Методы интенсификации криотерапевтического воздействия

3.4 МЕТОДЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ КРИОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Результаты численного эксперимента по определению оптимального сочетания технологических параметров криотерапевтического воздействия позволяют высказать предположение о том, что при сложившейся технологии потенциал процедур используется далеко не полностью.

В таблице 3.4.1 приведены полученные ранее расчетные значения продолжительности подготовительной и стимулирующей фаз процедуры. Обращает на себя внимание  то, что  продолжительность  первого этапа составляет не менее 80% от общего времени контакта кожного покрова и криогенного теплоносителя.

  Таблица 3.4.1

                                    Продолжительность  периодов процедуры, с

Создается парадоксальная ситуация, когда процедура прерывается почти сразу после входа в результативную фазу. Причиной такого нерационального хода криогенного физиотерапевтического воздействия является примерное постоянство величины  принудительного отвода теплоты на всех этапах процедуры.

     Интенсивность отвода теплоты с поверхности объекта криовоздействия определяется эффективностью конвективного теплообмена, который зависит от температуры и скорости движения газа в процедурной зоне. Специфические условия криотерапии таковы, что разность температур между поверхностью объекта охлаждения и газом достаточно велика, а допустимая скорость движения газа сравнительно мала, поэтому именно градиент температур имеет определяющее значение. Фактически, величина теплового потока зависит от температуры газовой среды, т.к. температура объекта во всех вариантах примерно равна. Во время процедуры наблюдается некоторое снижение интенсивности отвода теплоты за счёт охлаждения поверхности тела и соответствующего снижения перепада температур. Но при стартовом значении градиента температур от 150 до 200 К, изменения перепада температур за процедуру составляет всего 34 Кельвина, что соответствует 15-20 процентам общего градиента температур.  Средние значения  скорость изменения температуры поверхности объекта охлаждения приведены в тал. 3.4.2.

Таблица 3.4.2

Средняя скорость снижения температуры поверхности объекта воздействия

В этой ситуации тепловой поток к концу процедуры снижается незначительно. Как следствие, в течение всего процесса охлаждения темп падения температуры поверхности кожи снижается недостаточно. Если на старте процедуры высокий темп температуры играет позитивную роль, т.к. сокращает продолжительность подготовительного периода. Если темп охлаждения менее 0,18 К/с, процессы переохлаждения оболочки опережают достижение высоких значений интенсивности стимулирующего действия, поэтому охлаждение развивается по гипотермическому сценарию (низкотемпературная газовая гипотермия) и неспособно создать нужные условия. В заключительной фазе относительно высокая скорость охлаждения (более 0,2 К/с) играет негативную роль, т.к. в значительно сокращает продолжительность эффективной фазы.

Для всех вариантов с температурой теплоносителя до 140 К включительно (экстремальная и нормальная криотерапии) причиной прерывания процедуры стало достижение пороговой температуры на поверхности эпителия.

Выбор температуры теплоносителя обеспечил  выполнение подготовительной и результативной фаз процедуры. Продолжительность эффективного раздражающего действия зависит от того, насколько быстро температура кожного покрова понизится от значения, соответствующего началу второй фазы t_э2, до пороговой величины t_кр. Началом эффективного воздействия считается момент времени, при котором впервые выполняется условие:  I_сд > 1.

Решая уравнение:

,

относительно t_э  и приравнивая I_рд = 1, получим:

где t_кр = t_терм + 0,5 ˚С – критическая температура эпителия, t_терм= -2,5 ˚С, значения констант:  а = 20,  n = 2.

Температура, соответствующая  началу второй фазы процедуры, составляет: t_э ≈ 2˚С. Температура кожи, соответствующая окончанию процедуры:  t_кр = -2 ˚С. Продолжительность эффективной фазы определяется скоростью изменения температуры.