Применение магнитного поля в науке, технике и медицине

Согласно историческим летописям, магнитные свойства людям были известны и применялись очень давно. В 1100 г. до н. э. древние путешественники уже пользовались компасом. Появление слова «магнит» связывают с названием местности Магнезия в Греции. Местность примечательна тем, что там располагается гора, которая в грозу притягивает молнии. На Урале тоже есть такая гора – Магнитная. Ее почти полностью составляет магнетит.

Способность железа притягивать известна людям тысячи лет. Кроме притяжения, еще был известен и факт отталкивания предметов друг от друга. Например, магнит отталкивает медь. В древности заметили также, что одна сторона магнита притягивает железо, а другая отталкивает. Научное объяснение причин всех этих явлений было дано далеко не сразу.

Историческая справка

История магнетизма уходит корнями в глубокую древность, к античным цивилизациям Малой Азии. Именно на территории Малой Азии, в Магнезии, находили горную породу, образцы которой притягивались друг к другу. По названию местности такие образцы и стали называть «магнетиками».

И ещё 2600 лет до н.э. китайский император Хванг Ти вёл своё войско в густом тумане с помощью магнитной фигурки, что, поворачиваясь вокруг своей оси, всегда смотрела на юг. Это, как можно догадаться, и был своего рода прототип первого компаса. Уже со второго века н.э. в Китае изготавливались постоянные магниты, надолго сохраняющие магнитные свойства. А в 13 веке о магнитах и компасе узнали в Европе.

Рисунок 1. Первый компас

Первое научное изучение свойств магнита было предпринято в 13 веке французским ученым Петром Перегрином. В 1269 году вышло его сочинение «Книга о магните», где он писал о многих фактах магнетизма: о том, что у магнита есть два полюса, которые ученый впоследствии назвал северным и южным, и о том, что невозможно отделить полюса друг от друга разламыванием. Перегрин писал и о двух видах взаимодействия полюсов — притяжении и отталкивании.

Рисунок 2. Взаимодействие двух магнитов

А в 1600 году вышло сочинение английского придворного врача и физика Уильяма Гильберта «О магните». К уже известным фактам Гильберт прибавил такие важные наблюдения, как: усиление действия магнитных полюсов железной арматурой, потерю магнетизма при нагревании и другие.

Рисунок 3. Уильям Гильберт

Однако только в XIX веке была обнаружена связь между электричеством и магнетизмом, и возникло представление о магнитном поле.

В 1820 г. датский физик Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851) обнаружил, что магнитная стрелка, расположенная рядом с электрическим проводником, отклоняется, когда по проводнику течет ток, т. е. вокруг проводника с током создается магнитное поле.

Его опыт имел большое значения для развития учения об электромагнитных явлениях.

Рисунок 4. Опыт Эрстеда

А узнав о работе Эрстеда, французский физик Андре Мари Ампер исследовал взаимодействие параллельных проводников с током. Он установил, что при наличии в проводниках разнонаправленных токов – проводники отталкиваются друг от друга. А если токи имеют одинаковое направление, то проводники будут притягиваться.

Рисунок 5. Опыт Ампера

Это были два самых известных опыта в истории изучения магнитного поля, которые подтолкнули других учёных делать всё новые и новые исследования в этой области.

Понятие о магнитном поле

Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.

Рисунок 6. Магнитное поле

Источниками магнитного поля являются постоянные магниты, проводники с током. Обнаружить магнитное поле можно по действию на магнитную стрелку, проводник с током и движущиеся заряженные частицы.

Рисунок 7. Действие магнитного поля на магнитную стрелку

Свойства магнитного поля:

магнитное поле создается движущимися заряженными частицами и телами, проводниками с током, постоянными магнитами;
магнитное поле действует на движущиеся заряженные частицы и тела, на проводники с током, на постоянные магниты, на рамку с током;
магнитное поле является вихревым, т.е. его силовые линии (линии магнитной индукции) замкнутые.

