3.1 Сопоставительный анализ тепловых процессов
в ходе криогенной физиотерапии и
традиционных гипотермических процедур
По медицинской классификации криогенная физиотерапия относится к классу гипотермических процедур, основанных на охлаждении организма. Гипотермия широко распространена в лечебной практике и известна не только специалистам, но и достаточно широкому кругу пациентов. Некоторое технологическое сходство криогенного и гипотермического воздействий, которое заключается в контакте с низкотемпературным теплоносителем, приводит к тому, что эти процедуры постоянно сравниваются и противопоставляются.
Гипотермия проще по реализации и сопровождается большой теплопотерей. Поэтому большинство популяризаторов гипотермических (закаливающих) процедур отдает предпочтение ледяным ваннам, относя лечебные эффекты криотерапии к психоэмоциональным последствиям использования необычных методов тренировки организма. В то же время многолетняя практика зимнего купания не дает примеров излечения различных заболеваний. Это позволяет предположить, что тепловые процессы в ходе традиционных гипотермических процедур не обеспечивают эффекта, достигаемого при воздействии криогенными факторами.
Для выявления различий и количественной оценки криогенной и гипотермической физиотерапии был выполнен сопоставительный численный эксперимент. В рамках исследования проверялась работоспособность и адекватность математической модели покровных тканей. В качестве базы сопоставительного анализа использованы традиционные гипотермические ванны с температурой воды от +12 °С. Учитывая сложившееся мнение о сходстве криотерапии с зимним плаванием, моделировались процессы в покровных тканях субъекта, погруженного в воду с температурой 0 °С.
Для адекватного сопоставления моделировалось гипотермическое воздействие различной интенсивности и физической природы на один и тот же биологический объект. В соответствии с физической моделью покровных тканей идентичность объекта криогенной физиотерапии определяется постоянством его геометрических параметров, а именно толщины эпителиального (∆хэ) и жирового (∆хж) слоев. Априорно можно высказать предположение, что эти геометрические характеристики оказывают влияние на ход и результаты гипотермических процедур. Поэтому для корректного сопоставления технологий следует обосновать выбранные для эксперимента значения.
Толщина эпителия составляет от 1 до 3 мм, то есть эпителий значительно тоньше жирового слоя. С учетом сравнительно высокой теплопроводности (см. табл. 2.1.1) влияние эпителия на тепловую защиту ядра не может быть значительным. В то же время для этого покровного слоя характерны высокие значения плотности и теплоемкости, а также наличие внутренних источников теплоты. Кожа обладает очень высоким тепловыделением на единицу массы, поэтому способна существенно корректировать интенсивность гипотермического раздражения холодовых рецепторов.
Толщина жирового слоя колеблется в интервале от 5 до 15 мм. Обладая низкой теплопроводностью, этот слой выполняет функции основной тепловой защиты ядра. Низкая плотность и отсутствие внутренних источников теплоты снижают его тепловую инерцию.
Средние значения толщины внешних слоев оболочки составляют: ∆хэ = 2 мм и ∆хж = 10 мм. Эти значения использованы для проведения первого этапа сопоставительного эксперимента.
Для определения граничных условий необходимо задать температуру теплоотводящей среды. Для гипотермии температуры были определены следующим образом:
− гипотермическая ванна: Тгв = 285К;
− ледяная ванна: Тлв = 273К.
Оптимальная температура криогенного теплоносителя является предметом исследования, поэтому на данном этапе она может быть задана как среднее значение. Минимальная температура криовоздействия определяется температурой конденсации воздуха:
Т1min > 83К или Т1min = 85К.
Максимальная температура криовоздействия принимается:
Т1max = 193К.
Тогда средняя температура криотерапевтических процедур составляет:
Ткт = 140К.
Предполагается, что отвод теплоты во всех сопоставляемых процедурах обеспечивается естественной конвекцией в неограниченном пространстве.
Результаты первого этапа эксперимента сопоставительного анализа при искусственном охлаждении кожного покрова представлены в виде графиков и табличных данных (см. табл. 2.3.1).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
