论文部分内容阅读
人类工作和生活的环境存在着大量的极低频电磁场,人体自身产生的主要电磁信号频率也在此范围内,极低频电磁场与人体的相互作用已成为人们关注与研究的热点。极低频磁场(extremely low frequency magneticfield,ELFMF)与极低频电场相比较,磁场的穿透力强,其作用于生物体后,在生物体内所产生的生物学效应更复杂。为了科学地利用磁场,筛选出其对人体有利或有害的参数,明确磁场治疗疾病的作用机制,必须系统地开展从宏观到微观等不同层次的研究。目前,已积累了一些有关ELFMF生物效应的实验研究资料。但是,实验的可重复性较差,一些实验结果差异较大,甚至有的结论完全相反。究其原因,主要是由实验条件的差异和受试对象的不同造成的。本文针对基础和临床研究的需求,认真分析了以往工作中存在的不足。首先,研制成功了低强度、中强度及高强度三种不同的磁场发生器,并分别对其产生的磁场做了理论计算与分析,为今后开展ELFMF生物效应的研究提供了硬件平台;其次,基于课题组前期工作所筛选出的特定参数的脉冲磁场,利用低强度ELFMF发生器对两种不同的血样进行辐照,并通过血液黏度和反映凝血过程的一些指标的检测,初步研究了脉冲磁场辐照对血液流态的影响。本文的主要内容与结果:1.三种磁场发生器的研制(1)低强度ELFMF发生器的研制该装置可以为实验鼠或实验兔等提供ELFMF的外部环境,可以产生三角波形、正弦波形和矩形波形的磁场,磁场频率为0.1~300Hz,最大磁感应强度为0.05T。亥姆霍兹线圈输出范围比较大的匀强磁场,小动物可以长期接受磁场辐照,便于开展低强度磁场累积生物效应的研究。(2)中强度脉冲ELFMF发生器的研制该装置利用了高导磁性材料的空气隙,产生频率为0.1~300Hz、最大磁感应强度为0.5T的脉冲磁场,主要用于开展磁场辐照对体外培养细胞影响的研究。(3)高强度脉冲ELFMF发生器的研制通过给线圈加载脉冲高压来激发单脉冲或连续脉冲磁场,磁场频率为0.25~1Hz,最大磁感应强度为1.5T。该装置通过单线圈输出强磁场,作用灵活,可以用来开展短时磁场暴露对微循环和神经功能影响的研究。2.磁场理论计算与分析低强度ELFMF发生器由于采用亥姆霍兹线圈组输出的方式,磁场的主要特点是匀场强的范围大,构建不同的空间磁场方便。中强度脉冲ELFMF发生器利用了高导磁材料的空气隙,磁场的主要特点是磁场更加均匀,磁感应强度比较大。高强度脉冲ELFMF发生器采用单线圈输出,磁场的主要特点是磁感应强度大、 d B/dt值大。3.低强度脉冲ELFMF对血液黏度的影响通过检测高切变率(230s1)、中切变率(115s1)与低切变率(5.75s1)下的全血黏度(η a)和红细胞电泳率(erythrocyte electrophoritic mobility,EPM),采用随机单位组的方差分析实验方法,研究了三种强度的脉冲磁场分别对不同血样血液黏度的影响。结果显示:5×103T和5×102T的磁场辐照可以使高黏血样的η a降低(P <0.01)、EPM增大(P <0.01)。4.低强度脉冲ELFMF对凝血过程的影响通过检测复钙凝血时间(t r)、最大剪切应力(τ max)和凝血块形成的平均速率(Δτ/Δt)三个指标,采用随机单位组的方差分析实验方法,研究了三种强度的脉冲磁场分别对不同血样凝血过程的影响。结果显示:5×103T和5×102T的磁场辐照后,高凝血样的t r增大(P <0.01)、τ max和Δτ/Δt减小(P <0.01)。