Обобщенный анализ эффективности конструкции криотерапевтических комплексов

ГЛАВА 4

ОБОЩЕННЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКЦИИ КРИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ.

4.1 ВЫБОР МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Технологической целью криогенного физиотерапевтического воздействия является охлаждение поверхности объекта до   температуры от –2 до  +2 ˚ С, с минимальны м проникновение зоны переохлаждения в глубину объекта.

Выше под оптимизацией технологии криогенного физиотерапевтического воздействия подразумевались выбор и обоснование уровня  температуры газообразного теплоносителя в зоне криовоздействия. В условиях естественно-конвективного теплообмена значение  температуры однозначно определяет величину коэффициента теплоотдачи с поверхности объекта охлаждения. Предполагается, что начальное значение температуры охлаждаемой  поверхности  постоянно:

t₂= const=32˚ С.

  Изменение температуры  поверхности за весь цикл воздействия невелико:  , поэтому интенсивность отвода теплоты: и темп  изменения температуры поверхности  в основном зависят от температуры охлаждающей среды.

Уровень температуры  в исполнительном устройстве (процедурной кабине) позволяет условно проклассифицировать сложившиеся низкотемпературные физиотерапевтические технологии. По физиотерапевтическому результату криогенного воздействия, методы, традиционно причисляемые криотерапевтическим [9],  следует разделить на три  самостоятельных группы. Основанием  для такой классификации является разница в продолжительности возникшего в результате охлаждения тела  анальгетического действия.  Эффективность криогенной физиотерапии является следствием сочетания значительного числа факторов, поэтому количественная связь между значением основного технологического параметра (температуры газа) и достигаемыми позитивными результатами нелинейна [10]. Классификация низкотемпературных методов воздействия предназначена для потребителей криотерапевтической техники, она упрощает выбор адекватного криотерапевтического оборудования.  Классификация (см. табл. 1) показывает, что незначительное изменение температуры криоагента может вызывать качественное изменение физиотерапевтического эффекта.

Таблица 1.

Классификация физиотерапевтических методик основанных на  использовании низкотемпературных газовых сред  [].

Значительная часть  оборудования предлагаемого  для реализации криотерапевтической технологии (см. табл. 4.1.1), по температурному режиму находится вне зоны криотерапии, поэтому лечебная  эффективность таких систем крайне сомнительна.  Более того, информация производителей об энерговооруженности этих систем ставит под сомнение их способность криостатировать объем исполнительного устройства на заданном температурном уровне [24], так как тепловыделение от поверхности объекта охлаждения и изоляционной конструкции значительно превышает расчетную холодопроизводительность теплоотводящего оборудования. В результате тепловое равновесие устанавливается на уровне температур значительно, на 50- 70 К, превышающем номинальную температуру.

Несмотря на многолетнюю практику криотерапии, единого представления о ее номинальных возможностях нет. Это создает парадоксальную ситуации на рынке криотерапевтического оборудования. Например,  анальгетическое действие групповых комплексов немецкого производства  в 1985 году составляло около 6 часов [76], а к в 2003 г снизилось до 40 минут [80]. Причем разработчики и производители групповых аппаратов не скрывают их низкой эффективности, так как сами публикуют данные о результатах клинических испытаний.

Приведенные в табл. 4.1.1 данные о продолжительности анальгетического действия различных криогенных методов, получены при допущении о стабильности температуры газа на всех этапах охлаждения . На практике конструкция в большинстве комплексов конструкция кабины для пациентов (исполнительного устройства криотерапевтического комплекса) не   обеспечивает условия изотермичности. Температура газа- теплоносителя претерпевает существенные колебания . Действительная величина температуры газа  является производной   теплового баланса исполнительного устройства и зависит от целого ряда факторов. Существенное значение имеет конструкция и материалы теплового ограждения, наличие в зоне криотерапевтического воздействия дополнительного оборудования. Влияние каждого фактора подлежит отдельному исследованию.

Сопоставление материалов табл. 4.1.1 и 4.1.2 показывает, что так называемые автономные криотерапевтические комплексы [20 ] по температурному режиму не соответствую требованиям, предъявляемым к криотерапевтической аппаратуре. Производители этих аппаратов используют для отвода теплоты из исполнительного устройства   компрессионные холодильные циклы, что, по их мнению, обеспечивает автономность (независимость от поставок жидкого криоагента) работы комплекса. Следует оценить возможность компрессионных охладителей к работе при более низкой температуре. Среди перечисленных в табл. 4.1.2  комплексов, аппараты использующие для отвода теплоты азотные квазициклы, имеют удовлетворительны температурный уровень, т.е. в первом приближении пригодны для практической реализации эффективной криотерапевтической технологии. В тоже время по конструкции, вместимости, способу  отвода теплоты от теплоносителя к криоагенту эти аппараты существенно различаются, что позволяет высказать предположение о том, что и в этой группе возможно присутствие аппаратов с неудовлетворительными эксплуатационными характеристиками.  Основание для таких предположений дают результаты статистической обработки субъективных оценок эффективности приведенные в главе 1. Оценить истинные потребительские качества оборудования по материалам представляемым производителями крайне сложно, так как технические данные не позволяют составить представление о стабильности температуры газа в исполнительном устройстве. Для определения наиболее перспективного направления развития криотерапевтической техники и технологии необходимо исследовать все аспекты  процесса в отдельности. Установить оптимальные характеристики системы криостатирования, изоляционной конструкции, технологии ввода и вывода пациентов в низкотемпературную зону.  Важнейшим вопросом является выбор схемы проведения криотерапевтических процедур. Несмотря на то, что за последнее время общее признание получило мнение о безусловных лечебных преимуществах индивидуальных криотерапевтических систем, групповые криотерапевтические комплексы сохраняют свою конкурентоспособность. Считается, что групповые аппараты гораздо экономичней и имеют высокую пропускную способность. Это мнение не поддержано никакими исследованиями, поэтому подлежит экспериментальной проверке.