Luan an chinh sua 4512 2nksv 20140521020225 15188

CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHUNG VỀ TỪ TRƯỜNG TRONG ĐIỀU TRỊ Cơ thể sống mơi trường có thành phần cấu trúc phức tạp, sở tác dụng từ trường gây tác dụng sinh lý thể sống Từ trường tác nhân vật lý mang lượng thông tin thể sống Khi tương tác với hệ thống sống tuỳ theo chất vật lý cụ thể mà tác nhân vật lý làm thay đổi phân bố điện tích, thay đổi tính thấm màng, dẫn tới thay đổi chức hoạt động, cấu trúc hệ thống sống, thay đổi trạng thái quan tồn thể sống Từ trường gây nhiều tác dụng, nhiên ta khai thác tác dụng có lợi việc điều trị hạn chế tác dụng có hại cho thể sống Việc ứng dụng tác dụng có lợi từ trường vào điều trị gọi phương pháp từ trị liệu Đặt điểm chung tương tác từ trường – thể 1.1 Khái quát từ trường 1.1.1 Định nghĩa Từ trường môi trường vật chất đặc biệt sinh quanh điện tích chuyển động biến thiên điện trường có nguồn gốc từ mơmen lưỡng cực từ nam châm Ở đây, tập trung chủ yếu vào từ trường tần số thấp Các trường điện từ khác chủ yếu tần số, sau đến đặc trưng khác (ví dụ cường độ) 1.1.2 Đơn vị đo Nghiên Cứu Chung Về Từ Trường Trong Điều Trị Để đặc trưng định lượng cho từ trường mặt tác dụng, người ta dùng khái niệm cường độ Ví dụ cường độ từ trường H Vì từ trường cịn có đặc trưng cảm ứng (sinh trường cảm ứng biến thiên theo không gian thời gian), người ta thường dung khái niệm cảm ứng từ B Giữa B H có mối liên hệ sau: B = µµ0H µ0 độ từ thẩm chân khơng, µ độ từ thẩm tương đối môi trường (đối với chân không) Đơn vị H hệ quốc tế SI Ampere/meter (A/m), hệ vật lý CGS (centimetre-gram-second system) Oested (Oe), đó: Oe hay = 79,6 A/m A/m = 0,013 Oe Trong hệ SI, B có đơn vị tesla (T), cịn hệ quốc tế Gauss (Gs), với tương quan định lượng: T = 104 Gs Nếu xét khơng khí, mặt giá trị, ta có tương đương sau: mT ~ 10 Oe ~ 10 Gs ~ 796 A/m Trong thực tế lâm sàn, thường người ta dùng đơn vị mT để đặc trưng độ lớn từ trường cho tiện lợi, từ trường điều trị thường có độ lớn khoảng vài chục mT 1.1.3 Đo lường Độ xác nhỏ phép đo từ trường đến (2013) thực cỡ atto tesla (10−18 tesla); từ trường lớn tạo phịng thí nghiệm tồn thời gian ngắn (nam châm điện bị phá hủy) cỡ 2,8 kT (viện VNIIEF Sarov, Nga, 1998), từ trường lớn tồn Nghiên Cứu Chung Về Từ Trường Trong Điều Trị thời gian ngắn (nam châm điện khơng bị phá hủy) có độ lớn xấp xỉ 100 T (phịng thí nghiệm Los Alamos, Hoa Kỳ, 2011) Từ trường số thiên thể từ cao nhiều; độ lớn từ 0,1 đến 100 GT (108 đến 1011 T) Từ kế thiết bị dùng để đo hướng độ lớn từ trường cục lân cận với thiết bị Dựa nguyên lý hoạt động có loại từ kế sử dụng lõi quay, từ kế Hall, từ kế cộng hưởng từ, từ kếSQUID, la bàn từ thông Từ trường thiên thể vũ trụ đo thông qua ảnh hưởng lên hạt điện tích chuyển động Ví dụ, electron chuyển động xoắn ốc đường sức từ phát xạ đồng miền sóng vơ tuyến 1.1.4 Đường sức từ Đường sức từ đường biểu diễn hình dạng từ trường Nơi có từ trường mạnh đường sức từ dày, từ trường yếu đường sức từ thưa Công việc vẽ đồ từ trường vật đơn giản nguyên lý Đầu tiên, đo độ lớn hướng từ trường nhiều