1. ¿Aplicación del electromagnetismo en equipos médicos?
¿Tomografía por resonancia magnética?
La tomografía por resonancia magnética es una tecnología de imagen multiparamétrica y multinúcleo. En la actualidad, se trata principalmente de imágenes del tiempo de relajación de la densidad nuclear del hidrógeno t(H). El principio básico es utilizar ondas electromagnéticas de una determinada frecuencia para iluminar el cuerpo humano en un campo magnético. Bajo la acción de las ondas electromagnéticas, los núcleos de hidrógeno de varios tejidos del cuerpo humano se someterán a resonancia magnética nuclear, absorberán la energía de las ondas electromagnéticas y luego emitirán ondas electromagnéticas. Después de que el sistema de resonancia magnética detecta las ondas electromagnéticas emitidas por estos núcleos de hidrógeno del cuerpo humano, se obtiene una imagen tomográfica del cuerpo humano mediante procesamiento por computadora y reconstrucción de imágenes. Dado que los núcleos de hidrógeno se ven afectados por el entorno químico circundante al absorber y emitir ondas electromagnéticas, las imágenes tomográficas del cuerpo humano obtenidas a partir de señales de resonancia magnética no sólo pueden juzgarse mediante comparación, sino también determinar si el tejido humano en el sitio de la imagen es normal. Por lo tanto, la resonancia magnética se considera una técnica de imágenes médicas para estudiar tejido vivo y diagnosticar lesiones tempranas. Un nuevo avance en la aplicación de la resonancia magnética (MRI) es que no solo puede detectar cambios patológicos en el tejido humano, sino también detectar diversas funciones del cuerpo humano, lo que se denomina resonancia magnética funcional. Por ejemplo, cuando el cerebro humano se somete a diversos estímulos externos, provocará cambios en la composición de la sangre, el oxígeno transportado por la sangre y la velocidad del flujo sanguíneo. La hemoglobina en la sangre es diamagnética cuando está oxigenada y paramagnética cuando está hipóxica, lo que provoca. la imagen llamada RMN cambia.
2. Electrocardiograma
Un electrocardiograma es un gráfico que utiliza un electrocardiógrafo para registrar los cambios en la actividad eléctrica del corazón durante cada ciclo cardíaco desde la superficie del cuerpo. Cuando las células musculares están en estado de reposo, los cationes dispuestos fuera de la membrana están cargados positivamente y los aniones dispuestos dentro de la membrana están cargados negativamente, manteniendo un estado de polarización equilibrado y el potencial permanece sin cambios. Cuando se estimula la membrana celular en un extremo de la célula, su permeabilidad cambia, lo que provoca que se invierta la distribución de iones positivos y negativos dentro y fuera de la célula. La membrana celular en el sitio estimulado se despolariza, lo que hace que la carga positiva fuera de la membrana celular desaparezca, pero la membrana celular anterior todavía tiene una carga positiva, formando así un par de pares eléctricos. La fuente de energía (carga positiva) está en el frente y el punto eléctrico (carga negativa) está en la parte trasera. La corriente fluye desde la profundidad eléctrica hacia el punto eléctrico y se expande rápidamente en una dirección determinada hasta que se completa la despolarización de todo el cardiomiocito. En este momento, la membrana celular del miocardio está cargada positivamente y negativamente, lo que se denomina estado de despolarización. Posteriormente, debido al metabolismo de la célula, la membrana celular vuelve gradualmente al estado polarizado, lo que es el llamado proceso de repolarización. El orden de repolarización y despolarización es el mismo, pero el par de repolarización es el punto eléctrico en el frente y el punto eléctrico en la parte posterior, avanzando lentamente hasta que toda la célula está completamente repolarizada. ?
3. Magnetoencefalograma, magnetocardiograma
Muchas actividades de la vida implican el movimiento de electrones e iones. El movimiento de estas partículas cargadas forma una corriente eléctrica, que produce un campo magnético, que es el campo biomagnético. Por ejemplo, los latidos del corazón generarán un campo magnético cardíaco; la actividad de los nervios craneales generará un campo magnético cerebral, pero estos campos magnéticos biológicos son muy débiles; Tomemos como ejemplo la actividad humana. El campo magnético del corazón humano es sólo una millonésima parte del campo magnético de la Tierra, y el campo magnético del cerebro y los ojos humanos también es sólo una milmillonésima parte del campo magnético de la Tierra. Su fuerza también está relacionada con la salud y las enfermedades humanas. . En la imagen se muestran el magnetocardiograma y el electrocardiograma. En particular, dado que el campo magnético del cuerpo humano, como el campo magnético del corazón, es mucho menor que el campo magnético de la Tierra, se requiere un magnetómetro muy sensible para medir el campo magnético débil y se requiere una gran sala con protección magnética que pueda acomodar a las personas. Dado que medir el campo magnético del cuerpo humano es más complejo y difícil que medir el campo eléctrico del cuerpo humano, ¿por qué deberíamos estudiar y aplicar los magnetogramas del cuerpo humano? Un gran número de experimentos han demostrado que la mioelectricidad tiene más ventajas que las señales mioeléctricas. Por ejemplo, el magnetograma puede medir el campo magnético de CC y el campo magnético alterno del cuerpo humano, mientras que el electrograma solo puede medir el campo eléctrico alterno del cuerpo humano. La medición del magnetograma puede medir el espacio tridimensional sin el cuerpo humano y el cuerpo humano; La información obtenida es mejor que la obtenida mediante la medición de electrogramas. Con mayor seguridad, la medición de electrogramas sin electrodos solo puede medir el espacio bidimensional, sin la interferencia del contacto y la humedad causada por el uso de electrodos. Muchos experimentos también han demostrado que la resolución de las mediciones de magnetogramas es mayor que la de las mediciones de electrogramas.
