступления глюкозы в жировые клетки. Увеличение мобилизации жиров
кортизолом наряду с увеличением окисления жирных кислот в клетках обеспечивает сдвиг
метаболических систем в клетке в сторону использования жирных кислот вместо глюкозы в
качестве источника энергии. Увеличение использования жирных кислот в качестве
источника энергии является важным моментом в осуществлении долговременных процессов
превращения глюкозы и гликогена.
4. Противовоспалительный эффект кортизола.
Кортизол стабилизирует мембраны лизосом. Это одно из наиболее важных
противовоспалительных влияний, т.к. в этом случае повреждение мембран лизосом
существенно затрудняется. По этой причине большинство протеолитических ферментов,
высвобождаемых поврежденными тканями и вызывающими воспаление, остаются в
лизосомах и высвобождаются в чрезвычайно малых количествах.
Кортизол снижает проницаемость капилляров, повышение которой, возможно,
является вторичным эффектом высвобождения протеолитических ферментов. Это
предупреждает выход плазмы в ткани.
65
Кортизол снижает как миграцию белых клеток крови в очаг воспаления, так и
фагоцитоз поврежденных клеток. Этот эффект, возможно, связан со снижением образования
простагландинов и лейкотриенов, которые способствуют вазодилятации, повышают
проницаемость капилляров и подвижность белых клеток крови.
Кортизол подавляет иммунную систему, значительно снижая образование
лейкоцитов. Особенно подавляется функция Т-лимфоцитов. В целом уменьшается
количество Т-клеток и антител в очаге воспаления, снижаются реакции тканей,
формирующие воспалительный процесс.
Кортизол снижает жар, главным образом подавляя высвобождение интерлейкина-1
из белых клеток крови, являющегося одним из главных активаторов гипоталамического
центра терморегуляции. Снижение температуры в итоге приводит в вазодилатации.
Таким образом, кортизол оказывает всеобъемлющее влияние на снижение
воспалительных ответов.
Даже если очаг воспаления сформировался, кортизол может уменьшить воспаление
в течение нескольких часов или дней. Быстрый эффект связан с блокадой большинства
факторов, формирующих воспаление. Кроме того, повышается скорость заживления. Это
может быть результатом: мобилизации аминокислот и их использования для восстановления
поврежденных тканей; возрастания уровня глюконеогенеза, обеспечивающего систему
избытком глюкозы, находящуюся в критических условиях метаболизма; увеличения
количества жирных кислот, необходимых для энергообеспечения клеток; эффектов
кортизола, инактивирующего и устраняющего продукты воспаления. Независимо от того,
каким механизмом обеспечивается противовоспалительный эффект кортизола, он играет
главную роль в борьбе с различными заболеваниями, такими как ревматоидный артрит,
ревматическая атака или острый гломерулонефрит.
Кортизол блокирует воспалительные компоненты аллергических реакций.
Кортизол снижает количество эозинофилов и лимфоцитов в крови.
Кортизол повышает продуцирование красных клеток крови.
Параллельно секреции АКТГ аденогипофиз высвобождает гормоны, имеющие
химически сходную структуру. Объясняется это тем, что ген, ответственный за образование
АКТГ образует крупный белок-прегормон, названный пропиомеланокортином, который
является предшественником как АКТГ, так и нескольких других пептидов, включая
меланоцитстимулирующий гормон, Бета-липотропин, Бета-эндорфин и прочие гормоны.
ПОМК-ген активно транскрибируется в различных тканях, в том числе клетках-
кортикотропах переднего гипоталамуса, ПОМК-нейронах в аркутаном ядре гипоталамуса,
клетках дермы и лимфоидной ткани. Во всех типах тканей ПОМК изменяется, давая начало
нескольким пептидам меньших размеров. Получение определенного вида ПОМК-дериватов
в специфических тканях зависит от энзимов, присутствующих в клетках этих структур.
Кортикотропы гипоталамуса производят прогормонконвертазу 1 (ПК1) и в результате
присоединения к N-терминали исходного пептида некоторых других пептидов образуется
АКТГ, Бета-эндорфин и Бета-липотропин. В гипоталамусе, где синтезируется ПК2,
образуются другие конечные продукты: альфа-, бета- и гамма-меланоцитстимулирующие
гормоны, но не АКТГ. Альфа МСГ, образующийся в нейронах гипоталамуса, играет важную
роль в регуляции аппетита.
В меланоцитах, широко представленных между эпидермисом и дермой, МСГ
регулирует образование черного пигмента меланина и представленность его в эпидермисе.
Таким образом, мы видим, что секреция и синтез АКТГ осуществляется совместно с
меланоцитстимулирующим гормоном, липотропином и эндорфином.
Подобное глубокое изучение физиологического ответа организма на воздействие
сверхнизких температур при проведении общей и локальной криотерапии в полной мере
объясняет видимые эффекты криотерапии, представляемые различными исследователями и
врачами на основании наблюдений, а именно
Противовоспалительный,
66
Аналгезирующий,
Иммуносупрессивный,
Рассасывающий,
Улучшающий кровообращение,
Антистрессовый,
Нормализующий гормональный фон,
Метаболический,
Омолаживающий,
Восстанавливающий гомеостаз и другие жизненно важные эффекты. Список литературы:
1. «Медицинская физиология» А.К. Гайтон, Москва «Логосфера», 2008 г.
2. «Воспаление: ключевая функция процесса излечения» К-Х Риккен, Москва, Арнебия, 2005
г.
3. «Криотерапия» Панченко О.А., Киев, КВИЦ, 2013 г.
4. «Заболевания иммунной системы, диагностика и фармакотерапия» Калинина Н.М.,
Москва, 2008 г.
5. «Стресс без дистресса» Селье Г. Москва, Прогресс, 1979.
67
УДК:669:615.8:617-7:612.4
НЕИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
КРИОТЕРАПИИ В ПЕДИАТРИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ
Пальчикова Л.А.1, Каганова Т.И.
2
1Медицинский центр «ВИТАЛОНГ КЛИНИКА ХОЛОДА», г. Тольятти, Россия;
2Самарский государственный медицинский университет, г. Самара, Россия
Проблема здоровья детей как никогда актуальна. Нет необходимости доказывать, что
наблюдаемые тенденции разрушения здоровья подрастающего поколения являются на
сегодня одной из важнейших проблем всего человечества [1-7].
По данным статистики в нашей стране из года в год снижается индекс здоровья и
увеличивается общая заболеваемость детей и подростков. Физически неблагополучный
ребенок с трудом осваивает курс обучения.
Наибольшая заболеваемость в детском возрасте приходится на острые респираторные
инфекции.
Грипп и острые респираторные заболевания занимают первое место по частоте и
количеству случаев в мире и составляют 95 % всех инфекционных заболеваний. В России
ежегодно регистрируют от 27,3 до 41,2 млн. заболевших гриппом и другими ОРВИ.
Несмотря на ежегодные мероприятия, проводимые государством, включающие
рекламу иммуномодуляторов и поливитаминных средств, закрытие детских учреждений на
карантин в период эпидемического неблагополучия, а также проведение специфической
иммунизации заболеваемость гриппом и острыми респираторными инфекциями не
снижается.
В период январь – март 2011 года превышение эпидемического порога по гриппу, на
основании данных НИИ эпидемиологии РАМН, в Сибири было на 527,8 %, в Приволжском
Федеральном округе – на 245,8 %, в Северо-Западном округе – на 175 %, в Дальневосточном
округе – на 243,3 %, в Центральном округе – на 205,7 %. Средняя продолжительность
больничного листа составила 9.8 дня.
Статистика текущего 2016 – 2017 учебного года (а педиатры, как и учителя, привыкли
жить учебными годами) будет более удручающей, так как мы видим, что, начиная с сентября
2016 года идет нескончаемая череда острых респираторных инфекций: осень – вирусные
инфекции, осложненные пневмонией, зима – тяжелейший грипп с длительной (до шести
дней) фебрильной температурой, весна – вирусные инфекции с кишечным синдромом.
Цифры заболеваемости требуют значительных материальных затрат, нанося
серьезный экономический ущерб, связанный как непосредственно с затратами на лечение,
так и с потерей трудового времени как самих болеющих, так и по уходу за болеющими
детьми. Временная нетрудоспособность женщин в связи с уходом за ребенком составляет 50-
55,3 %.
Наибольший вклад в сезонную заболеваемость вносит заболеваемость детей. Высокая
частота заболеваемости детей повторными инфекциями вирусного или бактериального
происхождения всегда являлась весьма серьезной проблемой [1]. Таких пациентов принято
называть «часто и длительно болеющими» (ЧДБ). Многочисленными авторами показано
сохранение неуклонного роста числа детей, принадлежащих к группе ЧДБ, составляющих
20-65% детской популяции, при этом отмечается резистентность (неотвечаемость) данной
категории больных к традиционным методам терапии.
68
На ЧДБ приходится 50-60 % всех регистрируемых заболеваний. Около 20 % детей
болеют ОРЗ практически ежемесячно. В 40 % случаев к 7 – 8 годам у ЧДБ детей
формируется хроническая патология, при этом рост хронизации пропорционален
увеличению кратности эпизодов ОРЗ в течение года. ОРВИ у ЧДБ детей нередко
характеризуются затяжным течением и присоединением осложнений в виде обострений
хронических очагов бактериальной инфекции ЛОР-органов, респираторного и
урогенитального тракта. По данным наших наблюдений в условиях педиатрического приема
и обследований детей в организованных коллективах 97 % ЧДБ детей имеют хроническую
патологию носоглотки – хронический тонзиллит, хронический фарингит, а зачастую, и
сочетание этих процессов.
Было отмечено, что ЧДБ дети в подростковом возрасте склонны к хроническим
заболеваниям желудочно-кишечного тракта, сосудистым дистониям, у них легче
развиваются невротические реакции, они быстрее утомляются, хуже учатся [3]. На долю
ЧДБ детей ежегодно приходится от 40 до 95 % случаев общей заболеваемости в дошкольных
учреждениях.
С 2001 до 2012 года в наш центр обратились 534 часто и длительно болеющих (ЧДБ)
детей. Среднее число ОРЗ, ОРВИ, гриппом на одного ребенка составило 8 заболеваний в год.
Все дети, обратившиеся в центр были обследованы:
1. Тщательный сбор анамнеза жизни и заболевания,
2. ОАК в динамике,
3. ОАМ в динамике,
4. Посев из зева и носа на флору,
5. Кал на дисбактериоз,
6. Осмотр отоларинголога.
7. 12 детей – исследование иммуноглобулина А сывороточного,
8. 10 детей – иммунограмма.
При сборе анамнеза жизни ребенка обращает на себя внимание:
У 35 % детей родители страдают различными видами аллергических заболеваний,
56 % родителей до и во время беременности являлись носителями хламидий,
микоплазмы, уреаплазмы, наблюдали обострение герпетической инфекции во время
беременности или в их крови был обнаружен высокий титр иммуноглобулинов Ig G к
вирусам герпеса, цитомегаловирусу, хламидиям.
69 % матерей отмечают частые заболевания горла или имеют в наличии диагноз
хронического тонзиллита, фарингита.
В ОАК в 55 % случаев мы наблюдали увеличение количества лимфоцитов сверх
возрастной нормы и в 37 % - увеличение количества палочкоядерных нейтрофилов в
лейкоцитарной формуле. Вариабельность СОЭ от 2-3 мм/ч до 17 мм/ч.
В ОАМ патологии не выявлялось.
Мазки и посевы из зева показали 100 % высев условнопатогенной и патогенной
флоры - чаще других (67 %) высевался золотистый стафилококк, в 39 % - стафилококк
эпидермальный, в 40 % - альфа гемолитический стрептококк, в 16 % - бета гемолитический
стрептококк, 3 % - клебсиелла, 38 % - грибки рода Кандида.
Посев кала показал наличие дисбактериоза кишечника с преобладанием той же
флоры, что и в носоглотке, наличием гемолизирующей энтеробактерии и преобладанием
кишечной палочки со слабыми ферментативными свойствами.
По данным иммунограммы, у всех детей наблюдается снижение сывороточного
иммуноглобулина А, что косвенно свидетельствует о снижении секреторного
иммуноглобулина А на слизистых. Выше нормы фагоцитарный показатель и уровень Т-
супрессоров.
Осмотр отоларинголога показал в 100 % случаев наличие заболеваний миндалин
(хронический тонзиллит – 57 %) и задней стенки глотки (хронический фарингит – 34 %). У
69
45 детей в возрасте 8 – 17 лет был поставлен диагноз хронического вазомоторного или
аллергического ринита.
Всем ЧДБ детям была назначена терапия дисбактериоза кишечника
(гомотоксикологические препараты фирмы Хель, пребиотики, бактериофаги, пробиотики,
витамины, конституциональные гомеопатические препараты). Курс лечения продолжался 6 –
9 месяцев. Большая часть детей (1 клиническая группа), с письменного согласия родителей,
прошла курс щадящей криодеструкции миндалин при хроническом тонзиллите и
криотерапии задней стенки при хроническом фарингите. Дети, родители которых согласия
на криотерапию не дали, (2 клиническая группа) наравне с лечением дисбактериоза получали
консервативное лечение ротоглотки (промывание миндалин, инстилляция лекарственных
препаратов, местные иммуномодуляторы).
Процедуры криосанации проводились в виде щадящей методики – краткосрочного
воздействия (30 – 40 секунд) с помощью аппликаторов небольшой площади, при этом
исключается дополнительное повреждение за счет адгезии аппликатора к тканям. В качестве
аппарата использовался азотный криодеструктор «Азокриод». Принципиальная особенность
щадящего метода – возможность локальной криодеструкции воспаленных участков без
повреждения устьев крипт и крупных лакун миндалин и структур слизистой глотки.
Курс криодеструкции состоял из двух процедур при хроническом рините, 4-6
процедур при хроническом фарингите и декомпенсированном тонзиллите, с интервалом 1
неделя при хроническом рините и 2-3 недели при остальных заболеваниях.
В год проведения процедур мы оценивали результаты лечения по самочувствию
пациента и визуальному осмотру носоглотки. Количество заболеваний ОРЗ, гриппом
оценивали через год и через 4-5 лет после проведенного лечения.
Таблица 1. Оценка клинической эффективности криотерапии.
