生物电磁场的研究进展论文

1.磁场对神经系统的影响磁场对神经系统的影响的研究目前是比较多的。中等强度的磁场(SMF)对神经系统的影响的研究已有数十年。有研究说SMF可以改变中枢神经系统的功能，极低频的磁场可影响神经细胞的生存和死亡，脉冲磁场可在大鼠身上起到止痛作用，而且没副作用，可类同吗啡起到的缓和作用。神经突在PC12细胞中的生长对辐射流密度和脉冲磁场的频率很敏感。有研究表明磁场低于0．5 T对人类的神经系统有明显的生物效应。郭云琴等报道0．4 mT的脉冲磁场可明显提高脑梗塞大鼠的神经功能．减小大鼠脑梗塞灶的面积，且使梗塞软化灶显著减少。魏莉等报道重复性磁刺激后，体外培养的海马神经元的形态无明显变化，细胞活力及抗氧化能力明显提高。对大鼠海马神经元不会造成明显损伤，产生了神经保护作用。2.磁场对离子通道电特性的影响极低频(ELF)弱磁场作用于细胞的靶点首先是细胞膜。实验研究发现，生物机体对电磁场作用的反应中细胞膜发挥主要作用。电磁场作用的初始位点是细胞膜，使膜表面蛋白质分子产生电泳作用。改变膜表面的电荷分布，调节受配体结合，激活信号传导系统，影响细胞膜上离子通道的电特性，最终导致细胞生命活动的改变。法国Bordeaux大学神经生理实验室发现在50Hz，1 mT的正弦磁场照射下，细胞膜对钙离子的通透性增加，胞内钙离子浓度上升。Ottaviani和Rosen等人研究了50 Hz工频电磁场和125 mT的静磁场对细胞膜离子跨膜转运能力的影响，Jie-FeiShen等人用125 mT的静磁场(SMF)作用于大鼠的三叉神经根部的兴奋神经，观察瞬时外向钾电流和延迟整流钾电流的变化，发现照射组较对照组电流有微小的变化，125 mT的静磁场可通过改变失活率影响两种电流的失活动力学特征，激活参数没有明显改变。这些发现说明细胞膜在中等强度SMF影响下是有形变的，并且膜上的离子通道的生理特性也受影响的假说是成立的。Adair认为频率小于200Hz，幅度大约为50μT的磁场可以改变离子通过细胞膜的活动，也有人对此提出疑义，认为在离子和场之间简单直接的互感作用是很微弱的。但K．W．Wang1994年得到结论，静磁场和低频磁场对短杆菌肽通道的影响已通过膜片钳实验记录到，并且能够探测到包含很多通道的膜电导0．3%的变化。C．L．M．Baure等人经过实验证明27 mt-37 mT的静磁场和频率在7 Hz一72 Hz，幅值在13 mT-114 mT的交变磁场的合适组合可以影响细胞膜上钙离子通道蛋白。3.磁场对血液循环的影响磁场对血液循环的影响的研究已进行了很多年，并日益引起人们的关注。席晓莉等人曾做过实验，用脉冲频率20 Hz，强度分别为0．25 T、0．34 T、0．64 T三种不同强度的脉冲磁场对小鼠进行40 min全身辐照，对照组进行40 min假辐照。对处理后的小鼠的学习记忆行为及其血液的自由基和血液流变特性进行测量。结论是：辐照强度0．25 T组与对照组的学习记忆能力、自由基特性及血液流变学特性均无显著差别；O．34T强度辐照组的小鼠学习记忆能力明显强于对照组，其SOD比活性、MDA均比对照组显著下降。血液流变学特性除压积增加外，其余无改变；0．64 T强度的磁辐照组小鼠的学习记忆能力明显低于对照组，血液的自由基和血液流变学特性无显著改变。又有巨宏博等人闭曾做过脉冲电场和磁场对小白鼠血细胞影响的比较研究实验。得到结论：脉冲磁场对血细胞的影响发生在辐照后一周左右，白细胞总数呈下降趋势，但白细胞分类无差异。而且两周左右自细胞计数便可恢复。杨春智等人做了低频脉冲磁场对小白鼠白细胞影响的实验，观察了低频脉冲磁场辐照小白鼠使其自细胞变化的规律。实验结果表明。辐照次数少时，即辐照时间短，脉冲磁场促使小白鼠白细胞增加(P<0．05)；而辐照次数多时，即辐照时间长。则引起白细胞数目减少(P<0．01)，从白细胞上升到下降，存在一段不增不减的过程，说明了弱作用引起刺激效应，强作用引起抑制效应。说明磁场对血液微循环的改变在时间和强度上存在“窗口”效应。4.磁场促骨再生的研究国内外研究磁刺激治疗骨折不愈合的有很多。张晓军等人观察极低频脉冲电磁场(PEMF)对体外培养成骨细胞增殖、分化、体外矿化的影响，采用频率为15 Hz、强度为5 mT、占空比为15%的PEMF作用于成骨细胞．检测成骨细胞的增殖、碱性磷酸酶(ALP)活性以及体外矿化指标。结论是：PEMF显著促进成骨细胞增殖和体外矿化，抑制ALP活性作用。又有黄仕龙等人做了50 Hz正弦波电磁场对大鼠骨骺干细胞分化的生物学影响的研究。结果发现曝磁早期细胞增殖活性改变不明显，正弦波电磁场刺激4d和6d能明显促进细胞的增殖，适当参数的工频正弦波电磁场能促进骨骺干细胞PTHrp蛋白的表达，从而调节其增殖能力，增强分化稳定性。抑制细胞凋亡。在这里我们分析了磁场对生物体影响的几个重要方面的研究现状。虽然所用的实验方法和所做的研究目的各不相同，但都是要发现磁场和生物体的作用关系。从而为医学提供更可靠准确的实验数据，达到进一步治疗的目的。