Теперь скажу о двух силах, действующих в магнитном поле:

1. Сила Ампера

Силой Ампера называется сила, которая действует на проводник с током, находящийся в магнитном поле.

Существует и специальный закон об этой силе, называемый законом Ампера: на проводник c током силой I и длиной l, помещенный в магнитное поле с индукцией B⃗ , действует сила, модуль которой равен (произведению силы тока на вектор магнитной индукции и на синус альфа):

F = IBlsin a

где α – угол между проводником с током и вектором магнитной индукции B⃗ .

Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции B⊥ входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Ампера.

Рисунок 9. Сила Ампера

2. Сила Лоренца

Сила Лоренца – сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля.

Формула для нахождения силы Лоренца:

F = q* B * V * siin a,

где q – заряд частицы, v – скорость частицы, B – модуль вектора магнитной индукции, α – угол между вектором скорости частицы и вектором магнитной индукции.

Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции B⊥ входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление скорости положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Лоренца.

Рисунок 10. Сила Лоренца

Силы Ампера и Лоренца широко применяются в науке и технике. Сейчас мы это рассмотрим.

Циклотроны и синхротроны

Циклотрон представляет собою тип ускорителя, где частички с зарядами ускоряются от центра наружу по спиральным дорожкам. Статическое магнитное поле сохраняет спиральную траекторию, а ускорения задаются стремительно меняющимся электрическим полем.

Частичка ускоряется в циклотроне и выбрасывается сквозь пучок

Для ускорения пучков заряженных частиц циклотроны применяют высокочастотное переменное напряжение, используемое между двумя D-образными электродами. Дополнительное статическое магнитное поле выступает перпендикулярным по отношению к плоскости электрода, из-за чего частицы постоянно сталкиваются. Поэтому частота напряжения обязана сходиться с частотой циклотронного резонанса частицы:

Частота определяется равенством центростремительной и магнитной силы Лоренца. Введенные ближе к центру частички увеличивают свою кинетическую энергию, поэтому перемещаются по спиральному пути. Радиус будет также расти, пока они не попадут в цель вакуумной камеры или не вылетят из прибора. Подобные ускоренные частички можно использовать для лечения некоторых видов рака.

Синхротрон – улучшенная версия циклотрона, где направляющее магнитное поле основывается на времени и синхронизуется с пучком частичек и ростом кинетической энергии. Это одна из первых концепций ускорителя, с чьей помощью можно создавать крупномасштабные объекты.

Применение магнитного поля. Сила Ампера

Амперметр

Еще одно открытие Ампера – это закон действия магнитного поля на проводник с током. Он выражается прежде всего в действии магнитного поля на виток или рамку с током. Так, на виток с током в магнитном поле действует момент силы, которая стремится развернуть этот виток таким образом, чтобы его плоскость стала перпендикулярна линиям магнитного поля.

Угол поворота витка прямо пропорционален величине тока в витке. Если внешнее магнитное поле в витке постоянно, то значение модуля магнитной индукции также величина постоянная. Площадь витка при не очень больших токах также можно считать постоянной, следовательно, справедливо то, что сила тока равна произведению момента сил, разворачивающих виток с током, на некоторую постоянную при неизменных условиях величину.

l = M * const

l – сила тока,

M – момент сил, разворачивающих виток с током.

Следовательно, появляется возможность измерять силу тока по величине угла поворота рамки, которая реализована в измерительном приборе – амперметре.

Рисунок 11. Амперметр

Электродвигатель

После открытия действия магнитного поля на проводник с током Ампер понял, что это открытие можно использовать для того, чтобы заставить проводник двигаться в магнитном поле. Так, магнетизм можно превратить в механическое движение – создать двигатель. Одним из первых, работающих на постоянном токе, был электродвигатель (рис. 3), созданный в 1834 г. русским электротехником Б.С. Якоби.