Показатель 1 клиническая группа, n = 381 2 клиническая группа, n = 106
Хронический
фарингит
Хронический
тонзиллит
Хронический
фарингит
Хронический
тонзиллит
До
криотер
апии
После
криоте
рапии
До
криотера
пии
После
криотера
пии
До
лечени
я
После
лечени
я
До
лечени
я
После
лечени
я
Количест
во детей
1-3 года
4-7 лет
8-17 лет
-
50
65
9
105
152
2
27
39
2
19
17
ОАК
Увеличе
ние
лимфоци
тов
Увеличение
палочкоядер
ных
нейтрофи
лов
СОЭ
49%
38,5%
2-4
мм/час
7,2%
3,0%
8-10
мм/час
100%
45,2%
12-17
мм/час
68%
3,2%
8-
10мм/час
52%
38,0%
2-4
мм/час
49%
27%
8-10
мм/час
100%
47,3,5%
12-17
мм/час
98%
39,0%
12-16
мм/час
70
Показатель 1 клиническая группа, n = 381 2 клиническая группа, n = 106
Хронический
фарингит
Хронический
фарингит
Хронический
фарингит
Хронический
тонзиллит
До
криотер
апии
После
криотер
апии
До
криотера
пии
После
криотера
пии
До
лечени
я
После
лечени
я
До
лечени
я
После
лечени
я
Флора
носоглотки
Золотистый
стафило
кокк
Альфа
Стрепто
кокк
Бета
стрептококк
Эпидермаль
ный стафило
кокк
Клебсиелла
Грибы рода
Кандида
58,3%
34,2%
13,5%
26,2%
23,8%
25,6%
7.4%
-
-
--
3,7%
-
67,7%
46.3%
18.4%
39,5%
39,1%
38.6%
9,8%
-
-
-
-
-
58,3%
23.4%
14.5%
26,2%
24.2%
25.6%
49,3%
18,4%
9.7%
17.8%
17,4%
21,1%
67.7%
36.4%
19.5%
39.6%
39,2%
39%
54.2%
28.4%
14.6%
25.4%
24,1%
31,6%
Иммунограм
ма
Увеличение
фагоцитарно
го числа
Нулевые
клетки
Ig A
Ig М
IgG
12
48%
9
2%
14
53%
0.13мг/м
л
0.105
мг/мл
2.346
мг/мл
12
1%
0.86
мг/мл
0.64
мг/мл
7.85
мг/мл
Заболеваемо
сть
Количество
случаев ОРЗ
618
36
2846
78
382
313
418
352
71
Таким образом, после курса щадящей криодеструкции миндалин и задней стенки
глотки у ЧДБ детей мы увидели:
улучшение оттока лимфы из тканей, ликвидация отечности лимфатического
происхождения.
улучшение микроциркуляции крови в тканях, уменьшение инфильтрации
васкулярного происхождения.
повышение болевого порога.
снижение количества лимфоцитов и палочкоядерных нейтрофилов в
периферической крови,
увеличение содержания интерферона в ткани, уменьшение числа «нулевых»
лейкоцитов при увеличении числа естественных киллеров.
отсутствие патогенной флоры носоглотки,
снижение до нормы показателей иммунограммы – фагоцитарного числа и
нулевых клеток.
восстановление до нормальных возрастных показателей Ig A,
Ig M, Ig G.
повышение активности системы свертываемости крови.
улучшение насыщения эритроцитов кислородом, повышение парциального
давления кислорода, снижение потребности тканей в кислороде.
снижение толерантности к глюкозе, чувствительности к инсулину.
Но самым впечатляющим для нас было абсолютное число заболеваний простудного
характера в год, следующий за годом, в течение которого проводился курс криосанации
носоглотки! На 381 ребенка, болевшего до курса лечения 3464 раза - 114 случаев
заболеваний ОРЗ! Но и в этом случае снизилась тяжесть острого респираторного
заболевания (степень повышения температуры тела, отсутствие бронхообструкции,
нейротоксикоза и др.), его продолжительность.
Во второй клинической группе, не получавшей курс криотерапии, снижения
заболеваемости ОРЗ, ОРВИ мы не увидели.
Нам удалось получить цифры острой вирусной заболеваемости через 3 – 4 года после
окончания курса криосанации. 52 случая ОРЗ, ОРВИ, гриппа на 381 ребенка в год!
Нетрудно посчитать и экономический эффект от полученного результата – 3464
случая заболеваний со средней положительностью больничного листа 9,8 дня до лечения
ребенка и 52 случая со средней продолжительностью больничного листа 5,2 дня.
Второй задачей нашей работы стояла задача поиска новых дешевых и эффективных
технологий профилактики простудной заболеваемости в организованных детских
коллективах.
Мы провели криозакаливание на территории МОУ средняя школа № 78 г. Тольятти.
Статистические данные по проведению криозакаливания по годам:
2006 – 2007 учебный год:
Криозакаливание носоглотки в осенний период проведено у 122 учащихся первых
классов, что составляет 98,2 % от общего количества учащихся первых классов, и у 21
учащегося вторых классов.
Количество уроков, пропущенных учащимися данных классов с диагнозом ОРВИ,
ОРЗ, грипп (т.е. заболеваний простудного характера) от общего количества пропуска по
заболеваниям снизилось с 73,8 % до 63,8 %.
2007 – 2008 учебный год:
Криозакаливание носоглотки в осенний период проведено у 179 учащихся
первых, вторых классов.
Количество уроков, пропущенных учащимися данных классов с диагнозом ОРВИ,
ОРЗ, грипп (т.е. заболеваний простудного характера) от общего количества пропуска по
заболеваниям снизилось с 63,8 % до 51,2 %
72
2008 – 2009 учебный год:
Проконсультировано педиатром и оториноларингологом 288 учащихся,
криозакаливание носоглотки в осенний период проведено у 34 учащихся первых – четвертых
классов и у 41 учащегося пятых - восьмых классов (уменьшение количества детей на
криозакаливание в этом учебном году – это отсутствие необходимости, в виду того, что за
предыдущие годы уже создана иммунологически сильная прослойка среди детей младшего
звена).
Количество уроков, пропущенных учащимися данных классов с диагнозом ОРВИ,
ОРЗ, грипп (т.е. заболеваний простудного характера) от общего количества пропуска по
заболеваниям снизилось с 51,2 % до 49 %, причем по классам цифры распределились
следующим образом: 1 классы – 68 % (идет период адаптации к школе и первый год
криозакаливания), 2 классы – 59 %, 4 классы – 48 %, 5 – 8 классы – 41 %.
Доля учебных дней пропущенных учащимися МОУ № 78 из-за заболеваний
простудного характера от общего числа учебных дней, пропущенных по болезни в переиод с
2006 по 2009 год представлена в виде диаграммы (рис. 1).
За эффективность работы этого образовательного учреждения по применению
ежедневных оздоровительных методик говорят цифры снижения заболеваемости учащихся
из года в год.
Рисунок 1. Доля учебных дней пропущенных учащимися МОУ №78 из-за заболеваний простудного
характера от общего числа учебных дней, пропущенных по болезни в период с 2006 по 2009 год:
2006 год - 868,2 случая на 1000; 2007 год – 791 случай на 1000; 2008 год – 682,2 на 1000;
2009 год – 634,3 на 1000
Для сравнения динамика простудной заболеваемости МОУ № 78, МОУ № 81, МОУ №
89, а также в целом ДШО АПК № 4 города Тольятти за 2009 год (рис. 2):
МОУ № 78 – 634,3 на 1000,
МОУ № 81 – 742 на 1000,
МОУ № 89 - 875 на 1000
ДШО АПК № 4 – 732,2 на 1000.
Рисунок 2. Диаграмма простудной заболеваемости в учебных заведениях города Тольятти за 2009 год
73
Выводы
1. Криосанация носоглотки у детей с хроническими тонзиллитами и хроническими
фарингитами приводит к значительному снижению заболеваемости острыми
респираторными вирусными инфекциями, и острыми респираторными заболеваниями
бактериального происхождения, положительно влияет на показатели ОАК и иммунограммы,
снижает процент высеваемости при бактериальных обследованиях носоглотки, т.е. является
эффективным методом терапии.
2. Местное воздействие на ткани данного метода является безопасным, то этот
метод может широко применяться в педиатрической практике.
3. При применении криозакаливания носоглотки, как профилактической процедуры,
резко снижается заболеваемость в организованных детских коллективах и количество
пропущенных уроков по поводу острых респираторных заболеваний. Криозакаливание
показано, как профилактическая процедура.
4. Необходимо рекомендовать внедрение криозакаливания в организованные
детские коллективы, как эффективную методику снижения заболеваемости в детском
возрасте.
5. Необходимо донести представленные цифры снижения заболеваемости в детских
коллективах и, как следствие, повышения успеваемости и снижения выплат по больничным
листам родителям по уходу за болеющим ребенком в Министерство Здравоохранения РФ
для формирования программы создания экспериментальной площадки образовательных
учреждений с целью подтверждения полученного результата и дальнейшего тиражирования
на территории регионов РФ.
Список литературы 1. «Проблемы лечения вирусно-бактериальных респираторных инфекций у «часто и
длительно болеющих» иммунокомпрометированных детей». И.В. Нестерова . Журнал «Лечащий
врач» №6 2009 год.
2. Альбицкий В.Ю., Баранов А.А.// В кн.: Часто болеющие дети. Клиникосоциальные
аспекты, пути оздоровления. Саратов, 1986.
3. «Часто болеющий дети: проблемы диагностики, патогенеза и терапии» Г.А. Самсыгина,
Г.С. Коваль. Журнал «Лечащий врач» №1 2009 год.
4. Учебник «Медицинская физиология» А.К. Гайтон, Д.Э. Холл . Москва «Логосфера» 2008
5. «Возрастные особенности иммунитета у детей». Щеплягина Л.А., Круглова И.В. 1564 их
РМЖ
6. «Фарингит (клинико-иммунологические аспекты и криохирургия)». Под редакцией
профессора М.С. Плужникова
7. « Школьная медицина в педиатрической практике». Д. Д. Панков, И. А. Лешкевич, В. А.
Носкин, А. Г. Румянцев Российский государственный медицинский университет, Департамент
здравоохранения Москвы, Департамент образования Москвы
74
УДК:669:615.8:617-7:612.4
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ
РАЗЛИЧНЫХ ПОДХОДОВ В ЛЕЧЕНИИ ПСОРИАЗА
Пальчикова Л.А., Яшков А.В., Полянская Н.В.
Медицинский центр «ВИТАЛОНГ КЛИНИКА ХОЛОДА», г. Тольятти, Россия
В настоящее время псориаз является одним из наиболее распространенных
дерматозов.
Согласно Клиническим рекомендациям Министерства Здравоохранения России от
2016 года цели лечения псориаза:
1. Купировать остроту процесса,
2. Уменьшить или стабилизировать патологический процесс (отсутствие свежих
высыпаний) на коже,
3. Снять субъективные ощущения,
4. Сохранить трудоспособность,
5. Повысить качество жизни больных.
Лечение по рекомендациям МЗ должно быть комплексным, с учетом базовых
аспектов патогенеза (устранение воспаления, подавление пролиферации кератиноцитов,
нормализация их дифференцировки), клиники, степени тяжести, осложнений.
Основные терапевтические подходы:
1. Местная терапия используется при любых формах псориаза. Возможна
монотерапия.
2. Фототерапия: используется при любых формах псориаза.
3. Системная терапия: используется исключительно при умеренной и тяжелой
формах псориаза.
Рекомендациями МЗ представлен и перечень лекарственных средств с указанием –
обязательные, 100 % вероятность – препараты выбора.
К этому списку препаратов относятся:
Метотрексат,
Циклоспорин,
Инфликсимаб (Ремикейд),
Устекинумаб,
Средства для наружной терапии: производные витамина Д3 (Кальципотриол),
глюкокортикостероидные мази, ингибиторы кальциневрина, препараты цинка.
В перечень дополнительных лекарственных средств входят:
антигистаминные препараты,
седативные препараты,
сорбенты,
десенсибилизирующие препараты,
витамины,
глюкокортикоиды,
препараты, восполняющие дефицит калия и магния,
препараты, улучшающие периферическое кровообращение,
средства, способствующие восстановлению микробиологического баланса
кишечника,
75
гепатопротекторы,
иммуномодуляторы,
биогенные стимуляторы,
наружные кортикостероидные препараты,
корнеопротекторы.
Учитывая, что у большинства больных псориазом течение болезни носит непрерывно-
рецидивирующий характер, постоянная терапия должна удовлетворять следующим задачам:
1. быстро эффективной,
2. безопасной,
3. не должна вызывать привыкания.
Исходя из поставленных задач хочется разобрать предлагаемые МЗ лекарственные
препараты выбора.
Метотрексат – относится к клинико-морфологической группе противоопухолевых
препаратов.
Побочные действия:
Со стороны системы кроветворения: анемия (в том числе апластическая),
тромбоцитопения, лейкопения, нейтропения, агранулоцитоз, эозинофилия, панцитопения,
лимфопролиферативные заболевания, гипогаммаглобулинемия, лимфаденопатия.
Со стороны пищеварительной системы: анорексия, тошнота, рвота, стоматит,
гингивит, фарингит, энтерит, эрозивно-язвенные поражения и кровотечение из ЖКТ (в том
числе мелена, гематемезис), гепатотоксичность (острый гепатит, фиброз и цирроз печени,
печеночная недостаточность, гипоальбуминемия, повышение активности "печеночных"
трансаминаз), панкреатит.
Со стороны нервной системы: головная боль, головокружение, сонливость,
дизартрия, афазия, гемипарез, парез, судороги; при использовании в высоких дозах -
транзиторное нарушение когнитивных функций, эмоциональная лабильность; необычная
краниальная чувствительность, энцефалопатия (в том числе лейкоэнцефалопатия).
Со стороны органа зрения: коньюнктивит, нарушение зрения (в том числе
преходящая слепота).
Со стороны опорно-двигательного аппарата: артралгия, миалгия, остеопороз,
остеонекроз, переломы.
Со стороны сердечно-сосудистой системы: перикардит, перикардиальный выпот,
снижение АД, тромбоэмболия (в том числе артериальный тромбоз, тромбоз церебральных
сосудов, тромбоз глубоких вен, тромбоз вен сетчатки, тромбофлебит, легочная эмболия).
