Біотропного параметри магнітних полів Вплив природних електро

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Білоруський державний університет ІНФФОРМАТІКІ І РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
Кафедра ЕТТ
РЕФЕРАТ
На тему:
«Біотропного параметри магнітних полів. Вплив природних електромагнітних полів на живі організми та механізми впливу »
МІНСЬК, 2008

Під терміном «біотропного параметри» розуміються фізичні характеристики МП, що визначають первинні, біологічно значущі фізико-хімічні та інформаційні механізми дії поля, що зумовлюють формування відповідних реакцій як окремих органів, так і на рівні цілісного організму (М. А. Шишлов). До них відносяться: вид поля, індукція, енергія, градієнт, вектор і частота поля, форма в часі і просторі, експозиція і локалізація впливу. Від кожного з параметрів, а також від їх поєднання істотно залежить ефективність лікування того чи іншого захворювання.
Індукція (В) - основний параметр магнітного поля, являє собою щільність магнітного потоку (магнітний потік, який припадає на одиницю площі перерізу). Індукція - величина векторна, визначається модулем і напрямом. Одиницею виміру індукції є тесла: 1 Тл = 1 В-с/м2.
Біологічно активною є будь-МП, величина якого відрізняється як у бік збільшення, так і зменшення від геомагнітного поля, що становить десятки мкТл. Порогові напруженості для різних видів МП коливаються від 3 мТл для ПМП до 0,01 мТл для ІБМП. Наголошено на необхідності зниження інтенсивності МП при впливі на рівні цілісного організму. Гранично допустимий рівень величини індукції МП на виробництві становить 1 ... 2 Тл. У серійно випускається апаратурі, призначеної для магнітостіму-ляції, величина індукції МП знаходиться в межах від 1500 до 4000 мТл; для впливу на біологічні активні точки - 100 мТл; для впливу на локальні ділянки частин тіла людини - від 15 до 50 мТл; для впливу на частини тіла і всю людину - від 0 до 5 мТл. Це явна тенденція зниження інтенсивності МП зі збільшенням площі впливу.
У залежності від значень індукції магнітні поля, що застосовуються в магнітотерапії, умовно поділяють на надслабких - <0,5 мТл, слабкі - 0,5 ... 50 мТл, середні - 50 ... 500 мТл, сильні -> 500 мТл.
Найбільшого поширення в лікувальній практиці отримали слабкі МП. Якщо магнітна індукція не змінюється в просторі, поле є однорідним. В однорідному полі всі вектори магнітної індукції мають одне і те ж значення і один напрямок. При цьому градієнт магнітної індукції дорівнює нулю. Досить однорідними вважаються поля в центральній частині довгого соленоїда і в центрі системи котушок Гельмгольца. Такого роду поля широко використовуються при фізіологічних дослідженнях, а в практиці магнітотерапії їх застосування обмежене.
Градієнт магнітної індукції є вектор, що має значення 3B/3N і спрямований по нормалі N до поверхні рівної індукції в бік найбільшого зростання магнітної індукції:
(1)
Практично gradB визначається як зміна магнітної індукції, що припадає на одиницю довжини по кожній з координат. Як фізична величина цей показник характеризує динаміку поля і свідчить про його неоднорідності. Одиниця виміру градієнта магнітної індукції - тесла на метр (Тл / м).
Ряд авторів вважають, що механізм дії слабких МП однозначно визначається просторово-часовими градієнтами поля [34], інші пов'язують посилення магнітобіологіческіх ефектів зі збільшенням просторово-часової неоднорідності МП і при їх інтерпретації радять враховувати перепад напруженості МП за площею зацікавлених структур.
Вектор магнітного поля вказує напрямок магнітних силових ліній. При зміні напрямку вектора змінюється характер магнітобіологіческого ефекту, що, мабуть, адекватно різного дії північного і південного полюсів постійного магніту. Ряд дослідників відзначають велику активність поперечного магнітного поля, тобто в тих випадках, коли вектор магнітного поля перпендикулярний поверхні тіла людини, на відміну від поздовжнього поля, при якому вектор магнітної індукції паралельний поверхні тіла людини. Власний досвід авторів показує, що досить часто більшою активністю має поздовжнє полі. І це не є протиріччям, оскільки реальні штучні МП, особливо, створювані локально-зосередженими джерелами невеликих габаритів, мають змішаний характер вектора магнітної індукції, що володіє як поздовжньої, так і поперечної складовими. Крім цього ряд вчених у своїх дослідженнях магнітобіологіческіх відзначають велику активність МП з вертикальним напрямом вектора, пояснюючи його взаємодією з геомагнітним полем.