Рисунок 12. Электродвигатель

Рассмотрим упрощенную модель двигателя, которая состоит из неподвижной части с закрепленными на ней магнитами – статора. Внутри статора может свободно вращаться рамка из проводящего материала, которая называется ротором. Для того чтобы по рамке мог протекать электрический ток, она соединена с клеммами при помощи скользящих контактов (рис. 4). Если подключить двигатель к источнику постоянного тока, то при замыкании цепи рамка с током начнет вращение.

Рисунок 13. Схема электродвигателя

Электромагнит

Необходимо упомянуть еще об одном устройстве, работающем на основе законов Ампера. Ампер показал, что катушка с током ведет себя подобно постоянному магниту. Это значит, что можно сконструировать
электромагнит – устройство, которое при прохождении через него электрического тока, создает вокруг себя магнитное поле.
Рисунок 14. Электромагнит

Рисунок 14.2 Пример применения электромагнитов. Электромагнит на производстве

Маглев

Маглев, или поезд на магнитной подушке, — это состав, который удерживается над дорожным полотном и движется силой электромагнитного поля. В основу маглева положено базовое свойство магнитов: одинаковые полюса отталкиваются, а разные – притягиваются.

Рисунок 15. Маглев

Движение поезда осуществляется линейным двигателем – поочерёдно включаются обмотки статора, создавая бегущее магнитное поле. Статор поезда втягивается в это поле и движет весь состав. При этом с частотой 4000 раз в секунду происходит смена полюсов на магнитах путем попеременной подачи тока. Изменение силы и частоты тока позволяет регулировать скорость состава.

Рисунок 16. Схема маглева

Маглев — самый быстрый наземный общественный транспорт. Рекорд скорости был установлен японским поездом Синкансэн L0 в апреле 2015 года — он разогнался до 603 км/ч.

Рисунок 17. Синкансэн L0

Телеграф

Именно Амперу пришла идея о том, что, скомбинировав проводники и магнитные стрелки, можно создать устройство, которое предает информацию на расстояние.

Рисунок 18. Электрический телеграф

Идея телеграфа возникла в первые же месяцы после открытия электромагнетизма.

Однако широкое распространение электромагнитный телеграф приобрел после того, как Самюэль Морзе создал более удобный аппарат и, главное, разработал двоичную азбуку, состоящую из точек и тире, которая так и называется: азбука Морзе.

С передающего телеграфного аппарата с помощью «ключа Морзе», который замыкает электрическую цепь, в линии связи формируются короткие или длинные электрические сигналы, соответствующие точкам или тире азбуки Морзе. На приемном телеграфном аппарате (пишущий прибор) на время прохождения сигнала (электрического тока) электромагнит притягивает якорь, с которым жестко связано пишущее металлическое колесико или писец, которые оставляют чернильный след на бумажной ленте (рис. 7).

Рисунок 19. Схема работы телеграфа

Пушка Гаусса

Математик Гаусс, познакомившись с исследованиями Ампера, предложил создать оригинальную пушку, работающую на принципе действия магнитного поля на железный шарик или стержень – снаряд: в цилиндрической обмотке (соленоиде) при протекании через нее электрического тока возникает магнитное поле. Это магнитное поле начинает втягивать внутрь соленоида снаряд, который от этого начинает разгоняться. Если в тот момент, когда снаряд окажется в середине обмотки ток в последней отключить, то втягивающее магнитное поле исчезнет и снаряд, набравший скорость, свободно вылетит через другой конец обмотки.

Рисунок 20. Пушка Гаусса

Динамик

Так же сила Ампера применяется и в динамиках, чей принцип действия основан на действии магнитного поля постоянного магнита на переменный ток в подвижной катушке: катушка, по которой течет измененный ток звуковой частоты, колеблется в магнитном поле магнита. Вместе с катушкой колеблется диффузор, излучающий звук.

