Kriogenika w biomedycynie to wspaniałe połączenie osiągnięć technicznych, medycznych i biologicznych. Stanowi doskonały przykład rozwoju interdyscyplinarnej dziedziny, którą jest inżynieria biomedyczna. Książka Zastosowanie niskich temperatur w biomedycynie pod redakcją Haliny Podbielskiej i Anny Skrzek powstała w wyniku wieloletniej interdyscyplinarnej współpracy zespołów z Politechniki Wrocławskiej i Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, rozpoczętej pod koniec lat osiemdziesiątych i cieszącej się poparciem nieżyjącego już profesora Zdzisława Zagrobelnego - lekarza, który znakomicie rozumiał zarówno znaczenie rehabilitacji, jak i zastosowania techniki w medycynie, i którego śmiało można nazwać patronem polskiej krioterapii. Inicjatywa redaktorek zyskała aprobatę współpracowników z innych ośrodków, którzy aktywnie włączyli się w przygotowanie niniejszej książki.
Książka powinna zainteresować osoby zajmujące się techniką medyczną, specjalistów inżynierii biomedycznej, fizyków medycznych, lekarzy, fizjoterapeutów, a także studentów kierunków technicznych, inżynierii biomedycznej, fizyki medycznej i medycyny.
SPIS TREŚCI:
I. Podstawy zastosowania niskich temperatur w biomedycynie
1. Wprowadzenie do kriogeniki (Maciej Chorowski) 1
1.1. Wstęp - rys historyczny i zastosowania kriogeniki 1
1.2. Metody uzyskiwania niskich temperatur 5
1.2.1. Związek pomiędzy temperaturą i energią wewnętrzną 5
1.2.2. Lewobieżny obieg termodynamiczny - obieg Carnota 8
1.2.3. Procesy oziębiania wewnętrznego 11
1.3. Niskotemperaturowe procesy zachodzące w urządzeniach kriomedycznych 16
1.3.1. Urządzenia stosowane w krioterapii 17
1.3.2. Urządzenia stosowane w kriochirurgii 22
1.3.3. Tendencje rozwoju urządzeń kriomedycznych 23
1.4. Zasady bezpiecznego posługiwania się skroplonymi gazami 25
2. Wykorzystanie niskich temperatur w biomedycynie - podstawowe definicje (Anna Skrzek, Halina Podbielska) 33
2.1. Wstęp 33
2.2. Podstawowe definicje - nieniszczące działanie zimna 34
2.3. Podstawowe definicje - niszczące działanie zimna 37
2.4. Podsumowanie 38
3. Kriokomory stosowane w medycynie - charakterystyka temperaturowa (Armand Cholewka, Wojciech Ciszek, Zofia Drzazga) 41
3.1. Wstęp 41
3.2. Dwustopniowa komora do krioterapii ogólnoustrojowej - tzw. typ "wrocławski" 43
3.3. Kriokomora z zaleganiem zimna 44
3.4. Charakterystyka temperaturowa kriokomory dwustopniowej i kriokomory z zaleganiem zimna 45
3.5. Kriokomora jednoosobowa 50
4. Podstawy krioterapii miejscowej (Iwona Hołowacz, Halina Podbielska) 53
4.1. Wstęp 53
4.2. Metody stosowania krioterapii 53
4.3. Krioaparatura do terapii - budowa i zasada działania 55
4.3.1. Aparaty do krioterapii miejscowej na ciekły azot 56
4.3.2. Aparat do krioterapii miejscowej na zimne powietrze 58
4.3.3. Aparatura do krioterapii miejscowej wykorzystująca CO2 58
Aparaty firmy KRIOMEDPOL - materiał informacyjny 60
II. Ocena oddziaływania niskich temperatur na organizm
5. Termowizja jako metoda oceny skutków krioterapii (Iwona Hołowacz, Halina Podbielska) 61
5.1. Wstęp 61
5.2. Podstawy fizyczne 62