Частота магнітного поля є досить важливим біотропного параметром. У ході тривалої лікувальної практики знайдено «частотні вікна», в яких магнітобіологіческій ефект виражений помітно більш яскраво. Наприклад, у роботі показано, що впливу магнітних полів з частотою альфа-ритму електроенцефалограми людини (8 ... 14 Гц) надають істотно більш сильний вплив, ніж інші частоти з тією ж інтенсивністю. Тому в ряді випускаються магнітотерапевтичної апаратів передбачений режим харчування з частотою 12,5 Гц. Найбільш часто в практиці використовуються синусоїдальна і пульсуюче магнітні поля з частотою промислової мережі 50 Гц. В даний час випускаються прилади, що мають набір фіксованих частот або плавно перебудовуються за частотою. Подальшим розвитком техніки магнйтотерапіі в цьому сенсі є створення апаратури, яка могла б виробляти магнітні поля, що синхронізуються основними біоритмами людини. Наприклад, в магнітоте-рапевтіческом комплексі «Аврора МК-01» (СРСР), що має набір фіксованих частот 0,1; ... 100 Гц, передбачена можливість синхронізації з ритмом пульсу.
Форма магнітного поля в часі і просторі. При використанні в якості джерела магнітного випромінювання одного елементарного індуктора форма поля в просторі визначається конструкцією самого індуктора, а в часі - формою живильного струму. У цьому сенсі, як вже зазначалося, краще, щоб індуктор виробляв неоднорідне поле, а струм живлення був імпульсним. При цьому посилюється загальна динаміка зміни магнітного потоку, що і несе в собі, мабуть, основний терапевтичний ефект. Цей висновок підтверджується також у роботі. У разі використання систем загального впливу на людину відкривається можливість формування магнітного поля необхідної конфігурації як у просторі, так і в часі.
Експозиція - біотропного параметр, пов'язаний з часом одного сеансу впливу магнітним полем і з числом сеансів. Інтегрально він несе інформацію про час взаємодії (t3KC) живого організму з штучним магнітним полем. Відповідно до традицій класичної фізіотерапії час сеансу встановлюється в межах 10 ... 30 хв щодня в кількості від 10 до 25 процедур. За даними багатьох дослідників, в тому числі і авторів, фізіотерапевтичний ефект при впливі магнітним полем розвивається після 5 ... 7 процедур, який закріплюється подальшими процедурами. У цілому експозиція встановлюється лікуючим лікарем відповідно до індивідуальних особливостей пацієнта, тяжкості захворювання і т.п.
Локалізація впливу магнітним полем визначається, частіше всього, безпосередній ділянкою ураження - місцем розташування патологічного вогнища, а також проекцією ураженого органу на поверхню шкіри. У першу чергу це відноситься до пристроїв локального (місцевого) впливу, яке створюється, як правило, одним індуктором. Поряд з цим, терапевтичний ефект може бути отриманий при дії МП на рефлексогенні зони або біологічно активні точки, часом віддалені на значній відстані від вогнища патології. Разом з тим, оскільки організм людини складається з тісно взаємодіючих функціональних систем, діяльність яких регулюється центральною нервовою системою, то можна отримати відповідь цілісного організму, наприклад, формування адаптаційних реакцій активації, не тільки впливом на тіло пацієнта, але навіть швидше і ефективніше діючи змінним МП на голову (Є. В. Квакіна). При дії низькочастотного змінного МП кількість поглиненої енергії мало, тому істотно зростає роль обсягу, що взаємодіє з фізичним чинником. М. А. Шишлов вважає, що «... соленоїди і магнітні установки з великими корисними обсягами є більш ефективними лікарськими засобами».
