Лечение электромагнитным полем

 

Повышение атмосферного давления (гипербария) приводит к увеличению сопротивления дыханию и снижеюво резервов вентиляции легких. Это связано с переходом ламинарного движения воздуха в трахеоброяхиальном дереве в турбулентное. Вследствие уменьшения  альвеоло-капиллярного обмена кислорода увеличивается парциальное давление диоксида углерода в альвеолах и напряжение в крови. Уменьшение жизненной емкости и вентиляции легких сопровождается   увеличением их кровенаполнения и снижением чувствительности хеморецепторов к гиперкапнии. Кроме того азот при значительном парциальном давлении (выше 3920 гПа) оказывает наркотическое действие, что также является неблагоприятным эффектом гипербарии. Для их купирования применяют газовые смеси кислорода с гелием (гелиокс) или тройные (гелий, кислород, азот). Они имеют меньшую вязкость и повышают максимальную вентиляцию легких за счет снижения сопротивления дыханию.

При понижении общего атмосферного давления (гипобарии) содержание кислорода в воздухе уменьшается и его парциальное давление в альвеолярном воздухе (см. рис. 45). В результате замедления и уменьшения массопереноса газов снижается напряжение кислорода в крови и развивается кислородная недостаточность организма. Вследствие рефлекторного усиления альвеолярной вентиляции и вымывания из альвеол СO₂ возрастает альвеоло-капиллярный обмен кислорода и скорость его транспорта к тканям.

Таким образом, влияние измененного давления газовой среды на организм реализуется преимущественно через систему внешнего дыхания. Суммарный эффект их действия на организм определяется    многими  факторами: парциальными  давлениями газов в смеси, ее плотностью (определяющей соотношение диффузии и конвекции газов в легких и изменения их вентиляции), различиями коэффициентов диффузии вдыхаемых газов. Они активируют адаптационно-приспособительные реакции организма, направленные на восстановление тканевого дыхания в условиях измененной газовой среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСНОВЫ ЛЕЧЕБНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Физическая характеристика термических факторов

В основе лечебных методов, рассматриваемых в данном разделе, лежит воздействие на ткани организма тел (теплоносителей) с различной температурой. При этом происходит передача теплоты более нагретым телом менее нагретому, не связанная с переносом вещества и совершением работы (теплообмен). Единицей количества теплоты является джоуль (1 Дж). При теплообмене внутренняя энергия системы организм-теплоноситель изменяется в результате прямых взаимодействий (соударений) молекул системы. Основной характеристикой термических факторов является их температура - мера внутренней энергии тела, которая включает в себя энергию хаотического (теплового) движения микрочастиц и энергию их взаимодействия. Единицей измерения температуры в системе СИ является Кельвин (К), однако в лечебной практике чаще используют градус шкалы Цельсия (1° С). Как температурный интервал градус Цельсия равен Кельвину (1 ° С==1 К).

Количество теплоты, прошедшее через некоторую поверхность теплоносителя за фиксированный интервал времени, определяет величину теплового потока (силу термического воздействия). Он зависит не только от температуры теплоносителя, но и его природы. Основными параметрами теплоносителя являются  удельная  теплоемкость, теплопроводность, теплоудерживающая способность и коэффициент температуропроводности. Удельной теплоемкостью вещества с называется количество теплоты, отдаваемое при понижении температуры единицы массы теплоносителя на 1° С. Теплопроводность К характеризует плотность теплового потока при изменении температуры  теплоносителя  на  единичном расстоянии на 1° С. Теплоудерживающую  способность  определяют как время снижения температуры теплоносителя на 1° С. Наконец, коэффициент температуропроводности определяет скорость изменения температуры в контактном слое теплоносителя определенной площади, т. е. является мерой теплоинерционных свойств вещества. Указанные параметры для наиболее распространенных в физиотерапии теплоносителей (контактных сред) приведены в табл. 5.

