Физические и физиологические основы дозиметрии и дозирования
Климатолечебных процедур
Одним из главных условий получения высокого лечебного эффекта при климатотерапии является применение физиологически обоснованных методов дозирования климатолечебных процедур. Это дает возможность правильно оценить силу раздражения климатических процедур, согласовать ее с функциональным состоянием организма, его резервными возможностями, а также избежать передозировке климатических воздействий и появления разного рода отрицательных реакций. Действительно, дозирование климатолечебных процедур связано с трудностями, обусловленными особенностями этих процедур: 1) при любой климатопроцедуре на организм воздействуют несколько факторов, которые трудно учесть; 2) процедуры проводятся в определенных условиях внешней среды, которые подчас невозможно регулировать.
Начало исследованиям в области дозирования климатопроцедур положил П.Г. Мезерницкий, разработавший в 1927-1929гг. методику дозирования солнечных облучений в калориях. В последующие годы в разработку этой проблемы большой вклад внесли Г.Д. Латышев, В.А. Зарубин (Ялта), В.И. Русанов (Томск), В.Я. Крамских (Москва), В.Г. Поздеев (Кисловодск), В.И. Гавриков (Сочи), Г.А. Ушверидзе (Тбилиси). Говоря о дозировании климатических воздействий прежде всего следует различать две группы климатопроцедур. Первая группа процедур не требует точного дозирования, так как климатические факторы действуют при них в течение достаточно длительного времени. К таким климатическим процедурам относится аэротерапия (пребывание на открытом воздухе). Больному назначают дневной или ночной сон на веранде, круглосуточное пребывание на веранде, пешеходные прогулки, спортивные игры на воздухе и т.д. Пользуясь этим «арсеналом», можно широко использовать аэротерапию как основной метод климатолечения, который в той или иной степени показан всем больным и, по существу, не имеет противопоказаний.
Ко второй группе процедур, требующих точного дозирования, относятся солнечные и воздушные ванны, купания, оказывающие выраженное биологическое действие на организм. Однако именно при дозировании этих климатопроцедур и встречаются отмеченные выше трудности.
Проблема дозирования климатолечебных процедур имеет несколько аспектов. К ним относятся: 1) дозиметрия – разработка систем определения факторов, воздействующих на организм при климатических процедурах; 2) определение условий внешней среды, при которых возможно применение климатопроцедур 3) определение дозы климатопроцедур при тех или иных заболеваниях на основе изучения реакций организма для разработки показаний и противопоказаний к различным методам климатолечения.
Прежде всего, возникает вопрос о количественном выражении воздействия климатопроцедуры. Так как учесть все действующие при климатических процедурах факторы затруднительно, считаем возможным базироваться на одном факторе, который в наибольшей степени характеризует физиологическую активность процедуры. В этом случае при назначении процедуры учитывается не время (в минутах), а числовое значение выбранного ведущего фактора; длительность процедуры будет определяться условиями ее проведения по разработанным дозиметрическим таблицам.
Для солнечных ванн ведущим действующим фактором является энергия солнечной радиации, падающая на единицу горизонтальной поверхности (в см2), которую наиболее часто выражают в тепловом эквиваленте (в калориях). Метод дозиметрии солнечных ванн в калориях был предложен еще в 20-х годах П.Г. Мезерницким и получил одобрение на Международном конгрессе в Париже в 1929г. Наличие стандартного прибора для измерения интенсивности солнечной радиации (пиранометра) и простота методики дозиметрии привели к тому, что она получила общее признание и ее широко применяют в курортной практике и в наши дни.
Г.Д. Латышев составил дозиметрическую таблицу для 43-47º северной широты, которую можно использовать для дозиметрии солнечных ванн в ясную погоду на юге Украины, в Крыму, в Молдавии, на Кавказе. В таблице рассчитана продолжительность лечебной дозы суммарной интегральной солнечной радиации (5 калорий) в различное время дня для разных сезонов года.
При проведении гелиотерапии необходимо учитывать микроклиматические (тепловые) условия. Это связано с тем, что реакция организма зависит не только от величины действующего фактора – дозы (в данном случае энергии тепловых и ультрафиолетовых солнечных лучей), но и от интенсивности воздействия дозы, т.е. времени, за которое данная доза достигается. Последнее будет зависеть от тепловой характеристики зоны, в которой проводятся солнечные облучения. Следовательно, одна и та же доза солнечного облучения может дать различный эффект в зависимости от тепловых условий, определяемых радиационной эквивалентно-эффективной температурой (РЭЭТ). Специальные исследования, проведенные в Ялтинском институте им. И.М. Сеченова у больных с различными сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, показали, что характер реакции организма на солнечные облучения действительно зависит как от дозы облучения, так и тепловых условий внешней среды, определяемых РЭЭТ.
Адаптация организма к солнечным облучениям является основанием для увеличения дозы облучения в процессе лечения. Иммунологические и биохимические исследования показали, что в результате адаптации реакции на последующие процедуры в увеличенных дозах (30-40 кал) могут быть более благоприятными, чем на первые процедуры в небольшой дозе (20 кал).
