tác dụng của từ trường lên cơ thể sống

Đặc điểm đặc trưng cho tương tác từ trường – cơ thể • Tổng hợp: Tác dụng của từ trường là đa dạng, đồng thời lên nhiều hệ chức năng, tạo ra sự liên kết giữa các tác động riêng lẻ.. Các h

Từ trường và cơ chế tác động của từ trường lên cơ thể sống

ThS Đặng Vũ Hoàng Phân viện Vật lý Y Sinh học.

Từ trường ?

Từ trường là môi trường vật chất đặc biệt sinh ra quanh các điện tích chuyển động hoặc do sự biến thiên của điện trường hoặc có nguồn gốc

từ các môment lưỡng cực từ

Xét về bản chất, từ trường và điện trường là các biểu hiện riêng rẽ của một trường thống nhất là điện từ trường.

Cảm ứng từ B – Cường độ từ trường H

1 mT = 10 Gs

Đường sức từ trường

Phân loại

• Theo xuất xứ: tự nhiên, nhân tạo, sinh

thể

• Theo sự thay đổi theo thời gian: cố

định, biến thiên, xung…

• Theo sự thay đổi trong không gian:

đồng nhất, không đồng nhất

• Theo cường độ từ trường:Yếu (<10Gs)

Trung bình (10500Gs) Mạnh

(5002000Gs) Rất mạnh (>2000Gs).

• ở Nam cực = 70.000nT (nanotesla), Bắc cực = 60.000nT và xích đạo = 30.000nT

Tương tác của từ trường với vật chất sống

1 Lưu lượng máu tǎng lên sẽ làm tǎng khả nǎng chuyển tải oxy, cả hai việc này giúp cho khả nǎng chữa bệnh của cơ thể tǎng lên.

2 Việc thay đổi sự di chuyển của ion calci: từ trường có thể đưa ion calci tới để điều trị chỗ xương bị gãy chỉ mất nửa thời gian so với bình thường hoặc có thể giúp cho việc lấy calci khỏi khớp xương bị viêm hoặc khớp xương bị đau.

3 Sự cân bằng pH của những thể dịch khác nhau trong cơ thể (thông thường mất sự cân bằng pH xảy ra khi ốm) dường như có thể làm thay đổi nhờ từ trường.

4 Sự sản xuất hormon từ các tuyến nội tiết có thể hoặc tǎng lên hoặc giảm xuống nhờ sự kích thích của từ trường.

5 Sự thay đổi hoạt động của men và những quá trình sinh hóa khác cũng bị tác động bởi từ trường.

Đặc điểm đặc trưng cho tương

tác từ trường – cơ thể

• Tổng hợp: Tác dụng của từ trường là đa dạng, đồng

thời lên nhiều hệ chức năng, tạo ra sự liên kết giữa các tác động riêng lẻ

• Cá thể: Các cá thể khác nhau, các hệ cơ quan khác

nhau thì sẽ phản ứng khác nhau với từ trường

• Thông tin: Tác dụng chỉnh lý điều hòa, hoạt hóa hay

ức chế phụ thuộc vào trạng thái ban đầu của đối

tượng áp dụng

• Tác dụng phụ thuộc các thông số của từ trường như

tần số, cường độ, dạng xung, thời gian,…

• Phụ thuộc môi trường, đặc biệt là các điều kiện ánh

sáng, địa từ địa phương, tiếng ồn ở thành thị

• Tính lượng tử: tồn tại các ngưỡng tác dụng, các hiện

tượng cộng hưởng

• Tính tồn lưu: hiệu quả còn kéo dài sau tác dụng

Các hiệu ứng chính

• >10T Hiệu ứng từ thủy động: Tương tác Lorentz

của dòng cảm ứng với từ trường  lực cản trở dòng

chảy

• 110T Hiệu ứng từ định hướng: Các đại phân tử

định hướng lại dưới tác dụng của từ trường  thay đổi sinh học ở mức vĩ mô

• 0,11T Hiệu ứng tinh thể lỏng: Bình thường các

domen hoàn toàn hỗn loạn, khi có từ trường, các domen sắp xếp lại hướng  thay đổi cấu trúc tinh thể lỏng 

ảnh hưởng dòng vận chuyển chất, năng lượng, thông tin qua các màng sinh học

• <100mT Hiệu ứng từ spin, hiệu ứng lượng tử: Từ

trường thay đổi tốc độ chuyển dời giữa các trạng thái

spin của các hạt thuận từ  thay đổi động học các phản ứng hóa sinh trong cơ thể

Một số lý thuyết về tác dụng của

trường điện từ

• Các hiệu ứng tập thể: Các tín hiệu điện từ được các protein xoắn ốc

trong màng sinh học tiếp nhận  dao động Soliton phi tuyến của các protein  lan truyền dọc màng nhờ các hợp phần điện trên bề mặt màng Trạng thái dao động này sinh ra các giả hạt quasiparticle chạy qua các vòng amide bội ba của phân tử protein  ảnh hưởng tới việc trao đổi năng lượng điện và năng lượng dao động trong quá trình xử lý cũng như truyền nhận thông tin nội bào.