Рисунок 21. Устройство динамика

Рисунок 22. Динамик (внешний вид)

Сила Лоренца

Кинескоп — телевизионная трубка, электронно-лучевая трубка

Действие магнитного поля на движущийся заряд широко используют в технике. Достаточно упомянуть телевизионные трубки (= кинескопы), в которых летящие к экрану электроны отклоняются с помощью магнитного поля, создаваемого особыми катушками. Иначе телевизионную трубку можно называть электронно-лучевой трубкой.

Рисунок 23. Кинескоп

Масс-спектрограф

Другое применение действие магнитного поля нашло в приборах, позволяющих разделять заряженные частицы по их удельным зарядам, т.е. по отношению заряда частицы к её массе, и по полученным результатам точно определять массы частиц. Такие приборы получили название масс-спектрографов. На рисунке изображена принципиальная схема простейшего масс-спектрографа.

Вакуумная камера прибора помещена в магнитное поле (вектор индукции В перпендикулярен рисунку). Ускоренные электрическим полем заряженные частицы (электроны или ионы), описав дугу, попадают на фотопластинку, где оставляют след, позволяющий с большой точностью измерить радиус траектории r. По этому радиусу определяется удельный заряд иона. Зная же заряд иона, легко вычислить его массу. Изучить

химический состав грунта, взятого на Луне, например, поможет тот же масс-спектр.

Циклотрон — ускоритель заряженных частиц

На рисунке 25 показано движение заряженных частиц в вакуумной камере циклотрона.

Между полюсами сильного электромагнита помещается вакуумная камера, в которой находятся два электрода в виде полых металлических полуцилиндров (дуантов). К дуантам приложено переменное электрическое напряжение, частота которого равна циклотронной частоте. Заряженные частицы инжектируются в центре вакуумной камеры. Частицы ускоряются электрическим полем в промежутке между дуантами. Внутри дуантов частицы движутся под действием силы Лоренца по полуокружностям, радиус которых растет по мере увеличения энергии частиц.

Каждый раз, когда частица пролетает через зазор между дуантами, она ускоряется электрическим полем. Таким образом, в циклотроне, как и во всех других ускорителях, заряженная частица ускоряется электрическим полем, а удерживается на траектории магнитным полем. Циклотроны позволяют ускорять протоны до энергии порядка 20 МэВ.

Рисунок 25.2. Циклотрон (внешний вид)

Синхрофазотрон

В 1957 году Советский Союз осуществил революционный научный прорыв сразу в двух направлениях: в октябре был запущен первый искусственный спутник Земли, а за несколько месяцев до этого, в марте, в Дубне начал работать легендарный синхрофазотрон — гигантская установка для исследования микромира. Эти два события потрясли весь мир, и слова «спутник» и «синхрофазотрон» прочно вошли в нашу жизнь.

Синхрофазотрон — это циклический резонансный ускоритель заряженных частиц. Циклический – значит, что частицы циркулируют по замкнутой траектории, которая формируется магнитными полями. Резонансный — что на кольце расположен высокочастотый электромагнитный резонатор, в котором внешним генератором раскачана волна электрического поля; сгусток частиц пролетает этот резонатор на каждом обороте синхронно с колебанием поля, и это электрическое поле его резонансным образом легонько ускоряет (как мама легонько толкает качели, добиваясь большой скорости). Таким образом удаётся электрическим полем с амплитудой в десятки киловольт ускорить частицы до десятков гига(электрон)вольт.

Рисунок 26. Синхрофазотрон (схема)

Рисунок 26.2. Синхрофазотрон (внешний вид)

Магнетрон

Магнетрон — это мощная электронная лампа, генерирующая микроволны при взаимодействии потока электронов с магнитным полем.

Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких Вт до десятков кВт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме при длительностях импульсов главным образом от долей до десятков микросекунд.

Магнетроны обладают высоким КПД (до 80 %), то есть, способны преобразовывать до 80% подводимой к ним электроэнергии в СВЧ-поле.

Магнетроны бывают как не перестраиваемые, так и перестраиваемые в небольшом диапазоне частот (обычно менее 10 %). Для медленной перестройки частоты применяются механизмы, приводимые в движение рукой, для быстрой (до нескольких тысяч перестроек в секунду) — ротационные и вибрационные механизмы.