5.2.1. Promieniowanie podczerwone 61
5.2.2. Promieniowanie ciała doskonale czarnego 63
5.2.3. Podstawowe prawa dotyczące promieniowania cieplnego 63
5.2.4. Promieniowanie ciał rzeczywistych 65
5.3. Zasady działania termowizji 65
5.3.1. Detektory podczerwieni 66
5.3.2. Układy optyczne 68
5.3.3. Układy przeszukujące 68
5.3.4. Układy elektronicznej obróbki sygnału 69
5.3.5. Układy odniesienia 69
5.4. Wpływ różnych czynników na powstawanie obrazu termowizyjnego 71
5.5. Zastosowanie termowizji w medycynie 75
6. Znaczenie diagnostyczne analizy termograficznej schłodzenia całego ciała w kriostymulacji i krioterapii (Armand Cholewka) 79
6.1. Obniżenie temperatury ciała wskutek krioterapii ogólnoustrojowej 79
6.2. Wykorzystanie schłodzenia ciała w obrazowaniu termowizyjnym wybranych schorzeń kręgosłupa 84
6.3. Termowizyjna ocena efektów pełnego cyklu zabiegów krioterapii ogólnoustrojowej 95
6.4. Wykorzystanie wstępnego schłodzenia ciała w diagnostyce termowizyjnej innych schorzeń 98
7. Badania termowizyjne zmian powierzchniowej temperatury ciała pod wpływem kriostymulacji (Agnieszka Dębiec-Bąk, Anna Skrzek) 103
7.1. Wstęp 103
7.2. Badania termowizyjne 105
7.3. Wnioski 113
Kriokomory firmy CREATOR - materiał informacyjny 119
Gaz i technologie dla medycyny firm MESSER i ELECPOL - materiał informacyjny 123
8. Wpływ temperatur kriogenicznych stosowanych w zabiegach kriostymulacji i krioterapii ogólnoustrojowej na wybrane składowe pojemności antyoksydacyjnej ustroju (Anna Lubkowska, Iwona Bryczkowska) 125
8.1. Wstęp 125
8.2. Temperatury kriogeniczne a składowe układu antyoksydacyjnego 126
8.3. Podsumowanie 133
9. Zmiany biochemiczne surowicy krwi osób poddanych kriostymulacji (Elżbieta Jackowska, Włodzimierz Doroszkiewicz, Halina Podbielska) 139
9.1. Wstęp 139
9.2. Badanie aktywności bakteriobójczej surowicy krwi ludzkiej osób poddanych kriostymulacji 140
9.3. Badanie poziomu immunoglobulin w surowicy krwi ludzkiej osób poddanych kriostymulacji 142
9.4. Wnioski 144
10. Wpływ kriostymulacji ogólnoustrojowej na procesy termoregulacji u osób zdrowych (Paweł Zalewski, Jacek J. Klawe, Joanna Pawlak, Małgorzata Tafil-Klawe) 147
10.1. Wstęp 147
10.2. Materiał i metody 151
10.2.1. Pomiary temperatury głębokiej ciała 151
10.2.2. Pomiary temperatury powierzchni ciała 153
10.2.3. Metody statystyczne 154
10.3. Wyniki 155
10.3.1. Zmiany temperatury powierzchni ciała - pomiar termowizyjny 155
10.3.2. Zmiany temperatury głębokiej ciała - pomiar telemetryczny 160
10.4. Dyskusja 162
10.5. Wnioski 165
11. Zmiany parametrów czynnościowych układu sercowo-naczyniowego i autonomicznego układu nerwowego pod wpływem kriostymulacji ogólnoustrojowej (Paweł Zalewski, Jacek J. Klawe, Joanna Pawlak, Małgorzata Tafil-Klawe) 169
11.1. Wstęp 169
11.2. Materiał i metody 172
11.3. Wyniki 174
11.4. Dyskusja 181
11.5. Wnioski 185
III. Krioterapia i kriostymulacja
12. Historia stosowania niskich temperatur w medycynie (Anna Skrzek) 189
12.1. Zimno w historii 189
12.2. Historia kriogeniki w aspekcie biomedycznym 190
12.3. Historia krioterapii 191