• Các hiệu ứng địa phương

• Vi điện di các ligand mang điện: điện từ trường làm các

ligand chuyển động theo các đường sức  nhiễu loạn năng lượng liên kết  ảnh hưởng tới các phản ứng điện hóa.

• Các hiệu ứng cộng hưởng:

• Cộng hưởng từ:

• Cộng hưởng cyclotron

• Cộng hưởng Shunman: Một lý thuyết của Konig, về sự cộng

hưởng tác động lên hành vi của con người ở các tần số 7.8 14.1 20.3 26.4 và 32.5Hz.

Tương tác của màng tế bào

• Do cấu trúc tinh thể lỏng, các hạt trong màng có liên hệ bên trong với các mạng lưới vi sợi dưới màng  rất nhạy cảm với Ca++

• Trường điện từ sẽ kích thích hệ receptor  biến dạng các liên kết Ca++ với glycoprotein dọc mặt màng  khuếch đại những kích thích yếu ban đầu thành sự thăng giáng lớn của dòng Ca++

qua màng  trở thành tín hiệu liên bào.

• Nếu những tín hiệu này phù hợp với những tín hiệu vẫn được truyền qua bình thường thì nó sẽ

có tác dụng dương tính đến các mức cấu trúc trên tế bào.

Tác dụng của từ trường

• Lên thực vật: cà chua, cam, chanh, bưởi

• Lên động vật: gà, chim bồ câu, chuột,…

• Chú ý: cực bắc, nam ở từ trường của nam châm

• Lên người:

• Nghiên cứu của V.M Bogoliubov và G.N Ponomarenko 1999:

• Từ trường không đổi : giảm độ nhớt của máu, giảm sự phân hủy

trong tuần hoàn máu, tăng trao đổi chất ở mao mạch; giảm đau; kích thích dinh dưỡng cục bộ; giãn nở mao mạch cục bộ; tăng

cường miễn dịch.

• Từ trường dạng xung : kích thích thần kinh ; kích thích dinh dưỡng;

hoạt hóa mạch (ảnh hưởng đến đường kính mạch máu, đặc biệt là động mạch); giảm đau (dạng gây tê); chống viêm.

• Từ trường biến thiên : hoạt hóa mạch; chống viêm; chống phù nề;

kích thích dinh dưỡng; giảm đau (dạng gây tê) cục bộ; giảm đông máu.

Từ trường trị liệu

Trong từ trị liệu cần xác định rõ 4 yếu tố :

1 Cực : 2 cực từ riêng rẽ hay cùng nhau

2 Diện tích tác động : Cục bộ hay toàn

phần

3 Thời gian điều trị : Mấy lần, bao nhiều

phút 1 lần, mỗi lần cách nhau bao lâu

4 Cường độ từ trường sử dụng

Từ trường trị liệu

• Không dùng cho bệnh nhân có máy trợ tim

• Không dùng từ trường cường độ mạnh vào khu

vực gần tim nếu không có sự đồng ý của bác sĩ

• Không dùng cho phụ nữ có thai và trẻ em dưới 2

tuổi

• Không dùng ở phần tiêu hóa (dạ dày, ruột) với

bệnh nhân vừa ăn no.

• Không hướng cực nam vào vùng đầu và vùng có

khối u hoặc nhiễm trùng

Một số vật liệu từ đang được áp

dụng giữ gìn sức khỏe

• Dây truyền từ: gắn 5-6 viên từ, tác động lên vùng phản

xạ vai cổ

• Vòng từ cổ tay: gắn 4-5 viên từ, tác động lên động

mạch cổ tay (động mạch quay) để điều chỉnh tuần hoàn ngoại vi

• Đai lưng từ: gắn các viên từ ở gần vùng cột sống lưng

nhằm giảm đau, hạn chế thoái hóa

• Đế dép từ: gắn 2-3 viên từ tương ứng với các huyệt vị

chính ở lòng bàn chân nhằm ổn định từ trường cơ thể

• Gối từ: gắn 10-20 viên từ trên khăn trải gối để điều hòa

tuần hoàn vùng đầu cổ, tạo giấc ngủ thoải mái

• Cốc (nước) từ: gắn nam châm ở thành và đáy, cách ly

với nước trong cốc Sau khi đổ vào 5-10 phút nước sẽ tăng hoạt tính, giảm độ nhớt, uống để điều hòa từ

trường nội sinh, tuần hoàn máu và dịch thể 1-2h sau

nếu ko dùng, nước sẽ trở lại bình thường

• Tăng tổng hợp các chất căn bản xương

• Canxi hóa tổ chức sụn sợi của can non (quan trọng nhất)

• Tân tạo mạch máu và xâm nhập mạch máu vào sụn sợi

Chấn thương chỉnh hình

• Xương là 1 cấu trúc áp điện, có khả năng biến tín hiệu cơ học

thành tín hiệu điện học và ngược lại Vì vậy mà xương có thể bị

bẻ cong khi giữa hai bề mặt xương xuất hiện một thế áp điện Sự

bẻ cong này thực ra là sự sinh xương ở phía bị nén ép và hủy

xương ở phía bị kéo dãn

• Dựa vào hiệu ứng trên, trong chấn thương chỉnh hình người ta

dùng từ trường để tạo ra những dòng điện tương ứng trên xương phù hợp mục đích điều trị Bệnh nhân sẽ mang 1 hoặc 2 cuộn dây cảm ứng trên người, đặt tại chỗ xương bị gãy Điện từ trường

cũng làm các vật ghép trong xương như kim loại, gốm sứ liên kết với xương chặt chẽ hơn.

