Fizykoterapia
Fizykoterapia
TERMOTERAPIA-
TERMOTERAPIA-
podstawy teoretyczne do
podstawy teoretyczne do
stosowania zabiegów
stosowania zabiegów
Dr n. med. Renata Gałuszka
Dr n. med. Renata Gałuszka
specjalista fizjoterapii
specjalista fizjoterapii
specjalista zdrowia publicznego
specjalista zdrowia publicznego
W ujęciu fizycznym termoterapia polega
W ujęciu fizycznym termoterapia polega
na dostarczaniu, względnie odbieraniu
na dostarczaniu, względnie odbieraniu
energii cieplnej organizmowi. Podział na
energii cieplnej organizmowi. Podział na
ciepło i zimno dostał dokonany w
ciepło i zimno dostał dokonany w
odniesieniu do temperatury ciała
odniesieniu do temperatury ciała
ludzkiego. Przeniesienie energii
ludzkiego. Przeniesienie energii
cieplnej /dostarczenie lub odebranie
cieplnej /dostarczenie lub odebranie
energii kinetycznej/ zachodzi albo
energii kinetycznej/ zachodzi albo
bezpośrednio dzięki odpowiednim
bezpośrednio dzięki odpowiednim
nośnikom albo pośrednio poprzez
nośnikom albo pośrednio poprzez
absorbcję energii w tkankach.
absorbcję energii w tkankach.
Poszczególne metody różnią się
Poszczególne metody różnią się
również natężeniem w miejscu
również natężeniem w miejscu
aplikacji i czasem działania, jak
aplikacji i czasem działania, jak
również związanym z tym nasileniem
również związanym z tym nasileniem
reakcji organizmu.
reakcji organizmu.
LECZENIE CIEPŁEM
LECZENIE CIEPŁEM
Ciepłem nazywa się energię
Ciepłem nazywa się energię
bezładnego ruchu cząsteczek oraz
bezładnego ruchu cząsteczek oraz
energię wzajemnego oddziaływania
energię wzajemnego oddziaływania
atomów i cząsteczek. I prawo
atomów i cząsteczek. I prawo
termodynamiki mówi, iż każda aktywność
termodynamiki mówi, iż każda aktywność
chemiczna, mechaniczna,
chemiczna, mechaniczna,
elektromagnetyczna systemu powoduje
elektromagnetyczna systemu powoduje
wytwarzanie pewnej ilości ciepła.
wytwarzanie pewnej ilości ciepła.
Jednostka ciepła.
Jednostka ciepła.
Kaloria,
Kaloria,
określa
ilość
ciepła
określa
ilość
ciepła
potrzebną do ogrzania 1 cm 3 wody
potrzebną do ogrzania 1 cm 3 wody
o 1
o 1
C, od temp. 14.5 do 15.5
C, od temp. 14.5 do 15.5
C. W
C. W
układzie SI jednostką ciepła jest dżul
układzie SI jednostką ciepła jest dżul
(J). 1 cal = 4.186 J
(J). 1 cal = 4.186 J
Wymiana ciepła.
Wymiana ciepła.
Przenoszenie
Przenoszenie
energii cieplnej z jednego ciała do
energii cieplnej z jednego ciała do
drugiego lub z jednej części tego
drugiego lub z jednej części tego
ciała do drugiej, w wyniku dążenia do
ciała do drugiej, w wyniku dążenia do
osiągnięcia średniej energii
osiągnięcia średniej energii
kinetycznej.
kinetycznej.
Sposoby wymiany ciepła:
Sposoby wymiany ciepła:
przewodzenie (kondukcja)
przewodzenie (kondukcja)
rzenoszenie (konwencja)
rzenoszenie (konwencja)
p
p
romieniowanie.
romieniowanie.
Przewodzenie (kondukcja).
Przewodzenie (kondukcja).
Polega na
Polega na
wyrównaniu energii kinetycznej
wyrównaniu energii kinetycznej
cząsteczek w wyniku ich
cząsteczek w wyniku ich
bezpośredniego zderzenia (ciała
bezpośredniego zderzenia (ciała
stałe).
stałe).
Przenoszenie (konwencja).
Przenoszenie (konwencja).
Ruch
Ruch
środowiska gazowego lub ciekłego o
środowiska gazowego lub ciekłego o
różnych temperaturach, powstający
różnych temperaturach, powstający
w wyniku zmniejszania gęstości
w wyniku zmniejszania gęstości
części środowiska o wyższej
części środowiska o wyższej
temperaturze, które jako lżejsze
temperaturze, które jako lżejsze
unosi się ku górze.
unosi się ku górze.