 

 

Табл. 5

Термофизические параметры теплоносителей

Теплоносители	Теплоемкость С кДж-кг -1·°С-1	Теплопроводность, λ,  Вт·м-1·оС	Теплоудерживающая способность ,с	Коэффициент температуропроводности, D, см2·с-1
Вода	4,18	0,6		14,4
Лед	2,09
Воздух	1006,9	0,025
Парафин	3.2	0.26	1190
Озокерит	3,34	0,17	1875

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕПЛОФЙЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТКАНЕЙ ОРГАНИЗМА

Реакции тканей организма на термические факторы определяются их теплофизическими свойствами. Они обусловлены преобразованием в организме свободной энергии питательных веществ в тепловую и ее последующим поступлением в окружающую среду. Основными параметрами теплофнзических свойств   тканей  являются  удельная   теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности.

Теплоемкость С_у определяет количество теплоты, которое необходимо сообщить единице массы тела для того, чтобы нагреть его на один градус. При контакте тел и сред с различной температурой между ними образуется тепловой поток в направлении менее нагретой среды. Теплопроводность тканей λ, характеризует величину теплового потока через них при изменении температуры на единичном расстоянии на 1° С.

Часть проходящего через ткани теплового потока будет расходоваться на их нагревание и повышение температуры различных элементов тканей. Скорость изменения температуры в каждой точке среды определяет коэффициент температуропроводности а.

Связь между указанными параметрами теплофизических свойств тканей определяет соотношение:

                                                [5]

где ρ - плотность ткани.

Основные параметры теплофизических свойств различных тканей организма приведены в табл. 6 .

Таблица 6.

Основные параметр теплофизичеосих свойств различных  
тканей организма

Биологические ткани и органы	Теплоемкость, Су Дж·кг-1 оС-1	Теплопроводность λ, Вт·м-1 оС-1	Коэффициент температуропроводности, а,   10-8, м2 с-1
Мозг	3352	0,565	16,1
Миокард	3730	0,8114	21,1
Кровь	3645-3770	0,6-0,7	15,6-17,5
Кожа	2926-3444	0,31-1.5	8-20
Жировая ткань	2300	0,1-0,25	3,7
Мягкие ткани	3360	0,44	12
Тело (в среднем)	3560	0,582	0.754

 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ С ОРГАНИЗМОМ

 

Воздействующие на организм термические факторы влияют на жидкокристаллическую структуру клеточных мембран, скорость и направление метаболических реакций клеток и тканей и тем самым способны существенно изменять их функцию. В связи с этим важнейшим условием нормального существования организма является поддержание теплового баланса, который устанавливает равновесие между процессами теплопродукции и теплоотдачи организма. Теплопродукция (М) характеризует процесс выделения тепла при биологическом окислении, синтезе макромолекул, транспорте веществ через биологические мембраны, мышечном сокращении и пр.). Все тепло, образующееся в организме или привносимое извне, уходит из него. Следовательно,  теплоотдача  определяет  совокупность  процессов  выделения образовавшейся тепловой энергии из организма. Выделяют четыре способа теплоотдачи: теплопроводность, конвекцию, излучение и испарение.

Теплопроводность Q_Т определяет количество тепла, переносимого при контакте кожи с твердой средой, а конвекция О_С - с жидкой и газообразной. Перенос тепла путем излучения Q_P происходит в среднем инфракрасном диапазоне (с максимумом на А, = 9,3 мкм). Наконец, тепло, выделяемое из организма при помощи испарения пота Q_E, прямо пропорционально массе испарившейся с поверхности тела жидкости.

Количественное равенство процессов теплопродукции и теплоотдачи в организме (температурный гомеостазис) отражает уравнение теплового баланса человека:

M ± Q_Т ± Q_C ± Q_R± Q_E                                            [6]

 

В обычных условиях (при температуре окружающей среды 293 К и суммарном теплообразовании  организма  418 кДж·ч^-1) доля различных путей теплообмена составляет: теплопроводность и конвекция 20-30%, излучение 50-60%, испарение 20 %.

При действии термических стимулов, температура которых меньше температуры кожи человека, могут включаться все способы теплоотдачи организма (слагаемые Q_Т, Q_C, Q_R в уравнении 6 имеют знак "-"). В противном случае, когда температура термического фактора выше температуры кожи в области воздействия, теплопроводность, конвекция и излучения служат дополнительными механизмами нагревания человека. Теплоотдача в данном случае осуществляется только путем испарения.

