Способы локальной криотерапии: сравнение льда, геля, газа и аппаратов

Научное сравнение способов локальной криотерапии суставов: лед, гелевые пакеты, охлажденный газ и аппараты с циркуляцией охлажденной воды. Эффективность, безопасность и недостатки методов.

Важной задачей локального охлаждения является достижение целевых значений температуры не только на поверхности кожи, но и внутри сустава. Если измерение температуры кожных покровов не вызывает технических сложностей, то контроль внутрисуставной температуры это инвазивная процедура, сопряжённая с дополнительными рисками для пациента. Вероятно, именно этим объясняется небольшое количество научных исследований, в которых оценивалась внутрисуставная температура во время локальной криотерапии коленного сустава.
Достижение целевых значений температуры (10–15 ℃ на коже и ниже 30 ℃ внутри сустава) напрямую зависит от физических свойств охлаждающего агента и способа его доставки к тканям. Научные исследования позволяют объективно сравнить существующие методы локальной криотерапии.
Kennet J. сравнил четыре хладагента для локальной криотерапии: лёд, охлаждённая вода, гелевые пакеты и замороженные шарики с гелем. Колотый лёд показал наибольшую эффективность в охлаждении мягких тканей: температура кожных покровов оставалась дольше в терапевтически значимом диапазоне 10-15℃. В этом же исследовании автор измерял температуру хладагентов перед применением. Температура гелевых пакетов и замороженных шариков была минус 10-12℃, в то время как колотого льда около 0℃. Автор отметил, что воздействие охлаждающим агентом с исходной отрицательной температурой вызывает значительный дискомфорт в сравнении со льдом или охлажденной водой, где исходная температура составила 0-10℃. Kennet J. пришел к выводу, что быстрая динамика охлаждения мягких тканей сопровождается бόльшим дискомфортом от криопроцедуры.
К аналогичному мнению пришел Guillot X., когда проводил локальную криотерапию коленного сустава, оценивая эффективность охлаждения с помощью льда в сравнении с газовой криотерапией. Он обнаружил, что локальная криотерапия льдом приводит к более мягкому снижению температуры мягких тканей в сравнении с газовой криотерапией и переносится значительно легче.

Физика хладагентов: почему гелевые пакеты менее эффективны пакета со льдом

Для получения клинического результата локального охлаждения недостаточно просто снизить температуру кожи до целевого диапазона 10–15 ℃, нужно удержать эту температуру на протяжении 30 минут. Для этого хладагент должен обладать способностью поддерживать стабильную температуру в течение определенного времени. Гелевые пакеты широко применяются, однако физические свойства геля не позволяют обеспечить стабильное воздействие.

Динамика нагревания геля: линейный рост температуры
Исходная температура гелевого пакета, извлеченного из морозильной камеры, составляет минус 10–12 ℃. Это вызывает значительный дискомфорт при контакте с кожей, т.к. высока разница с температурой кожи . При дальнейшем использовании гель нагревается постепенно и линейно. График нагревания геля представляет собой прямую линию: температура непрерывно растет вверх с течением времени.

Динамика нагревания льда: эффект плато
Динамика охлаждения пакетом со льдом принципиально иная благодаря процессу плавления. В течение 2-3 минут после извлечения пакета со льдом из морозильной камеры поверхность пакета со льдом нагревается до околонулевой температуры. Затем начинается процесс плавления льда и его перехода в жидкое состояние. Именно в этот момент проявляется главная ценность льда: в процессе плавления пакет со льдом удерживает стабильную околонулевую температуру на протяжении всего периода таяния. Температура хладагента не растет, пока весь лед не превратится в воду. График нагревания льда имеет плато (горизонтальный участок). И только после полного плавления льда начинается процесс нагревания образовавшейся воды.
Именно эта физическая особенность льда позволяет не только достичь целевой температуры кожных покровов 10–15 ℃, но и удержать её в этом диапазоне на протяжении необходимых 30 минут при правильном расчете объема льда. Гелевые пакеты подобной стабильности обеспечить не могут из-за отсутствия температурной плато, что не позволяет удержать нужный режим охлаждения в течение 30 минут.