Со стороны дыхательной системы: редко - фиброз легких, дыхательная
недостаточность, альвеолит, интерстициальный пневмонит (в том числе фатальный),
хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), симптомы потенциально серьезной
интерстициальной пневмонии - сухой не продуктивный кашель, отдышка, лихорадка.
Со стороны мочеполовой системы: тяжелая нефропатия или почечная
недостаточность, азотемия, цистит, гематурия, протеинурия, нарушение спермато- и
овогенеза, транзиторная олигоспермия, снижение либидо, импотенция, дисменорея,
вагинальные выделения, гинекомастия, бесплодие, выкидыш, гибель плода, дефекты
развития плода.
Со стороны кожных покровов: эритематозная сыпь, зуд кожи, крапивница,
фоточувствительность, нарушение пигментации кожи, алопеция, экхимоз, телеангиоэктазия,
угри, фурункулез, мультиформная эритема (в том числе синдром Стивенса-Джонсона),
токсический эпидермальный некролиз, изъязвление и некроз кожи, эксфолиативный
дерматит. При лечении псориаза - ощущение жжения кожи, болезненные эрозивные бляшки
на коже.
Новообразования: лимфома (в том числе обратимая).
76
Общие реакции: аллергические реакции вплоть до анафилактического шока,
аллергический васкулит, синдром лизиса опухоли, некроз мягких тканей, внезапная смерть,
угрожающие жизни оппортунистические инфекции (в том числе пневмоцистная пневмония),
цитомегаловирусные (ЦМВ) инфекции (в том числе ЦМВ-пневмония), сепсис (в том числе
фатальный), нокардиоз, гистоплазмоз, криптококкоз, инфекции, вызванные Herpes zosterи
Herpes simplex (в том числе диссеминированный герпес), сахарный диабет, повышенная
потливость.
Обладает тератогенным действием: способен вызывать смерть плода, врожденные
уродства. В случае, если женщина забеременела во время терапии метотрексатом, следует
решить вопрос о прерывании беременности в связи с риском побочного воздействия на плод.
Метотрексат выделяется с грудным молоком, на период всего курса лечения грудное
вскармливание следует прекратить.
Особые указания:
Метотрексат является цитотоксичным препаратом, поэтому в обращении с ним
необходимо соблюдать осторожность. Ввиду возможного развития тяжелых и даже
фатальных побочных реакций, пациенты должны быть полностью информированы врачом о
возможных рисках и рекомендуемых мерах безопасности. За проходящими терапию
метотрексатом пациентами следует осуществлять надлежащее наблюдение с тем, чтобы
признаки возможного токсического воздействия и побочных реакций выявлялись и
оценивались своевременно.
В последнее время в качестве панацеи больным псориазом преподносят препарат
Ремикейд (Инфликсимаб). Это химерное соединение на основе гибридных мышиных и
человеческих Ig G моноклональных антител. Ремикейд обладает высоким аффинитетом
(сродством связываться с рецепторами) к фактору некроза опухоли, который представляет
собой цитокин с широким биологическим действием, является посредником
воспалительного ответа и участвует в реакциях иммунной системы. Фактор некроза опухоли
играет роль в развитии аутоиммунных и воспалительных заболеваний. Ремикейд быстро
связывается и образует устойчивое соединение с растворимой и трансмембранной формами
фактора некроза опухоли, при этом происходит снижение функциональной активности ФНО.
Показан Ремикейд при средне тяжелых и тяжелых формах псориаза.
Но ограничение применение этого препарата для массового потребителя следующие:
Огромное количество значимых противопоказаний – повышенная
чувствительность к компонентам препарата, наличие сопутствующих инфекций (абсцесс,
сепсис, туберкулез, вирусный гепатит В и С), сердечная недостаточность, перенесенные
онкологические заболевания, демиелинизирующие заболевания ЦНС, возраст до 18 лет,
беременность и грудное вскармливание.
Побочные реакции, выявленные при клинических исследованиях.
Таблица 1. Классификация заболеванемости
Частота реакции Характер реакции
Инфекционные и паразитарные заболевания
очень часто вирусная инфекция (в т.ч. грипп, герпес)
часто бактериальные инфекции (в т.ч. сепсис, целлюлит, абсцесс)
нечасто туберкулез, грибковые инфекции (в т.ч. кандидоз)
редко менингит, оппортунистические инфекции (такие как инвазивные
грибковые инфекции (пневмоцистоз, гистоплазмоз, аспергиллез,
кокцидиомикоз, криптококкоз, бластомикоз), бактериальные инфекции
(атипичная микобактериальная инфекция, листериоз, сальмонеллез) и
вирусные инфекции (цитомегаловирусная инфекция)), паразитарные
инфекции, реактивация гепатита B
Доброкачественные, злокачественные и неуточненные новообразования (включая кисты и
полипы)
77
Частота реакции Характер реакции
редко лимфома, неходжкинская лимфома, болезнь Ходжкина, лейкоз, меланома
неизвестно гепатолиенальная Т-клеточная лимфома (подростки и молодые люди с
болезнью Крона и язвенным колитом), карцинома Меркеля
Со стороны системы кроветворения
часто нейтропения, лейкопения, анемия, лимфаденопатия
нечасто тромбоцитопения, лимфопения, лимфоцитоз
редко агранулоцитоз, тромботическая тромбоцитопеническая пурпура,
панцитопения, гемолитическая анемия, идиопатическая
тромбоцитопеническая пурпура
Со стороны иммунной системы
часто респираторные аллергические реакции
нечасто анафилактические реакции, волчаночноподобный синдром, сывороточная
болезнь или реакции по типу сывороточной болезни
редко анафилактический шок, васкулит, реакции по типу саркоидоза
Со стороны психики
часто депрессия, бессонница
нечасто амнезия, беспокойство, спутанность сознания, сонливость, нервозность
редко апатия
Со стороны нервной системы
очень часто головная боль
часто вертиго, головокружение, гипестезия, парестезия
нечасто судорожный припадок, невропатия
редко поперечный миелит, демиелинизирующие заболевания ЦНС (по типу
рассеяного склероза, неврита зрительного нерва), демиелинизирующие
заболевания периферической нервной системы (синдром Гийена-Барре,
хроническая воспалительная демиелинизирующая полиневропатия и
мультифокальная моторная невропатия)
Со стороны органа зрения
часто конъюнктивит
нечасто кератит, периорбитальный отек, ячмень
редко эндофтальмит
неизвестно транзиторная потеря зрения во время или в течение 2 ч после инфузии
Со стороны сердечно-сосудистой системы
часто тахикардия, ощущение сердцебиения, артериальная гипотензия,
гипертензия, экхимоз, "приливы" (иногда сильные)
нечасто нарастающая сердечная недостаточность, аритмия, обморок,
брадикардия, нарушение периферического кровообращения,
тромбофлебит, гематома
редко циркуляторная недостаточность, цианоз, перикардиальный выпот,
петехии, спазм сосудов
неизвестно ишемия миокарда/инфаркт миокарда во время или в течение 2 ч после
инфузии
Со стороны дыхательной системы
очень часто инфекция верхних дыхательных путей, синусит
часто инфекция нижних дыхательных путей (в т.ч. бронхит, пневмония),
одышка, носовое кровотечение
нечасто отек легких, бронхоспазм, плеврит, плевральный выпот
очень редко интерстициальная болезнь легких (интерстициальный
пневмонит/легочный фиброз), быстрое прогрессирование
интерстициальной болезни легких
78
Частота реакции Характер реакции
Со стороны пищеварительной системы
очень часто боль в животе, тошнота
часто желудочно-кишечное кровотечение, диарея, диспепсия, желудочно-
пищеводный рефлюкс, запор
нечасто перфорация кишечника, стеноз кишечника, дивертикулит, панкреатит,
хейлит
Со стороны печени и желчевыводящих путей
часто нарушение функции печени, повышение активности печеночных
трансаминаз
нечасто гепатит, повреждение гепатоцитов, холецистит
редко аутоиммунный гепатит, желтуха
очень редко печеночная недостаточность
Со стороны кожи и подкожных тканей
часто псориаз, в т.ч. первично диагностированный и пустулезный
(преимущественно ладонно-подошвенная форма), крапивница, сыпь, зуд,
повышенная потливость, сухость кожи, грибковый дерматит, алопеция
нечасто буллезная сыпь, онихомикоз, себорея, фурункулез, розацеа, папиллома
кожи, гиперкератоз, нарушение пигментации кожи
очень редко токсический эпидермальный некролиз, синдром Стивенса-Джонсона,
многоформная эритема
Со стороны костно-мышечной системы
часто артралгия, миалгия, боль в спине
Со стороны мочевыделительной системы
часто инфекция мочевыводящих путей
нечасто пиелонефрит
Со стороны репродуктивной системы
нечасто вагинит
Со стороны организма в целом
очень часто инфузионные реакции, боль
часто боль в груди, утомляемость, лихорадка, озноб
нечасто замедленное заживление ран
редко образование гранулематозных очагов
Местные реакции
часто реакции в месте инъекции (в т.ч. отек)
Со стороны лабораторных показателей
нечасто образование аутоантител
редко нарушение выработки факторов комплемента
У Ремикейда ко всему прочему есть еще один существенный недостаток. Это его
цена. Курс лечения псориаза ремикейдом оценивается в 150 000 рублей. Таких курсов для
достижения ремиссии необходимо провести 6-8 в год. В городе Тольятти за последние 5 лет
только один пациент с тяжелой формой псориаза осложненной псориатической артропатией
смог получить данное лечение при финансировании федеральной программой.
Циклоспорин – еще один препарат, рекомендуемый в качестве обязательного МЗ. Это
цитостатик (препарат, подавляющий действие иммунной системы), который широко
используется с 1997 года. Циклоспорин препятствует выработке вещества под названием
«Интерлейкин», содержащегося в Т-лимфоцитах. Для полной активации Т-лимфоцитам
требуется Интерлейкин, без которого деятельность данных клеток нарушается. Псориаз
может быть вызван гиперреактивными, нерегулируемыми Т-лимфоцитами, поэтому
подавляющее действие циклоспорина объясняет его эффективность при лечении данного
79
заболевания. Хотя циклоспорин не подходит для длительного применения, он может быть
полезным на начальной стадии лечения: препарат помогает контролировать заболевание и
его вспышки. Пациенты, могут сочетать прерывистые краткосрочные курсы циклоспорина с
долгосрочным использованием менее токсичных лекарств.
Как у всех цитостатиков, у Циклоспорина есть свои недостатки.
Наиболее серьезная проблема циклоспорина заключается в том, что при его
длительном применении страдают почки, однако заболевание почек можно вылечить только
при полном прекращении приема препарата. Больные псориазом не должны использовать
циклоспорин непрерывно в течение 1 года. Людям, уже страдающим заболеваниями почек,
данный препарат не рекомендуется.
У пациентов, принимающих циклоспорин, часто наблюдается повышение кровяного
давления.
Поскольку циклоспорин обладает иммуноподавляющим эффектом, он увеличивает
риск развития инфекции и рака. Циклоспорин не должны принимать пациенты, у которых
был рак или чья иммунная система ослаблена, например ВИЧ-инфекцией.
Таблица 2. Основные побочные действия препарата Циклоспорин
Желудочно-кишечный тракт Анорексия, тошнота, рвота, диарея,
панкреатит, боли в животе,
гепатотоксичность
Центральная нервная система Тремор, головная боль, головокружение,
парестезии, эпилептический синдром,
гиперестезии, мышечные спазмы, мышечная
слабость, миопатия, энцефалопатия,
нарушение зрения, нарушение сознания,
нарушение движений
Аллергические реакции Кожная сыпь, анафилактический шок
Сердечно-сосудистая система Повышение артериального давления
Обмен веществ Гипомагниемия, гиперкалиемия,
гиперлипидемия
Система кроветворения Тромбоцитопения, анемия
Мочевыделительная система Нефропатия
Из немедикаментозных методов лечения псориаза в клинических рекомендациях
предлагается метод фотохимиотерапии. Этот метод оказывает положительное действие уже с
2-3 процедуры, обладая противовоспалительным бактерицидным, иммуномодулирующим
действием, стимулирует синтез меланина меланоцитами. Одновременное применение
препаратов с фотосенсибилизирующими свойствами и воздействия длинноволновых УФ-
лучей при ПУВА-терапии значительно повышает эффективность ультрафиолета. Во многих
случаях в качестве фотосенсибилизаторов используют препараты группы псораленов. Сами
по себе псоралены не оказывают действия на кожу. После попадания в организм они
активизируются после воздействия длинноволновыми ультрафиолетовыми лучами. В
активной форме эти вещества начинают взаимодействовать с ДНК эпидермальных клеток.
Фотосенсибилизация приводит к избирательному подавлению синтеза ДНК в эпидермисе,
при этом не происходит соответствующего подавления функции клеток. Через 90 минут
после приема псоралена поглощенные фотоны ультрафиолетовых лучей провоцируют
фотохимическое связываение ДНК посредством формирования циклических связей между
фотосенсибилизаторами и пиримидиновыми основаниями ДНК клеток. Основным
механизмом действия этих препаратов является создание перекрестных соединений
«фотосенсибилизатор-ДНК», сокращающих уровень синтеза эпидермального ДНК.
Молеклы псораленов также стимулируют образование активных форм кислорода, которые
повреждают мембраны клеток эпидермиса и активируют метаболизм арахидоновой кислоты.
80
Кроме того, они запускают химические реакции, подавляющие процесс патологической
кератинизации и приводящие к гибели кератиноцитов и лимфоцитов.
В настоящее время сети российских аптек данные препараты не поставляют.
Но эта методика имеет много противопоказаний:
Реакция гиперчувствительности к фотосенсибилизаторам,
Болезни, сопровождающиеся повышением чувствительности к воздействию света:
красная волчанка, порфирия, пигментная ксеродерма, альбинизм.
Меланома,
Болезни хрусталика, катаракта,
Беременность,
Иммунодефицитные состояния,
Наличие ионизирующей радиации в анамнезе,
Почечная недостаточность,
Уремия,
Светлокожие пациенты.
Нежелательными эффектами ПУВА-терапии являются:
Гиперпигментация,
Эритема,
Жжение и зуд кожи,
Кератит,
Резкое старение кожи,
Катаракта и конъюнктивит,
Базальный рак кожи,
Плоскоклеточная карцинома кожи (особенно часто возникает в области мужских
половых органов),
Меланома.