vị trí khơng gian Sau đánh dấu vị trí mũi tên (hay vectơ) theo hướng từ trường cục độ lớn tỉ lệ với độ lớn từ trường điểm Có số cách nhằm thể đường sức từ Ví dụ, rắc mạt sắt lên tờ giấy nam châm chúng xếp theo hình dáng thể “đường sức” Nghiên Cứu Chung Về Từ Trường Trong Điều Trị Hình 1.1 Đường sức công cụ để miêu tả lực từ Trong vật liệu sắt từ sắt plasma, lực từ hiểu đường sức tác dụng lực kéo (giống kéo/thả dây cao su) dọc theo chiều dài, áp suất vng góc với đường lên đường lân cận 1.1.5 Phân loại Theo xuất xứ: tự nhiên, nhân tạo, sinh thể Theo thay đổi theo thời gian: cố định, biến thiên, xung… Theo thay đổi không gian: đồng nhất, không đồng Theo cường độ từ trường: yếu (2000Gs) 1.2 Đặc điểm tương tác Có thể nêu đặc điểm sau, đặc trưng cho tương tác từ trường thể: - Tác dụng từ trường lên thể đa dạng, đồng thời lên nhiều hệ chức khác nhau, tạo nên kết tác dụng riêng lẻ Nghiên Cứu Chung Về Từ Trường Trong Điều Trị - Các cá thể khác nhau, quan khác phản ứng khác với từ trường, đặc tính cá thể từ trường - Tác dụng chỉnh lý điều hịa, hoạt hóa hay ức chế trường tùy thuộc vào trạng thái ban đầu đối tượng tác dụng Đó đặc trưng thông tin (thông tin điều khiển) tác dụng - Tác dụng lên q trình sống mang tính chất nhịp Điều dễ hiểu ý tới đặc tính thơng tin nêu Từ trường đóng vai trị nguồn thơng tin điều khiển chủ yếu qua tác dụng lên hệ điều hòa thần kinh-thể dịch, hệ điều hịa này, chất có tính chất nhịp, đặc biệt nhịp 24 - Tác dụng phụ thuộc vào đặc trưng vật lý từ trường tần số, cường độ, dạng xung thời gian tác dụng - Tác dụng phụ thuộc vào môi trường, đặc biệt điều kiện ánh sang, trường địa từ địa phương, ồn từ thành phố - Tác dụng phụ thuộc vào trạng thái chức đối tượng tác động tính chất điện từ mơ, vi tuần hồn, cường độ chuyển hóa, trạng thái thần kinh-thể dịch - Tác dụng có tính chất lượng tử với tồn ngưỡng tác dụng, tượng cộng hưởng - Tác dụng có tính chất tồn lưu, với hiệu cịn kéo dài sau tác dụng - Trường xung có tác dụng rõ rệt trường không đổi Điều dễ hiểu phương diện vật lý (các định luật cảm ứng điện từ) lẫn phương diện sinh học (đặc trưng thơng tin tác dụng) Tóm lại, từ trường có đặc trưng thơng tin tác dụng lên thể tác động cuối hoàn toàn tùy thuộc vào cá đặc trưng vật lý trường đặc điểm sinh lý đối tượng Nghiên Cứu Chung Về Từ Trường Trong Điều Trị Phương pháp từ trị liệu 2.1 Khái quát Từ trường trị liệu phương pháp áp dụng tác dụng từ trường thể sống thông qua thiết bị từ trị liệu nhằm điều trị hỗ trợ điều trị cho bệnh nhân Về bản, tác dụng từ trường trị liệu có chung chế tương tác từ trường thể sống 2.2 Cơ chế tương tác từ trường thể sống 2.2.1 Cơ chế vật lý Từ trường có tác dụng lên thể thông qua hiệu ứng vật lý sơ cấp, hiệu ứng tùy thuộc vào đặc trưng từ trường mặt độ lớn Về cường độ từ trường, ta có hiệu ứng sau: 2.2.1.1 Hiệu ứng từ thủy động Khi chất lỏng dẫn điện chuyển động vng góc với từ trường, theo định luật cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng xuất lòng chất lỏng Tương tác Lorentz từ trường ngồi dịng cảm ứng sinh lực ma sát cản trở chuyển động