Promieniowanie.
Promieniowanie.
Źródłem promieniowania
Źródłem promieniowania
jest ruch molekularny cząstek. Zgodnie z
jest ruch molekularny cząstek. Zgodnie z
prawem Stefana-Boltzmana każde ciała o
prawem Stefana-Boltzmana każde ciała o
temperaturze wyższej od zera
temperaturze wyższej od zera
bezwzględnego t=-273.16
bezwzględnego t=-273.16
C, jest źródłem
C, jest źródłem
promieniowania elektromagnetycznego,
promieniowania elektromagnetycznego,
którego ilość jest wprost proporcjonalna do
którego ilość jest wprost proporcjonalna do
czwartej potęgi jego temperatury w skali
czwartej potęgi jego temperatury w skali
Kelvina.
Kelvina.
Regulacja cieplna organizmu
Regulacja cieplna organizmu
Temperatura ma wpływ na procesy
Temperatura ma wpływ na procesy
biologiczne (fizyczne i chemiczne)
biologiczne (fizyczne i chemiczne)
zachodzące w żywych organizmach. Im
zachodzące w żywych organizmach. Im
wyżej zorganizowany organizm, tym ma
wyżej zorganizowany organizm, tym ma
bardziej złożone funkcje do spełnienia
bardziej złożone funkcje do spełnienia
przy udziale wysoko wyspecjalizowanego
przy udziale wysoko wyspecjalizowanego
urządzenia sterującego jakim jest system
urządzenia sterującego jakim jest system
nerwowy. Jego sprawne działanie wymaga
nerwowy. Jego sprawne działanie wymaga
stałości temperatury. Zwierzęta są
stałości temperatury. Zwierzęta są
zmiennocieplne, dostosowują
zmiennocieplne, dostosowują
temperaturę ciała do warunków
temperaturę ciała do warunków
otoczenia.
otoczenia.
Wysokość temperatury wpływa to na
Wysokość temperatury wpływa to na
przebieg wszystkich reakcji
przebieg wszystkich reakcji
chemicznych, stan skupienia
chemicznych, stan skupienia
substancji chemicznych zwłaszcza
substancji chemicznych zwłaszcza
błon lipidowych oraz trwałość wiązań
błon lipidowych oraz trwałość wiązań
tworzących cząsteczkę, tempo
tworzących cząsteczkę, tempo
procesów metabolicznych, szybkość
procesów metabolicznych, szybkość
przewodzenia.
przewodzenia.
Temperatura wnętrza „powinna być”
Temperatura wnętrza „powinna być”
odpowiednio wysoka, aby zapewnić max.
odpowiednio wysoka, aby zapewnić max.
sprawność i szybkość przebiegu
sprawność i szybkość przebiegu
wszystkich procesów życiowych. Jej
wszystkich procesów życiowych. Jej
wysokość jest ograniczona wrażliwością
wysokość jest ograniczona wrażliwością
termiczną czynnych cząsteczek
termiczną czynnych cząsteczek
białkowych w środowisku komórkowym.
białkowych w środowisku komórkowym.
Gdy wzrost temperatury w tkance
Gdy wzrost temperatury w tkance
nerwowej przekracza 42
nerwowej przekracza 42
C, rozpoczyna się
C, rozpoczyna się
niszczenie struktury cząstek białkowych,
niszczenie struktury cząstek białkowych,
początek denaturacji.
początek denaturacji.
Temperatura wnętrza organizmu jest
Temperatura wnętrza organizmu jest
utrzymywana dzięki termoregulacji
utrzymywana dzięki termoregulacji
blisko tolerancji termicznej czynnej
blisko tolerancji termicznej czynnej
cząsteczki białkowej (zwłaszcza
cząsteczki białkowej (zwłaszcza
tkanki nerwowej z marginesem
tkanki nerwowej z marginesem
tolerancji ok. 5
tolerancji ok. 5
C.
C.
Ciepło jest ubocznym produktem metabolizmu.
Ciepło jest ubocznym produktem metabolizmu.