По данным европейских дерматологов в 100 % случаев ПУВА терапия имеет
отсроченный онкогенный эффект, то есть у всей исследуемой группа пациентов через 5…40
лет после применения ПУВА-терапии был поставлен диагноз злокачественной опухоли той
или иной локализации.
С 2000 года наша клиника занимается лечением больных с аутоиммунными
поражениями кожи. Ежегодно на различных тематических конференциях доктора нашей
клиники представляют доклады об эффективности применяемых нами методик в
достижении стойкой ремиссии у больных даже тяжелыми и осложненными формами
псориаза. Нами отработаны и утверждены приказом о НОУ-ХАУ на предприятии
внутренние стандарты лечения таких больных, опирающиеся на опыт и длительность
наблюдения. Подана заявка на патент «Способ оптимального сочетания методов
криотерапии и наружной терапии в лечении системных заболеваний кожи».
В лечении таких пациентов мы применяли:
Обязательную санацию очагов хронической инфекции – при санации глотки
применяли криосанацию.
При необходимости инфузионную терапию сосудистых препаратов,
гепатопротекторов, противовоспалительных препаратов, витаминов, антигистаминных
препаратов.
Общую криотерапию – курс от 14 до 20 ежедневных сеансов.
Локальную криотерапию пораженной кожи, пораженных суставов.
Мазевую терапию – нами разработан уникальный состав крема на основе жирового
компонента и экстрактов трав.
Антигомотоксические препараты по индивидуальным схемам.
Базовой процедурой в лечении псориаза в нашей клинике является криотерапия –
совокупность физических методов воздействия на организм, основанных на эффекте
81
отведения тепла от тканей. В своей работе мы применяем исключительно сверхнизкие
температуры (от -120 до -180 градусов Цельсия). Принцип охлаждения организма или его
отдельных частей воздушно-газовыми средами экстремально низких температур лежит в
основе применяемого нами метода – аэрокриотерапии.
В зависимости от характера и объема криотерапевтического воздействия процедуры
криотерапии могут быть местными или общими. Местная или локальная криотерапия может
быть контактной и суховоздушной. Контактная криотерапия подразумевает воздействие
непосредственно на очаг воздействия плотно прикладываемого инструмента с охлажденного
до -180…-190градусов Цельсия поверхностью. Суховоздушная криотерапия представляет
собой очаговое воздействие низкотемпературным газовым потоком, получаемым при
испарении жидкого азота и направленным непосредственно на очаг. Общая криотерапия
предусматривает субтотальное погружение обнаженного тела пациента в газовую среду
криокамеры при температуре от -120 до -170 градусов Цельсия. При этом пациент дышит
наружным воздухом, что обеспечивается незамкнутостью терапевтического контура
криокамеры. Четко прослеживается фазовость воздействия криотерапии: первая фаза – фаза
сосудистого спазма и вторая фаза – фаза гиперемии. Из наиболее отчетливых и
воспроизводимых лечебных эффектов криотерапии можно выделить: закаливающий или
общетренирующий, обезболивающий, противовоспалительный, противоотечный,
сосудорасширяющий, релаксирующий, репаративный. Клинически тканевые эффекты
криотерапии можно свести к следующему: лимфодренажный эффект, т.е. улучшение оттока
лимфы из тканей и, следовательно, ликвидация отеков лимфатического происхождения;
улучшение микроциркуляции крови и трофики в тканях, увеличение артериального
кровотока и в значительной степени венозного оттока, а, следовательно, - уменьшение
отеков и инфильтрации сосудистого происхождения, а также внутрисуставного выпота,
миорелаксация - ликвидация мышечных контрактур и снижение базального мышечного
тонуса; улучшение трофики костной и хрящевой ткани; блокирование ноцицептивной
проводимости с повышением болевого порога; улучшение трофики мышечной,
соединительной и других тканей, стимуляция регенераторных механизмов.
Ежегодно в осенне – весенний период пациенты приглашаются на диспансерный
осмотр с полным клиническим, биохимическим и иммунологическим исследованием крови,
вегеторезонансным тестированием.
Мы видим эффективность применяемых нами методик. Причем, назначая
криотерапию во всех ее модификациях в лечении больных псориазом, я отчетливо понимаю,
что данная методика при ее значимой и быстрой эффективности, безопасна, безвредна, не
имеет побочных действий и практически не имеет противопоказаний.
82
УДК 615.832.9
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕДОГРЕТОЙ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ
ОТВОДА ТЕПЛОТЫ ОТ ОБЪЕКТА КРИОХИРУРГИЧЕСКОГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ
Соколова Е.В.
Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики
и оптики, г. Санкт-Петербург, Россия
При проектировании криохирургического инструмента важно правильно оценить
тепловую нагрузку от объекта криохирургического воздействия (КХВ). Обычно эту задачу
решается путем определения теплового потока, который необходимо отвести от объекта
КХВ, чтобы получить зону крионекроза, размер которой Rнекр окажется больше
максимального размера удаляемого новообразования (рис. 1).
Рисунок 1. Стандартная постановка задачи
Задачи подобного рода решают с помощью метода математического моделирования.
Предварительный численный анализ эффективности КХВ позволяет снизить его негативные.
Но, полученное решение всегда носить частный характер, так как значение мощности потока
теплоты оказывается, связано с размерами новообразования криоинструмента и т.д. В ряде
случаев подобные частных характеристики КХВ просто неизвестны. К таким случаям можно
отнести задачу оценки оптимальной теплоотводящей способности системы
криостатирования криохирургического устройства. Такая оценка нужна для того, чтобы
выбрать способ покрытия тепловой нагрузки. Например, отдать предпочтение жидкостной
или дроссельной системе криостатирования.
В таких случаях следует использовать и другой вариант решения задачи определения
тепловой нагрузки на систему криостатирования (СК) криохирургического инструмента [1].
Для того чтобы преодолеть неопределенность связанную с неизвестными размерами
криохирургического инструмента, можно отказаться от использования сферической модели
криохирургической системы и представить исследуемый процесс в виде одномерной задачи
переноса теплоты через плоскую поверхность.
83
В роли контактного теплообменника криохирургического инструмента (КХИ) (рис. 2)
можно использовать бесконечную пластину 1, которая будет отводить теплоту от объекта
КХВ 2 с начальной температурой 37 оС (310 К).
Рисунок 2. Схема для определения максимальной тепловой нагрузки на СК
Обычно, теплота отводится от внешней поверхности пластины 1 за счет кипения
жидкого криоагента [2]. На данном этапе анализа механизм криостатирования пластины не
принципиален. Плотность потока теплоты от объекта КХВ 2 к пластине 1 в основном
зависит от градиента температур и качества теплового контакта:
Tq ww , (1)
где – коэффициент теплоотдачи наконечника инструмента;
T – разница температур пластины и объекта.
Интенсивность теплоотдачи от объекта к пластине зависит от ряда факторов:
шероховатости поверхностей, адгезии между объектом 2 и пластиной 1 и т.п. Для описания
интенсивности теплового контакта можно ввести в рассмотрение понятие эффективного
коэффициента теплоотдачи:
Tqo * , (2)
где * - эффективный коэффициент теплоотдачи.
Величина эффективного коэффициента теплоотдачи зависит от множества факторов,
основной из которых – это агрегатное состояние поверхности объекта. Наилучшие условия
переноса теплоты обеспечиваются в случае примерзания металлической поверхности к
поверхности объекта КХВ – адгезия. Это возможно при достижении температуры,при
которой объект переходит из талого состояния в мерзлое и наоборот. Такую температуру
называют точкой дефростации Тдф. ~270К. В талом состоянии эффективный коэффициент
теплоотдачиот объекта к пластине составляет 15050* т Вт/(м2∙К), а в мерзлом
450150* м Вт/(м2∙К).
Из представленной на рисунке 2 схемы, видно, что интенсивность подвода теплоты от
объекта 2 к рабочему телу СК будет определяться эффективностью передачи теплоты на
внешней и внутренней границах пластины 1.
Для того, чтобы оценить какой из процессов теплопередачи оказывает определяющее
влияние на эффективность работы КХС можно поставить численный эксперимент на
математической модели объекта КХВ.
Постановка такого эксперимента в значительной степени упрощается представлением
объекта 2 в виде плоской изотропной структуры, так как это дает возможность использовать
математический аппарат и программное обеспечение, разработанное на кафедре КрТиТСПГ
Университета ИТМО [2, 3]. Математическая модель построена путем численного решения
уравнения энергии, в программном обеспечении модели описаны свойства покровных тканей
84
человеческого тела [4, 5]. Применительно к поставленной задаче, можно принять допущение
о том, что весь объект 2 состоит из мышечной ткани и в начальный момент времени имеет
температуру 310 К [6].
В первом вычислительном эксперименте исследовано влияние эффективности
теплоотдачи на внешней стороне теплоотводящей пластины. В качестве теплоотводящей
среды рассматривался жидкий азот (T”=78 К). Предполагалось, что внешний коэффициент
теплоотдачи имеет значение 1000, 2000, 3000 Вт/(м2∙К). При этом внутренний коэффициент
теплоотдачи, от объекта 2 к пластине 1 определялся температурой наружной поверхности
объекта 2. В случае когда температура поверхности была выше 270 К α*=100 Вт/(м
2∙К), при
переходе в мерзлое состояние α*= 150 Вт/(м
2∙К). Математическая модель объекта КХВ
обеспечивала вычисление изменений температуры мышечной ткани по толщине объекта 2.
По известным значениям температуры объекта 2 и пластины 1 вычислялся тепловой поток
q0. Текущее значение температуры пластины 1 вычислялась по уравнению энергии, как
функция энтальпии материала пластины. Предполагалось, что пластина изготовлена из меди,
поэтому по всей толщине (Δ1=0,2∙10-3
м) температура неизменна.
Математическая модель КХС обеспечивает вычисление мощности потока теплоты от
пластины к криоагенту qw, т.е. позволяет сформулировать требования по
энерговооруженности системы криостатирования.
Рисунок 3. Зависимость количества теплоты, отводимой системой криостатирования КХА от времени
(при разных коэффициентах теплоотдачи наконечника)
Результаты описанного выше эксперимента в графическом виде представлены на
рисунке 3. И приведенных графиков qw=f(τ) видно, что мощность потока теплоты от
пластины к криоагенту, т.е. тепловая нагрузка на систему криостатирования, не зависит от
значения внешнего коэффициента теплоотдачи. Линии qw=f(τ) при αw=const практически
сливаются при 1000≤αw≤3000 Вт/(м2∙К). Значительные по мощности тепловые потоки
наблюдаются только первые 10 с и связаны с выравниванием температуры теплоотводящей
пластины и криоагента. На следующем этапе, который длится около 50 с, происходит
переохлаждение наружного слоя объекта КХВ до температуры дефростации. При замерзании
объекта возрастает адгезия между ним и пластиной, поэтому подвод теплоты к криоагенту
скачкообразно возрастает. В дальнейшем тепловая нагрузка на СК зависит только от
интенсивности переноса теплоты теплопроводностью моделируемой ткани в мерзлой зоне,
через которую отводится теплота дефростации ассоциированной влаги. Эта теплота
выделяется на границе мерзлой талой зон. Количество теплоты, выделенное при переходе из
талого состояния в мерзлое, зависит от влагосодержания тканей и теплоты фазового
перехода воды. Для мышечной ткани теплота дефростации составляет около 150 кДж/кг и
85
сопоставима по величине с теплотой переохлаждения тканей от начальной температуры до
уровня дефростации 135 кДж/кг.
Но, теплота дефростации выделяется на только на границе зон, а теплота
переохлаждения по всей толщине талой зоны, поэтому именно процесс замерзания тканей
оказывает определяющее влияние на перенос теплоты по мерзлому участку к объекта к
теплоотводящей пластине. По мере удаления границы мерзлой талой зон от периферии
объекта тепловое сопротивление замерзшей ткани нарастает, а интенсивность переноса
теплоты теплопроводностью убывает. Интенсифицировать процесс переноса теплоты можно
только за счет снижения температуры криоагента, что на практике практически не возможно.
По результатам первого эксперимента видно, что эффективность отвода теплоты от
пластины к криоагенту не существенна, так как решающую роль играет эффективность
теплопереноса в точке контакт пластины с объектом. Система криостатирования
испытывает пиковую нагрузку из-за теплоаккумулирующей способности теплоотводящей
пластины, максимальная мощность отвода теплоты достигает уровня 50000 Вт/м2. В
реальных условиях, стартовая нагрузка на СК ограничивается переходом процесса кипения в
пленочный режим, для преодоления которого используют специальные конструктивные
решения.
На рисунке 4 представлены графики мощности потока теплоты qo на разных этапах
КХВ и при разных значениях эффективного коэффициента теплоотдачи т* , возможных при
отсутствии адгезии между объектом 2 и платиной 1 (рис. 2). Низкая эффективность переноса
теплоты через границу КХА и объекта КХВ является причиной того, что максимальная
нагрузка возникает только в момент перехода наружной поверхности объекта из талого
состояния в мерзлое. В этом момент мощность тепловой нагрузки на систему
криостатирования достигает максимума 55000 Вт/м2. Затем, по описанным выше причинам,
нагрузка постепенно снижается, но превышает стартовый уровень 2000 Вт/м2 до 150–200 с
эксперимента.
Адгезия между КХА и объектом КХВ и объектом КХВ играет определяющую роль в
формировании требований энерговооруженности СК. Для того, чтобы проанализировать все
возможные сценарии КХВ, был выполнен эксперимент, в котором эффективность адгезии
была высока с начального момента времени, т.е. при τ=0 с 150 К)Вт/(м450 2* м .
Результаты эксперимента приведены на рисунке 5. Максимальная величина опотока
теплоты к СК КХА не превысила 80000 Вт/м2. Полученное значение можно зафиксировать в
виде максимальной потребности в мощности системы криостатирования КХА.