• Tuy nhiên cần lưu ý 3 trường hợp không chỉ định trong điều trị

xương gãy không liên bằng phương pháp điện từ trường:

• Khớp giả hoạt dịch

• Chỗ gãy bất động kém hoặc bệnh nhân không hợp tác

• Khe gãy rộng hơn ½ thân xương

Từ - Hệ tuần hoàn

• Tân tạo mách máu: Kích thích sinh tổng hợp AND, hình thành các

cấu trúc tương tự mao mạch trong thời gian vài ngày (đối chứng là vài tháng).

• Tác động trực tiếp lên dòng chảy (tăng tốc): Do ảnh hưởng lên hệ

thống điện tích ở màng tế bào và cấu hình không gian của các đại phân tử, làm giảm độ nhớt của máu.

• Hai hiệu ứng trên làm tăng vi tuần hoàn, giảm nguy cơ nghẽn mạch sau chấn thương.

• Gây hiệu ứng sắt từ: Tác động lên chính phân tử Hb, rất tích cực ở

những nơi máu chảy chậm và nồng độ ôxy cao (như ở các động mạch chủ)

• Hiệu ứng giãn mạch: Tác dụng này ảnh hưởng hệ đông máu và các

cục máu đông, cải thiện mức độ nuôi dưỡng ở các vùng bị thương tổn.

Từ - Hệ miễn dịch

• Cả ở miễn dịch thể dịch và miễn dịch tế bào.

• Nhiều nghiên cứu đã chứng tở điện từ trường xung thích hợp làm tăng hoạt tính thực bào, thể hiện ở các chỉ số: % bạch cầu thực bào, số hạt trung bình được 1 bạch cầu thực bào.

• Thống kê trong 10 năm ở viện Odessa tại liên bang Nga trên 920 bệnh nhân hở xương khớp

có mủ được điều trị bằng từ trường cho thấy: so với phác đồ kinh điển thì tỷ lệ tàn phế do các

biến chứng nhiễm trùng giảm 3 lần.

Từ - Hệ thần kinh

• Thụ cảm từ đặc hiệu ở đây là tuyến tùng: vai trò hàng đầu trong việc điều phối các quá trình tâm sinh lý quan trọng của cơ thể Nó liên hệ đa dạng với các hợp phần của não; liên hệ với thần kinh thực vật qua các dây giao cảm; liên hệ với võng mạc, dưới đồi, nhân cạnh não

• Ở người cũng có 1 cơ quan tương tự, chính là tuyến

tùng, có thể bị từ trường tác động  các thay đổi tâm sinh lý của cơ thể, bao gồm cả các khả năng dị thường như ngoại cảm, liên lạc từ xa, dùng ý chí di chuyển đồ vật,…

Chỉ định

Tác dụng điều trị của từ trường

- Chống viêm (nhiễm khuẩn và không nhiễm khuẩn)

- Giảm phù nề

- Giảm đau

- Tǎng tuần hoàn ngoại vi và điều chỉnh áp lực động mạch

- Điều hòa hoạt động thần kinh thực vật

- Giảm độ nhớt máu, hạn chế kết dính tiểu cầu

- Kích thích miễn dịch không đặc hiệu

- Hạn chế lắng đọng cholesterol, hạn chế hình thành sỏi

- Kích thích tân tạo vi mạch, tái tạo tổ chức

- Kích thích phát triển cal xương, hạn chế thưa xương

Chống chỉ định

• Các trường hợp tạng ưa chảy máu, bệnh máu

hệ thống, máu chậm đông

• Bệnh nhân dùng máy tạo nhịp tim

• Đang trong cơn tụt huyết áp, bị suy tim

• Đang thời kì sớm sau nhồi máu cơ tim hoặc

thiếu máu cơ tim nặng (sự cân bằng)

• Bị động kinh hay tâm thần cấp, có tổn thương

tưới máu não cấp

• Đang mang thai, có u ác tính

• Bệnh nhân quá nhạy cảm với từ trường

TMS : kích thích từ xuyên sọ

• Sử dụng trường điện từ trường dạng xung kích thích

trực tiếp vào não để điều trị, hồn tồn ko xâm lấn

• TMS (Transcranial Magnetic Stimulation)

• Điều trị bệnh tâm thần

• Được ứng dụng trong thực hành y học từ cuối

những năm 70, đầu những năm 80 Tuy nhiên, về phương diện lý thuyết, khả năng đó đã được

Penfield và Jasper đề cập tới từ năm 1954 Cho đến trước 1995, phương pháp TMS chỉ được dùng trong chẩn đoán với nhiều ưu điểm so với phương pháp kích thích điện truyền thống (kỹ thuật

không xâm lấn, không đau…)