W spoczynku wytwarzane jest głównie w
W spoczynku wytwarzane jest głównie w
wątrobie 26,4%, mięśniach 25,6%, mózgu 18%,
wątrobie 26,4%, mięśniach 25,6%, mózgu 18%,
sercu 8%, nerkach 7%, a w pozostałych
sercu 8%, nerkach 7%, a w pozostałych
narządach ok.14,5% [dane dla mężczyzny o
narządach ok.14,5% [dane dla mężczyzny o
masie ciał 70kg]. Przemiany oksydacyjne
masie ciał 70kg]. Przemiany oksydacyjne
zachodzą w ustroju z dużą efektywnością. Około
zachodzą w ustroju z dużą efektywnością. Około
30% energii magazynowane jest w wysoce
30% energii magazynowane jest w wysoce
energetycznych wiązaniach ATP, reszta
energetycznych wiązaniach ATP, reszta
zamienia się w ciepło, które nie może
zamienia się w ciepło, które nie może
podwyższyć temperatury wnętrza (czyli części
podwyższyć temperatury wnętrza (czyli części
rdzeniowej) poza granicę zagrożenia
rdzeniowej) poza granicę zagrożenia
termicznego i rozprowadzane jest krew po
termicznego i rozprowadzane jest krew po
całym organizmie.
całym organizmie.
Ciepło z krwią przez konwekcję dostaje
Ciepło z krwią przez konwekcję dostaje
się do powłoki powierzchniowej. W
się do powłoki powierzchniowej. W
niższych temperaturach otoczenia
niższych temperaturach otoczenia
zewnętrzna powierzchnia ciała ma niższą
zewnętrzna powierzchnia ciała ma niższą
temperaturę od jego wnętrza. W powłoce
temperaturę od jego wnętrza. W powłoce
powierzchniowej temperatura spada
powierzchniowej temperatura spada
warunkując transport ciepła przez
warunkując transport ciepła przez
przewodnictwo. Transport ten uzależniony
przewodnictwo. Transport ten uzależniony
jest od przewodności właściwej warstw
jest od przewodności właściwej warstw
powierzchniowych, spadku temperatury
powierzchniowych, spadku temperatury
oraz od powierzchni, przez którą ciepło
oraz od powierzchni, przez którą ciepło
jest przewodzone.
jest przewodzone.
Przewodność właściwa tkanki (
Przewodność właściwa tkanki (
)
)
zależy od stopnia jej ukrwienia, co
zależy od stopnia jej ukrwienia, co
wiąże się ze stanem rozszerzenia
wiąże się ze stanem rozszerzenia
naczyń krwionośnych. Średnia
naczyń krwionośnych. Średnia
temperatura skóry przy temperaturze
temperatura skóry przy temperaturze
powietrza 23-24
powietrza 23-24
C zawiera się w
C zawiera się w
granicach 31-35
granicach 31-35
C.
C.
Utrzymywanie stałej temperatury
Utrzymywanie stałej temperatury
ciała wymaga odpowiedniego
ciała wymaga odpowiedniego
sterowania sposobami oddawania
sterowania sposobami oddawania
ciepła oraz jego wytwarzania w
ciepła oraz jego wytwarzania w
procesach metabolizmu. Tego rodzaju
procesach metabolizmu. Tego rodzaju
stan homeostazy zapewnia
stan homeostazy zapewnia
termoregulacja. Obiektem regulacji
termoregulacja. Obiektem regulacji
jest wnętrze ciała. Wielkością
jest wnętrze ciała. Wielkością
regulowaną jest temperatura.
regulowaną jest temperatura.
Utrzymanie stałej temperatury
Utrzymanie stałej temperatury
wnętrza ciała (część rdzenna)
wnętrza ciała (część rdzenna)
wymaga odprowadzania ciepła
wymaga odprowadzania ciepła
wytworzonego w organizmie do
wytworzonego w organizmie do
otoczenia. Rozpraszanie ciepła
otoczenia. Rozpraszanie ciepła
odbywa się przez:
odbywa się przez:
Skórę
Skórę
Błony śluzowe
Błony śluzowe
Znikome ilości z kałem i z moczem.
Znikome ilości z kałem i z moczem.
Organizm traci ciepło z
Organizm traci ciepło z
powierzchni ciała poprzez:
powierzchni ciała poprzez:
1.Przewodzenie (kondukcja): zachodzi
1.Przewodzenie (kondukcja): zachodzi
tylko do ciała, z którym styka się
tylko do ciała, z którym styka się
zewnętrzna powierzchnia organizmu,
zewnętrzna powierzchnia organizmu,
w normalnych warunkach zawsze
w normalnych warunkach zawsze
będzie to ciało zimniejsze, więc
będzie to ciało zimniejsze, więc
ciepło będzie tracone.
ciepło będzie tracone.
