生物電磁技術(shù)

1、a1生物電磁技術(shù)生物電磁技術(shù) 組員：組員：a2什么是生物電磁學(xué)？什么是生物電磁學(xué)？ 生物電磁學(xué)是以電磁場的生物機理及其綜合利用為主要研究內(nèi)容，涉及生物醫(yī)學(xué)、電氣學(xué)、物理學(xué)、電子技術(shù)及生物技術(shù)等領(lǐng)域的綜合學(xué)科。a3研究背景研究背景 自上世紀七十年代初開始, 短短數(shù)十年間, 科學(xué)界對生物電磁學(xué)的研究經(jīng)歷了一個巨變過程, 由最初的防輻射研究, 到后來的電磁場電磁波對人體等生物機理影響的研究, 到最近的生物電磁學(xué)的綜合利用。近年來在醫(yī)學(xué)檢查方面, 腦磁圖、心磁圖的推廣應(yīng)用將基于電磁學(xué)的醫(yī)學(xué)檢查技術(shù)推向了一個新的高潮。在社會生產(chǎn)和日常生活中扮演了一個越發(fā)重要的角色, 如提高種子出芽率、改善生物對環(huán)境的適

2、應(yīng)能力、利用磁細菌治理環(huán)境污染、對某些慢性頑固疾病的治療及改善動植物的生活習(xí)性等。a4研究內(nèi)容研究內(nèi)容 生物電磁技術(shù)指在研究生命活動本身所產(chǎn)生的電磁場和外加電磁場對生物體的作用規(guī)律，以及研究與電磁相關(guān)的醫(yī)療儀器和生命科學(xué)儀器中的電氣科學(xué)基礎(chǔ)問題。研究內(nèi)容主要包括：生物電磁特性及應(yīng)用、電磁場的生物學(xué)效應(yīng)及其生物物理機制、生物電磁信息檢測與利用、生物醫(yī)學(xué)中的電工新技術(shù)等。a5研究意義研究意義 通過生物電磁技術(shù)的研究，可以促進在電磁防護技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的完善、新型生物電磁治療技術(shù)、新型生命科學(xué)儀器、空間生物學(xué)研究等方面的發(fā)展，為醫(yī)療儀器和生命科學(xué)儀器的源頭創(chuàng)新提供不竭動力。a6生物磁學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用磁

3、處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用生物電磁技術(shù)生物電磁技術(shù)a7應(yīng)用機理應(yīng)用機理 生物磁學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷上的應(yīng)用主要是利用了生物體本身的弱磁性和外加磁場與磁性物質(zhì)對生物體的作用而達到診斷目的的.事實上,并不是只有磁鐵石，載流導(dǎo)線才會產(chǎn)生磁場,自然界一切物質(zhì)(包括生命體)都存在著或強或弱的磁性, 只不過生命體的磁性的強度同磁鐵石的磁性相比太微小了, 只有靠靈敏度極高的超導(dǎo)量子干涉器(SQUID)梯度計才可探測到。一般說來,我們?nèi)梭w的弱磁場主要集中在像人腦、心、肺以及肝、脾等幾個器官上.雖然生命體的這種磁性極弱,但仍能為醫(yī)學(xué)疾病的診斷提供重要的檢測依據(jù)。a8生命體自身弱磁性在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用外加磁場和磁性物質(zhì)在醫(yī)學(xué)

4、診斷上的應(yīng)用生物磁學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用生物磁學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用a9腦 磁 圖（MEG）心 磁 圖（MCG）肺 磁 圖（MPG）生命體自身弱磁性在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用生命體自身弱磁性在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用a10腦磁圖（腦磁圖（MEG） 人的顱腦周圍存在的磁場稱為腦磁場。但這種磁場強度很微弱，要用特殊的設(shè)備才能測知并記錄下來需建立一個嚴密的電磁場屏蔽室，在這個屏蔽室中，將受檢者的頭部置于特別敏感的超冷電磁測定器中，通過特殊的儀器可測出顱腦的極微弱的腦磁波，再用記錄裝置把這種腦磁波記錄下來，形成圖形，這種圖形便稱作腦磁圖。它是反映腦的磁場變化，對腦部損傷的定位診斷較為準(zhǔn)確，加之腦磁圖不受顱骨的影響，圖像清

5、晰易辨，故對腦部疾病是一種嶄新的手段。a11腦磁圖的醫(yī)學(xué)應(yīng)用腦磁圖的醫(yī)學(xué)應(yīng)用1. 癲癇診斷和癲癇灶術(shù)前定位2. 神經(jīng)外科術(shù)前腦功能區(qū)定位3. 缺血性腦血管病預(yù)測和診斷4. 外傷后大腦功能的評估和鑒定5. 精神病和心理障礙疾病的診斷6. 司法鑒定和測謊應(yīng)用7. 語言、視覺、聽覺、體感誘發(fā)等的研究8.認知功能及信息處理過程的語言學(xué)習(xí)與視覺、聽覺的關(guān)系a12腦 磁 圖（MEG）心 磁 圖（MCG）肺 磁 圖（MPG）a13心磁圖（心磁圖（MCG） 心電和心磁是源于心肌的周期性收縮.在生物體的離子、電導(dǎo)介質(zhì)形成的 容積電流在體表造成的電位差隨時間的變化曲線就是心電圖,而細胞和容積電流在體表附近形成的周

