Згадка про використання природного холоду у вигляді льоду та охолоджених рідин для знеболення та купірування набряків при закритих травмах, опіках, головних болях простежується ще в стародавніх папірусах. Разом з тим у побутовій свідомості людини холод асоціюється з різними проявами простудних захворювань. Найбільш часто у більшості народів простудний фактор сприймається як одна з найбільш знакових причин виникнення хвороб, що стимулювало розвиток різних способів загартування.
За тисячі років методи термовпливу не зазнали скільки-небудь істотних змін, а лише приростали культовою, психогенною логістикою. Мабуть, тільки на початку ХХ століття німецький лікар Себастьян Кнейп зробив спробу систематизувати тисячолітній досвід термотерапії, включаючи загартування холодом, і обгрунтувати його у фундаментальний напрямок фізіотерапії. Проте, до теперішнього часу, холод залишається в арсеналі медицини, в основному, як рекомендаційний елемент самолікування та загальнооздоровчого загартування.
Термодинамічні процеси у теплокровному організмі мають ключове значення для його життєдіяльності. Відповідь організму на охолодження (відведення теплоти) реалізується за допомогою нервових рецепторів і, в основному, через ключові ланки стрессорного механізму.
Будь-який стрес, і особливо температурний - один з головних двигунів еволюції. Не заглиблюючись у фундаментальні основи теорії стресу можна позначити дві його стадії: фізіологічну - конструктивну або реакцію виживання та патологічну - деструктивну або стадію виснаження.
Залежно від амплітуди факторів, експозиції, гармонійної взаємодії стрес-лімітуючих систем, стресова реакція протікає за загальною схемою: гостра фаза адаптації ("fight or flight" - боротьби або втечі) - фаза резистентності - фаза фрустрації. Успішно реалізовані позитивні енергетичні еквіваленти загального адаптаційного синдрому перекачуються з соматичного відсіку в вісцеральний і навпаки, зі зворотно-поступальними ехоподобнимі акцентами, які модулюються.
Проте в процесі філогенезу homo sapiens сформувалися потужні колатералі, які безпосередньо запускають процеси фрустрації. Генетично детерміновані психоемоційні рубці, інтегрально заломлюючись через апарат індивідуальної реактивності, можуть посилювати патогенність малих доз стресу, що призводить до мозаїчних неадекватних розладів гомеостазу. Яскрава ілюстрація тому - звичайний протяг, що викликає широку палітру простудних захворювань у людини. Таким чином, кріомедицина як стрес-провокуюча технологія логічно повинна прагнути до екстремально низьких для людини температур, нижче мінус 100oС, з метою: по-перше, мінімізувати експозицію, по-друге, викликати максимальну амплітуду стрес-лімітуючих процесів, по-третє, посилити та розширити діапазон тканинних кріоефектів і, нарешті, уникнути перекачування холодових реакцій в фрустраційні колатералі.
Об'єктивно вже давно немає предмета для дискусії, які температури необхідно використовувати для підвищення ефективності кріомедичних технологій. Чим нижче - тим краще. Фізика низьких температур зіткнулася з феноменами надпровідності та надплинності. Логічно припустити, що кріотерапія та кріохірургія наднизьких температур теж може дати несподівані та перспективні результати.
Твердження, що вплив низькими, до мінус 600oС, і екстремально низькими для людини, нижче мінус 100 o С, температурами відрізняються по хірургічним і терапевтичним механізмам і по нозологічній спрямованості, в залежності від ваго- або симпатикотонії, циркадних ритмів, статі, тощо пояснюється нерозумінням або незнанням термодинамічних процесів та кріопатофізіологіі, некоректністю ряду досліджень, псевдонауковою кон'юнктурою, тіньовою конкуренцією фармакотерапії та методів лікування без ліків.
Апаратна фізіотерапія з використанням маргінальних робочих тіл відрізняється високим ступенем сугестивності та ятрогеності. Найближчі позитивні та негативні результати, наприклад, при кріотерапії залежать, в більшій мірі, від психоемоційного статусу пацієнта. Істинну ефективність кріотерапевтичних факторів (крім кріоанальгезіі) можна визначити тільки в середньотривалих та віддалених результатах лікування. Саме тому, основоположники екстремальної аерокріотерапії представляли статистику клінічної ефективності в інтервалах часу 1-2 роки.