2. Przenoszenie (konwekcja):
2. Przenoszenie (konwekcja):
zimniejsze otoczenie po ogrzaniu
zimniejsze otoczenie po ogrzaniu
ulega przemieszczeniu.
ulega przemieszczeniu.
3. Promieniowanie: jest tym silniejsze,
3. Promieniowanie: jest tym silniejsze,
im powierzchnia absorbująca jest ma
im powierzchnia absorbująca jest ma
niższą temperaturę. Większa
niższą temperaturę. Większa
wymiana ciepła zachodzi w
wymiana ciepła zachodzi w
odwrotnym kierunku.
odwrotnym kierunku.
4. Parowanie, najbardziej wydajny
4. Parowanie, najbardziej wydajny
sposób utraty ciepła z organizmu do
sposób utraty ciepła z organizmu do
otoczenia. Wyparowanie 1 kg wody
otoczenia. Wyparowanie 1 kg wody
powoduje utratę 585 cal (2451 J),
powoduje utratę 585 cal (2451 J),
zachodzi do powietrza cieplejszego
zachodzi do powietrza cieplejszego
od organizmu, o niskiej prężności
od organizmu, o niskiej prężności
pary.
pary.
Człowiek obnażony w warunkach
Człowiek obnażony w warunkach
przemiany podstawowej (w kalorymetrze
przemiany podstawowej (w kalorymetrze
temp. 26
temp. 26
C) traci ciepło przez konwekcję
C) traci ciepło przez konwekcję
11%, promieniowanie 67%, wyparowanie
11%, promieniowanie 67%, wyparowanie
22%, z kałem, moczem 1%. W
22%, z kałem, moczem 1%. W
temperaturze 30
temperaturze 30
C człowiek traci ciepło
C człowiek traci ciepło
przez konwencję 15%, promieniowanie
przez konwencję 15%, promieniowanie
49% i parowanie 36%. Stosunki te
49% i parowanie 36%. Stosunki te
zmieniają się, jeśli człowiek wykonuje
zmieniają się, jeśli człowiek wykonuje
pracę fizyczną.
pracę fizyczną.
Granice tolerancji zmian temperatury
Granice tolerancji zmian temperatury
Człowiek może trwać w stanie homeostazy
Człowiek może trwać w stanie homeostazy
tylko w określonych warunkach środowiska.
tylko w określonych warunkach środowiska.
Zbyt wysoka temperatura otoczenia wprowadza
Zbyt wysoka temperatura otoczenia wprowadza
ustrój w
ustrój w
stan
stan
hipertemii
hipertemii
. Ciepło oddawane do
. Ciepło oddawane do
otoczenia nie jest w stanie zbilansować ciepła
otoczenia nie jest w stanie zbilansować ciepła
wytwarzanego w organizmie i jego temperatura
wytwarzanego w organizmie i jego temperatura
wnętrza rośnie. Przy zbyt niskiej temperaturze
wnętrza rośnie. Przy zbyt niskiej temperaturze
otoczenia –
otoczenia –
stan hipotermii,
stan hipotermii,
gdy ciepło
gdy ciepło
oddawane do otoczenia przeważa nad ciepłem
oddawane do otoczenia przeważa nad ciepłem
wytwarzanym, temperatura wnętrza zmniejsza
wytwarzanym, temperatura wnętrza zmniejsza
się. Odchylenia temperatury wnętrza (w normie
się. Odchylenia temperatury wnętrza (w normie
około 37
około 37
C) o około 2
C) o około 2
C są przez organizm
C są przez organizm
tolerowane.
tolerowane.
Wzrost temperatury wewnętrznej do 41-
Wzrost temperatury wewnętrznej do 41-
42
42
C powoduje zakłócenia w
C powoduje zakłócenia w
funkcjonowaniu centralnego ośrodka, co
funkcjonowaniu centralnego ośrodka, co
prowadzi do włączenia termoregulacji.
prowadzi do włączenia termoregulacji.
Wzrost temperatury ciała powoduje
Wzrost temperatury ciała powoduje
wzmożenie procesów metabolicznych, co
wzmożenie procesów metabolicznych, co
pociąga za sobą wzrost wytwarzania
pociąga za sobą wzrost wytwarzania
ciepła. Sprzężenie zwrotne staje się
ciepła. Sprzężenie zwrotne staje się
dodatnie, wzmacnia skutki zakłócenia.
dodatnie, wzmacnia skutki zakłócenia.
Przy temperaturze wewnętrznej 44-45
Przy temperaturze wewnętrznej 44-45
C
C
w organizmie zachodzą nieodwracalne
w organizmie zachodzą nieodwracalne
zmiany kończące się śmiercią osobnika.
zmiany kończące się śmiercią osobnika.
