Большая Советская Энциклопедия (КР)

Н. Л. Граве, А. А. Шарбатян.

Криотерапия

Криотерапи'я (от крио... и терапия), лечение холодом. С лечебной целью издревле применяли обкладывания льдом, обёртывания в смоченные водой простыни. Умеренное, не вызывающее оледенения охлаждение используется в медицине с целью уменьшения воспалительных явлений, как кровоостанавливающее, болеутоляющее и уменьшающее отёк средство. Эффект объясняется либо рефлекторной реакцией (сужение кровеносных сосудов и замедление кровотока), либо снижением обмена веществ в подвергаемом действию холода участке. Холод (аппликации пузырей со льдом) применяют при различных воспалительных процессах (в области жёлчного пузыря, червеобразного отростка, желудка, поджелудочной железы и т. д.), ушибах, переломах. При лёгочных, носовых и желудочно-кишечных кровотечениях назначаются аппликации пузырей со льдом на соответствующую область или заглатывание кусочков льда. На ожоговые поверхности накладывают повязки с охлажденным спиртом. При сотрясениях и ушибах головного мозга для борьбы с отёком пострадавшему на голову надевают специальной конструкции резиновый шлем, через который постоянно пропускают холодную воду. При кратковременных операциях (вскрытие абсцессов, флегмон) обезболивания достигают распылением хлорэтила и, отнимая у тканей тепло, замораживают их и снижают чувствительность. Общее охлаждение организма — гипотермию — применяют при выполнении операций на сердце, крупных сосудах, головном мозге.

В. А. Думчев.

Один из важнейших разделов К. — криохирургия, новое направление в хирургии, использующее низкие температуры для деструкции органов и тканей больного, подлежащих удалению или разрушению. Попытки использовать холод для разрушения тканей были предприняты в 40-х гг., когда американский хирург Т. Фей длительно охлаждал раковые опухоли у неоперабельных больных и получил заметное, хотя и временное, улучшение. Многие дерматологи применяют локальное замораживание кожи (преимущественно углекислотой) при некоторых её заболеваниях и раковых поражениях. Значительно труднее оказалось локально замораживать ткани в глубине тела. Замораживание тканей млекопитающих до состояния льда ведёт к полному и необратимому их некрозу. Это результат дегидратации клеток при образовании кристаллов льда в их недрах и во внеклеточной жидкости; резкого повышения концентрации электролитов в клетках («осмотический шок»); механические повреждения клеточных мембран и органоидов образующимися кристаллами льда; прекращения кровообращения в зоне замораживания.

Локальное замораживание глубоких структур человеческого организма стало возможным с созданием соответствующей аппаратуры. Это позволило внедрять криохирургию в разных областях медицины. Испытание фреона и др. хладоагентов показало, что для целей криохирургии наиболее подходит жидкий азот (t_kип — 195,8°С). Широко применяется криохирургический метод при операциях на головном мозге. В 1961 его впервые применили в США при стереотаксических операциях с целью создания строго локального очага деструкции размером 7—9 мм в глубоких подкорковых структурах мозга. В 1962 советскими учёными (А. И. Шальников, Э. И. Кандель и др.) был создан оригинальный прибор для криогенной деструкции глубоких образований мозга. Основная его часть — тонкая металлическая трубка (канюля) с резервуаром, в который заливают жидкий азот. Пользуясь стереотаксии методом, канюлю вводят в заданную структуру мозга. Прибор позволяет получить на конце канюли достаточно низкую температуру, способную превратить в лёд заданный объём мозговой ткани. Т. к. тонкий холодопровод внутри канюли теплоизолирован глубоким вакуумом (10^{– 7} мм рт. ст.), она остаётся тёплой и лишь на конце канюли (длина 2 мм) создаётся температура —70°, что обеспечивает образование ледяного шарика диаметром 5—9 мм. После выкипания азота шарик тает, а превращённая в лёд и затем оттаявшая мозговая ткань гибнет. Др. модель этого прибора (1970) позволяет замораживать значительные объёмы опухолевой ткани (до 50—55 мм в диаметре). Криохирургией пользуются при стереотаксических операциях на головном мозге с целью лечения паркинсонизма, торсионной дистонии, атетоза, спастической кривошеи, тяжёлых болевых синдромов и т. д. Криодеструкция нормального гипофиза эффективна при метастазах некоторых видов рака; замораживание опухолей гипофиза перспективно при акромегалии и болезни Иценко—Кушинга. Обнадёживающие результаты получены при холодовой деструкции опухолей в больших полушариях мозга. Криохирургию применяют и для лечения некоторых глазных болезней (при отслойке сетчатки, для удаления внутриглазных опухолей и т. д.), а также для удаления миндалин, полипов носоглотки, опухолей носа, аденом предстательной железы и т. д.

Э. И. Кандель.

Криотрон

Криотро'н [от крио... и (элек)трон], переключательный криогенный элемент, основан на свойстве сверхпроводников скачком менять свою проводимость под воздействием критического магнитного поля. Действие К. аналогично работе ключа или реле; К. может находиться только в одном из двух состояний — либо в сверхпроводящем, либо с малой проводимостью. К. могут быть как проволочными, так и плоскими (плёночными), На рисунке показана конструкция плёночного К. К. обладают высоким быстродействием (время перехода из одного состояния в другое несколько долей мксек), малыми размерами (до нескольких тысяч К. на площади в 1 см²), дёшевы в изготовлении и достаточно надёжны. Технологические трудности, связанные с глубоким охлаждением, являются причиной того, что применение К. к 1973 находилось на стадии лабораторных исследований и опытных образцов.