Сугестія та ятрогенія - таємничі міражі психології, які у фанатичних або у меркантильних та харизматичних прихильників кріомедицини народжують ілюзії та парадокси прикладної кріомедицини. Це, викликає скептичне, і навіть негативне ставлення до кріомедицини у практикуючих лікарів та істотно знижує інтерес до одного з найперспективніших напрямків методів лікування без ліків.
Кріомедицина, як клінічна дисципліна почала зароджуватися з появою широко доступних продуктів розподілу повітря і, в першу чергу, рідкого азоту в першій половині ХХ століття.
Проте, до сьогоднішнього дня робляться безуспішні спроби створити адекватну медичну, кріогенну техніку, засновану на ефектах Джоуля-Томпсона, Пельтьє, Етінсгаузена і, особливо, на циклах парокомпресійних холодильних машин. Сприяє таким концептуальним технічним помилкам те, що в поняття кріомедицини, особливо в терапії, стали включати будь-які засоби охолодження, засновані на відведенні теплоти за допомогою рідких, твердих та газоподібних робочих тіл або холодоносіїв. Тобто від простих вологих обтирань до впливу екстремальними (до мінус 196oС) температурами.
Для кріохірургії, наприклад, було створено величезну кількість апаратів-кріодеструкторов на різних принципах кріостатирування. Однак реалії поширення та роздільна здатність кріодеструктивного процесу в теплокровних біологічних тканинах зіграло негативний жарт з апологетами "великої кріохірургії". Виявилося що, кріогенне "крижане блюдце", що утворюється при заморожуванні біологічних тканин, саме по собі поганий провідник теплоти. До того ж, біологічні тканини - це дуже щільно енергонасичені структури. На певному етапі процес теплообміну йде в перпендикулярний вектор від точки прикладання кріодеструктора, тобто, кріодеструктивний процес прагне на поверхню. Тому збільшення швидкості, обсягу і, в меншій мірі, глибини якісного кріодеструктивного процесу, з окремо взятої точки, може бути досягнуто двома шляхами. Перший - максимально знизити температуру робочої частини кріодеструктора. Другий - використовувати додаткові методи, щоб підвищити теплопровідність за рахунок оптимізації атомарної та молекулярної структури води та біохімічного стану вільної та зв'язаної води, в наміченому для кріодеструкції обсязі тканин, а так само поліпшити теплопровідність на межі теплообміну.
Треба сказати, що до теперішнього часу надійно відпрацьовано найраціональніший спосіб коаксіальної подачі рідких низькотемпературних холодоносіїв до робочої частини інструменту. Найбільш поширеним хладоносителем є рідкий азот(to - мінус 196oС). Існує реальна можливість використання рідкого неону (to - мінус 246oС).Однак неон незрівнянно дорожче рідкого азоту.
У руслі другого завдання - кріокондукціі на сьогоднішній день є дуже перспективні напрацювання. Наприклад, спосіб попереднього опромінення операційного поля СВЧ, для поліпшення якості кріодеструктивного проморожування тканин та збільшення обсягу кріонекрозу, розроблений в клініці дитячої хірургії РГМУ ім. І. М. Сеченова. Або використання теплових властивостей лікарських феромагнітних форм для дискретного, поверхневого кріовпливу на мигдалини, з їх надзвичайно складним рельєфом, розроблений у Н-Новгороді В. І. Коченовив. Виникає питання про класифікацію способів кріокондукціі, що дозволить більш прицільно досліджувати та вирішувати цю задачу.
Варто відзначити, що кріохірурги, які прагнуть до кріодеструкції великих обсягів тканин, все частіше будуть зіштовхуватися з проблемою загальної гіпотермії, проблемою мало вивченою та максимально заплутаною схоластичної теорією "теплового ядра". Зрозумілим є одне, що теплокровний організм перерозподіляє теплоту з переохолоджених тканин по судинним синусам, в тому числі і в межах, так званого, "теплового ядра". І в цьому сенсі, при загальній гіпотермії, мова йде вже не про теорію "теплового ядра", а про патофізіології теплових механізмів, як в цілому організмі, так і в його окремих секторах.