Магнетроны как генераторы сверхвысоких частот широко используются в современной радиолокационной технике.

Рисунок 27. Магнетрон (схема)

Магнитное поле в медицине

Магнитное поле широко применяется в медицине. Существует и специальный термин – магнитотерапия.

Магнитотерапия – это метод физиотерапии, в основе которого лежит действие на организм магнитными полями различных параметров.

С лечебно-профилактическими целями используются:

постоянное магнитное поле (постоянная магнитотерапия);
импульсное магнитное поле (импульсная магнитотерапия);
переменное магнитное поле (низкочастотная магнитотерапия).

Постоянная магнитотерапия

При постоянной магнитотерапии на организм с лечебно-профилактическими целями воздействуют постоянным магнитным полем. Для получения постоянного магнитного поля (ПМП) используют постоянные магниты из различных материалов и различных конструкций, а также электромагниты с ферромагнитными сердечниками или без них, в обмотках которых течет постоянный электрический ток. Индукция постоянных магнитных полей чаще составляет 30-60 мТл.

Магнетроны как генераторы сверхвысоких частот широко используются в современной радиолокационной технике.

Магнитное поле в медицине

Магнитное поле широко применяется в медицине. Существует и специальный термин – магнитотерапия.

Магнитотерапия – это метод физиотерапии, в основе которого лежит действие на организм магнитными полями различных параметров.

С лечебно-профилактическими целями используются:

постоянное магнитное поле (постоянная магнитотерапия);
импульсное магнитное поле (импульсная магнитотерапия);
переменное магнитное поле (низкочастотная магнитотерапия).

Постоянная магнитотерапия

Рисунок 28. Постоянная магнитотерапия

Импульсная магнитотерапия

Этот вид терапии основан на применении с лечебно-профилактическими и реабилитационными целями импульсных магнитных полей низкой частоты.

Действующим фактором в данном методе являются вихревые электрические поля (токи), индуцируемые в тканях мощным импульсным

магнитным полем. Индукционные электрические токи способны вызывать возбуждение волокон периферических нервов. Вследствие чего блокируется афферентная импульсация из болевого очага. За счет возбуждения толстых миелинизированных волокон наблюдается и сокращение иннервируемых ими мышц. Кроме того, это поле за счет наведения импульсных токов вызывает ритмическое сокращение миофибрилл скелетной мускулатуры, гладких мышц сосудов и внутренних органов.

Рисунок 29. Импульсная магнитотерапия

Низкочастотная магнитотерапия

Наиболее распространенный вид магнитотерапии — низкочастотная, при которой с лечебно-профилактическими и реабилитационными целями используют магнитные поля низкой частоты. В основе действия лежат те же механизмы и физико-химические эффекты, что и при использовании постоянных магнитных полей. Однако главным действующим фактором является формирование в тканях индуцированных электрических токов, плотность которых определяется скоростью изменения магнитной индукции.

Минимальные эффекты наблюдаются при плотности тока 1-10 мА/м. Такие токи наводятся в тканях при воздействии переменным МП с индукцией 0,5-5 мТл при частоте 50 Гц или 10-100 мТл при частоте 2,5 Гц. Более существенные сдвиги наблюдаются при плотности наведенного тока 10-100 мА/м, который наводится при действии на ткани переменного МП с индукцией 5-50 мТл при частоте 50 Гц или 100-1000 мТл при частоте 2,5 Гц.

Рисунок 30. Низкочастотная магнитотерапия

Механизм действия

Органы и системы организма по-разному реагируют на действие магнитного поля. Селективность реакции организма зависит от электрических и магнитных свойств тканей, их различий в микроциркуляции, интенсивности метаболизма и состояния нейрогуморального кровообращения.

