生物磁学——生物电磁学在医学中的应用

1、摘要磁对磁场中的生物组织具有穿透性，并通过相互作用产生磁化效应、磁电离效应、磁生物热效应、磁生物电效应、磁机械效应和电磁生物化学效应，这些发生在生物组织内的磁生物与生物电磁学效应，最终使机体生理活动产生一系列有积极意义的改变。将这一复杂的生物化学与生物物理效应所引起的机体生理活动的变化，称为磁生物与生物电磁生理学效应。这就是磁场用于人体保健和慢性疾病治疗的科学根据，也是评价磁疗效果的主要生理学指标。正文：生物电磁学 -生物电磁学在医学中的应用从磁生物与生物电磁学效应：有序适度磁场用于人体保健和慢性疾病的科学原理与真相一文知道，拥有复杂生命活动的人体这一弱电磁生物体在磁场中会产生一系列复杂的生物

2、与生物电磁学效应，并无可质疑地导致人体各种生理活动的改变，引起一系列生理学指标的变化，这就是磁生物与生物电磁生理学效应。磁生物与生物电磁生理学是生命科学领域一门新的交叉学科，是研究磁场对生命体生理活动影响规律的边缘学科，涉及磁学、电磁学、生物物理学、生物化学、磁生物学、生命科学等多学科的知识。以下简单地阐述了有序适度磁场中人体产生的磁生物与生物电磁生理学效应及其临床用途。磁疗（英文名magnetotherapy）是20世纪九十年代才广泛兴起的一种自然疗法，用磁能作用于人体，通过磁的一系列生物与生物电磁学效应达到调整人体生理活动、实现身体保健和治疗疾病的目的。确切地说，磁疗是一种物理能量疗法。由

3、于磁疗安全、方便、简捷、省时、无毒副作用、疗效肯定受到人们的认可和喜爱，被世界卫生组织推荐为最有前途的绿色疗法。从严格意义上说，磁疗还未真正地走进现代生命科学的殿堂，尚处于研究、探索、试用阶段，属于生命科学中一门崭新的边缘学科。本文所述的磁生物与生物电磁生理学效应是对近十年来人们使用磁性保健产品临床效果的总结和理性思考，也是第一次提出“磁生物与生物电磁生理学效应”这一概念，有关人体这一弱电磁生物体与磁场相互作用的具体细节及其量化表述有待进一步实验结果的充实。一磁疗的历史人类将磁用于疾病治疗的历史几乎与磁的发现历史一样的久远，在人类历史上主要的文明中都有记述。显然，在那时中华民族就已将磁石作为医

4、疗器械用于疾病的治疗。公元450年希腊曾有手握磁石治疗痛风的报告，公元1000年阿拉伯人用磁石治疗肝病。与人类的历史相比，磁作为一种保健和治疗手段在我国的广泛兴起是近几年的事情，仅有十多年的历史。二磁场类型和磁疗器械的分类（一）磁场类型根据磁场的性质分为：恒定磁场、交变磁场、脉动磁场、脉冲磁场四种。恒定磁场又称为静磁场，而交变磁场、脉动磁场和脉冲磁场属于动磁场。1.恒定磁场磁场强度和方向保持不变的磁场称为恒定磁场，也称恒磁场或静磁场，系由磁片和直流电磁铁所产生的磁场。2.交变磁场磁场强度和方向随时间变化的磁场，如工频磁疗机和异极旋转磁疗器产生的磁场。3.脉动磁场磁场强度规律变化而磁场方向不发生

5、变化的磁场，如同极旋转磁疗器、脉动直流电磁铁产生的磁场。4.脉冲磁场将间歇振荡器产生的间歇脉冲电流通入电磁铁的线圈即可产生脉冲磁场。其特点是磁场的强度和变化频率可根据需要进行调节。（二）磁疗器械的分类根据磁场的性质分为恒定磁场磁疗器械、交变磁场磁疗器械、脉动磁场磁疗器械、脉 （1）永磁体其形状有圆柱体、柱状、球形等，它们的磁场强度为数十至数千高斯1特斯拉（T）=104高斯(GS)。磁片的材料有铁氧体、金属磁和稀土磁三类。铁氧体有钡铁氧体和锶铁氧体，其矫顽力（抗退磁能力）较高，导阻率高，磁性较低，价格低廉；金属磁性材料通常分为5类磁钢和8类磁钢，矫顽力较低，磁性强；稀土磁性材料是由稀土元素，如铷