Важливою є й проблема термопротекціі органів та тканин, прилеглих до осередка кріодеструкції. Наприклад, тепловий захист задньої уретри та сфінктера сечового міхура, при кріодеструкції аденоми простати.
Більшість вчених намагаються провести чітку межу між кріохірургією та кріотерапією. З точки зору чисто фізичних процесів - це очевидно. Насправді ж, особливо репаративний сектор саногенетичних механізмів, що виникає при впливі дуже низькими температурами, зберігається на демаркаційній межі асептичного кріодеструктивного процесу. Таким чином, хоча фізико-морфологічні основи для кріохірургії та кріотерапії далеко не однакові, їх лікувальні чинники, мабуть, найтіснішим чином інтегровані. Швидше за все, саме тому кріохірургія є самим щадним способом отримання некрозу біологічних тканин який не залишає рубців, хоча і немає повної ясності в механізмах настільки позитивно віддалених результатів.
Кріотерапія, як фундаментальний напрямок науки зробила вагому заявку про себе в кінці 70-х років ХХ століття, коли японський лікар Тосимо Ямаучи на ревматологічному конгресі у Вісбадені доповів про дуже ефективні результати лікування ревматоїдного поліартриту у спеціальному повітряному кріоторіумі з температурою мінус 160o-180oС. Своєрідні комплексні методики реабілітації захворювань опорно-рухового апарату, які він застосовував у своїй клініці на острівці Кюсю, його наївні міркування, що загальне охолодження екстремально низькими до мінус 160oС холодоносіями викликає вироблення антиревматичного парагормонального кріофактора, а найголовніше - некоректна статистика та спірність наданих матеріалів за клінічними результатами, відштовхнуло в той час більшість вчених від цього методу кріотерапії.
Тільки німецькі ревматологи, що мали грунтовний досвід аплікаційного холодолікування льодовими термопакетами, підхопили ідею Т. Ямаучи. Однак Т. Ямаучи, як людина, фанатично захоплена своїми ідеями та максималіст, намагався вирішувати виключно надзавдання. Наприклад, консервативно відновлювати анатомічно та функціонально суглоби, анкілозованні внутрішньосуглобовим та навіть кістковим дегенеративно запальним процесом. І, треба визнати, за великим рахунком, це у нього виходило. Але для вирішення такого надзавдання, крім дуже низьких до мінус 160oС температур, він використовував ще й методи позамежних вольових зусиль пацієнта, а саме величезні фізичні навантаження та дуже інтенсивну ЛФК. До речі, концептуально ідентичну методику позамежних вольових зусиль успішно, як стрижневу, використовує в своєму центрі відомий народний цілитель, Дикуль А. І., при реабілітації важких травм хребта.
Професор Т. Ямаучи та його учні прагнули до підвищення інтенсивності екстремальної аерокріотерапії. І оскільки у великих кріоторіумах завжди високий градієнт температур, вони "ловили" холод внизу кріокамери, уклавши пацієнта на низьку вагонетку, та захистили органи дихання від екстремально низькою повітряного середовища за допомогою киснево-гелієвої маски.
Німецькі ж артрологи, спільно з кріогенними фірмами - розробниками поступово підвищували температуру аерокріотерапевтичних процедур, лукаво обґрунтовуючи це прагненням до підвищення її комфортності. Технологічний снобізм привів їх ще до більш курйозних, з точки зору екстремальної кріотерапії, конструктивних помилкам.
Однак клініка показує що, чим вище градієнт температур під час процедури та триваліший час входу в заданий екстремально низький температурний режим, тим вище ймовірність ускладнень, що протікають за звичайною простудною схемою. А у пацієнтів, з вираженими запальними острофазними реакціями, з високими ШОЕ (> 25 мм/год) та титрами запальних інтерлейкінів, завжди настає найжорстокіше загострення основного захворювання, з галопування аутоімунних процесів.