Рисунок 4. Мощность потока теплоты, отводимого системой криостатирования КХА от времени (на
разных этапах КХВ и при значениях эффективного коэффициентах теплоотдачи т* )
86
Рисунок 5. Поток теплоты, отводимой системой криостатирования КХА (при разных значениях
эффективного коэффициентах теплоотдачи м* наконечника)
По итогам выполненного эксперимента можно сделать следующие выводы:
1. поток теплоты, отводимый от объекта КХВ почти не зависит от интенсивности
теплоотдачи к криоагенту, решающую роль в процессе КХВ играет эффективность
теплопереноса в точке контакта КХА с объектом КХВ;
2. максимально возможная тепловая нагрузка на систему криостатирования
криохирургического аппарата не превышает 80 кВт/м2 (применительно к КХА с диаметром
наконечника 50 мм максимальная расчетная нагрузка составит около 160 Вт)
В медицинской практике РФ используются криохирургические аппараты различных
конструкций, предназначенные для осуществления локального гипотермического
разрушения патологических объектов. Среди этих аппаратов стоит выделить два типа КХА,
построенных на циклах отвода теплоты, способные покрыть нагрузку 80 кВт/м2 [7, 8].
1. аппараты, использующие эффект дросселирования сжатых газов получили
довольно широкое распространение благодаря тому, что для их реализации пригодны
некоторые компоненты оборонных серийных устройств. Принцип действия дроссельных
криохирургических аппаратов основан на эффекте Джоуля-Томпсона. Преимущества
дроссельный КХА, определяющая их популярность – это компактность. В последнее время в
дроссельных КХА используется газообразный аргон высокого давления. Аргон обладает
оптимальным сочетанием инертности, высокой плотности и достаточно низкой
температурой кипения. Но в последнее время основы этих КХА составляют специальные
баллоны объемом 70 л и давлением 30 МПа, что создает дополнительные требования по
технике безопасности на объекте их использования в медицинских учреждениях. Кроме того,
запас аргона, поставляемого вместе с дроссельными КХА ограничен, а повторное заполнение
баллонов затруднено из-за отсутствия необходимого оборудования;
2. аппараты, использующие для покрытия тепловой нагрузки теплоту фазового
перехода криоагента (жидкостные КХА). Способны отводить большее количество теплоты,
так как теплота парообразования криоагента выше удельной производительности
дроссельных КХА. При использовании в качестве криоагента жидкого азота жидкостные
КХА могут переохладить поверхность объекта КХВ до уровня 80 К. Очевидным недостатком
таких систем являются громоздкие коммуникации. При движении по жидкостным
коммуникациям криоагент из-за образования паровой фазы в магистралях подачи возникают
высокие гидравлические потери, что определяет относительно большой диаметр жидкостных
коммуникаций [9].
По ряду коммерческих причин дроссельные аппараты последнее время являются
лидерами продаж, особенно в странах подверженных техническому влиянию США.
Вытеснение жидкостных КХА стало причиной того, что КХВ лишилось привычных для
87
хирургов признаков, таких как высокая скорость замораживания и большая теплоотводящая
способность. Минимальная температура наконечника дроссельных КХА при использовании
сжатого аргона составляет не менее 90 К, теплоотводящая способность аргона при
дросселировании не более 20 кДж/кг, что на порядок меньше того же показателя жидкого
азота. Опыт Японии показывает, что доминирование дроссельных КХА вызывает регресс
клинического использования КХВ. Необходимо обеспечить выход на рынок жидкостных
КХА нового типа, свободных от указанных недостатков. Для этого нужны технологические
решения снабжения криохирургических инструментов жидким азотом [10, 11].
В КХА нового типа предлагается применять в качестве криоагента недогретый
жидкий азот, который может быть перемещен из сосуда хранения в контактный
теплообменник в однофазном состоянии. Это позволит увеличить теплоотводящую
способность КХА, снизить размеры коммуникаций, подводящих криоагент при
удовлетворительном уровне гидравлических потерь, обеспечить высокую теплоотводящую
способность КХА, уменьшить время выхода КХА на оптимальный температурный режим.
Рисунок 6. Схема криохирургического инструмента:
1 - сосуд Дьюара; 2 - насос для жидких криопродуктов; 3 - теплообменный аппарат
По конструктивным соображениям диаметр и длина подводящих коммуникаций КХА
могут составить 1 мм и 1 м соответственно. Жидкость переводится в недогретое состояние за
счет повышения давления потока. Исходя из возможностей современных емкостей хранения
криоагента давление жидкости можно поднять до уровня в 2,5 МПа.
На кафедре криогенной техники и технологий сжиженного природного газа
Университета ИТМО разработан математический аппарат [7, 8] для подобного исследования,
в результате расчета получено: минимальное давление для перемещения жидкого азота по
неизолированной магистрали диаметром 1 мм и длиной 1 м в однофазном состоянии
составляет 0,75 МПа. При таком давлении расход жидкого азота составит не менее 6 кг/ч, а
теплоотводящая способность КХА будет равна 600 Вт.
Выводы
1. Использование потока недогретой жидкости позволяет создавать
криохирургические устройства с высокой теплоотводящей способностью и гибкими
подводящими трубопроводами;
2. Изменение технологии транспортирования криоагента позволит восстановить
конкурентоспособность жидкостных КХА и приостановить наметившийся регресс КХВ.
Список литературы 1. Савельева А.В., Сидорова А.Ю., Баранов А.Ю. Контактный перенос теплоты в системе
криостатирования криосауны//Известия Санкт-Петербургского государственного университета
низкотемпературных и пищевых технологий, (2009), №1, с. 124-129.
2. Зайцев А.В., Логвиненко Е.В. Оптимизация криогенного трубопровода//Омский научный
вестник - 2014. - № 3(133). - С. 164-168
88
3. Зайцев А.В., Логвиненко Е.В. Решение задачи оптимизации криогенного трубопровода с
помощью метода поиска Парето-оптимального решения//Вестник МАХ - 2015.-№2.-с.55-60.
4. Баранов А.Ю., Малышева Т.А., Савельева А.В., Сидорова А.Ю. Перенос теплоты в
объекте общего криотерапевтического воздействия // Вестник Международной академии холода -
2012. - № 2. - С. 35-40
5. Баранов А.Ю., Малышева Т.А., Моделирование процесса охлаждения поверхности
кожного покрова пациента// ВЕСТНИК МАХ - 2017. – № 1. - С. 84-88.
6. Баранов А.Ю., Малышева Т.А., Савельева А.В., Сидорова А.Ю. Выбор схемы общего
криотерапевтического воздействия // Вестник Международной академии холода - 2012. - № 4. - С. 40-
44.
7. Цыганов Д.И. Криомедицина: процессы и аппараты. Монография. - М.: САЙНС -
ПРЕСС, 2011 - 304 с.
8. Пушкарев А.В. Теоретическое и экспериментальное исследование теплообмена при
многозондовом низкотемпературном воздействии на биоткани. Диссертация. – М.: МГТУ им.Н.Э.
Баумана, 2017 – 157 с.
9. Малышев А.А., Киссер К.В., Зайцев А.В. Истинные параметры кипящих хладагентов в
трубах и каналах //Вестник МАХ - 2017.-№2.-с.53-56.
10. Е.В. Соколова, А.Ю. Баранов. Новые технологии снабжения криохирургических
инструментов жидким азотом//VIII Международная научно-техническая конференция
«Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Cанкт-Петербург,15–17 ноября 2017 г.).
Материалы конференции. – СПб.: Университет ИТМО, 2017. – 112-114 с.
11. Соколова Е.В. Использование потоков недогретой криогенной жидкости для отвода
теплоты от объекта криохирургического воздействия // Сборник тезисов докладов конгресса
молодых ученых. Электронное издание – 2017.
89
УДК 796.07
ДИНАМИКА ГОРМОНАЛЬНОГО СТАТУСА СПОРТСМЕНОВ ПОД
ВЛИЯНИЕМ ОБЩЕЙ ГАЗОВОЙ КРИОТЕРАПИИ
Левин М.Л.1, Малькевич Л.А.
2, Волкова Е.Г.
3, Маханек А.А.
1
1 Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова НАН Беларуси, г. Минск, Беларусь;
2 Учреждение образования «Белорусский государственный медицинский университет», г. Минск,
Беларусь; 3 Государственное учреждение «Республиканский научно-практический центр спорта», г. Минск,
Беларусь
Высокие физические нагрузки, свойственные современному спорту, предъявляют
особые требования к энергообеспечивающей системе организма спортсменов. Спортивный
результат зависит от того, насколько эффективно организм спортсмена сможет мобилизовать
и использовать энергетические субстраты, насколько совершенно будет сформирована
система регуляции этих процессов. Повышение физической работоспособности представляет
собой проблему не только спортивной отрасли, но и общую социальную проблему
оздоровления нации, при обеспечении снижения фармакологической нагрузки и
использования главным образом немедикаментозных средств оздоровления. Особую
актуальность это представляет в отношении спортсменов высокой квалификации, для
которых применение даже хорошо известных лекарственных средств очень ограничено.
Одним из зарекомендовавших себя средств повышения работоспособности является
применение низких температур. Под криотерапией понимают применение с лечебной и
профилактической целями холодовых факторов различной природы. По масштабу
воздействия криотерапия делится на общую и локальную, а в зависимости от вида
хладагента – газовую и жидкостную (рис. 1).
Рисунок 1. Классификация криотерапии
Общая криотерапия проводится в специальной криокамере, где кожа в течение 2-3
минут испытывает температурный стресс, не претерпевая повреждения. Общая криотерапия
предусматривает полное или частичное погружение обнаженного тела в газовую среду при
температуре -110…-180 0С. Максимальное лечебное действие криотерапии достигается в
момент спазма поверхностных капилляров. Охлаждение тканей сопровождается снижением
интенсивности метаболизма, потребления ими кислорода и питательных веществ, отмечается
снижение скорости транспорта веществ через мембраны клеток [1]. В охлажденных тканях
происходит кратковременное выраженное сужение сосудов микроциркуляторного русла,
снижение скорости кровотока и повышение вязкости крови, затем длительное выраженное
90
расширение просвета сосудов и улучшение кровотока в них. Из лечебных эффектов
криотерапии можно отметить обезболивающий, противоотечный, противовоспалительный,
миорелаксирующий и иммуномодулирующий [2, 3].
В процессе адаптации организма спортсмена к высоким тренировочным нагрузкам
происходит активизация гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и симпато-
адреналовой систем – гормонального звена управления адаптационным процессом.
Изменения гормонального статуса отражают степень тренировочного стресса у спортсменов.
Нарушение баланса гормонов влияет на особенности функционирования различных систем
организма.
Общая газовая криотерапия (ОГКТ) имеет очевидные преимущества перед другими
гипотермическими воздействиями, потому что, используя газовую среду, можно
переохлаждать поверхность кожного покрова тела до, так называемого,
криотерапевтического диапазона температур. Такое экстремальное понижение температуры
поверхности вызывает в холодовых рецепторах кожного покрова мощный импульс, который
является движущей силой лечебного действия криотерапевтического воздействия.
Целью нашего исследования явилось изучение и оценка динамики гормонального
статуса мужчин-спортсменов с высоким уровнем мастерства, специализирующихся в
области боевых искусств, в процессе длительной физической нагрузки высокой
интенсивности на фоне воздействия общей газовой криотерапии.
Материалы и методы
Под наблюдением находились спортсмены высшей квалификации: 30 мужчин
(средний возраст - 4,4 5,3 года, индекс массы тела -27,4 ± 2,3 кг/м2). После добровольного
клинического и лабораторного обследований спортсмены включались в протокол
исследования.
Общая газовая криотерапия (ОГКТ) проводилась на аппарате «КриоСпейс»,
производства Германии (рис. 2). При ОГКТ спортсменов группами по 2-4 человека с
термической защитой ушных раковин, органов дыхания, кистей рук и стоп помещали на 30
секунд в предкамеру установки «КриоСпейс», температура в которой составляла –60 °С,
затем они переходили в основную камеру с температурой –110 °С на 150…210 секунд в
зависимости от индивидуальных особенностей (возраст пациента, размеров поверхности,
рассчитываемого по росто-весовым показателям. Курс ОГКТ состоял из 10 процедур.
Следует отметить, что все процедуры переносились хорошо, побочных эффектов и
осложнений не наблюдалось.
Рисунок 2. Общий вид криотерапевтической камеры «Криоспейс»
91
Противопоказаниями для общей криотерапии явились психо-эмоциональная
неподготовленность спортсмена и его отрицательное отношение к данному методу; острые
инфекционные заболевания (ОРВИ, грипп, острый бронхит и др.).
Результаты и их обсуждение
Одним из важных объективных критериев, по которым проводилась оценка
эффективности проведенного курса процедур, является динамика показателей
гормонального статуса спортсменов под действием ОГКТ.
До и после курса ОГКТ оценивали показатели уровня серотонина, кортизола,
тестостерона и дегидроэпиандростерона в крови спортсменов.
У спортсменов, прошедших курс общей газовой криотерапии наблюдалось
незначительное снижение (в пределах нормы) уровня серотонина с 185,8 до 148,9 нг/мл (р =
0,069), тестостерона – с 7,23 до 4,93 нмоль/л и кортизола с 252,35 ± 18,2 до 191,63 ± 6,2
нмоль/л. Уровень гормона дегидроэпиандростерона практически не изменился (табл. 1).
Таблица 1. Динамика показателей гормонального статуса крови спортсменов в исследуемой группе
(N = 30)
Показатели Размах Минимум Максимум Среднее и ошибка PWilcoxon
Серотонин (нг/мл)
исходные 349,26 87,74 437 185,8 ± 16,7 0,069
конечные 403 49,7 452,7 148,9 ± 14,9
Кортизол (нмоль/л)
исходные 309,1 141,3 450,4 252,35 ± 18,2 0,013*
конечные 187,3 128 315,3 191,63 ± 6,2
Тестостерон (нмоль/л)
исходные 12,71 2,27 14,98 7,23 ± 0,57 0,001*
конечные 8,93 1,17 10,1 4,93 ± 0,39
Дегидроэпи-андростерон
(мкмоль/сут)
исходные 6,59 0,91 7,5 2,43 ± 0,22 0,241
конечные 4,18 0,53 4,71 2,5 ± 0,2
Достоверное снижение уровня гормона стресса кортизола можно объяснить
антистрессорным и седативным действием локальной газовой криотерапии.
Таким образом, в результате прохождения курса процедур общей газовой
криотерапии наблюдается общая тенденция к снижению уровня гормонов, участвующих в
реализации механизмов адаптации организма спортсменов к кратковременным экстремально
низким температурам и, как следствие, повышение толерантности к физической нагрузке.
