Дипломный проект. Криотерапия

Подождите немного. Документ загружается.

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ 2

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О КРИОТЕРАПИИ 5

1.1 Вводные замечания 5

1.2 Криохирургия 5

1.3 Криотерапия при ожоговых повреждениях 15

2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СТРУИ С ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ 24

2.1 Вводные замечания 24

2.2 Локальный теплообмен на плоской поверхности 27

3. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА 32

3.1 Криогенный аппарат 32

3.2 Схема экспериментальной установки 36

3.3 Расположение и установка термопар. Модельная среда 37

3.4 Оценка точности полученных результатов 40

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 43

4.1 Первичные данные по промораживанию модельной среды 43

4.2 Первичные данные по

измерению диаметр зоны промораживания 53

4.3 Характеристики охлаждения при специальной защите поверхности

модельной среды 54

5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 58

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОЙ ПРАКТИКИ 67

7. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА 69

7.1 Здоровье операторов ВТ 69

7.2 Санитарно-гигенические требования 70

7.3 Пожарная безопасность 72

7.4 Электробезопасность 73

7.5 Безопасность при проведении эксперимента 73

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 76

ПРИЛОЖЕНИЕ1 Расчет коэффициента теплоотдачи 79

РЕФЕРАТ

Данная работа занимает объем 74 страницы (3,90 Мбайт)

машинописного текста, набранного в текстовом редакторе

Microsoft Word 7.0, содержит 22 иллюстрации. При

выполнении работы было использовано 28 источников

литературы.

Основное содержание работы - экспериментальное

определение поля в среде, имитирующей биологическую ткань,

охлаждаемой струей жидкого азота.

Программа может быть использована разработчиками

криогенных аппаратов, а так же предлагается к

использованию

врачами для выработки методики криовоздействия.

ВВЕДЕНИЕ

Реакция тканей на воздействие низких температур

может быть различной. Она зависит не только от

характеристик самой ткани, но и от скорости изменения

температуры, обусловленной действием заморажива-

ющей струи. С помощью охлаждения можно как

разрушить ткани, так и сохранить их.

Использование устройств типа низкотем-

пературных стоков в качестве медицинских инструмен-

тов относительно безопасно благодаря практическому

отсутствию реакции тела на локализированное

замораживание. Форма, скорость роста и конечный

размер криоповреждения для различных биологических

тканей можно определить и воспроизвести путем

регулирования таких известных или легко измеряемых

параметров, как температура, размеры сопла,

удаленность от охлаждаемой поверхности и время

воздействия.

Возможность обрабатывать большую площадь

поверхности тела

является основным достоинством

струйных криодеструкторов.

В настоящее время криовоздействие применяется

для разрушения доброкачественных и злокачественных

опухолей. Используются они так же и в косметических

целях - для борьбы с различными кожными

заболеваниями: бородавками, угревой сытью,

пигментными и родимыми пятнами, а так же для

удаления татуировок и рубцов.

Однако, не смотря на множество весьма

перспективных областей применения, криомедицина в

настоящем виде является по существу эмпирической. В

обширных библиографических обзорах работ,

рассматривающих различные криохирургические методы,

указывается на то, что регулирование криоповреждения

является в большинстве случаев искусством,

совершенствуемым практикой

. После того как началось

течение охлаждающей струи, начинается образование

фронта замораживания. Врачи, использующие этот метод

встречаются с двумя основными трудностями: одна

связана с пределами замораживания и вторая - с

возможной долей разрушенных клеток в ткани, которую

следует охлаждать.

Целью настоящей работы является проведение

экспериментов по замораживанию сред, имитирующих

биологическую ткань и

подготовка рекомендаций,

предназначенных для врача-пользователя криогенного

аппарата.

1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О КРИОТЕРАПИИ

1.1 ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

(греч. Kryos холод + therapcia лечение) - применение

низких температур для охлаждения тканей органов, или всего

организма с целью лечебного воздействия при патологических

процессах. Теоретической основой криотерапии является

криобиология - учение о влиянии низких температур на

различные биологические процессы и объекты. Понимаемый в

широком смысле термин криотерапия включает гипотермию -

понижение температуры человеческого тела при помощи

локального или общего охлаждения с целью понижения

реактивности организма и его метаболических потребностей при

экстремальном воздействии (сложные хирургические операции,

черепно-мозговые травмы), а так же криодеструкция -

разрушение патологических очагов как на поверхности тела (на

коже и слизистых оболочках), так и в глубине органов и тканей

с помощью локального замораживания [1].