У сучасній аерокріотерапевтичній технології відбулося злиття в єдиному, комерційному екстазі медичних співвиконавців та розробників кріогенних систем, що нічого хорошого для споживача (хворого) не обіцяє. Для того щоб, не вихолощувати основні принципи аерокріотерапії, кріомедицині потрібно рішуче розмежуватися з розробниками кріогенних систем в області теорії екстремальної аерокріотерапії.
Для цього необхідно розкрити поняття кріомедицини та області її наукових інтересів і, зокрема, пріоритетність досліджень по використанню температур кріогенних значень (нижче мінус 150 o С). І тільки тоді, можна пред'явити розробникам чіткі медико-технічні вимоги (МТТ) до медичної кріогенної апаратури.
Виходячи з тенденцій, які абсолютно ясно проявилися в кріохірургії, і чітко намітилися в кріотерапії, можна запропонувати наступне визначення:
Кріомедицина - це розділ медицини, який вивчає методи відведення теплоти від різних тканин та органів, а так само від всієї поверхні шкірного покриву за допомогою кріогенних холодоносіїв або холодоагентів, з температурами до мінус 196oС та нижче, для досягнення хірургічних або терапевтичних результатів.
В області практичної кріохірургії, для кріодеструкторів, з винаходом коаксіального способу подачі рідкого холодоносія, принципи конструювання перейшли в область конкретних технічних рішень: підтримка стабільності температури робочої зони інструменту в процесі заморожування тканин за рахунок її додаткового теплошунтування, скорочення часу виходу в режим та часу отеплення наконечника і т.п.. Тобто все, що пов'язано конкретними конструктивними особливостями кріодеструктора в конкретній кріохірургічній методиці.
В області практичної кріотерапії, більш ніж 30 річний світовий клінічний досвід показує, що достовірний, інтенсивний терапевтичний ефект від загальної аерокріотерапії починає проявлятися від мінус 120oС та досягає прийнятних стандартних значень при температурах нижче мінус 160oС. Тому медична аерокріотерапевтична апаратура повинна мати, як мінімум, такий діапазон робочих температур.
Основна технологічна проблема, що виникає при розробці кріокамер - це підтримування малого градієнта температур та екстремально низької температури в робочій зоні. Газоподібне кріогенне робоче тіло має дуже низьку питому теплоємність. Приміщення в таке середовище людського тіла, яке має найвищу енергонасиченність, різко підвищує температуру газоподібного холодоносія. Якщо ще врахувати втрати холоду під час шлюзуванні та відкриванні дверей, то дозахолоджування всього обсягу робочої камери вимагає величезної кількості холоду та відповідно енергії.
Практика показує, що компенсувати такі втрати за допомогою газоподібного холодоносія з температурою вище мінус 180oС хоча і можливо, але пов'язане зі збільшенням швидкостей, більше 1 м/сек., потоків кріогенного газу біля поверхні тіла людини. Ніякі конструктивні хитрощі, навіть якщо кріогенний газ не вводити, як зазвичай, ламінарними потоками, а оптимально імпрегновувати в робочу кріокамеру, не знизять швидкості холодоагенту у поверхні тіла менше 1 м/сек, що загрожує відмороження та абсолютної некомфортністю для пацієнта. Виходячи з нашого досвіду - найефективніший шлях зменшити інертність кріокамери та знизити градієнт температур - це створити надлишковий тиск усередині робочої камери, що також істотно підвищує і споживчі властивості апарату, за рахунок зниження енергетичних витрат.
При сучасному стані кріогеніки використання максимально низькотемпературного газоподібного середовища впирається тільки в її вартість. Більшості кріологів зрозуміло, що сьогодні є два компактних, відносно дешевих і простих способи отримання необмеженої кількості низькотемпературного газоподібного холодоносія. Перший - випаровувати рідкий азот та отримувати азотний пар з температурою близько мінус 193oС. Другий - змішувати в циклоні дрібнодисперсний рідкий азот з повітрям. Використовуючи теплоту навколишнього повітря для випаровування рідкого азоту, можна отримувати більший обсяг газоподібного холодоносія з температурою до мінус 193oС. Спосіб же охолодження повітря за допомогою детандерних та дросельних циклів створює багато проблем, пов'язаних з осушенням повітря та значно збільшує вартість устаткування для кріокамери.