 

Рис. 14. Температура различных участков "оболочки" тела человека при различной температуре окружающей среды  
(слева направо - 20° С, 35° С, 95°С)

 

В силу того что тепло отдается во внешнюю среду с поверхности кожи» ее температура существенно ниже темперапуры внутренних органов. В организме выделяют гомойотермное "ядро" (температура которого составляет 36,7-37° С) и пойкилотермную "оболочку", в состав которой входят кожа, подкожная клетчатка и ткани конечностей. Они являются своеобразным теплопроводящим "буфером" между внутренними органами и окружающей средой. Так, коэффициент теплопроводности при переносе тепла из середины туловища в мышцы составляет 0,754 Bт·м^-1·K^-1, а при переносе из мышц в кожу существенно ниже - 0,582 Bт·м^-1·K^-1. Температура "оболочки" на различных участках тела человека неодинакова. Максимальная температура (27-32° С) зафиксирована на поверхности груди и живота, а минимальная (24-28° С) - на коже кистей и стоп (рис. 103). В процессе заболевания она повышается на 1-3° С. При этом изменяется доля различных способов теплоотдачи на различных участках кожи. Исходя из этого, при применении термических факторов (особенно при общих процедурах) необходимо учитывать топографию зоны лечебного воздействия, чтобы не вызвать значительного перепада температур.

В комфортных условиях тепловой баланс организма находится на оптимальном уровне и не нуждается в коррекции путем перераспределения удельного веса различных механизмов теплоотдачи. Для различных сред-теплоносителей комфортная температура организма неодинакова: для углекислого газа она составляет 12-13° С, воздуха - 22-26° С, воды - 35-36° С.

Термические стимулы на начальном этапе изменяют степень растяжения коллагеиовых и эластиновых волокон дермы между которыми расположены тесно связанные с ними инкапсулированные (тельца Пачини, Мейснера, Руффини, колбы Краузе и др.) и свободные нервные окончания. Изменение напряжения коллагеновых и эластиновых волокон вызывает деформацию вспомогательных аппаратов рецепторов кожи. что приводит к модуляции их функциональных свойств. В результате возникают рефлекторные реакции, формируемые на различных уровнях центральной нервной системы.

Модулированные термическими факторами афферентные импульсные потоки от рецепторов кожи через задние корешки спинного мозга поступают на вставочные нейроны задних рогов. Отсюда они по автономным и соматическим эфферентным проводникам своего спинального уровня поступают к соответствующим группам скелетных мышц и внутренним органам. Кроме того, потоки нервных импульсов преимущественно по неоспиноталамическому тракту достигают таламуса и после переключения - соматосенсорной зоны коры, в которой осуществ-ляется контралатеральная соматотопическая локализация области воздействия термических факторов.

Часть афферентного потока нервных импульсов по палеоспиноталамическим и спиноретикулярным трактам поступает через ретикулярную формацию в переднюю область гипоталямуса (медиальную преоптическую зону), в котором сравниваются со спонтанной спайковой активностью центральных термосенсоров, которые способны различать разницу в температуре не менее 0,011° С. Анализ величин температуры тела и заданной температуры, подлежащей регулированию ("установочной точки" терморегуляции) завершается выработкой управляющих импульсных потоков, поступающих по холинергическим нейронам в задний гипоталямус. Через него эфферентные аминергические нейроны осуществляют управление тепловым балансом организма. Оно осуществляется при помощи автономных и симпатических нервных волокон, некоторых гормонов (тироксин и трийодтиронина) и биологически активных веществ (простогландины, адено-зин, вещество Р) и медиаторов (норадреналин и гистамин). Факторы локальной сосудистой регуляции влияют преимущественно на тонус сосудов и перераспределение крови, при помощи которой осуществляется перенос тепловой энергии от внутренних органов к поверхности кожи и слизистых оболочек.

Начальная активация симпатических волокон тепловым и холодовым факторами обусловливает одинаковую направленность начальных этапов сосудистых реакций при местном воздействии тепла и холода. И тепловой и холодовой факторы вызывают сужение артериол в течение первых 20-30 с воздействия. В последующем под влиянием тепловых факторов спазм сосудов быстро сменяется их расширением, а под действием холодовых он продолжается несколько минут. Кроме кровообращения, активация системы терморегуляции приводит к вовлечению в процесс поддержания гомеостазиса эффекторов других регуляторных систем - дыхательной и выделительной.