С момента окончания прохождения курса процедур ОГКТ и до начала главных
стартов спортсменам необходим период времени для оптимального вхождения в
тренировочно-соревновательный режим, когда они способны показать высокий результат.
Этот период зависит от индивидуальных особенностей атлетов и требует осторожного
подхода и научно - обоснованных рекомендаций.
Список литературы
1. Портнов В.В. Криотерапия: теоретические основы и применение в практике / В.В. Портнов
/ Общая и локальная воздушная криотерапия: сб. статей и пособий для врачей. - М, 2007. С. 3-32.
2. Marino, F.E. Methods, advantages, and limitations of body cooling for exercise performance.
British Journal of Sports Medicine, 36 (1), 89-94, 2002.
3. Uckert, S. & Joch, W. Der Einfluss von Kalte auf die Herzfrequenzvariabilitat. Osterreichisches
Journal fur Sportmedizin 33 (2), 14-20, 2003.
92
УДК 577.31+615.832.9
МЕХАНИЗМЫ ОКСИГЕНАЦИИ БИОТКАНЕЙ ПРИ ОБЩЕЙ ГАЗОВОЙ
КРИОТЕРАПИИ
Герасимович Н.В.1, Пухтеева И.В.
1, Маханек А.А.
2, Левин М.Л.
2
1Учреждение образования «Международный государственный экологический институт имени А.Д.
Сахарова, БГУ», г. Минск, Беларусь 2Государственное научное учреждение «Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова» НАН
Беларуси, г. Минск, Беларусь
[email protected], [email protected]
2
Введение
В настоящее время в спортивной медицине все большую значимость начинают
приобретать методы, позволяющие комплексно оценивать влияние диеты, режима
тренировок или различных факторов физической природы на способность спортсменов
переносить определенный объем нагрузок. Немаловажную роль в реализации спортивных
достижений играет способность организма вырабатывать необходимое количество энергии,
которая может быть получена, в основном, за счет окисления кислородом различных
субстратов. При этом особую роль в реакциях окисления играет способность основного
транспортного белка крови - гемоглобина снабжать ткани кислородом. С другой стороны,
при подготовке спортсменов к соревнованиям интерес в качестве фактора, модулирующего
высокие спортивные достижения, может представлять действие низких температур, а именно
комплексного воздействия на организм общей газовой криотерапии (ОГКТ). Однако, в
литературе недостаточно сведений, позволяющих положительно оценить воздействие ОГКТ
на организм спортсмена в целом и на систему транспорта кислорода.
Оксигенация биотканей – сложно регулируемый процесс, зависящий от множества
биофизических и физиологических факторов: степени насыщения гемоглобина в
артериальной крови; вида кривой диссоциации оксигемоглобина; объемной скорости
кровотока в обменных сосудах; температуры крови и биоткани; скорости потребления
кислорода клетками ткани и др.
При этом особую роль в реакциях окисления играет способность основного
транспортного белка крови − гемоглобина снабжать ткани кислородом. Важнейшую роль в
эффективности тканевого дыхания играют интенсивность кровотока через капилляры,
насыщенность крови кислородом (концентрация оксигемоглобина), величина
диффузионного сопротивления массопереносу кислорода от эритроцитов к клеткам и
скорость потребления кислорода клетками.
Снижение уровня насыщения биоткани кислородом – свидетельство неблагополучия
в организме и повод для более детальных исследований его причин. В настоящее время идет
интенсивный поиск методик, позволяющих повысить оксигенацию тканей и тем самым
поднять уровень профилактики и лечения заболеваний, связанных с нарушением системы
кровообращения, а также для улучшения кровообращения и обменных процессов у
представителей различных видов спорта.
В медицинской практике используют препараты (антикоагулянты прямого и
непрямого действия), которые улучшают реологические свойства крови, оказывают
сосудорасширяющее действие, что приводит к насыщению тканей кислородом и устранению
ишемии: кислота ацетилсалициловая, гепарин, синкумар, варфарин, фенилин, флунаризин,
циннаризин и др. Однако ряд фармакологических препаратов негативно воздействует на
внутренние органы и могут являться причиной аллергических реакций.
93
Альтернативным методом воздействие на тканевое дыхание является температурное
воздействие, в частности, холодовое. Применение общей газовой криотерапии (ОГКТ)
оказывает на организм человека неспецифическое общестимулирующее воздействие [1].
Этим объясняется необычайно широкий спектр практического применения криопроцедур.
Эффект охлаждения напрямую связан с объектом воздействия – кожей, массивным
рецепторным полем различных типов чувствительности. В коже содержится большое
количество нервных волокон и кровеносных сосудов. Общепризнано наличие устойчивых
рефлекторных связей между отдельными участками кожи и внутренними органами.
Применительно к КТ можно утверждать, что определяющую роль в достигаемых эффектах
играет рецепторная реакция. Затем следует сосудистая реакция на охлаждение [2]. Не
исключено, что при применении ОГКТ уровень кислорода в биоткани может значительно
повыситься. Механизмы, приводящие к подобному эффекту, не изучены. Возможно, это
наступает в результате увеличения количества активных капилляров после криовоздействия
и интенсификации в результате этого обменных процессов в коже и других органах и тканях
человека.
Цель исследования − количественная оценка степени активации капилляров кожи
после сеанса (ОГК), приводящей к повышению содержания кислорода в кожных покровах и
анализ влияния ОГКТ на состояние основного транспортного белка крови – гемоглобина. С
использованием метода флуоресцентных зондов дана комплексная оценка влияния ОГКТ на
способность основного кислород-транспортного белка крови взаимодействовать с
кислородом.
Равновесная зависимость между количеством свободного и связанного О2 в
эритроците аппроксимируется уравнением Хилла (Hill) H
22 50OHbHbO /1/1/n
CCCC
. Поток
О2 из обменных сосудов в окружающую биоткань в общем случае происходит диффузией и
конвекцией. Здесь мы рассматриваем лишь диффузионный массоперенос кислорода через
стенки капилляров и тканевый цилиндр.
Перенос кислорода из движущихся по капилляру эритроцитов в биоткань описываем
в цилиндрической системе координат (рис. 1). Рассматриваем модифицированную модель
тканевого цилиндра Крога с учетом дискретности состава крови в микрососудах.
Рисунок 1. Модель тканевого цилиндра
Расчетная область состоит из трех частей – эритроциты, плазма и биоткань. В
частицах рассматриваем поля концентраций О2 и HbO2, в плазме и биоткани – только О2:
22222 OO
2
OOO sCDCtC , (1)
2
H
22222 HbO50OHbOHbHbO
2
HbOHbO / CCCCCkCDtCn , (2)
В эритроците, плазме и биоткани скорость конвективного массопереноса кислорода ,
коэффициент диффузии 2OD и скорость поглощения кислорода
2Os равны эр, эр,O2
D ,
2
H
22 HbO50OHbOHb / CCCCCkn ; ),(пл zr , ,ппO2
D , 0; и 0, т,O2D , т,O2
s , соответственно.
На стенках сосуда и эритроцитов, а также на границах тканевого цилиндра задаем
условия сопряжения концентраций и диффузионных потоков кислорода:
00 к
2к
2
RrORrO CC , 0т,0кр,
к22
к22
RrOORrOO rCDrCD . (3)
94
вх0;0 к2
СCRrzO
, 0
тк2 ;0
RrRzO zС , 0
к2O
LzzС , (4)
00;O2
rzrС , 0
т2 ;O
RrzrС . (5)
В начальный момент времени концентрация О2 в сосуде однородна и равна Свх. В
эритроцитах 2HbO
S вычисляется по формуле. Начальная концентрация О2 в биоткани
однородна, а ее исходное значение к моменту начала моделирования известна. Значения
параметров задачи (1) – (5) приведены в [3].
Перфузия крови в коже состоит из двух частей: W = Wc + WAVA, где Wc и WAVA
учитывают кровоток через капилляры и артериолярно-венулярные анастомозы (шунты),
соответственно. При сильном охлаждении кожи большая часть анастомозов выключается,
поэтому в рамках нашей модельной задачи связь величины перфузии W и средней скорости
на входе в капилляр u0 описывается выражением
2
0
t
c
c
cR
R
L
uWW . Радиус тканевого
цилиндра зависит от плотности обменных сосудов: 21
ct
NR , где Nс = 30100 –
плотность активных капилляров в коже, мм-2
.
Модель тканевого цилиндра позволяет в первом приближении перейти от
рассмотрения отдельного сосуда к интегральным показателям для объема биоткани. Так,
средняя концентрация О2 в тканевом цилиндре
к т
к
22
0
O
к
2
к
2
т
т,O
1L R
R
drdzrCLRR
C .
Скорость плазмы в рассматриваемой ячейке на участках до и после эритроцита
описываем моделью Пуазейля. Полагаем, что в узком зазоре между мембраной эритроцита и
стенкой капилляра она и линейно зависит от радиуса, т.е.
эк
эз
h
rRr , э2
к
2
0пл 12
R
rur . Здесь h - величина зазора, э -
скорость эритроцита.
Скорость эритроцита связана со средней скоростью крови в капилляре соотношением
2
кк
0э3
11/
R
h
R
hu , а средняя скорость крови в капилляре описывается выражением
t
t
t H
H
h
R
H
RLpu
14/
2
/ к
2
к
пл
кк0
.
Параметры Lк и Ht обозначают длину капилляра и показатель гематокрита, кp -
разность давлений на концах капилляра.
Рассматриваемая задача симметрична относительно центральной (осевой) линии
капилляра. Размер ячейки Lя (вдоль капилляра) связан с показателем гематокрита, длиной
капилляра и толщиной эритроцита следующим образом: эпля 2 LLL , где протяженность
одного участка плазмы в ячейке
1
1
2
2
кэпл
tH
yLL ,
к
кR
hy
. Общее число
эритроцитов в капилляре 2
кэкэ 1/
yLLHN t .
Решение сформулированной задачи получено методом конечных разностей с
расщеплением по пространственным переменным. В численном эксперименте варьировали
скорость движения частиц и величину Nк. Результаты расчетов при Lк = 500 мкм, Vэр = 250
мкм/с, Ht = 0.4 показаны на рис. 2. Значения скорости эритроцитов и длины капилляра
выбирали такими, чтобы частица находилась в сосуде около 2 с. Колебания рО2 в капилляре
соответствуют эритроцитам и участкам плазмы между ними. При фиксированной плотности
95
активных капилляров перепад напряжения О2 между сосудом и биотканью, а также разница
рО2 на артериальном и венозном концах сосуда уменьшались с ростом Vэр.
Рисунок 2. Распределение среднего по сечению напряжения О2
Для нахождения зависимости <рО2>т от интенсивности кожного кровотока в
численном эксперименте варьировали скорость движения частиц и величину Nк. Результаты
расчетов показаны на рис. 3. Плотности активных капилляров 30, 50 и 100 мм-2
соответствуют радиусам тканевых цилиндров 103, 80 и 56 мкм. Повышение рО2 в биоткани
за счет ускорения кровотока через сосуд в 2,7 раза составляет менее 60 %, а при увеличении
числа открытых капилляров в три раза – 250–350 %. Поэтому изменение уровня оксигенации
при усиления перфузии происходит в основном вследствие вовлечения резервных
капилляров и в значительно меньшей степени – в результате ускорения течения крови по
сосудам. Ускорение кровотока вызывает более однородную оксигенацию ткани, уменьшая
артерио-венозную разницу напряжений О2 в сосуде. В биоткани непосредственно у стенки
капилляра наблюдали осцилляции рО2, связанные с чередованием эритроцитов и плазмы. С
удалением вглубь тканевого цилиндра они затухают. Зависимости среднего по объему
биоткани напряжения кислорода <рО2>т (в мм рт.ст.) от плотности активных капилляров при
различных скоростях движения эритроцитов vэр удалось выразить единой зависимостью
(линии на рис. 2), максимальная разница менее 3 мм рт. ст.: )ln(vpO к3эр21т2 Naaa ,
где коэффициенты аппроксимации а1 = –367,3337 мм рт. ст.; а2 = 25000 мм рт. ст.см-1
; а3
=21,7244 мм рт. ст.
Nк, мм
-220 40 60 80 100
<pO2>
т, мм рт. ст.
0
10
20
30
40
Vэр = 150 мкм/с
200 мкм/с
250 мкм/с
300 мкм/с
350 мкм/с
400 мкм/с
Рисунок 3. Зависимость среднего рО2 в биоткани от плотности активных капилляров
Увеличение рО2 в биоткани за счет ускорения течения крови по сосудам в 2.7 раза
составляет менее 60 %, а при увеличении числа открытых капилляров в 3 раза – 250–350 %.
Значит, изменение содержания кислорода в биоткани при интенсификации кровотока
происходит, в основном, вследствие вовлечения резервных капилляров и в значительно
96
меньшей степени – из-за ускорения течения крови по сосудам. Ускорение кровотока
вызывает более однородную оксигенацию ткани, уменьшая артерио-венозную разницу
напряжений О2 в сосуде.
Материалы и методы
Объектом исследования служил гемоглобин периферической крови спортсменов,
подвергшихся воздействию ОГКТ. Сеансы проводили в криоустановке «КриоСпейс» (ФРГ).
Продолжительность курса составила 10 сеансов. Забор крови проводили утром натощак.
Получение эритроцитарной пасты и выделение гемоглобина проводили согласно
стандартной методике.
Концентрацию гемоглобина определяли спектрофотометрически на приборе UV-VIS-
2501 PС «Shimadzu» (Япония), используя для расчетов молярный коэффициент поглощения,
равный 13,8 мM-1
см-1
при 540 нм. Конформационное состояние оксигемоглобина оценивали
по его собственной белковой флуоресценции, а также по параметрам флуоресценции
комплекса с ANS при его связывании с молекулами нативного гемоглобина. Регистрацию
спектров собственной флуоресценции белков и флуоресценции ANS проводили на
спектрофлуориметре SFL 1211A фирмы “SOLAR”(Беларусь).
Сродство гемоглобина к ANS определяли по значениям констант диссоциации, Кs.
Константы диссоциации комплексов ANS-гемоглобин рассчитывали по концентрационным
кривым насыщения, с использованием программы EnzymeKinetics Pro («Chem SW»).
Все полученные цифровые данные обработаны статистически.