Що стосується конкретних установок, таких як: "КріоСпейс" фірми "Медіцінкріотехнік" (Німеччина), "КАЕКТ-01-Кріон" НВО "Кріон" (Росія), "Кріосауна" ВАТ "Холод" (Україна), - то це класичні приклади конструкторського конформізму.
Спочатку, уклавши себе в "прокрустове ложе", абсолютно безперспективних, конструкторських ідей, як-то: створення великих кріоторіумов по типу саун, аерокріобасейнів або використання парокомпресійних холодильних машин, розробники змушені були поступово миритися з тим, що у них виходило. Великий градієнт температур під час процедури в таких установках не дає можливості впливати низькими температурами, хоча б мінус 100-120oС, вище рівня пупка пацієнта. А температури мінус 70o-80oС з верхньої частини тулуба скидаються в фрустраційні, простудні колатералі, що, власне, і зумовлює негативні наслідки від такої кріотерапії.
Ангажовані спроби виробників та їх дистриб'юторів завуалювати ці недоліки умоглядними експлуатаційними достоїнствами не надають їм необхідної досконалості медичної техніки, хоча як не парадоксально, вони мають такий статус від Комітету з нової техніки МОЗ РФ.
Ці недоробки ми спробували усунути при створенні установки для загальної екстремальної аерокріотерапії "Кріомед-20 / 150-01" фірми "Мед-Кріоніка". Вперше в цій установці для екстремальної аерокріотерапії були виконані всі концептуальні та клінічно значущі МТТ. В даній установці, діапазон робочих температур до мінус 190oС, час входу в режим процедури не більше 10 сек, градієнт температур не більше + 50с/м, швидкість потоків не більше 0,6 м/сек, моніторинг температури робочого тіла в 3-х точках . Температура кріогеного газу на виході з кріостату постійна (-194-195oС), а час підготовки до роботи не перевищує 2-х хвилин. До того ж установка "Кріомед-20 / 150-01" не вимагає монтажу та наладки, надійна, проста в експлуатації та обслуговуванні.
Необхідність у створенні подібної медичної техніки з максимальними технологічними можливостями, разом з тим, відносно дешевих, назріла вже давно. Без цього кріотерапія не зможе звільнитися від псевдонаукового баласту та перестати, нарешті, ототожнювати, методи впливу холодом природних значень з методами впливу кріогенними, екстремальними для людини, температурами.
Сьогодні теорією екстремальної аерокріотерапії займаються всі, крім біофізиків, патофізіологів та клініцистів. На жаль, кріомедицина в Росії не має Федерального науково - методичного центру з клінічною базою, який би акумулював та систематизував вітчизняні та світові досягнення в цій галузі та позначав би вектори фундаментальних та прикладних досліджень, представляв би інтереси кріомедицини в РАМН і в Комітеті з нової медичної техніки МОЗ РФ.
Медицина повинна, нарешті, отримати відповідь на наріжне питання кріотерапії. Екстремальна аерокріотерапія - це втілення мрії великого Г. Сельє, про технології "стрес-терапії" - неспецифічному лікуванні, заснованому на біонічному підході - імітації та вдосконалення природних стресових адаптивних реакцій, або вона так і залишиться екзотичним захопленням лікарів-ентузіастів в очах більшості лікарів клініцистів.
Безперечно, кріомедицина унікальна наука за своїми потенційними можливостям і необхідно реально оцінити роль та місце кріомедицини у клінічній практиці. Це дозволило б сконцентрувати практичні зусилля на тих областях, де кріомедичні технології самодостатні та мають незаперечні переваги перед іншими методами лікування (наприклад, ЛОР-кріотерапія).
ВИСНОВКИ
- Кріомедицина - це розділ медицини, що вивчає методи відведення теплоти від різних тканин і органів, а так само від всієї поверхні шкірного покриву за допомогою кріогенних холодоносіїв або холодоагентів, з температурами до мінус 196oС і нижче, для досягнення хірургічних або терапевтичних результатів.
- Для того щоб вирішувати завдання по впровадженню завершених та перспективних кріомедичних технологій та адекватної кріомедичної техніки необхідно МОЗ РФ спільно з РАМН створити Федеральний науково-методичний центр кріомедицини.