В зависимости от степени чувствительности различных систем организма к магнитному полю, на первом месте стоит нервная система, затем органы чувств, сердечно-сосудистая, кровеносная, мышечная, пищеварительная, выделительная, дыхательная и костная системы.

Влияние магнитного поля на нервную систему характеризуется изменением поведения организма, его условной рефлекторной активности, физиологических и биологических процессов. Она возникает в результате стимуляции тормозных процессов, что объясняет появление успокаивающего эффекта и благотворное влияние магнитного поля на сон и эмоциональное напряжение.

Со стороны гипоталамуса, под воздействием магнитного поля, отмечается синхронизация работы секреторных клеток, увеличение синтеза и выделения нейросекреций из его ядер. В то же время усиливается функциональная активность всех долей гипофиза. Однако длительное и сильное (выше 70 мТл) воздействие может привести к торможению нейросекреторной функции и развитию продуктивных дистрофических процессов в клетках ЦНС. Под воздействием магнитного поля низкой интенсивности индукции снижается тонус сосудов головного мозга, улучшается кровоснабжение мозга, активизируется азотный и углеводно-фосфорный обмен, что повышает устойчивость мозга к гипоксии.

При воздействии магнитного поля на шейные симпатические узлы и паретические конечности у пациентов, перенесших поражение мозга, отмечается улучшение мозгового кровотока и нормализация повышенного артериального давления, что доказывает рефлексивный режим действия магнитного поля. Воздействие переменного магнитного поля в области воротника также привело к улучшению гемодинамики и снижению как систолического, так и диастолического давления до нормальных значений. Таким образом, коррекция нарушенной гемодинамики головного мозга в различных патологических состояниях возможна с помощью переменного магнитного поля.

Периферийная нервная система реагирует на действие магнитного поля снижением чувствительности периферических рецепторов, что вызывает обезболивающий эффект, а также улучшением функции проводимости, что благотворно влияет на восстановление функций поврежденных периферических нервных окончаний за счет улучшения роста аксонов, миелинизации и торможения развития соединительной ткани в них.

Симпатико-адренорецепторная система слабо активируется во время первых процедур, а к 7-9 часам дня формируется торможение периферических b-адренорецепторов, что играет важную роль в формировании антистрессового эффекта. Увеличение индукции (выше 120 мТл) и частоты магнитного поля (выше 100 Гц), а также изменение времени ее действия сопровождается появлением гемодинамических нарушений, за которыми следуют дистрофические изменения в гипофизе, надпочечниках и других клетках, что свидетельствует о развитии стрессовых реакций, включающих сдвиги в метаболизме, снижение интенсивности энергетических процессов, гликолиз, нарушение проницаемости клеточной мембраны, гипоксия.

Под воздействием переменных и действующих импульсных магнитных полей одной и той же индукции и частоты при различных локализациях (голова, область сердца, предплечье) происходит аналогичная реакция сердечно-сосудистой системы, что обосновывает предположение о рефлекторном характере воздействия на нее этих полей.

Магнитное поле влияет на развитие изменений в микроциркуляторном русле различных тканей. В начале воздействия магнитного поля происходит кратковременное (5-15 минут) замедление капиллярного кровотока, которое впоследствии изменяется за счет усиления микроциркуляции. Во время и после курса магнитотерапии ускоряется капиллярный кровоток, улучшается сократительная способность сосудистой стенки и увеличивается наполнение крови. Просвет функционирующих компонентов микроциркуляционного канала увеличивается, создаются условия, способствующие открытию предшествующих капилляров, анастомозов и шунтов.

Под воздействием магнитных полей происходит повышение проницаемости сосудов и эпителия, прямым следствием чего является ускорение резорбции отека и инъекционных наркотиков. Благодаря этому эффекту, магнитная терапия нашла широкое применение в травмах, ранах и их последствиях.

Под воздействием магнитных прямых, переменных и бегущих импульсных полей регистрируется увеличение обменных процессов в области регенерации кости (при переломе); в более ранние периоды в области регенерации появляются фибробласты и остеобласты; процесс образования костной субстанции происходит более интенсивно и происходит раньше.