У магнітотерапевтичної апаратах, що мають набори індукторів, передбачені режими, при яких здійснюється вплив, розподілене в заданій області простору. У деяких системах, що дозволяють здійснювати загальний вплив на весь організм людини, представляється можливим на тлі просторово рівномірної структури поля формувати локально посилені (ослаблені) поля, а також неоднорідності заданої форми. Зауважимо, що поля, характеристики яких не змінюються в просторі, називають статичними, а поля, що змінюються і переміщаються в просторі, називають динамічними. Більшість що випускаються магнітотерапевтичної апаратів формують, як правило, статичні поля. Комплекс «Аврора МК-01» має програмно-апаратні засоби для створення як статичних, так і динамічних полів. Можливе безліч різновидів просторово-організованих штучних МП представлено на рис. 1.


Малюнок 1 - Різновиди штучних магнітних полів (в просторовій області)
Енергія магнітного поля (W) може служити узагальненим показником, що характеризує вплив МП на живий організм. Енергія магнітного поля обчислюється через його параметри:
(2)
де В - індукція магнітного поля, V - об'єм, займаний біооб'єктів; - Відносна магнітна проникність; 0 - магнітна постійна.
З огляду на загальний час експозиції можна визначити роботу А магнітного поля:
(3)
Останнє співвідношення пов'язує основні характеристики поля (індукція, частота) і час його взаємодії з живим організмом.
Витрачається робота магнітного поля, в основному, на переміщення заряджених частинок біооб'єкту.

Вплив природних електромагнітних полів на живі організми
Систематичний вплив різних факторів зовнішнього середовища на живі організми сприяло створенню у них тонких механізмів адаптації, що дозволяють пристосовуватися до умов, що змінюються. Найбільш ефективно процес формування цих механізмів запускається возмущающим впливами, в тому числі і мають електромагнітну природу, наприклад, розподіленими по всьому електромагнітного спектру, включаючи інфранизькі частоти, геомагнітні і геоелектричні поля. Оскільки незалежно від природи чинника, який сприяв їх виникнення, адаптаційні механізми відіграють важливу роль у життєдіяльності і неспецифічної резистентне ™ організму, то можливість усвідомленого управління процесами їх формування постійно привертає увагу дослідників. Саме з цих позицій природні та штучні магнітні та електромагнітні поля є область підвищеного інтересу.
Формування вищеперелічених ефектів, ймовірно, пояснюється тим, що ЕМП, володіючи високою виборчої проникаючу здатність, викликають зміни не тільки в нейрогліальних клітинах мозку, але при більш тривалих або інтенсивних впливах здатні вплинути на структуру нейронів і кровоносних судин.
На закінчення цього розділу, присвяченого аналізу ефектів дії ЕМП на живі організми на різних рівнях організації: клітинному, органному, системному і в цілому на функціональний стан організму, можна відзначити, що геомагнітні і електромагнітні поля можуть впливати на життєдіяльність організму. При цьому встановлено, що дія МП неоднозначно, і можуть мати місце як негативні наслідки, так і позитивні результати. Вищесказане зумовлює два основних напрямки подальших досліджень:
- Необхідність ретельного опрацювання проблеми з позицій екології;
- Подальше вивчення можливостей використання ЕМП в практичній медицині.
Прогресивний розвиток цих напрямків неможливо без подальшого продовження фундаментальних досліджень, спрямованих на вивчення механізмів впливу ЕМП на живі системи.

Механізми дії магнітних полів на живий організм
У експериментальної біології і медичній практиці накопичений величезний емпіричний досвід про ефекти ЕМП, що вимагає систематизації та теоретичного осмислення для розшифровки механізмів їх дії на живі об'єкти. Велика кількість гіпотез з цієї проблеми свідчить швидше про її невирішеність, ніж про достатній рівень розуміння механізмів взаємодії живого з природними та штучними магнітними полями.
У спробах домогтися вирішення цієї проблеми слід виходити з того, що організм являє собою багаторівневу ієрархічну організацію. Особливості структури кожного з цих рівнів зумовлюють характерну вибірковість взаємодії за різними параметрами МП. У зв'язку з цим для осмислення механізмів дії МП на живі системи пропонується виділити такі рівні, на яких ця взаємодія простежується досить явно.