Результаты и обсуждение
На первом этапе исследования была определена концентрация гемоглобина и
количество эритроцитов в крови спортсменов, прошедших курс ОГКТ. Так, концентрация
гемоглобина до процедуры составила 146,50±3,48 г/л, а после ОГКТ 146,33±2,75 г/л.
Количество эритроцитов до воздействия ОКГТ составило 5,034±0,16 (106 кл/мл), а после
сеанса ОГКТ 5,08±0,09 (106 кл/мл). Полученные данные указывают, что после
вышеописанного курса ОКГТ не происходит достоверных изменений исследуемых
показателей.
Следующим этапом было определено значение констант диссоциации комплексов
гемоглобин-зонд для спортсменов, подвергшихся воздействию ОГКТ.
Установлено, что тетрамерная молекула гемоглобина содержит в своем составе 6
триптофановых и 12 тирозиновых остатков. При этом показано, что собственная
флуоресценция гемоглобина определяется аминокислотным остатком 37Trp. Добавление
растущих концентраций зонда к раствору оксигемоглобина в 50mM калий-фосфатном
буфере рН 7,4 приводит к снижению интенсивности белковой флуоресценции, сдвигу
максимума люминесценции 1,8-ANS с 550 нм для водного раствора до ~ 486 нм в
присутствии белка и соответствующему увеличению интенсивности флуоресценции зонда в
области 470…486 нм. Увеличение интенсивности флуоресценции 1,8-ANS и наблюдаемый
коротковолновой сдвиг максимума относят к образованию комплекса зонда с белком.
Поскольку в отсутствие гемоглобина при используемых концентрациях 1,8-ANS
флуоресценция в области 470…486 нм не регистрируется, наблюдаемый эффект можно
отнести к связыванию зонда, что позволяет количественно охарактеризовать взаимодействие
1,8-ANS с молекулами гемоглобина. Количественной мерой связывания 1,8-ANS с
гемоглобином в данном случае являются константы диссоциации, рассчитываемые в
соответствии с ростом интенсивности флуоресценции ANS от его концентрации. Анализ
полученных результатов позволил установить, что процесс взаимодействия 1,8-ANS с
молекулами гемоглобина характеризуется наличием двух констант диссоциации со
значениями 0,4×10-6
М (KS1) и 1,9010
-6 М (KS
2). Предполагается, что численные значения
констант диссоциации позволяют охарактеризовать доступность центральной регуляторной
области тетрамеров гемоглобина, играющей принципиальную роль в регуляции
транспортной функции, для действия аллостерических эффекторов различных классов.
97
Обнаружено, что после воздействия ОГКТ отмечается достоверное увеличение Ks1
и
KS2, значения которых составили 1,72±0,38 М
-5 и 4,54±0,84 M
-5 соответственно. Полученные
данные указывают на снижение сродства гемоглобина к флуоресцентному зонду и, вероятно,
к естественным аллостерическим эффекторам различных классов. Установленные численные
значения констант диссоциации могут свидетельствовать, с одной стороны, об увеличении
способности гемоглобина человека поглощать кислород а, с другой стороны, о модификации
его способности отдавать кислород тканям.
Выводы
Концентрация гемоглобина и количество эритроцитов после курса ОГКТ находятся в
пределах нормы.
Установленные численные значения констант диссоциации могут свидетельствовать,
с одной стороны, об увеличении аффинности гемоглобина человека к кислороду и, с другой
стороны, об изменении его способности отдавать кислород тканям.
Основной мишенью криовоздействия на мембраны эритроцитов является липидный
компонент, что оказывает существенное влияние на структуру и функцию мембранных
белков и липид-белковые взаимодействия.
При кратковременном воздействии ультранизких температур происходят
общесистемные изменения в организме, приводящие к реализации адаптационного ответа.
Модельные исследования показали, что активация дополнительных капилляров,
обусловленная сеансом ОГКГ, способна увеличить насыщенность кожи человека
кислородом примерно на 20 %, при двукратном увеличении их количества.
Список литературы 1. Шиман А.Г., Кирьянова В.В., Максимов А.В. и др. Клинико-физиологические аспекты
применения криотерапии // Вестник СПб Гос. Мед. Академии им. И.И. Мечникова. 2001. № 1. С. 27.
2. Кирьянова В.В. Клинические аспекты применения общей криотерапии // Матер. II науч.-
практ. конф. «Криотерапия в России», Санкт-Петербург, 14 мая 2009. С. 127–131.
3. Маханек А.А., Левин М. Л. Тканевое дыхание при общей газовой криотерапии // Тепло- и
массоперенос-2013. Минск: ИТМО имени А. В. Лыкова НАН Беларуси, 2014. С. 213–219. (Сб.
научн. тр. / ИТМО НАН Б).
98
УДК 577.31+615.832.9
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА В
ХОЛОДНОЙ ВОДЕ И ПРИ ОБЩЕЙ ГАЗОВОЙ КРИОТЕРАПИИ
Левин М.Л., Маханёк А.А.
Государственное научное учреждение «Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова» НАН
Беларуси, г. Минск, Беларусь
Разнообразные лечебные эффекты, возникающие после проведения общей газовой
криотерапии (ОГКТ), достигаются в результате относительно кратковременного нахождения
пациента при экстремально низкой температуре газового хладагента. При этом активируются
холодовые рецепторы, нервные импульсы от которых поступают в головной мозг и
запускают сложные, до сих пор не изученные, механизмы автокоррекции некоторых из
имеющихся у пациента отклонений от физиологической нормы.
Известно, что холодовые рецепторы реагируют как на находящийся в определенном
диапазоне, уровень стационарной температуры, (статическая реакция), так и на скорость
изменения температуры (динамическая реакция). Физиологические исследования холодовой
терморецепции обнаруживают, что холодовые терморецепторы TRPA1 у людей активируются
при понижении температуры кожных покровов ниже 17 °С [1], диапазон активации холодовых
рецепторов TRPM8 составляет 8…28 °С [2], динамический отклик холодовых
терморецепторов возникает при превышении скорости изменения температуры порогового
уровня 0,02 °К/с [3]. В работах [4, 5] были установлены и исследованы некоторые
закономерности терморецепции при кратковременном остром ХВ и физиологические
эффекты, обусловленные этим воздействием, косвенно свидетельствующие о лечебных
условиях проведения ОГКТ. На основании этих данных в работе [6] был сформулирован
критерий лечебных условий ОГКТ: лечебный эффект ОГКТ достигается, если средняя
температура поверхности кожи пациента во время процедуры находится в диапазоне 8…18 °С,
а скорость уменьшения этой температуры превышает пороговое значение thT 0,05 K/с.
Цель нашего исследования – сравнение некоторых характеристик охлаждения
человека в процедурной камере при ОГКТ и холодовом воздействии (ХВ) при таком же по
длительности охлаждении в воде, а также оценка продолжительности лечебного действия
холода с учетом сформулированного выше критерия. В обоих вариантах ХВ предполагается,
что теплообмен между кожным покровом человека осуществляется при естественной
тепловой конвекции. В случае ОГКТ в эффективном коэффициенте теплоотдачи учитывается
радиационный теплообмен между кожей пациента и стенками процедурной камеры
(криокамеры), температура которых предполагается равной температуре газового
хладагента.
В данной работе выполнены оценки продолжительности нахождения пациента при
указанных выше лечебных условиях применительно к ОГКТ с температурами газового
хладагента от 110 до 160 °С и в воде с температурой от 0 до 10 °С в течение от 1 до 4
минут. Эту продолжительность, то есть время лечебного ХВ, мы условно назвали
экспозицией. Очевидно, что она всегда меньше продолжительности самой холодовой
процедуры. Моделирование теплового состояния пациента при ОГКТ проведено с
использованием ранее разработанной физико-математической модели с распределенными
параметрами, учитывающей внутритканевый конвективный теплообмен и терморегуляцию в
соответствии с моделью Столвика-Харди, а также антропометрию человека согласно
модифицированной нами модели Гордона. Теплообмен цилиндрических многослойных
99
компартментов тела пациента расчитывался на основе справочных данных с учетом
теплофизических свойств среды, окружающей пациента, то есть воды или газового
хладагента. Предполагалось, что пациент и окружающая его среда неподвижны, то есть
учитывалась лишь естественная конвекция хладагента. В случае ОГКТ в эффективном
коэффициенте теплоотдачи от поверхности кожных покровов учитывался радиационный
теплообмен этих покровов со стенками процедурной камеры. Температура стенок полагалась
равной температуре газового хладагента Tenv (охлажденного воздуха или смеси воздуха и
паров азота). Установочные температуры вычислялись для термонейтральных условий
(человек неподвижен, находится при 29 °C на воздухе в положении лежа). Имитировалась
адаптация пациента перед холодовым воздействием в комнатных условиях при 22 °С в
течение 15 мин. Перед ОГКТ при 110 °С в некоторых случаях имитировалась адаптация в
течение 30 секунд при температуре в предкамере 60 °С.
Постановка тепловой задачи для k-го слоя j-го компартмента имеет вид
jkjkjkjk
jkp QTt
TC
; k=1, 2, 3, 4; (1)
jkjk
kjjk TT
1, ; jkjk
kjkjjkjk TT
1,1, , k=1, 2, 3; (2)
envjkjjkjk TTTjj 44
; 00jkjk TtT (3)
Слагаемое Qjk в уравнении энергии (1) учитывает, в частности, внутритканевый
конвективный (перфузионный) теплообмен jkjkjkjk TTWMCQ bb,conv [7] и
интенсивность метаболической теплопродукции refjkbasjk TTT
basmetjkmet pQQ/
,,,
, где p =
2, Tref = 10 °C [8] (для головного мозга p = 3 [9]). Другие детали постановки тепловой задачи
(в том числе выражения, описывающие Qjk в разных компартментах), приведены в [10, 11].
Результаты моделирования теплового состояния пациента во время ОГКТ и их
обсуждение. Для определения теплового состояния пациента перед общим криовоздействием
рассматривали дополнительно три этапа. Первый этап определение установочных
температур, необходимых для применения терморегуляционной модели Столвика [12, 13].
Эти температуры характерны для конкретного человека с его специфическими
антропометрическими и возрастными данными. Под следующими этапами подразумеваем
пребывание частично обнаженного пациента при комнатной температуре 20 °С в течение 15
мин (второй этап), адаптация пациента к низкой температуре в предкамере криоустановки
при 60 °С на протяжении 30 секунд (третий этап при Tenv = 110 °С). Завершающий
(четвертый) этап моделирования нахождение пациента в основной процедурной камере
криоустановки в течение 3 мин.
Моделирование проводилось для пациента ростом 175 см и массой тела 75 кг. В
установках ОГКТ с температурой газового хладагента Tenv ниже 110 °С этап адаптации в
предкамере не предусмотрен, поэтому при моделировании теплового состояния пациента с
Tenv < 110 °С этот этап не учитывался.
На рис. 1 показаны суммарные потери тепла пациентом при ОГКТ с температурой
газового хладагента 110 и 160 °С в сравнении с иммерсионным водяным ХВ при
одинаковых продолжительностях этого воздействия. Можно видеть, что при нахождении в
воде в течение одной минуты человек теряет больше тепла, чем при ОГКТ с температурой
110 и 160 °С. Однако при бóльших продолжительностях ХВ ситуация меняется и при
ОГКТ 160 °С в течении трех минут суммарные потери тепла оказываются больше, чем при
охлаждении в воде с температурой 10 °С.
Скорость снижения средней температуры поверхности кожных покровов в воде
изменяется во время ХВ значительно сильнее, чем при ОГКТ (рис. 2). В начале ХВ она на
порядок больше, но уже через 30 с становится значительно меньше, чем при ОГКТ с
100
температурой 110 °С или 160 °С, а через 1 мин ХВ скорость охлаждения кожи в воде
оказывается ниже порогового значения 0,05 °С/c.
Коэффициент теплоотдачи от тела человека в воде и газовом хладагенте процедурной
камеры раличаются в десятки раз. Поэтому сравнение этих параметров приведено в
полулогарифмической системе координат (рис. 3). Для случая ХВ в воде характерно более
быстрое убываение величины коэффициента теплоотдачи, чем при ОГКТ. Для сравнения:
относительное изменение данного параметра за 1 мин составило примерно 2,8 раза при
охлаждении в воде и только около 3 % при ОГКТ с температурой 160 °С. Еще более
выраженное различие между рассматриваемыми способами ХВ наблюдается в величинах
среднего теплового потока от кожных покровов пациента (рис. 4). За одну минуту
охлаждения в воде его величина уменьшается примерно в 8 раз, тогда как при ОГКТ с
температурой 160 °С только на 7 %.
Q, ккал dT/dt, K/c
Продолжительность ХВ
Продолжительность ХВ
Рисунок 1. Суммарные потери тепла при
различных холодовых воздействиях, ккал
Рисунок 2. Скорость снижения средней
температуры поверхности кожи при
различных видах и длительностях ХВ
α, Вт/(м2K) qs, кВт/м
2
Продолжительность ХВ
Продолжительность ХВ
Рисунок 3. Коэффициент теплоотдачи от
поверхности кожи при различных видах и
длительностях ХВ, Вт/(м2K)
Рисунок 4. Тепловой поток от поверхности
кожи при различных видах и длительностях
ХВ, кВт/м2
0
25
50
75
100
125
150
175
200
1 мин 2 мин 3 мин
Вода 10°С
ОГКТ -110°С
0,01
0,1
1
10
0 c 10 c 20 c 30 c 60 c
Вода 10°С
ОГКТ -110°С
ОГКТ -160°С
1
10
100
1000
10000
0 мин 1 мин 2 мин 3 мин
Вода 10°С
ОГКТ -110°С
ОГКТ -160°С
1
10
100
0 мин 1 мин 2 мин 3 мин
Вода 10°С
ОГКТ -110°С
ОГКТ -160°С
101
На рис. 5 показаны средние значения температур поверхности кожи пациента на
момент завершения процедуры ОГКТ (1, 2, 3 и 4 мин) при температурах хладагента от 110
до 160 °С. Имеет место линейная связь между средней температурой поверхности кожи и
температурой газового хладагента. Например, через 3 мин при ОГКТ 130 °С средняя
температура поверхности кожи составила примерно 12,5 °С. Следует отметить, что при
продолжительности ХВ 1 мин средняя температура кожных покровов оказывается выше
порогового значения 18 °С для всех расмотренных вариантов температур газового
хладагента, включая 160 °С.