6、期性磁場隨時間的變化曲線就稱為心磁圖。a141、用于雙二重極的診斷2、用于右心異常的診斷3、對異常ST-T波有較高診斷價值4、對預(yù)防心血管事件有重要意義5、為心律失常介入治療的輔助定位提供了一個新途徑6、用于診斷胎兒先天性心臟病心磁圖的醫(yī)學(xué)應(yīng)用心磁圖的醫(yī)學(xué)應(yīng)用a15腦 磁 圖（MEG）心 磁 圖（MCG）肺 磁 圖（MPG）a16肺磁圖（肺磁圖（MPG） 肺磁圖就是利用人體肺內(nèi)蓄積的鐵磁性粉塵，在外部用強磁場進行磁化，使肺內(nèi)粉塵帶上磁性，在中斷磁化之后，在體表測得剩余磁感應(yīng)強度，并將其描記成點圖或曲線圖，即為肺磁圖。 a17由于鐵磁性物質(zhì)廣泛存在于工業(yè)粉塵中，具有代表性的就是磁鐵礦，鐵磁性物質(zhì)

7、易被磁化，剩磁大小與量的多少成正比；因此，可以通過測定肺部剩磁大小估算各工種工人的肺內(nèi)粉塵含量，實現(xiàn)對塵肺病的早期診斷，這也是肺磁圖技術(shù)的主要應(yīng)用之一。肺磁圖的醫(yī)學(xué)應(yīng)用肺磁圖的醫(yī)學(xué)應(yīng)用a18生命體自身弱磁性在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用外加磁場和磁性物質(zhì)在醫(yī)學(xué)診斷上的應(yīng)用生物磁學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用生物磁學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用a19核磁共振成像技術(shù)x射線造影劑磁式血壓計外加磁場和磁性物質(zhì)在醫(yī)學(xué)診斷上的應(yīng)用外加磁場和磁性物質(zhì)在醫(yī)學(xué)診斷上的應(yīng)用a20核磁共振成像核磁共振成像 核磁共振成像是隨著計算機技術(shù)、電子電路技術(shù)、超導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種生物磁學(xué)核自旋成像技術(shù)。是將人體置于特殊的磁場中，用無線電射

8、頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核，引起氫原子核共振，并吸收能量。在停止射頻脈沖后，氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號，并將吸收的能量釋放出來，被體外的接受器收錄，經(jīng)電子計算機處理獲得圖像，這就叫做核磁共振成像。a21X射線射線造影劑造影劑 造影劑，是為增強影像觀察效果而注入(或服用)到人體組織或器官的化學(xué)制品。這些制品的密度高于或低于周圍組織，形成的對比用某些器械顯示圖像。 在生物電磁領(lǐng)域，研究的是一種新型的造影劑磁性X射線造影劑。它是一種磁性液體,這種造影劑具有流動性好、覆蓋力強等優(yōu)點. 當(dāng)這種磁性液體進人體內(nèi)后,在體內(nèi)的流動與位置可由外部磁場來控制.當(dāng)外部磁場改變時,磁性液體也隨之發(fā) 生流動然后停留在

9、體內(nèi)的相應(yīng)部位,在外部磁場的作用下, 磁性液體幾乎可以到達身體的任何部位。如果要觀察或檢測體內(nèi)的某一部位,只需改變外部磁場的極性即可實現(xiàn)。a22磁式血壓計磁式血壓計 磁式血壓計是根據(jù)當(dāng)磁場的磁力線垂直地作用于血流時, 產(chǎn)生微弱電動熱的原理制成的。所以，用磁式血壓計測量血管內(nèi)血流 的流量時，只需將血壓計的電極放在體表,測定體內(nèi)血管微弱的電動勢,即可得到血流量的情況。這種磁式血壓計具有操作方便簡單、無須手術(shù)將血管暴露等優(yōu)點,在臨床上,它可作為血管及血液流量發(fā)生異常的一種檢測診斷工具。a23生物磁學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用生物電磁技術(shù)生物電磁技術(shù)a24 應(yīng)用磁場直接處理種子。磁場的

10、類型有恒定磁場、變化磁場等。利用水以一定的流速通過磁場切割磁力線,以獲得磁水,用來浸種或農(nóng)田灌溉。應(yīng)用磁場處理土壤使植物在超過地磁場的磁場中生長,如直接制成磁性肥料施加到土壤中或噴施在葉面上。磁處理方法：磁處理方法：a25磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用磁處理對作物種子萌發(fā)與幼苗生長的影響磁處理對作物種子生理生化的影響磁處理對作物生育期的影響磁處理對糧食產(chǎn)量的影響磁處理對作物抗逆生理的影響a26磁處理對發(fā)芽率的影響：磁處理對發(fā)芽率的影響： 研究表明，用0. 09 T切割12次磁場處理的水浸種,小麥發(fā)芽率提高58%69% ,大豆提高38% 83% ,水稻提高34%；用磁感應(yīng)強度為