1.2 КРИОХИРУРГИЯ

История развития метода лечения холодом. Применение

холода наряду с целебными травами и кровопусканиями является

одним из самых старых в истории человечества методов

лечебного воздействия на организм больного человека. За 2500

лет до н.э. в древнем Египте применяли холодовые компрессы

при лечении переломов черепа и ранений грудной клетки. Эти

рекомендации содержаться

в папирусе Смита, являющегося

самым древним в истории человечества источником медицинских

знаний. В “Илиаде” Гомера также упоминается о применении

холодовых примочек при ранениях груди.

В сочинениях “Отца медицины” Гиппократа подробно

описывается лечебный эффект местного применения холода для

остановки кровотечения из ран и при травматическом отеке.

Широко использовал охлаждения при лечении ран Н.И.Пирогов.

Он писал: “ Холод, безусловно, назначается там, где к

опухающей, горящей и раздраженной ране присоединяется

капиллярное кровотечение”.

Холод является одним из самых

старых анастезирующих

средств. Еще в средние века военные лекари применяли холод

для обезболивания хирургических операций. Главный хирург

Наполеона Ларрей заметил, что после того, как раненые солдаты

долго лежали на снегу, можно было безболезненно производить

ампутацию поврежденной конечности. Более чем через 100 лет

этот метод был возрожден выдающимся русским хирургом С.С.

Юдиным [2].

Криохирургия - метод лечения, заключенный в локальном

разрушении патологически измененных участков биологической

ткани с помощью низкотемпературных аппаратов. Идея

использования разрушительных свойств низкой температуры

впервые реализовалась в конце ХIХ века в дерматологии у

больных с доброкачественными новообразованиями кожи. Для

этой цели Arnott использовал смесь льда с солью при

температуре 253 К , Hebra - смесь алкоголя

с мятным спиртом.

Данный метод лечения после введения в практику снежной

углекислоты уже в то время получил название криотерапии.

Позднее метод криотерапии использовался при лечении

гемангиом, бородавок, родимых пятен и остроконечных

кондилом.

Новым шагом в развитии криохирургии стало применение

в качестве криоагента жидкого азота. Вслед за дерматологией

метод замораживания с целью разрушений патологических

образований проникает в урологию. Мочевой пузырь - первый из

внутренних органов, подвергнутый лечебному воздействию

низких температур. Еще в 1927 году de Quervain вскрыл мочевой

пузырь и заморозил его опухоль “сухим льдом” ( снежной

углекислотой ) до 194 К. После создания Канделем и

Шальниковым техники локального охлаждения тканей при

надежной вакуумной изоляции путей

, проводящих холод,

открылся доступ к патологическим образованьям,

расположенным в глубине неизмененных тканей без их

существенного повреждения. Это обуславливает быстрое

развитие криохирургической техники и методов в различных

областях медицины.

Развитие криогенной техники в 50-е годы ХХ века

позволило создать сложные современные приборы для

криогенной деструкции в глубине тканей и органов человека.

Одной из первых медицинских специальностей, освоивших метод

криогенного лечения с помощью таких приборов, стала

нейрохирургия. Опубликованный рядом нейрохирургов анализ

накопившегося в этой области опыта (1962 г.) позволил

сформулировать следующие выводы:

1. Ближайшие результаты оцениваются положительно

(до 96 %). В отдаленных сроках число положительных

результатов убывает до 75- 80 % в связи с увеличением

выраженности симптомов на “не оперированной” стороне или

же рецидивов дооперационных осложнений.

2. Заметно уменьшается риск операции, о чем

свидетельствует значительное понижение частоты и тяжести

после операционных осложнений ( менее 7 % ) и летальности (

менее 1 %).

В целом метод криохирургического лечения является

важным достаточно обеспечивающим существующий прогресс

стереотаксической нейрохирургии. Созданные аппараты и

разработанные клинические методы значительно увеличивают

безопасность и эффективность стереотаксических операций.