Газовая криотерапия: быстрое, но поверхностное охлаждение

Газовая криотерапия подразумевает воздействие на сустав потоком воздуха с экстремально низкой температурой (от -80 до -160 ℃). Метод позволяет быстро охладить кожу (целевые значения достигаются за 5–6,5 минут), однако имеет существенные недостатки.
Результаты трех исследований с внутрисуставным контролем показали, что в двух из них экстремально холодный газ не смог охладить сустав изнутри (внутрисуставная температура не опустилась ниже пороговых 30 ℃). В третьем исследовании целевая температура внутри сустава была достигнута, но удерживалась недолго.
Главный недостаток метода вытекает из его физической природы: газ вызывает быстрое, но преимущественно поверхностное охлаждение. Увеличение времени процедуры для достижения глубокого эффекта чревато холодовой травмой кожи. Кроме того, экстремальный холод может вызывать парадоксальную реакцию сосудов (холодовая реакция Льюиса): вместо сужения сосуды расширяются, что увеличивает отек и кровопотерю. Дополнительными минусами являются локальное охлаждение только в зоне потока охлажденного газа, необходимость привлечения персонала и использование дорогостоящего аппарата.

Охлаждение сустава льдом: высокая эффективность и проблема стандартизации

Традиционный лед является более мягким и безопасным способом. В двух исследованиях, где лед применялся в течение 30 минут, температура кожи достигала 10–16 ℃, а внутрисуставная температура опускалась до 26–30 ℃, удерживаясь ниже целевого порога в течение 120–180 минут. Лед эффективно охлаждает глубокие структуры сустава без риска термического поражения кожи.

Проблема точечного и неравномерного охлаждения
Несмотря на высокую эффективность, традиционное применение льда имеет серьезный минус - непредсказуемость результата из-за отсутствия стандартного подхода, что обуславливает широкую вариабельность применения и нестабильный результат. Результат зависит от объема льда, толщины ткани между пакетом и кожей, а также от субъективного восприятия пациента. Одни считают, что охлаждать нужно сильнее, что приводит к избыточному воздействию. Другие боятся переохладить кожу, делая процедуру недостаточной. К тому же пакет со льдом охлаждает сустав только в точке приложения. Перемещение пакета не позволяет равномерно охладить сустав, что также сильно влияет на итоговый результат.

Аппараты с водяным охлаждением (криоманжеты): комфорт и риски нестабильной температуры

В аппаратах данного типа хладагентом выступает вода, циркулирующая между резервуаром со льдом и криоманжетой, закрепленной на суставе. Преимуществами метода являются равномерное циркулярное охлаждение сустава и возможность контроля температуры, однако результаты научных исследований по эффективности таких аппаратов всё ещё противоречивы.
Dahlstedt L. при непрерывном охлаждении не достиг целевых температурных показателей ни на коже, ни внутри сустава. В то же время Warren T., используя то же устройство, получил выраженное снижение температуры (внутрисуставная температура сохранялась ниже 30 ℃ более 120 минут).
Причина расхождений в разной эксплуатации аппарата. Температура циркулирующей воды напрямую зависит от объема льда в резервуаре. Вероятно, исследователи помещали разный объем льда в резервуар, что и дало разные результаты. Для обеспечения стабильного результата требуется постоянно рассчитывать объем воды и льда, что усложняет использование, нередко требует посторонней помощи, а сами аппараты являются громоздкими и дорогостоящими.

Вывод
Лёд и охлажденная вода не оказывают на кожу экстремального температурного воздействия, характерного для газовых методик и пакетов с гелем. Эти способы более комфортны и безопасны, а их способность удерживать целевую температуру позволяет ожидать схожего клинического эффекта с дорогостоящими аппаратами. Применение криотерапевтических устройств с контролем температуры и равномерным охлаждение с помощью криоменжеты представляется перспективным методом, однако нет достоверных научных доказательств о преимуществах аппаратных систем перед традиционным охлаждением льдом.

Главной нерешенной проблемой традиционного способа охлаждения пакетом со льдом остается стандартизация процедуры. Решение этой проблемы позволит сделать простой и доступный способ охлаждения льдом контролируемым, исключив как недостаточное, так и избыточное охлаждение, и добиться стабильного клинического результата.