6、、钐、铈、镨等与铁系元素钴、铁元素合成的磁性材料，铷铁硼、钐钴合金、铈钴合金、钐镨钴等，其特点是磁性强，矫顽力高，但价格昂贵。铷铁硼是目前磁性最强的稀土永磁，有着极高的磁能积（8MGOe-50MGOe），作为第三代稀土永磁，广泛应用于航天、航空，机电，仪器仪表等科技领域。（2）直流电磁机将直流电通入有铁芯的线圈便产生恒磁场，磁场强度可达数千高斯。2.交变磁场磁疗器械（1）电磁涡旋磁疗器涡旋磁疗器是利用一只微型电动机带动24块永磁体旋转产生变化的磁场,同极向排列时产生的是脉动磁场,异极向排列时产生的是交变磁场，磁感应强度平均为5001200高斯。（2）电磁疗机用硅钢片作铁芯，绕上数千匝至数万匝的

7、线圈，通入不同电压的交流电，即可产生数百至数千高斯的交变磁场。3.脉动磁场磁疗器械（1）同极旋转磁疗器旋转磁疗器转盘上的2片或4片磁片同极向放置，当转盘旋转时即产生脉动磁场，磁场强度有规律变化而方向不变。 （2）磁按摩器在电动按摩器的按摩头上装有2片或4片磁片，同极排列，当通电时，按摩头带着磁片一起上下振动，形成脉动磁场。4.脉冲磁场磁疗器械不同频率和波形的脉冲电流通过电磁铁的线圈时，即产生脉冲磁场，磁场峰值强度可达数千高斯。在磁场中，人体磁生物与生物电磁学效应的强弱取决于外磁场的性质及其强度、以及弱电磁生物体与外磁场间相互运动的方式和程度。应该说磁场变化方式越复杂其生物与生物电磁学效应越好，

8、但是由于弱电磁生物体及其内部存在的各种复杂的生理活动，即使人体所处的是恒磁场，两者之间也广泛存在着相对运动，并导致各种生物电磁学效应、生物学效应和生理学效应的产生。三 磁生物与生物电磁生理学效应及其临床用途磁生物与生物电磁生理学效应源于磁对人体这一弱电磁生物体具有的神奇的生物物理特性，二者相互作用的结果使处于磁场中的生物组织将磁能直接并持续地转化为生命活动时时刻刻所需要的各种生物能，包括生物磁能、生物热能、生物电能、生物化学能和生物机械能等，由此产生的一系列生物电磁感应现象和生物学效应，最终表现为人体一系列有积极意义的、广泛的生理活动的改变，在此综述之。（一）促进、增强、调整新陈代谢作用：新陈

9、代谢、反应性、生殖功能是生命的三大特征。新陈代谢是生命最重要的特征，其实质是持续的、伴随着生物合成与分解的能量转化和耗散。生命的衰老和死亡归根结底是生命系统新陈代谢功能的衰退和终结，而实际上人体的疾病除先天性疾病、意外伤害、感染性疾病之外几乎所有的功能失调性疾病和中老年性器质性疾病的发生和发展都与人体新陈代谢功能的衰退或障碍有关，也就是说这些疾病属于广义上的代谢性疾病的范畴。人体与外磁场持续作用的结果，实现了磁能向多种生物能的转化，特别是对生物酶的合成和酶活性中心的活化将深刻地影响人体新陈代新过程中的每一个环节，使生命系统这一“宏观的时空有序结构”在持续的能量释放（表现为各种生命活动）后，不断

10、获得向原来非平衡高能级状态恢复的持续驱动力；其次是磁的生暖作用可以为维持人体的体温提供有益的支持，有资料证明机体温度每提高1，新陈代谢可以提高倍。所以磁疗产品适用于与生命衰老有关的所有慢性疾患的保健与治疗，如高血脂、糖尿病、肥胖、肢寒症等，均具有一定的辅助调整和治疗作用。（二）抗衰老与幼化作用：影响人类衰老的因素很多，如遗传、社会、环境、心理等多种因素能在不同程度上显著影响生命衰老的自然进程。就生命体的新陈代谢而言，磁疗可以从下述几个方面起到抗衰老作用：1对构成人体结构的各种化学元素、特别是铁系元素的磁化能对人体组织的生物磁能给予有益的补充，增加生命体的生物磁能积；2促进和全面参与机体的新陈代