Можно найти такую температуру воды, при которой охлаждение в воде приведет к
достижению средней температуры поверхности кожи, такой же как и при ХВ в криомере к
заданному моменту времени окончания холодовой процедуры. Результат определения
подобной эквивалентной температуры воды представлен на рис. 6. Численное
моделирование показало, что эквивалентная температура воды линейно связана с
температурой газового хладагента при ОГКТ. После ОГКТ при 130 °С в течение 3 мин
температура поверхности кожи составляет около 12,5 °С. Такая температура может быть
достигнута в результате холодового воздействия в воде с температурой примерно 6,1 °С.
Отметим, что не для всех условий проведения ОГКТ можно подобрать эквивалентную
положительную температуру воды. Так, эта температура оказывается ниже 0 °С в случае
температуры газового хладагента –160 °С при ХВ 3 мин и температур газового хладагента
меньше 144 °С при ХВ 4 мин. То есть для таких условий невозможно обеспечить
охлаждение в воде, приводящее к понижению средней температуры кожных покровов до
такого же уровня, как и при ОГКТ.
Рисунок 5. Влияние темпераутры газового
хладагента на среднюю температуру
поверхности кожи при ХВ 1, 2, 3 и 4 мин
Рисунок 6. Эквивалентная температура воды, при
которой кожа охлаждается до температуры,
аналогичной случаю ОГКТ в момент окончания
процедуры
Сходные и даже более жесткие ограничения возникают в случае определения
эквивалентной температуры воды, при которой равными на момент окончания ХВ
оказываются величины тепловых потоков, отводимых от кожных покровов пациента в воде и
процедурной камере ОГКТ при одинаковых продолжительностях ХВ (рис. 7, 8).
На рис. 7 показаны величины тепловых потоков от поверхности кожи пациента на
моменты завершения ОГКТ продолжительностью от 1 до 4 мин. Подобно, как и в случае с
температурой поверхности кожи, имеет место линейная связь между величиной потока тепла
от кожи и температурой газового хладагента. Как видно из рис.8, эквивалентная температура
воды вновь линейно зависит от температуры газового хладагента при ОГКТ. Однако
обеспечить равенство тепловых потоков при охлаждении в воде и при ОГКТ (при
одинаковых продолжительностях ХВ) оказывается возможным лишь для еще более узкого
102
сочетания условий, чем в предыдущем случае. Фактически лишь при ХВ в течении 1 мин
можно подобрать такую температуру воды, при которой иммерсионное водяное охлаждение
было бы эквивалентно по величине теплового потока ОГКТ с температурой хладагента от
110 до 160 °С на момент завершения процедуры. Однако средняя температура кожных
покровов человека оказывается выше порогового значения 17 °С (рис. 5).
Рисунок 7. Влияние температуры в криокамере
на тепловой поток от кожи при ХВ в течение 1,
2, 3 и 4 мин
Рисунок 8. Эквивалентная температура воды,
при которой тепловой поток от кожи такой же,
как и при ОГКТ в момент окончания процедуры
Различия между эффектами охлаждения в воде и процедурной камере при ОГКТ с
температурой газового хладагента 110 °С наиболее наглядно демонстрирует рис. 9. Здесь
показана эволюция во времени от начала ХВ средней температуры поверхности кожи при
ОГКТ (сплошная жирная черная линия) и водяном охлаждении с эквивалентной
температурой, соответственно ОГКТ при 110 °С в течение от 1 до 4 мин (пунктирные
линии). Можно видеть, что при ОГКТ на протяжении большей части времени процедуры
температура и скорость изменения температуры кожи (о ее величине можно судить по
наклону касательной к температурной кривой) существенно отличается от ситуации
охлаждения водой. Если в самом начале ХВ водой скорость изменения температуры
поверхности тела пациента значительно превышает этот показатель для ОГКТ, то через 1- 4
мин ХВ он становится значительно меньше, чем при ОГКТ.
Более детально скорость охлаждения в разных условиях показана на рис. 10.
Примерно через 10 с охлаждения в вводе скорость снижения средней температуры
поверхности кожи становится меньше, чем во время ОГКТ при температуре воздуха 110 °С.
Более низкой температуре внешней среды соответствует более высокая скорость
охлаждения. После примерно 10 с охлаждения в воде и с самого начала процедуры ОГКТ
наблюдается линеаризация зависимости логарифма температуры от логарифма времени, то
есть близкая к степенной зависимость температуры поверхности кожи от
продолжительности охлаждения.
Качественно подобные результаты получаются и при других условиях проведения
ОГКТ и охлаждения в воде. Они представлены на рис. 10, 11. Пребывание пациента в
предкамере в течение 30 с при 60 °С приводит к уменьшению начальной (до ОГКТ при
110 °С) температуры примерно на 2 градуса и сдвигу момента начала лечебного ХВ
примерно на 15 с (рис. 10а). В этом случае наклон зависимости логарифма величины
снижения температуры относительно начального значения от логарифма времени
оказывается существенно больше, чем при отсутстствии такого предварительного
охлаждения (рис. 10б).
103
Рисунок 9. Сравнение средней температуры поверхности кожи (а) и скорости ее снижения (б) при
охлаждении в воде (пунктир) и криокамере (сплошные линии) с температурой газового хладагента
110 °С. 1 - охлаждение в воде при 17,1 °С (в течение 1 мин), 2 - 13,2 °С (2 мин),
3 - 0,2 °С (3 мин), 4 - 7,8 °С 94 мин).
Рисунок 10. Изменение во время ОГКТ температуры поверхности кожи (а) и разности между этой
температурой в начальный и текущий моменты ОГКТ (б):
1 - 110 °С с адаптацией 30 с при 60 °С, 2 - 110, 3 - 140, 4 - 160 °C без адаптации
При ХВ в воде наблюдается быстрое охлаждение поверхности кожных покровов с
течение менее 1 минуты (рис. 11а) и заметное отклонение от степенной модели при описании
зависимости величины снижения температуры относительно начального значения от
времени ХВ (рис. 11б).
Как видно из представленных сравнений некоторых эффектов холодовых воздействий
на человека в условиях иммерсионного водяного охлаждения и процедуры ОГКТ наиболее
выраженное качественное и количественное различие наблюдается в скорости уменьшения
температуры кожных покровов. Эта скорость значительно выше при охлаждении в воде в
первые 10 с охлаждения, но быстро убывает со временем и через несколько минут
оказывается на порядок меньше, чем в процедурной кабине к моменту окончания ОГКТ. Уже
через одну минуту охлаждения в воде скорость охлаждения кожи оказывается при мерно в
1,5 раза ниже порогового значения 0,05°/с. Гигантский тепловой поток, отводимый от
кожных покровов человека в начале иммерсионного водяного охлаждения, и очень высокая
скорость охлаждения в первые несколько десятков секунд водной процедуры обуславливают
чрезвычайно высокую стрессорность такой холодовой процедуры, высокую вероятность
возникновения болевых ощущений и растройств дыхания у незакаленных пациентов.
104
Рисунок 11. Изменение во время иммерсионного водяного охлаждения температуры поверхности
кожи (а) и разности между этой температурой в начальный и текущий моменты ХВ (б).
Температура воды 1 - 5, 2 - 10, 3 - 15, 4 - 20 °C.
Рисунок 12. Скорость уменьшения температуры поверхности кожи во время ОГКТ (а) и
иммерсионного водяного ХВ (б).
1 - 110°С с адаптацией 30 с при 60 °С, 2 - 110, 3 - 140, 4 - 160 °C без адаптации
На рис. 13-16 показаны экспозиция и время начала лечебного действия холода
(относительно начала ХВ) при разных пороговых значениях скоростей охлаждения кожных
покровов пациентов ОГКТ с температурой газового хладагента от 110 до 160 °С, а также
при иммерсионном водяном ХВ. Во всех вариантах моделирования суммарное время ХВ
(продолжительность холодовой процедуры) составляло 4 минуты. Немонотонность
зависимости экспозиции и времени начала ХВ от уровня температуры газового хладагента
при ОГКТ обусловлены выходом за нижнюю границу пороговой температуры (8 °С) или
порогового значения скорости охлаждения (рис. 13, 14). Различные пороги для скорости
охлаждения были рассмотрены потому, что предельное значение 0,05 °С/c для человека не
является подтвержденным (в разных работах это был лишь нижний рассмотренный порог
скорости уменьшения температуры кожи). В работе [14], например, в эксперименте на
крысах в контроле с ростом скорости охлаждения пороговое значение температуры кожи
уменьшается до значения скорости 0,01 °/Сс, а затем начинает увеличиваться. При адаптации
к холоду минимальное значение пороговой температуры кожи для метаболического отклика
(28,5 °С) обнаруживается при 0,03 °С/с.
Вне зависимости от того, какова нижняя граница терапевтической скорости снижения
температуры кожи, оптимальные варианты ОГКТ с точки зрения величины рассматриваемой
105
экспозиции реализуются при температурах газового хладагента в диапазоне 145…125 °С
или даже более узком: 140…130 °С с длительностью 4 минуты.
Рисунок 13. Влияние температуры в процедурной камере на величину допустимой
продолжительности лечебного воздействия
Сопоставимые с ОГКТ экспозиции при охлаждении в воде достигаются лишь при
температуре воды ниже 6…8 °С. Такие температуры вызывают сильнейшее раздражение
центральной нервной системы, могут вызвать холодовый шок и не являются примемлемыми для
подавляющего большиства незакаленных людей даже при кратковременном ХВ, не
сопровождающемся существенным уменьшением температуры ядра тела.
Рисунок 14. Влияние температуры газа в процедурной камере на время начала лечебного воздействия
и оптимальную длительность процедуры ОГКТ
Рисунок 15. Вличние температуры воды при
иммерсионном ХВ на продолжительность
гипотетического действия данной процедуры
Рисунок 16. Влияние температуры воды при
иммерсионном ХВ на время начала лечебного
эффектв и оптимальную продолжительность ХВ
Выводы
Для охлаждения человека в воде характерны сильная зависимость от
продолжительности ХВ величины отводимого от тела теплового потока, а также быстрое (в
106
течение первой минуты охлаждения) уменьшение скорости снижения температуры кожных
покровов ниже порогового уровня. Отличные от нуля лечебные экспозиции достигаются при
температуре воды ниже 10 °С. Охлаждение пациента в воде при естественной конвекции не
позволяет обеспечить необходимые условия для достижения лечебного эффекта без создания
высокострессорного холодового воздействия в течение первой минуты охлаждения, не
приемлемого для большинства пациентов из-за высокого риска развития холодового шока.
Список литературы 1. Story G.M., Peier A.M., Reeve A.J., et al. ANKTM1, a TRP-like Channel Expressed in
Nociceptive Neurons, Is Activated by Cold Temperatures // Cell, 2003. - Vol. P.112, 819–829
2. Ständer S., Luger T.A. Neuroreceptors and Mediators / In R.D. Granstein and T.A. Luger (eds.),
Neuroimmunology of the Skin, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009. – P.13-22.
3. Molinary H.H., Greenspan G.D., Krenshalo D.R. The effect of rate of temperature change and
adapting temperature on thermal sensitivity // Sensory processes, 1977. – Vol. 1(4). – P.354-362.
4. Козырева Т.В., Ткаченко Е.Я., Елисеева Л.С. Роль терморецепции в функциональных
изменениях эффекторных систем при термических воздействиях на организм // Бюллетень СО
РАМН, 2004, №2(112). – С.123-129.
5. Ткаченко Е.Я., Козарук В.П., Храмова Г.М. и др. Зависимость формирования
терморегуляторных реакций на охлаждение от типа активности кожных терморецепторов //
Бюллетень СО РАМН, 2010. Т.30, №4. – С.95-100.
6. Лавров Н.А., Савельев С.К., Курнасов Д.В. Аспекты определения индикаторов дозирования
общего криотерапевтического воздействия для получения эффекта криостимуляции / В “IX
Международная научно-практическая конференция Криотерапия в России” (Санкт-Петербург, 12 мая
2016 г.): Материалы конференции/ - CПб.: Университет ИТМО, 2017. – С.20-28.
7. Pennes H. H. Analysis of tissue and arterial blood temperatures in the resting human forearm // J.
of Appl. Physiol. – 1948. – Vol. 1. – P. 93–122.
8. Маханёк, А. А., Левин М.Л., Драгун В.Л. Теплофизические аспекты общей газовой
криотерапии // Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук. 2011. N 3. С. 59–71.
9. Xu X., Tikuisis P., Giesbrecht G. A mathematical model for human brain cooling during cold-
water near-drowning // J. Appl. Physiol. – 1999. – Vol. 86. – P. 265–272.
10. Левин М.Л., Маханек А.А., Драгун В.Л. Влияние некоторых факторов теплообмена при
общей криотерапии на температуру кожных покровов // Матер. II науч.-практ. конф. «Криотерапия в
России», Санкт-Петербург, 14 мая 2009. С. 80–103.
11. Charny C.K., Hagmann M.J., Levin R.L. A whole body thermal model of man during
hyperthermia tissues // IEEE Trans. on Biomed. Eng. – 1987. – Vol. BME-34. – P. 375–386.
12. Stolwijk J.A.J. Temperature regulation in man – A theoretical study // Pflugers Arch. – 1966. –
Vol. 291. – P. 129–162.
13. Stolwijk J.A.J. Mathematical models of thermal regulation / Thermal characteristics of tumors:
applications in detection and treatment; ed. R.K.Jain, P.M.Gullino. Annals of the New York Academy of
Sciences. 1980. Vol.335. P. 98106.
14. Kozyreva T.V. Cooling rate and threshold of metabolic and heat loss responses before and after
adaptation to cold / http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.520.9907
107
Х МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
КРИОТЕРАПИЯ В РОССИИ
(Санкт-Петербург, 18 мая 2017 года)
Материалы конференции
Научный редактор Баранов А.Ю.
Печатается в авторской редакции
Редакционно-издательский отдел Университета ИТМО
Зав. РИО Н.Ф. Гусарова
Подписано к печати 7 мая 2018 года
Заказ № 4131
Тираж 100 экз.
Отпечатано в учреждении "Университетские телекоммуникации"
Адрес: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49