chất lỏng Áp dụng cho chất lỏng sinh lý, đặc biệt dòng máu động mạch, tốc độ dòng máu giảm tác dụng từ trường Tuy nhiên, cản trở có, xuất tác dụng trường cường độ lớn Ví dụ, tốc độ dịng máu giảm 25% từ trường ngồi có độ lớn 10 T 2.2.1.2 Hiệu ứng định hướng Nói chung đại phân tử sinh học thể có tính dị hướng từ, đại phân tử có chức sinh lý quan trọng enzyme, thụ quan, … Dưới tác dụng từ trường, chúng khuếch tán dung dịch định hướng lại Ở mức độ cao, trình dẫn tới thay đổi sinh học Nghiên Cứu Chung Về Từ Trường Trong Điều Trị vĩ mơ Nhưng tính tốn rằng, định hướng rõ rệt trường tác động đến đối tượng chứa nhiều chất sắc từ bồ câu, cá mập số động vật có xương sống bậc thấp khác; cảm ứng từ phải nằm giới hạn 1-10T 2.2.1.3 Hiệu ứng tinh thể lỏng Sự định hướng không dẫn tới thay đổi cấu trúc nội yếu tố định hướng lại Sự việc khác xét đến cấu trúc tinh thể lỏng màng sinh học, đặc biệt màng tế bào, nơi xem đích tác động nhiều tác nhân hóa học, vật lý sinh học Ở cấu trúc có domen (vùng phân tử) với định hướng ưu tiên phân tử Bình thường chuyển động nhiệt, domen định hướng hoàn toàn hỗn loạn Khi có từ trường ngồi, domen xếp lại theo hướng từ trường, dẫn đến thay đổi cấu trúc tính chất hệ tinh thể lỏng Điều làm cho trình vận chuyển chất, lượng thông tin bị tác động, dịng thơng tin qua màng tế bào bị ảnh hưởng, … Những nghiên cứu màng mơ hình rằng, trường 0,8T song song với màng lipid kép làm tăng độ dẫn ion 50%; trường 1,3T tăng 40% khuếch tán phân tử hợp chất qua màng đa lớp Các nhà khoa học thống rằng, hiệu ứng có vai trị với trường 0,1-1T 2.2.1.4 Hiệu ứng tập trung Hiệu ứng đặc trưng cho tác dụng từ trường khơng đồng Trường khơng đồng có cường độ khác vùng khác nhau, dẫn đến tập trung khác phân tử vùng Nếu lại phân tử có vai trò sinh học quan trọng (enzyme, chất, …), phản ứng hóa sinh q trình sinh lý chịu ảnh hưởng Với protid chất có trọng lượng phân tử lớn, thay đổi không đáng kể, đặc biệt trường ngồi có cường độ không đủ lớn Nghiên Cứu Chung Về Từ Trường Trong Điều Trị 2.2.1.5 Hiệu ứng từ - spin Các nhà khoa học Swenberg Đại học New York Burachenco Novosibirsk rằng, với phản ứng hóa sinh trải qua giai đoạn có tham gia hạt thuận từ (các gốc tự do, phân tử triplet, ion thuận từ kim loại), từ trường tác động qua hiệu ứng từ spin Từ trường làm thay đổi tốc độ chuyển dời trạng thái spin hạt thuận từ, làm thay đổi động học phản ứng hóa sinh 2.2.1.6 Các hiệu ứng tập thể quy mơ rộng Để giải thích tác dụng trường điện từ nói chung từ trường nói riêng lên dòng ion qua màng dọc màng, nhiều nhà nghiên cứu đưa lý thuyết tượng tập thể quy mô rộng (long-range cooperative events theory) Theo lý thuyết này, tín hiệu điện từ yếu protein xoắn ốc (helical) màng tiếp nhận Các tín hiệu kích thích sinh sóng soliton Davydov-Scott, kiểu dao động phi tuyến protein nhận tín hiệu (Adey, 1990) Soliton xem trạng thái dao động lan truyền dọc màng nhờ tương tác hợp phần điện đại phân tử bề mặt màng Trạng thái dao động sinh giả hạt (quasiparticle) chạy qua vòng amide bội ba phân tử protein Các soliton không chịu tác động dao