Лит.: Крайзмер Л. П., Устройства хранения дискретной информации, 2 изд.; Л., 1969.

Л. П. Крайзмер.

Крестообразный плёночный криотрон: 1 — управляющая плёнка (Pb); 2 — изолирующий слой (SiO₂); 3 — управляемая плёнка (Sn); 4 — изоляция (SiO₂); 5 — экранирующий подслой (Pb); 6 — подложка; I_y — управляющий электрический ток; I_в — управляемый электрический ток.

Криотурбация

Криотурба'ция (от крио... и лат. turbatio — смятение, беспорядок), участки сильно деформированных почв и грунтов со следами их движения; имеют вид завихрений, фиксируемых различно окрашенными или различно сложенными слоями. К. формируются при протаивании грунтов, а также при их промерзании в условиях замкнутых грунтовых систем.

Криофилы

Криофи'лы (от крио...и греч. phil'eo — люблю), организмы, живущие в талых лужах на поверхности льда или снега и в воде, пропитывающей морской лёд; при понижении температуры они оказываются вмёрзшими в лёд. К К. относятся одноклеточные водоросли (составляющие оснjdye. массу криопланктона) и мелкие животные (некоторые черви и насекомые). Массовое развитие водорослей-К. вызывает окрашивание снега или льда (например, раститtkmysv жгутиконосцем Chlamydomonas nivalis — в красный цвет). В полярных морях диатомовые водоросли, обитающие в толще морского льда, окрашивают льдины в жёлто-бурый цвет, что способствует их таянию и уменьшает прочность Микроорганизмы, относящиеся к К., чаще называют психрофильными микроорганизмами.

Криофильные микроорганизмы

Криофи'льные микрооргани'змы, бактерии, плесневые грибы и некоторые др. микроорганизмы, способные развиваться при относительно низких температурах (около 0°С); то же, что психрофильные микроорганизмы.

Криофиты

Криофи'ты (от крио... и греч. phyt'on — растение), растения, приспособленные к холодным и сухим местообитаниям. Вместе с психрофитами образуют основу растительного покрова тундр, альпийских лугов, осыпей и скал в высокогорьях. Пример К. — подушковидные растения высокогорных пустынь Памира, Тянь-Шаня, Тибета.

Криоэлектроника

Криоэлектро'ника, криогенная электроника, направление, охватывающее исследование взаимодействия электромагнитного поля с электронами в твёрдых телах при криогенных температурах (ниже 90К) и создание электронных приборов на их основе. В криоэлектронных приборах используются различные явления: сверхпроводимость металлов и сплавов, зависимость диэлектрической проницаемости некоторых диэлектриков от электрического поля, появление у металлов при Т < 80К полупроводниковых свойств при аномально высокой подвижности электронов проводимости и др.

К криоэлектронным приборам следует отнести: запоминающие и логические криоэлектронные устройства вычислительной техники; генераторы, усилители, переключатели, резонаторы, детекторы, преобразователи частоты, фильтры, линии задержки, модуляторы и др. приборы СВЧ; сверхпроводящие магнитометры,гальванометры,болометры и др. Одной из задач К. является создание электронных охладителей, а также миниатюрных приборов, сочетающих в одной конструкции электронную схему, криостат, служащий герметической оболочкой, и охлаждающее устройство.

Криотроны. Развитие К. началось с создания криотрона (1955) — миниатюрного переключательного элемента, действие которого основано на явлении сверхпроводимости. Криотроны — элементы логических, запоминающих и переключательных устройств. Они отличаются низким потреблением энергии (10^{– 18}дж), малыми габаритами (до 10^{– 6}мм²), быстродействием (время переключения ~ 10^{– 11}сек). Первые проволочные криотроны были вскоре заменены плёночными (1958—1960). В 1955—56 появились др. плёночные запоминающие элементы: персистор, персистотрон, ячейка Кроу, однако они не получили распространения. Основным криоэлектронным элементом в вычислительной технике остался плёночный криотрон. В 1967 был разработан плёночный туннельный криотрон (криосар), основан на Джозефсона эффекте.

Криоэлектронныеусилители. Проблема приёма слабых сигналов СВЧ стимулировала появление низкотемпературных твердотельных усилителей, основанных на разных физических явлениях и обладающих ничтожно малыми шумами. К ним следует отнести прежде всего парамагнитный квантовый усилитель и параметрический усилитель, работающий при температуре 90K. В последнем роль активного элемента (параметрического полупроводникового диода) играет либо р—n– переход в полупроводнике с высокой подвижностью носителей при Т < 90К, либо переход металл — полуметалл (InSb, рис. 1). Последний приобретает при Т < 90К свойства полупроводника, имеющего подвижность носителей в 10²—10³ раз выше, чем у Ge и Si. Мощность, потребляемая таким усилителем, ~ 10^{– 1}— 10^{– 2} вт.