12.4. Historia polskiej krioterapii 192
13. Zastosowanie kriostymulacji w medycynie sportowej (Aleksander Sieroń, Grzegorz Cieślar, Agata Stonek) 201
13.1. Wstęp 201
13.2. Zastosowanie kriostymulacji w sporcie wyczynowym 202
13.3. Wskazania do stosowania kriostymulacji u sportowców 207
Kriokomory firmy STAN-MAR - materiał informacyjny 209
14. Zastosowanie krioterapii w reumatologii i ortopedii (Agata Stonek, Grzegorz Cieślar, Leszek Jagodziński, Aleksander Sieroń) 211
14.1. Wstęp 211
14.2. Reumatoidalne zapalenie stawów 212
14.3. Zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa 216
14.4. Zapalenia okołostawowe 219
14.5. Choroby metaboliczne kości 220
14.6. Fibromialgia 221
14.7. Choroba zwyrodnieniowa stawów 222
14.8. Powikłania pourazowe narządu ruchu 226
15. Zastosowanie kriostymulacji w neurologii (Agata Stonek, Grzegorz Cieślar, Aleksander Sieroń) 233
15.1. Stwardnienie rozsiane 233
15.2. Stany wzmożonego napięcia mięśniowego 235
15.3. Zespoły korzeniowe w przebiegu dyskopatii 238
15.4. Zespoły depresyjne i nerwice 239
16. Zastosowanie krioterapii w postępowaniu fizjoterapeutycznym osób z uszkodzeniem układu nerwowego (Małgorzata Mraz) 243
16.1. Wstęp 243
16.2. Wskazania i działanie lecznicze krioterapii u osób z uszkodzeniem układu nerwowego 244
16.3. Efekty zastosowania krioterapii w rehabilitacji neurologicznej 246
17. Krioterapia ogólnoustrojowa z zaburzenia psychiczne (Joanna Rymaszewska, Justyna Mazurek) 255
17.1. Część ogólna 255
17.1.1. Charakterystyka i klasyfikacja zaburzeń psychicznych 255
17.1.2. Epidemiologia zaburzeń psychicznych 256
17.1.3. Metody badania i leczenia zaburzeń psychicznych 257
17.2. Część szczegółowa 257
17.2.1. Wpływ krioterapii ogólnoustrojowej na sferę psychiczną- potencjalne mechanizmy działania 257
17.2.2. Krioterapia ogólnoustrojowa w leczeniu depresji i zaburzeń lękowych 260
Aparaty firmy KrioSystem - materiał informacyjny 264
IV. Inne zastosowania niskich temperatur w biomedycynie
18. Kriochirurgia (Grzegorz Cieślar, Agata Stonek, Aleksander Sieroń) 265
18.1. Wstęp 265
18.2. Zastosowanie kriochirurgii w onkologii 267
18.3. Zastosowanie kriochirurgii w ginekologii 270
18.4. Zastosowanie kriochirurgii w flebologii 271
18.5. Zastosowanie kriochirurgii w dermatologii 273
18.6. Zastosowanie kriochirurgii w okulistyce 275
18.7. Zastosowanie kriochirurgii w laryngologii 276
18.8. Zastosowanie kriochirurgii w kardiologii 277
18.9. Zastosowanie kriochirurgii w gastrologii 278
Urządzenia firmy Metrum CryoFlex - materiał informacyjny 282
19. Kriokonserwacja (Armand Cholewka, Wojciech Ciszek, Zofia Drzazga) 283
19.1. Informacje ogólne 283
19.2. Problemy kriokonserwacji 284
19.2.1. Mechaniczne i chemiczne uszkodzenia materiału 284
19.2.2. Metody zapobiegania uszkodzeniom 285
19.2.3. Modelowanie matematyczne a kriokonserwacja 286
19.3. Zastosowania kriokonserwacji 288
19.3.1. Przechowywanie krwi, komórek macierzystych i szpiku 288
19.3.2. Banki nasienia i oocytów 289
19.3.3. Banki zarodków 290
19.3.4. Przechowywanie tkanek 291
19.3.5. Kriomikroskopia 293
19.3.6. Inne aplikacje 294