В офтальмологии криохирургический метод применяется

давно. В 1933-1935 г. Bietti использовал сухой лед при

операциях по поводу отслойки сетчатки с хорошим

терапевтическим результатом, Однако этот метод был

забыт и

лишь в 60-е годы была возобновлена клиническая практика

дозированного локального охлаждения в хирургической

отслойке сетчатки. Криохирургический метод получил развитие

при лечении патологий роговой области и окружающих ее

отделов глазного яблока, для разрушения внутриглазных

опухолей. Следует отметить, что предложенный Krwawicz в 1961

г. метод криоэкстракции катаракты оказался настолько

эффективным, что в

настоящее время нет ни одной

офтальмологической клиники в мире, где бы он не был внедрен.

Расширяется освоение криохирургических методов в

отоларингологии, этот метод широко применен в

гинекологической практике. Использование этого метода в

стоматологии стало возможным только после создания

криоинструментов, использующих в качестве криогена жидкий

азот. Внедрение криохирургических инструментов и методов

лечения

в клинической практике обеспечивает изменение

различных показателей комплексных критериев эффективности:

социальных, медицинских, технических экономических [3].

Механизм замораживания. Ряд процессов, связанных с

разрушающим воздействием замораживания на живые ткани,

обуславливает широкое применение современных

криохирургических методов практически при всех видах

хирургического вмешательства.

Процесс замораживания предусматривает удаление чистой

воды как из внутриклеточного, так и из межклеточного

растворов. Вода при снижении температуры замерзает в

биологически инертные чужеродные для тела кристаллы льда.

Скорость образования и роста кристаллов льда зависит как от

температуры, так и

от давления пара.

При малых скоростях охлаждения происходит в основном

внеклеточное замораживание. Медленное охлаждение приводит

так же к росту некоторых кристаллов до очень больших

размеров. В случае когда этот процесс развивается во

внеклеточном пространстве, происходит миграция воды из

клеток за счет градиента давлений, обусловленного, очевидно,

совместном влиянием разности концентраций и

капиллярного

эффекта. Конечной стадией этого процесса является

обезвоживание клеток и развитие во внеклеточном пространстве

кристаллов льда, размеры которых могут превышать размеры

отдельных клеток [4].

По мере увеличения скорости охлаждения миграция воды

из клеток может оказаться недостаточной для поддержания

быстрого роста внеклеточных кристаллов. Это приводит к

образованию внутриклеточного льда, возможно, вследствие

проникновения внеклеточного

льда через мельчайшие,

заполненные водой поры в клеточной мембране.

Существуют многочисленные экспериментальные данные,

указывающие на возможность разрушения клеток в процессе

замораживания как механических, так и биомеханических

причин.

Трудно доказать наличие только механического

повреждения, вызванного образованием кристаллов льда в

мягких тканях животных. Возможно, лучшие доводы против

универсальности механической модели деструкции ткани при

внеклеточном замерзании можно найти в литературе об

обмораживании. Многие исследователи показали, что при

замораживании ткани после соответствующего восста-

новительного процесса удалось избежать потери ткани.

Прямо противоположная картина

наблюдается в случае

образования внутриклеточного льда, что практически во всех

случаях приводит к гибели клетки. Однако необходимо заметить

следующее. В то время как предположение о том, что

внутриклеточное замораживание может привести к

механическому повреждению клетки, вполне приемлемо с точки

зрения сложной внутриклеточной структуры клеток при

протекании в них процесса ядрообразования

льда, отсутствуют

строгие доказательства, подтверждающие механическую природу

повреждения за счет образования внутриклеточного льда [4].

Быстрое замораживание может привести к

макроскопическому механическому повреждению относительно

больших образцов за счет того, что замораживание и

затвердевание внешней поверхности происходит раньше

замораживания и расширения внутренней области. Вследствие

такого различного расширения возникают большие напряжения,

которые приводят к разрушению

Помимо физического развития кристаллов льда и

производимого ими гистологического разрушения, известен еще

один непосредственный результат замораживания, а именно

обезвоживание. Остающийся внутри клеток раствор становится

более концентрированным и приобретает значение pH-фактора,