11、谢；3降低机体新陈代谢的能量负荷；4促进生物酶类的合成，保持或活化酶促中心的生物活性，保持细胞的功能及其增殖能力；5促进机体超氧化物歧化酶（SOD）合成与活化，增强机体对自由基的清除能力；6稳定人体蛋白质的亲水性；7改善微循环，净化内环境；8增强人体的解毒和排毒功能。因此，长期使用磁疗保健产品可以减缓机体衰老，甚至使生命机能的退化在一定时期内被完全抑制、甚至出现幼化。（三）增强人体免疫力：磁生物学效应能促进各种免疫细胞和免疫物质的生物合成、增强各种免疫细胞和免疫物质的生物活性，使人体免疫系统的免疫力获得恢复甚至强化，从而提高人体的抗病、抗感染、抗肿瘤能力。（四）调整血压和心率作用：影响血压的因

12、素是心率、血管紧张度、有效循环血量。磁场通过一系列的、持续的磁生物与生物电磁学效应可以重构心率、有效循环血量和外周循环阻力之间的平衡关系，达到整体调整心率和血压的作用。磁场对血压和心率的调整作用具有双向性，即高血压患者能产生降压作用，对低血压患者有升压作用；对心动过缓有增快心率的作用，对心动过速有减慢心率的作用。其机制是通过改善和增强心脏和血管的功能、增加血液的流体能推动血液流动、解除周围微小动脉痉挛降低血管阻力、解离聚集的血细胞降低血液粘滞性等综合作用使然；升压作用见于低血压患者，但在高血压患者应用磁疗的初期，有的血压不降反而出现升高的情况，其原因是微循环的改善导致迂张的微循环血管回缩引起血

13、液回流和有效循环血量增多、血细胞解聚及其功能活化使血液运载氧气和其它营养物质的能力得到恢复和增强，机体供养的改善引起的器官功能的恢复，尤其心脏功能的改善先于和好于外周微循环改善的情况下产生的短期表现，在微循环功能改善后血压便一路下降，最终使血压恢复到正常范围。（五）促进生长发育作用：磁生物效应对生命体的新陈代谢有广泛的促进作用，尤其是对长骨骺板软骨细胞的增殖、分裂的促进作用有利于身体的长高。在长骨干骺未融合前长期使用磁疗产品可促进身高的发育，这对日益早熟的并渴望拥有修长身材的女孩子可能具有特别重要的意义。因为女孩子在性成熟后的一年内干骺融合，身体从此停止长高。调查发现：身体高窕的女性都是性成熟

14、较晚的，而性早熟的女性身高普遍较矮。目前，在女性生理成熟普遍提前的情况下，磁性保健用品似乎为促进女性身高的提前发育提供了一种可能和希望。（六）消炎、消肿和促进生物学损伤修复作用：人体的各种慢性炎症病变，均系细胞的生物学损伤导致各种内源性酶类的泄漏所致。一方面，各种生物酶的泄漏直接导致细胞自身和邻近组织结构的溶解引起局部生物炎变；另一方面，生物酶类及其它生物物质具有的自身抗原性能诱导机体产生自身抗体，并由此引发自身抗原-抗体免疫反应导致机体广泛的慢性炎变，如关节炎、血管炎、肌肉韧带炎、肾小球肾炎、神经炎等等，这类疾病都属于现代医学风湿性疾病的范畴。由于磁场能促进细胞的新陈代谢，一方面能促进组织生

15、物学损伤的修复和再生，抑制人体自身抗原物质的释放；另一方面能增强人体对各种炎症因子的灭活。（七）改善微循环作用：现代医学研究证明微循环是许多致病因素最早累及人体的部位，现代微循环学的研究表明，微循环障碍是许多慢性疾病的共同基础，其主要表现是血细胞聚集与血液粘滞性增高、微小动脉痉挛硬化、微细静脉迂曲与扩张、血流变缓与淤滞、血管内皮的广泛性炎变。（八）镇痛作用:疼痛产生的机理目前尚未完全明白，但有两点是可以肯定的：一是组织器官的缺血失养，是临床许多慢性疼痛最常见的病因，也是人体许多疾病最早的临床表现；二是各种物理因素、机械因素、化学因素、生物因素等对器官组织的直接刺激，这些因素可以来自体外，而实际

16、上大多数情况下来自机体自身内环境。磁场良好的镇痛作用源于磁的生物热效应、磁对血流的推动作用和磁对生命体新陈代谢的促进作用等生物学效应的综合作用。其机理是组织缺血失养状况的改善、各种内源性镇痛物质合成的增多及其生物活性的增强、生物组织细胞生物学损伤的修复以及各种致痛因子的抑释、清除与灭活等。磁疗产品可用于血管性头疼、痛经、关节痛、肌肉痛、风湿性疾病等各种慢性疼痛的辅助治疗。（九）解痉作用：动物实验证明，磁场有缓解平滑肌痉挛和降低肌肉静态张力的作用，用于胃肠筋挛、支气管痉挛、视力调节紊乱（近视、远视、视力疲劳）等疾病的辅助治疗。（十）排毒作用：表现为皮肤排毒、肾脏排毒、肺排毒、消化道排毒，所有症状