Obniżenie temperatury wewnętrznej
Obniżenie temperatury wewnętrznej
poniżej 33
poniżej 33
C wprowadza zaburzenia w
C wprowadza zaburzenia w
sprawnym działaniu termoregulacji, a
sprawnym działaniu termoregulacji, a
przy 30
przy 30
C jej całkowite wyłączenie. Przy
C jej całkowite wyłączenie. Przy
28
28
C pojawia się zagrażające życiu
C pojawia się zagrażające życiu
zaburzenie rytmu serca. Organizm ludzki
zaburzenie rytmu serca. Organizm ludzki
jest bardzie odporny na hipo niż
jest bardzie odporny na hipo niż
hipertermię. Pod ścisłym nadzorem, na
hipertermię. Pod ścisłym nadzorem, na
krótki okres czasu temperatura
krótki okres czasu temperatura
wewnętrzna może zostać obniżona nawet
wewnętrzna może zostać obniżona nawet
do 24
do 24
C
C
44C
Górna granica, udar
cieplny
Uszkodzenie mózgu
Termoregulacja zniesiona
42C
Termoregulacja znacznie
zaburzona
40C
Gorączka
Ciężka praca
Termoregulacja sprawna
38C
36C
34C
32C
30C
28C
26C
24C
Wpływ temperatury na organizm
Wpływ temperatury na organizm
uzależniony jest od wilgotności
uzależniony jest od wilgotności
powietrza. Im bliżej stanu nasycenia
powietrza. Im bliżej stanu nasycenia
jest para wodna zawarta w
jest para wodna zawarta w
powietrzu, tym gorsze są warunki
powietrzu, tym gorsze są warunki
parowania. Przy temperaturach
parowania. Przy temperaturach
powietrza niższych od 30
powietrza niższych od 30
C nie
C nie
stwierdza się istotnego wpływu
stwierdza się istotnego wpływu
wilgotności na temperaturę skóry.
wilgotności na temperaturę skóry.
Wilgotność ta wpływa jednak na odczucie
Wilgotność ta wpływa jednak na odczucie
komfortu /temp. powietrza 25-35
komfortu /temp. powietrza 25-35
C i
C i
wilgotność 40-75%/. Wilgotność powietrza
wilgotność 40-75%/. Wilgotność powietrza
nabiera istotnego znaczenia w wysokich
nabiera istotnego znaczenia w wysokich
temperaturach, szczególnie jeśli
temperaturach, szczególnie jeśli
przekraczają temperaturę skóry, przy
przekraczają temperaturę skóry, przy
wilgotności 100% parowanie staje się
wilgotności 100% parowanie staje się
niemożliwe. Przy temperaturach skóry
niemożliwe. Przy temperaturach skóry
wyższych od temperatury powietrza,
wyższych od temperatury powietrza,
nawet przy wilgotności 100%, parowanie
nawet przy wilgotności 100%, parowanie
wody wydzielanej z potem jest możliwe.
wody wydzielanej z potem jest możliwe.
Ciało ludzkie reaguje na zmiany
Ciało ludzkie reaguje na zmiany
temperatury w celu ochrony tkanek przed
temperatury w celu ochrony tkanek przed
uszkodzeniem w wyniku działania
uszkodzeniem w wyniku działania
czynników termicznych i utrzymania
czynników termicznych i utrzymania
termicznej homeostazy. Lokalne i ogólne
termicznej homeostazy. Lokalne i ogólne
(systemowe) reakcje zależą od informacji
(systemowe) reakcje zależą od informacji
zainicjowanej przez receptory umieszczone
zainicjowanej przez receptory umieszczone
w skórze i płynącej drogami wstępującymi
w skórze i płynącej drogami wstępującymi
do podwzgórza i do kory, gdzie świadomie
do podwzgórza i do kory, gdzie świadomie
odbieramy odczucie ciepła.
odbieramy odczucie ciepła.
Wzrost
temperatur
y
w tkance do
poziomu
Skutek wzrostu temperatury
43.0C
Próg bólu
45.0C
Silny ból, 30 minut czas bezpiecznej
aplikacji
47.8C
Pęcherzyki na skórze w ciągu 20
minut, martwica w ciągu 1 h.
52.0C
Pęcherze w ciągu 30 sekund,
martwica w ciągu 1 minuty.
65.0C
Martwica tkanek w ciągu 1
sekundy.