Реакция организма на одну и ту же дозу солнечного облучения выражена тем больше, чем сильнее условия внешней среды отличаются от комфортных. Отрицательные реакции учащаются при приближении к зонам охлаждения и перегрева. Благоприятные реакции преобладают в зоне комфорта, где снижены требования к приспособительным механизмам организма.
По мере увеличения как дозы облучения, так и величины РЭЭТ общее число неблагоприятных реакций возрастает. Так, при РЭЭТ до 23ºС оно составило 26%, а при РЭЭТ выше 29ºС - 43%. При дозе в 20 кал такие реакции выявлены в 30%, а при дозе 30-40 кал – в 41,7% случаев. Одновременное увеличение дозы облучения и РЭЭТ ведет к учащению неблагоприятных реакций с 21,7% после 20 кал при РЭЭТ 20-23ºС до 46,5% после 30-40 кал при РЭЭТ выше 29ºС. Следовательно, для получения положительной реакции на солнечные ванны при высоких РЭЭТ дозу облучения нужно снижать.
Таким образом, в определенных тепловых зонах и при определенных дозировках облучения солнцем сила неблагоприятных реакций уменьшается. Границы таких оптимальных зон определяются характером заболевания. Между оптимальной зоной и зоной, в которой применение солнечных облучений в той или иной дозировке не показано из-за значительного учащения отрицательных реакций, имеется переходная зона, в которой солнечные облучения могут применяться при условии строго индивидуального подхода и особо тщательного контроля. Знание границ этих зон необходимо для правильного назначения больным солнечных ванн.
Холодовые климатолечебные процедуры (воздушные ванны и купания) в течение длительного времени дозировались эмпирически; продолжительность дозы в минутах устанавливалась на основании субъективных ощущений больных. В условиях меняющихся температур (воздуха и воды) дозирование в минутах не дает возможности получить определенный физиологический эффект от холодовой процедуры. Очевидно, фиксированная длительность ее воздействия (например, купания в течение 10 мин) оказывает различное влияние в зависимости от температуры воды: например, при 15ºС оно будет более сильным, чем при 25ºС. Это можно сказать и о воздушных ваннах. При Холодовых процедурах, как и при солнечных ваннах, нужно определить основной действующий фактор.
Степень охлаждения тела зависит не только от температуры внешней среды (воздуха или воды), но и от состояния организма, его теплопродукции. Во время Холодовых воздействий происходит усиленная выработка организмом тепла, существенно компенсируя теплопотери. Очевидно, истинная величина охлаждения – это разница между теплоотдачей и теплопродукцией.
Холодовая нагрузка представляет собой разницу между теплоотдачей и теплопродукцией , отнесенную к единице поверхности тела (в ккал/м2), и является той частью теплоотдачи, которая не успевает компенсироваться теплопродукцией за время холодовой процедуры, являясь важнейшим показателем активности последней.
Для разработки методики дозиметрии купаний по холодовой нагрузке исследовали теплоотдачу во время морских купаний. Для этой цели Г.Д. Латышев (1962) сконструировал прибор – кожный тепломер, имеющий малую инерцию и позволяющий регистрировать плотность теплового потока, т.с. количество тепла, проходящее через единицу поверхности кожи в единицу времени. В результате исследований были выявлены общие закономерности теплоотдачи при купаниях.
Зная, что охлаждение зависит от продолжительности процедуры, температуры воды и конституциональных особенностей организма, можно рассчитать, за какое время при данной температуре воды организм будет терять определенное количество тепла. Учитывая, что потеря определенного количества тепла дает определенный физиологический эффект, представляется возможным разработать научно обоснованные дозиметрические таблицы для купаний.
Для разработки показаний к назначению морских купаний были изучены реакции больных сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями на морские купания в зависимости от их дозы и условий внешней среды. Повышение холодовой нагрузки приводило к более выраженным функциональным сдвигам.
Изучение характера реакций на различные дозы купаний при разных условиях внешней среды дало возможность установить оптимальные дозы в зависимости от заболевания, температуры воды и ЭЭТ.
Во время приема воздушных ванн, как и купаний, основным действующим фактором является охлаждение, однако характер его в воде и воздухе несколько различен.
При разработке дозиметрических таблиц для воздушных ванн были учтены следующие положения. В отличие от охлаждения в воде, когда интенсивность теплоотдачи за несколько минут купания уменьшается в 5-10 раз, при приеме воздушных ванн интенсивность теплоотдачи на протяжении всей процедуры уменьшается незначительно. Измерения, проведенные Г.Д. Латышевым при 15 различных условиях приема воздушных ванн, показали, что интенсивность теплоотдачи во время процедуры изменяется не более чем на 15-20%. Вывод дозиметрической формулы упрощается тем, что интенсивность теплоотдачи не зависит от времени. Следовательно, доза процедуры пропорциональна холодовой нагрузке.
Контрольные вопросы
1. Что такое эффективно-эквивалентная температура?
2. Как дозируются климатолечебные процедуры?
3. Что такое холодовая нагрузка?