động ngẫu nhiên hạt chúng chạy qua chí soliton khác Và tập hợp nguyên tử thực việc trao đổi lượng điện lượng dao động trình sinh giả hạt sóng dao động, đóng vai trị chủ yếu việc xử lý truyền thông tin nhận vào nội bào, việc tàng trữ trao đổi lượng,… 2.2.1.7 Các hiệu ứng địa phương Cũng nhằm giải thích tác dụng từ trường lên dịng ion có vai trò sống hoạt động sống mức tế bào dòng Na+, K+, hay Ca+, số nhà khoa học đưa lý thuyết tác dụng địa phương với hai mơ hình sau: Nghiên Cứu Chung Về Từ Trường Trong Điều Trị 2.2.1.7.1 Vi điện di ligand mang điện Dưới tác dụng điện từ trường hiệu dụng (tổng hợp từ trường trường sinh lý địa phương), ligand mang điện chuyển động theo đường sức tác dụng lực cảm ứng điện từ Lorentz Điều làm nhiễu loạn lượng liên kết ligand thụ quan số tốc độ phản ứng điện hóa 2.2.1.7.2 Các hiệu ứng cộng hưởng a Cộng hưởng từ Theo định luật cảm ứng điện từ, vật dẫn chiều dài l chuyển động với vận tốc v trường có cảm ứng từ B nhận lượng : E = Bvl gọi lượng từ Nếu lượng từ lượng hấp dẫn vật dẫn E = mc2, ta có tượng cộng hưởng từ Tóm lại, với hiệu ứng cộng hưởng từ ta có : mc2 = Bvl Dựa vào hệ thức trên, Jacobson tính toán giá trị cảm ứng cộng hưởng từ cho số loại nucleotide adenine, guanine, cytosine, số globulin miễn dịch Nói chung chúng xấp xỉ giá trị từ trường sinh lý (10 -7 G) b Cộng hưởng cyclotron Giả thuyết cộng hưởng cyclotron McLeod Liboff đưa nhằm giải thích tác dụng từ trường lên ion mặt màng tế bào, chủ yếu với ion canxi điện tích +2 Dưới tác dụng từ trường trái đất B0, ion có khối lượng m điện tích q dao động với tần số : Nghiên Cứu Chung Về Từ Trường Trong Điều Trị Ω0 = qB0/m gọi tần số cyclotron Nếu trường tác động hệ màng có tần số tần số cộng hưởng cyclotron, lượng cung cấp để ion chuyển động theo kênh qua màng cách dễ dàng Khi tính thấm màng thay đổi trình vận chuyển vật chất, lượng thơng tin hoạt hóa, dẫn tới thay đổi toàn tế bào Ion Ca++, vừa ion điều phối tính thấm màng, vừa chất truyền tin thứ hai, quan tâm trước hết Tần số cộng hưởng 17,6 Hz Tính đắn giả thuyết khẳng định nghiên cứu cho thấy từ trường 16 Hz cho đáp ứng sinh lý cực đại, vùng tần số lân cận, hiệu ứng giảm nhanh biến (Rozek Liboff, 1987) c Cộng hưởng Shumann Từ 1971, Konig nêu giả thuyết cộng hưởng Shumann để giải thích chế tác động trường điện từ yếu lên hành vi, tính cách trình tâmsinh lý người Theo lý thuyết này, trường tần số cực thấp có khả lan truyền ống dẫn sóng trái đất – tầng ion khí với độ tản mát khơng đáng kể Ở vùng thấp dải tần thấp, bước sóng đạt tới chu vi trái đất, tượng xảy : cộng hưởng Shumann với cực đại nằm 7.8, 14.1, 20.3, 26.4 32.5 Hz Các giá trị thay đổi theo điều kiện địa lý điều kiện thời tiết Tác động cộng hưởng Shumann lên hành vi người giải thích sở giống dạng sóng dạng EEG não người Ví dụ tần số Shumann thời tiết tốt 8-10 Hz phù hợp với hoạt tính sóng alpha người , tần số cộng hưởng thời tiết xấu Hz có tần số với hoạt tính delta não Sự tương đồng khiến tín hiệu ngồi hệ nhận tin thể chấp nhận gây biến đổi chức tiếp sau Nghiên Cứu Chung Về Từ Trường Trong Điều Trị