Dynamics of Freezing and Warming of Soft Tissues with Short-Term Effect on Skin with Cryoapplicator

Авторы

  • Gennady Kovalov Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
  • Eduard Gordiyenko B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv
  • Yulia Fomenko B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv
  • Galyna Shustakova B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv
  • Polina Kiporenko V.N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv
  • Oleksiy Olefirenko Kharkiv Clinical Hospital on Railway Transport №2 Branch of the Health Center of Ukrzaliznytsia Joint-Stock Company, Kharkiv

DOI:

https://doi.org/10.15407/cryo30.04.359

Ключевые слова:

cryosurgery, skin, freezing, warming, dynamics of temperature fields, infrared thermography

Аннотация

The paper presents the analysis of possibilities and limitations of using the thermal imaging to monitor the dynamics of temperature field caused by a short-term cryoablation. It is shown that the method allows to remote and intraoperative control the dynamics of the freezing zone diameter as well as to estimate the current diameter of primary cryonecrosis zone. The diameter of primary cryonecrosis zone for this type of tissues reaches 13 mm, which makes it possible to destroy small morbid growth by low temperatures even with a short-term (30 s) cryoexposure. The using of this method to monitor the process of natural warming has shown the presence of long quasistable stage in dynamics of the freezing zone diameter with a slight change in the temperature field. This fact is likely due to structural changes in frozen tissues.

 

Probl Cryobiol Cryomed 2020; 30(4): 359–368

Библиографические ссылки

Abramovits W, Graham G, Har-Shai Ya, Strumia R. Dermatological cryosurgery and cryotherapy. London: Springer; 2016. 758 p. CrossRef

Cetingül MP, Herman C. A heat transfer model of skin tissue for the detection of lesions: sensitivity analysis. Phys Med Biol. 2010; 55(19): 5933-51. CrossRef

Cholewka A, Stanek A, Sieroń A, Drzazga Z. Thermography study of skin response due to whole-body cryotherapy. Skin Res Technol. 2012; 18(2): 180-7. CrossRef

Cohen EEW, Ahmed O, Kocherginsky M, et al. Study of functional infrared imaging for early detection of mucositis in locally advanced head and neck cancer treated with chemoradiotherapy. Oral Oncology. 2013; 49(10): 1025-31. CrossRef

Cruz GAS, Bertotti J, Marín J, et al. Dynamic infrared imaging of cutaneous melanoma and normal skin in patients treated With BNCT. Appl Radiat Isot. 2009; 67(7-8): S54-S58. CrossRef

Diakides NA, Bronzino JD. Medical infrared imaging. New York: CRC Press; 2007. 448 p. CrossRef

Gordiyenko EYu, Glushchuk NI, Pushkar YuYa, et al. A multi-element thermal imaging system based on an uncooled bolometric array. Instrum Exp Tech. 2012; 55(4): 494-7. CrossRef

Hamblin MR, Avci P, Gupta GK. Imaging in dermatology. London: Academic Press; 2016. 560 p. Infrared Camera Models: [Internet] [cited 2019 Nov 28]. Available from: https://www.infratec.eu/thermography/infrared-camera/ CrossRef

Maiwand M, Asimakopoulos G. Cryosurgery for lung cancer: clinical results and technical aspects. Technol Cancer Res Treat. 2004; 3(2): 143-50. CrossRef

Mala T, Samset E, Aurdal L, Soreide O. Magnetic resonance imaging-estimated three-dimensional temperature distribution in liver cryolesions: a study of cryolesion characteristics assumed necessary for tumor ablation. Cryobiology. 2001; 43(3): 268-75. CrossRef

Matos F, Neves EB, Norte M, et al. The use of thermal imaging to monitoring skin temperature during cryotherapy: a systematic review. Infrared Physics & Technology. 2015; 73: 194-203. CrossRef

Pasquali P. Cryosurgery. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag; 2015. 315 p.

Pogrel MA, Yen CK, Taylor R. A study of infrared thermographic assessment of liquid nitrogen cryotherapy. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol. 1996; 81(4): 396-401. CrossRef

Rewcastle JC, Sandison GA, Hahn LJ, et al. A model for the time-dependent thermal distribution within an iceball surrounding a cryoprobe. Phys Med Biol. 1998; 43(12): 3519-34. CrossRef

Vellard M, Arfaoui A. Detection by infrared thermography of the eff ect of local cryotherapy exposure on thermal spreadin skin. J Imaging [Internet]. 2016 June 13 [cited 2019 Nov 20]; 2(2): 20. Available from: https://www.mdpi.com/2313-433X/2/2/20/htm CrossRef

Zhmakin AI. Physical aspects of cryobiology. Phys Usp. 2008; 51:231-55. CrossRef

Zhmakin AI. Fundamentals of cryobiology. Physical phenomena and mathematical models. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag; 2009. 278 p. CrossRef

Zimmerman EE, Crawford P. Cutaneous cryosurgery. American Family Physician. 2012; 86(12):1118-24.

Загрузки

Опубликован

2020-12-14

Как цитировать

Kovalov , G., Gordiyenko , E., Fomenko , Y., Shustakova , G., Kiporenko , P., & Olefirenko , O. (2020). Dynamics of Freezing and Warming of Soft Tissues with Short-Term Effect on Skin with Cryoapplicator. Проблемы криобиологии и криомедицины, 30(4), 359–368. https://doi.org/10.15407/cryo30.04.359

Выпуск

Том 30 № 4 (2020): Проблемы криобиологии и криомедицины

Раздел

Криомедицина, клиническая и экспериментальная трансплантология

Лицензия

Copyright (c) 2020 Gennady O. Kovalov , Eduard Yu. Gordiyenko , Yulia V. Fomenko , Galyna V. Shustakova , Polina V.Kiporenko , Oleksiy O. Olefirenko

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:

  • Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.
  • Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  • Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).