Под воздействием магнитных полей происходит гипокоагуляционный эффект за счет активации антикоагуляционной системы, снижения внутрисосудистого тромбогенеза вблизи стенок, а также снижения вязкости крови за счет влияния низкоинтенсивных магнитных полей на процессы ферментации, электрические и магнитные свойства элементов крови, участвующих в гемокоагуляции.

Влияние магнитных полей оказывает значительное влияние на обмен веществ в организме. Под воздействием на отдельные системы организма увеличивается количество общего белка и глобулинов в сыворотке крови и их концентрация в тканях за счет a- и y-глобулиновой фракции. В то же время происходит изменение структуры белков. При кратковременном ежедневном общем воздействии на организм магнитных полей снижается содержание пировиноградной и молочной кислот не только в крови, но и в печени и мышцах. В то же время увеличивается содержание гликогена в печени.

Под влиянием магнитного поля в тканях содержание ионов Na уменьшается с одновременным увеличением концентрации ионов K, что свидетельствует об изменении проницаемости клеточных мембран. Наблюдается снижение содержания Fe в мозге, сердце, крови, печени, мышцах и селезенке, а также увеличение костной ткани. Это перераспределение Fe связано с изменением состояния кроветворных органов. В то же время, содержание Cu увеличивается в сердечной мышце, селезенке, яичках, что активизирует адаптационно-компенсирующие процессы организма. Содержание солей уменьшается во всех органах и перераспределяется между кровью, отдельными органами и тканями. Под влиянием магнитного поля биологическая активность Mg возрастает. Это приводит к снижению развития патологических процессов в печени, сердце, мышцах.

Установлено, что низкие индукционные магнитные поля стимулируют дыхательные процессы в тканях и изменяют соотношение свободного и фосфорилирующего окисления в дыхательной цепи. Улучшается обмен нуклеиновых кислот и синтез белков, что влияет на пластические процессы. Эффект на пролиферацию и регенерацию определяется увеличением перекисного окисления липидов.

Показания к магнитной терапии:

Заболевания сердечно-сосудистой системы: гипертония I-II степени, ВПС со стабильной стенокардией I-II степени, ревматизм, сосудистая дистония, постинфарктный кардиосклероз,
Заболевания и травмы центральной и периферической нервной системы: травмы позвоночника, спинного мозга, нарушения кровообращения позвоночника, переходные цереброваскулярные события, ишемический инсульт, остеохондроз позвоночника, неврит, полинейропатия различного происхождения, невралгия, невроз, неврастения, ганглионит, каузальгия, фантомные боли в конечностях, паралич, парез.
Заболевания периферических сосудов: облитерирующий атеросклероз I-II-III стадии; облитерирующий эндартерит I-II-III стадии; синдром Рейно; хроническая венозная и лимфатическая недостаточность; тромбофлебит поверхностных и глубоких вен в подостром периоде; посттромбофлебитный синдром; диабетическая ангиопатия, полинейропатия; состояния после операции шунтирования тазобедренного сустава аорты.
Заболевания и травмы опорно-двигательного аппарата: деформирующий остеоартроз (I-III стадии в острой фазе и ремиссии); инфекционно-токсический артрит, полиартрит различной этиологии; бурсит, эпикондилит, периартрит; запоздалая консолидация переломов, в том числе металлосинтез, наличие литого или Илизаровского аппарата; ушибы, вывихи суставно-связочного аппарата, вывихи.
Заболевания бронхолегочной системы: острая пневмония с затянувшимся течением, хронический бронхит, бронхиальная астма (кроме гормонозависимых), туберкулез (неактивная форма).
Заболевания желудочно-кишечного тракта: язвенная болезнь желудка и 12 свищей в фазе обострения и ремиссии; хронические гастриты, гастродуодениты; подострые и хронические панкреатиты; хронические гепатиты и длительное течение острых гепатитов; дискинезия желчевыводящих путей; хронические холециститы; хронический немедикаментозный колит; состояние после резекции желудка над язвой с целью профилактики осложнений после резекции.
ЛОР-патология: вазомоторный ринит; хронический ринит, ринозинусит; гайморит, фронтит; хронический фарингит; хронические отиты; ларингит, трахеит.
Офтальмология — подострые и хронические воспалительные заболевания различных глазных сред: конъюнктивит, кератит, ирит, иридоциклит, атрофия зрительного нерва, исходная форма глаукомы.
Стоматология: заболевание пародонта; гингивит; язвенные поражения слизистой оболочки рта; острый артрит височно-нижнечелюстного сустава; переломы нижней челюсти; послеоперационные раны и травмы. Может быть назначен при наличии металлических коронок, мостов и шин в полости рта.
Подострые и хронические заболевания мочеполовой системы: цистит, уретрит, пиелонефрит, аднексит, метрит, сальпингоофорит, простатит, эпидидимит, орхит, везикулит, импотенция, бесплодие, менопауза, доброкачественные опухоли (миомы, фиброиды), с учетом возраста, гормонального фона, динамики процесса.
Аллергические и кожные заболевания: вазомоторный ринит, бронхиальная астма, псориаз, нейродермит.
Трофические язвы: инертные раны; ожоги, обморожения, пролежни; предоперационная подготовка и послеоперационная реабилитация; спайки; улучшение иммунного статуса.