三 电磁波在医疗上的应用在科学上，称超过人体承受或仪器设备容许的电磁辐射为电磁污染。电磁辐射分二大类，一类是天然电磁辐射，如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等，除对电气设备、飞机、建筑物等可能造成直接破坏外，还会在广大地区产生严重电磁干扰。另一类是人工电磁辐射，主要是微波设备产生的辐射，微波辐射能使人体组织温度升高，严重时造成植物神经功能紊乱。但是对电磁辐射，要正确认识，而且要科学防护。事实上，电磁波也如同大气和水资源一样，只有当人们规划、使用不当时才会造成危害。一定量的辐射对人体是有益的，医疗上的烤电、理疗等方法都是利用适量电磁波来治病健身生物电磁场保健将人体置于姜氏场导舱内接受载有青春信息的植物幼苗发射的生物电磁波。结果发现：人体红细胞膜的渗透脆性降低，韧性增强；甲状腺素、 性激素分泌增加；免疫功能提高；肾上腺皮质激素分泌无明显变化。提示：植物幼苗电磁波有助于红细胞功能的发挥，促进机体新陈代谢，增加青春活力，提高性功能，增强免疫力从而对人体发挥返老还青和医疗保健作用。激光治疗激光是60年代初出现的一种新光源。已广泛应用于国防、农业、卫生医疗和科学研究，也是治疗肿瘤的一种新方法。用它既能切割组织，又能同时止血，能使肿瘤组织迅速气化和雾化，从而使肿瘤在瞬间消失。激光对组织具有热、压、光和电磁场效应的作用。1、热效应：激光能使肿瘤组织在几秒种的短时间内，局部温度高达200-1000摄氏度，使其变性、凝固坏死，继而气化消失。2、压力效应：激光本身的光压和由高热导致的组织膨胀引起的二次冲击波，加深了肿瘤组织破坏。3、光效应：激光被肿瘤组织吸收后，可增强热效应，使肿瘤组织被破坏。4、电磁场效应：激光是一种电磁波。能产生电磁场，可使肿瘤组织离化、核分解而被破坏死亡，如有残癌也可自行消退，这可能与免疫有关。激光制造成激光器、激光手术刀用于治疗体表肿瘤，眼耳鼻咽喉肿瘤、神经肿瘤等。EMF系统EMF系统是由（株）日本MDM公司开发研究生产的新一代脑外科手术器械。根据其作用原理，我们俗称之为“电磁刀”。EMF系统利用高频电磁能对机体组织进行汽化，切割和凝固。因该系统外周围优良组织的热损伤小且不需要对极板，因此尤其使用于脑外等精密外科。对硬性及深部微小脑瘤的去除极为有效。EMF系统与常规的电刀相比，在原理和设计上都有很大区别。EMF系统用于汽化，切割和凝固的输出功率很小（49W以下），为一般电刀所不及。不需要对极板这一特点使单极手术刀用于脑外手术成为可能。没有烧伤感电和破坏神经系统的危险，安全性高，使用方便。与激光刀相比，不需要眼球保护镜和其它保护附件，操作时对患者和医生均无危害。手术时与患部直接接触，医生可以灵活掌握调节。与超声波刀相比，EMF系统对于硬化深部微小肿瘤的汽化治疗效果尤为显著。HandPiece非常轻便且呈弯曲状，使视野不受影响，并有利于长时间手术。刀头部分可以任意弯曲，适用于各种手术需要。微波治疗微波是指波长在1毫米至1米范围内的非电离辐射高频电磁波。70年代后期微波技术在医疗上得到应用。科学家研究发现，微波治疗有3种：一是大剂量高热治疗肿瘤，能抑制肿瘤细胞的蛋白质合成，降低肿瘤细胞分裂速度，增强化疗、放疗效果；二是用于局部生物体组织的凝固治疗，具有不炭化、不产生烟雾的特点；三是小剂量的温热治疗，可以解痉、止痛、消炎并促进伤恢复等。电磁波消毒利用电磁波的场效应和热效应，在5－l0分钟内能迅速达到国家卫生部规定的消毒要求，对成捆、成扎的纸币、成叠的毛巾、医疗器械具有穿透力强，无残留药毒性的消毒特点，是当今消毒领域的新突破。

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