1. Ядерно-молекулярний рівень, до складу підрівні:
- Електронно-ядерний;
- Іонно-молекулярний.
2. Цитохимический рівень, в якому слід виділити:
- Субклітинні структури;
- Структурні утворення, що забезпечують іонну рівновагу в клітинах і тканинної рідини;
- Клітинні мембрани;
- Біополімери, що визначають в'язкість і здатність змінювати агрегатний стан рідких середовищ організму.
3. Тканинний рівень, на якому вплив МП буде визначатися:
- Особливостями морфології даної тканини;
- Функціональне призначення тканин;
- Переважним характером метаболізму.
4. Органний рівень (вплив на окремі органи).
5. Системний рівень, що включає:
- Центральну, периферичну і вегетативну нервові системи;
- Сенсорні системи;
- Серцево-судинну систему;
- Ендокринну систему;
- Дихальну, травну й видільну системи;
- Систему крові;
- Опорно-руховий апарат і ін
6. Міжсистемних рівень, що описує взаємодію між окремими системами організму.
7. Загальносистемний рівень, що формується при інтегруванні взаємодій між усіма системами.
8. Міжособистісний рівень, що включає:
- Вплив одного організму в інший через власне випромінювання ЕМП;
- Взаємодія живих організмів у зовнішньому ЕМП.
Електронно-ядерний рівень. Вивчення організму на квантовомуровне показує, що хімічні реакції, що протікають в умовах in vivo, мають багато спільного з «пробіркових» реакціями, а механізми дії МП на живий організм засновані на адекватному зміні енергії хімічних зв'язків у біологічних процесах. Результатом хімічних реакцій, як правило, є перетворення молекул одних речовин в інші за рахунок перебудови електронних оболонок ядер. Фізичні впливу МП пов'язані з імовірністю протікання елементарних хімічних актів, коли в результаті хімічних перетворень внаслідок розпарювання електронів, з'являються вільні радикали. Радикальні пари можуть існувати у стані із загальним спіном 8 = 0 (синглетное стан) і в стані із загальним спіном 5 = 1 (три-тину стан). Перехід між різними спіновими станами пари можливий у випадку впливу зовнішнім магнітним полем, тим самим змінюється ймовірність перебігу хімічних реакцій і, як наслідок, має місце прояв тих чи інших магнітобіологіческіх ефектів. Так, у роботі розглядається вплив постійного МП на перенесення нервового імпульсу по сідничного нерва людини з точки зору гіпотези, в основі якої лежить вплив постійного МП на спінові ефекти кінетики іонних каналів.
І, тим не менш, незважаючи на велику кількість літератури, яка описує вплив МП на біохімічні процеси, зокрема, на активність ферментів, концентрацію продуктів хімічних реакцій, дані зміни можуть виявитися наслідком зовсім іншого, невідомого механізму впливу МП.

ЛІТЕРАТУРА
1. Системи комплексної електромагнітотерапіі: Навчальний посібник для вузів / Під ред А.М. Беркутова, В. І. Жулев, Г.А. Кураєва, Є.М. Прошина. - М.: Лабораторія Базових знань, 2000р. - 376с.
2. Електронна апаратура для стимуляції органів і тканин / Під ред Р. І. Утямишева і М. Брехня - М.: Вища школа, 2003.384с.
3. Лівенсон А.Р. Електромедицинська апаратура. : [Навч. посібник] - Мн.: Медицина, 2001. - 344с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Реферат
32.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Біотропного параметри магнітних полів Вплив природних електромагнітних полів на живі організми
Вплив на людину статичних електричних і магнітних полів
До розрахунку ефективних магнітних полів в магнітних рідинах
Вплив фізичних факторів на організм людини на прикладі електро
Вплив електромагнітних полів
Вплив на людину статичних електричних і магнітних полі
Вивчення можливості застосування магнітних рідин для синтезу магнітних сорбентів
Історія дослідження електромагнітних полів та їх вплив на людину
Історія дослідження електромагнітних полів та їх вплив на особу
© Усі права захищені
написати до нас