Магнитно-резонансная томография

Стоит упомянуть и о таком применении магнитного поля в медицине, как магнитно-резонансная томография. Она используется для исследования внутренних органов и тканей человека с целью диагностировать различные заболевания. Принцип её действия основан на использовании феномена кратковременного резонирования протонов в электромагнитном поле для визуализации тканей в зависимости от наличия в них воды.

Рисунок 31. Магнитно-резонансная томография

Заключение

Итак, мы можем прийти к выводу, что развитие современной цивилизации трудно представить без широкого использования магнитных материалов и магнитного поля. Значительный эффект использования магнитных полей и материалов достигнут в науке: это использование методов ядерного магнитного резонанса, использование магнитного поля для ускорения элементарных частиц и проч.

Эффективно применяется магнитное поле в медицине — для терапии, диагностики, оздоровления и т.д. А применение в различных технических устройствах и бытовых приборах можно перечислять бесконечно. И это лишь неполный перечень применений магнитного поля. А впереди еще более потрясающие открытия магнитных свойств, новых магнитных материалов и уникальных применений магнитного поля в науке, в промышленности, на транспорте, в медицине и т.д.

Противопоказания

Абсолютные: кровотечение и его восприимчивость; системные заболевания крови; острый тромбоз, рецидивирующие тромбоэмболические осложнения; аневризмы сердца, аорты и крупных сосудов; сердечно-сосудистая недостаточность выше II стадии; стабильная стенокардия III-IV класса; тяжелые сердечные аритмии (мерцательная аритмия, пароксизмальная тахиаритмия, частые экстрасистолы и т.д.). ); острый инфаркт миокарда; наличие кардиостимуляторов и других органов. ); Острый инфаркт миокарда; Наличие кардиостимулятора;

Нарушения ЦНС с острым возбуждением; психические расстройства; клаустрофобия (боязнь замкнутых пространств с общим воздействием); нарушения мозгового кровообращения — острый период;
злокачественные новообразования или подозрение на их развитие;
активный туберкулезный процесс;
общее тяжелое состояние организма (легочная, сердечная, смешанная форма этих видов недостаточности II-III степени);

Инфекционные заболевания в острой стадии; лихорадочные состояния, обострение хронических воспалений, гангрена, истощение, тиреотоксикоз, индивидуальная непереносимость, дети до 1,5 лет не проводят локального лечения, до 18 лет — общего воздействия.
Относительная: гипотензия (при стабильном артериальном давлении и хорошей переносимости процедуры пациентом можно проводить магнитотерапию).