11、0. 3、0. 5、0. 7和0. 9 T的4種磁場,分別處理黑籽菜豆種子,發(fā)芽率均有顯著提高。磁處理種子與幼苗生長：磁處理種子與幼苗生長： 用磁感應(yīng)強度為0.09 T的磁化器處理得到的磁化水浸泡小麥、水稻、玉米和大豆種子24 h 后,發(fā)現(xiàn)幼根長度顯著增加;恒定磁場0.20 T處理玉米種子可顯著地促進根系的生長,株高、莖粗、莖葉鮮重及葉面積均有增加。a27磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用磁處理對作物種子萌發(fā)與幼苗生長的影響磁處理對作物種子生理生化的影響磁處理對作物生育期的影響磁處理對糧食產(chǎn)量的影響磁處理對作物抗逆生理的影響a28磁處理與酶的活性：磁處理與酶的活性： 種子內(nèi)部的生

12、理生化反應(yīng)都是在特定酶的催化下進行的,酶活性高低與種子的活力有較強的相關(guān)性。用磁場和磁水處理過的種子，過氧化物酶及其同工酶的酶帶數(shù)、酶帶寬度和染色深度均高于對照,淀粉酶活性也比有提高。由于各種酶活力的增強,因而加快了各種生化反應(yīng)速度,促進了萌發(fā)。磁處理對呼吸強度的影響：磁處理對呼吸強度的影響： 磁處理可以提高種子萌發(fā)時的呼吸強度，用0.05、0. 10、0. 15和0. 20 T的恒定磁場處理小麥種子15 min,經(jīng)磁場處理的種子呼吸強度均比對照高。呼吸強度的提高,為種子生命活動提供更多能量,同時為物質(zhì)的生物合成提供大量的中間產(chǎn)物,從而有利于種子萌發(fā)。a29磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用磁處理技術(shù)在

13、農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用磁處理對作物種子萌發(fā)與幼苗生長的影響磁處理對作物種子生理生化的影響磁處理對作物生育期的影響磁處理對糧食產(chǎn)量的影響磁處理對作物抗逆生理的影響a30 用磁水澆灌的洋蔥、胡蘿卜、豌豆、大豆、黃瓜等作物比普通水澆灌的長勢好,開花期和成熟期提前13 d；經(jīng)0. 082 T磁場處理后,大部分大豆百粒重和單株產(chǎn)量略有增加. 生育期分別縮短715 d。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，磁場有助于種子發(fā)芽提前、成熟期縮短、開花數(shù)量及產(chǎn)量增加。a31磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用磁處理對作物種子萌發(fā)與幼苗生長的影響磁處理對作物種子生理生化的影響磁處理對作物生育期的影響磁處理對糧食產(chǎn)量的影響磁處理對作物抗

14、逆生理的影響a32 引進磁處理技術(shù),結(jié)果表明,用磁場處理作物種子可使作物產(chǎn)量增加12% 左右,增產(chǎn)幅度一般為小麥7% 12% ,大豆8% 15% ,玉米12% ,甜菜17%左右正濃等；以大白菜、豆角、番茄、大豆為主共實驗14個品種,試驗及示范面積達到500多hm2 ,增產(chǎn)幅度達到15%左右。a33磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用磁處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用磁處理對作物種子萌發(fā)與幼苗生長的影響磁處理對作物種子生理生化的影響磁處理對作物生育期的影響磁處理對糧食產(chǎn)量的影響磁處理對作物抗逆生理的影響a34 種子經(jīng)磁場或磁水處理后，能明顯增強其幼苗的的抗逆性。據(jù)研究表明，磁場能增加小麥幼苗的超氧化酶歧化酶（SOD）的活性，從而提高作物的抗寒性和抗病性；磁場處理也可以提高番茄對花葉病和早疫病的抗病力；磁處理降低幼苗的蒸騰速度和氣孔導(dǎo)度從而提高幼苗保水力，表明磁處理也可能對改善作物的抗旱性有些作用。a35生物電磁學(xué)正處于實驗觀察和數(shù)據(jù)積累階段,還未形成基礎(chǔ)理論甚至實驗結(jié)果都存在疑問。今后在生物電磁學(xué)研究中應(yīng)該注意:(1)加強實驗設(shè)計的合理性和研究方法的科學(xué)性:對實驗的設(shè)計、方法的選擇和條件的控制都要十分謹慎。(2)深入廣泛進行重大性疾病和流行病學(xué)研究:基于生物電磁學(xué)的復(fù)雜性,建議繼續(xù)深入進行相關(guān)重大疾病和流行病學(xué)的研究,從宏觀角度確認電磁效應(yīng)對生物體的影響。生物電磁學(xué)的總結(jié)與展望生物電磁學(xué)的總結(jié)與展