生物电磁学的应用

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生物电磁学的概述

生物电磁学的实际应用行晋源65080425

生物电磁学的概述

生物电磁学是研究非电离辐射电磁波(场)与生物系统不同层次相互作用规律及其应用的边缘学科,主要涉及电磁场与微波技术和生物学.其意义在开发电磁能在医学,生物学方面的应用以及对电磁环境进行评价和防护..

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生物电磁学与工程电磁场区别:1,前者的作用对象是具有个体差异的生命物质;2,前者的作用对象是根据人为需要而选取并加工的电磁媒质或单元而后者的作用要让测量系统听从于作用对象.

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生物电磁学的研究内容:1,电磁场(波)的生物学效应,研究在电磁场(波)作用下生物系统产生了什么;2,生物学效应机理,研究在电磁场(波)作用下为什么会产生什么;3,生物电磁剂量学,研究在什么条件下会产生什么;4,生物组织的电磁特性,研究在电磁场(波)作用下产生什么的生物学本质;5,生物学效应的作用,研究产生的效应做什么和如何做.

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一,

在医学中的应用

1.心肌自律性和人工心脏起博1.心肌自律性和人工心脏起博在心肌细胞中,有一类细胞在未受到外界刺激下,也能产生周期性动作电位,这种自动起博的特性称为心脏的自律性,心脏能有节奏地跳动(收缩和舒张)正是心脏自律性的表现.留心脏兴奋的自律性受到破坏或心肌细胞的功能出现障碍时,将会导致泵血功能失调,甚至危及人体生命.人工心脏电起博生命.人工心脏电起博,就是利用一定大小的脉冲人工心脏电起博,电流来刺激心脏,使心脏按一定频率收缩和舒张,电流来刺激心脏,使心脏按一定频率收缩和舒张,达到心脏起博的目的.达到心脏起博的目的.

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心脏起博器包括三个部分:(1)脉冲发生器,产生一定要求的脉冲电流,频(1)脉冲发生器,产生一定要求的脉冲电流,频率一般为每分钟72次左右.率一般为每分钟72次左右.(2)与心脏组织相接触的刺激电极,脉冲电流通(2)与心脏组织相接触的刺激电极,脉冲电流通过它来刺激心肌.(3)起博器能源,主要采用化学电池.(3)起博器能源,主要采用化学电池.

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2.医疗保健2.医疗保健磁疗很久以前就在我国出现,在我国古代的《神农本草经》磁疗很久以前就在我国出现,在我国古代的《神农本草经》,《名医别录》等大量医学书上都有记载.如明朝李时珍《本名医别录》等大量医学书上都有记载.如明朝李时珍《草纲目》草纲目》中就有描述:真磁石,豆大,新棉裹塞耳中,口含生铁一块,觉耳中如风雨声,即通.目前市场上的医疗保健器械包括磁片,磁块,磁疗项链,磁腰带,磁疗护膝,磁鞋垫等等.将它们放在病变组织处对某些疾病可能会有一定的疗效,如腰肌劳损,扭挫伤,高血压等.这种疗法称为静磁疗法.近年来,又有研究认为当

磁场作用于穴位上时,经络自身能接受,传递磁信号,调整经络平衡,疏通经络,调整气血,促进血液循环,能起到一定的治疗作用.

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二,在农学和水产养殖中的应用1.电磁学对农作物的影响1.电磁学对农作物的影响在农业生产中,应用一定强度电磁场作用不仅能够提高产量,而且能够改善产品质量.采用高压电磁场处理过的种子在植株生长质量和最终产量都得到了改善.胁迫环境(主要是高温柔低温,盐胁迫)下的生理生态响应是当前植物生理生态学研究的热点问题之一.试验研究说明,经一定条件电场处理后的种子,其抗干旱和耐低温能力都得到了显著改善.同时也有研究说明,应用磁场处理种子或用磁水浸种可促进种子发芽,根系发达,增加吸水,吸肥能力,分蘖提早,生育期提前,穗粒数及千粒重增加,抗寒抗病能力提高.

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2.电磁场在水产养殖中的应用2.电磁场在水产养殖中的应用对于电磁场对水生生物的作用机理,国内外还没有统一的定论.如华东师范大学的陈家森等人认为,电磁场可使水生生物体内的一部分水转化为超氧阴电磁场可使水生生物体内的一部分水转化为超氧阴离子自由基,生命体内适量的超氧阴离子自由基具离子自由基,生命体内适量的超氧阴离子自由基具有代谢储能,转化排废及防卫消毒的作用,从而使水生作物产质量提高.另外有报道认为适当强度电刺激能引起细胞膜内蛋白质酶构型发生变化,导致它活力增大,膜内外通透性加强,最终造成代谢速度加快,有利于生长发育.也有学者认为,电磁场度加快,有利于生长发育.也有学者认为,电磁场改善了水生生物所处的水生环境,降低了水中的氨改善了水生生物所处的水生环境,降低了水中的氨氮含量,并使水中含氧量提高,进而使生物生命力加强,生长速度加快.

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3.电磁场的条件研究3.电磁场的条件研究生物体是物质运动的高级发展阶段的繁杂体系,受电磁场作用后的生物效应不如物理效应那样简单明确,而要繁杂得多.因此在实际操作中对电磁场有不同的要求:(1)场型和频率.电磁场可分为恒定电磁场和交变电磁场,对(1)场型和频率.电磁场可分为恒定电磁场和交变电磁场,对恒定场还要考虑场的均匀度(用梯度表示),交变场是场强和方向随时间变化的场,一般用频率来表示场的不同特性.在均匀场和不均匀场中引起的生物效应是有区别的.另外,交变磁场频率的不同对细胞的通透性和损伤影响也不同.

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(2)电磁场阈值.电磁场阈值是电磁场能否引起生物效应的临界条件,生物受到电磁场和电磁场梯度作用时,它们的强度必需超过某一数值,才能引起生物效应.不同的生物或生命现象具有不同的电磁场阈值.(3)电

磁场极限值.电磁场极限值是电磁场导致生物损伤的(3)电磁场极限值.电磁场极限值是电磁场导致生物损伤的临界条件.其中电磁