17、随磁性保健用品的使用和体内毒素的排除逐渐减轻并消失。（十一）美容作用：与磁对皮肤组织新陈代谢的直接促进、血液质量的改善、供血量的增加和内环境质量的改善等有关。使用磁疗产品一段时间后，皮肤变得光泽、红润、富有弹性和神采，皱纹变浅变细甚至消失，皮肤的一些病变也逐渐减轻甚至痊愈，其面色看上去宛如一个熟透了的“红富士苹果”，这种表现被天津市健龙保健品有限公司的产品销售人员自豪地称为“健龙脸”。（十二）发汗和散寒作用：磁生物热效应可使机体产热增多而出汗。对于人体来说，磁具有很好的生暖、散寒、祛风、抗风湿之功效。风湿性疾病难以治疗的主要原因是风寒导致的机体微循环障碍和广泛的慢性炎变，这种情况导致所有药物都

18、无法到达机体需要的组织和器官发挥其治疗作用，由于磁能对生物组织具有穿透性，在其穿过机体深部组织时被组织吸收并实时转化为该组织的生物热能，逐渐将凝结于深部组织的寒气驱除体外，所以磁疗对肢寒症和风湿性疾病有很好的治疗作用。（十三）抗肿瘤作用：磁场对构成弱电磁生物体化学元素的磁化使生命体的生物磁能积增加，磁生物效应的综合作用使免疫系统及其免疫功能获得持续地强化。健康的生命状态是防止生命体基因变异的基础和前提，正常的免疫系统及其健全的免疫功能是及时发现和清除变异细胞和癌变细胞的保证。因此，长期使用磁性寝具具有预防肿瘤和抗肿瘤作用是客观和符合实际的。（十四）血细胞解聚作用：由于人体网状结构的微血管在组织

19、内分布的多向性，血液随血管走向频繁的改变流向，随血流滚动拥有了磁极性的血细胞受外磁场磁矩的作用亦随之产生旋转，其结果不仅可以防止血细胞的聚集，而且还可以使本来已经聚集的红细胞和血小板因自身旋转而解聚，从而降低了血液粘滞性和血流阻力，客观上防止了血栓的形成。因此，磁疗具有预防心梗、脑梗塞等血管阻塞性疾病的作用。（十五）降红细胞和降血小板作用：血液中的红细胞和血小板衰老后都是在脾脏中被破坏吞噬的。当脾脏供血不足和功能低下时，延缓无功能血细胞的破坏，导致血中红细胞和血小板总数的增加。磁场对血流的推动作用能明显增加脾脏的血液供应，同时磁场对脾脏各种细胞的活化导致脾脏破坏衰老血细胞能力的恢复或增强，从而

20、产生降红细胞和降血小板作用。因此磁疗特别适用于患有红细胞增多症和血小板增多症的中老年患者。（十六）中枢神经系统的兴奋与抑制 促进睡眠与抗抑郁作用：磁场对中枢神经系统性的兴奋与抑制是其最显著的生理学效应，而且具有特异性和双向性，即对兴奋状态的神经组织产生抑制作用，而对抑制状态的神经组织有兴奋作用，并最终恢复或重建神经系统兴奋与抑制的平衡。（十七）抗疲劳作用：当生命系统各种生物能量的合成不能满足生命系统新陈代谢最低程度需求的时候，人体适应能力下降，会感到乏力、精神萎靡、记忆力减退、思维迟钝、肢体冰冷、心跳缓慢无力、血压下降、肢体困倦等各种症状，这就叫疲劳。由于磁能可以被无偿地、持续地转化为人体生命活动时时刻刻所需的各种生物能，因此赋予了磁性保健用品良好的抗疲劳作用。（十八）解毒作用：肝脏是人体的主要解毒器官，发挥生物效能后的激素、内源性代谢毒物、外源性有毒物质、病理性毒素等都在肝脏被灭活或分解。磁能可以增加肝脏的血液供应、增加肝脏各种生物酶的合成及其活性，从而增强肝脏的解毒能力。（十九）健脑和提升意识功能（提高记忆和思维能力）：实际的体验证明磁场的确可以使人的大脑在数分钟内感到异常的清醒，意识功能得到迅速提升。磁性保健用品有助于人的思维能力、记忆能力的提高，能提高人的学习效率和工