Por tanto, la magnetoencefalografía y la magnetocardiografía son más precisas y eficaces en el diagnóstico médico, pero por razones técnicas y de precio no se han utilizado ampliamente en el diagnóstico clínico. La magnetocardiografía se reconoció más tarde y es más eficaz que los rayos X para diagnosticar enfermedades pulmonares (como la neumoconiosis). Actualmente, algunos científicos avanzados lo utilizan como un medio importante para el diagnóstico de enfermedades pulmonares. ?
4. ¿Agente de contraste magnético para rayos X?
Debido a que el agente de contraste para rayos X original (harina de bario) no era ideal, se desarrollaron agentes de contraste para rayos X magnéticos que se han utilizado en el diagnóstico clínico. Se trata de un líquido que fluye magnético con una buena tasa de absorción de rayos X. Al cambiar el campo magnético externo, puede llegar a casi cualquier parte del cuerpo en estudio sin congelarse dentro del cuerpo.
5. ¿Microscopio electrónico?
Los microscopios electrónicos se utilizan ampliamente en medicina y pueden utilizarse para observar estructuras finas que no pueden distinguirse con los microscopios ópticos comunes. Como virus en biología, estructura molecular de proteínas, etc. Los microscopios electrónicos se basan en el principio de que los haces de electrones pueden iluminar objetos para formar imágenes. Utilizan haces de electrones para enfocarlos a través de lentes magnéticas (basado en el principio de enfoque magnético) y luego usan un voltaje de aceleración para generar ondas de electrones con longitudes de onda más cortas. El aumento es el de los microscopios ópticos ordinarios decenas o incluso cientos de miles de veces.
2. ¿Aplicación del electromagnetismo en el tratamiento médico?
1. ¿Terapia magnética?
En medicina, el principio del electromagnetismo puede mejorar la microcirculación en el cuerpo humano y lograr el efecto de tratar enfermedades y cuidar la salud, como máquinas de circulación sanguínea, diversos dispositivos de terapia magnética, etc. Uso de la energía electromagnética en medicina basado en la interacción entre el cuerpo humano y las ondas electromagnéticas
El efecto térmico se utiliza para la hipertermia tumoral y la hipertermia de todo el cuerpo. Los aceleradores de partículas se utilizan en medicina para generar radiación para diagnóstico o tratamiento, y también se pueden utilizar para generar sustancias radiactivas que se inyectan en el cuerpo para obtener imágenes. Se fabrican utilizando las leyes del movimiento de partículas cargadas en campos magnéticos. ? El electromagnetismo es bastante eficaz para aliviar el dolor y la terapia magnética se ha convertido en una buena forma para que muchas personas alivien el dolor. En la actualidad, la terapia magnética para aliviar el dolor se ha utilizado ampliamente en las clínicas ambulatorias de los principales hospitales de los Estados Unidos y se ha convertido en un método de tratamiento especial popular en los Estados Unidos. ? Los expertos afirman que la terapia magnética no sólo puede aliviar el dolor, sino también reparar rápidamente el tejido óseo necrótico y ofrece esperanza para muchas enfermedades difíciles y complicadas reconocidas actualmente por la comunidad médica.
2. ¿Un imán?
La magnetita generalmente se refiere a la magnetita natural. El principal componente químico de la magnetita es el óxido ferroférrico, que tiene propiedades magnéticas especiales y en muchos casos puede atraer sustancias magnéticas fuertes, lo que se denomina imán permanente. Precisamente porque los imanes pueden atraer fuertes sustancias magnéticas cercanas, al igual que una madre amorosa que trae a sus hijos a sí misma, esta magnetita natural se llama imán. ? A muchas personas les resulta difícil comprender que los imanes se pueden utilizar como medicamento para tratar enfermedades. En la antigua China, existen muchos registros de que los imanes se utilizaban como medicina para tratar enfermedades. En algunos libros de medicina de varias dinastías se pueden encontrar muchos registros sobre el uso de imanes y otros medicamentos para tratar enfermedades. El famoso farmacólogo Li Shizhen hizo un resumen significativo de las diversas aplicaciones médicas de los imanes y otras sustancias altamente magnéticas basándose en un resumen de experiencias previas y prácticas personales. El "Compendio de Materia Médica" de Li Shizhen describe el uso de imanes como medicina. Cuando se trata del uso de imanes como medicina, el libro dice que los imanes tienen un olor acre, son de naturaleza fría y no son tóxicos. Los imanes se usan principalmente para tratar el reumatismo, el dolor de extremidades, la sordera y otras enfermedades. los riñones, fortalecen los huesos, dragan las articulaciones y eliminan los edemas; también pueden tratar dolores de garganta, lumbalgias, visión borrosa, debilidad de músculos y huesos, niños que tragan agujas de hierro, irritabilidad, lesiones de cinco a siete, etc. Hablando de accesorios magnéticos, se enumeran dos métodos para tratar la sordera. Un método consiste en colocar un imán de medio dólar en el oído enfermo y luego poner polvo de arena de hierro en el oído enfermo, para que se pueda restaurar la audición del oído enfermo. Otro método consiste en moler un imán del tamaño de una soja y un pangolín quemado hasta convertirlo en polvo, envolverlo en algodón nuevo y ponerlo en el oído enfermo, y luego poner un trozo de arrabio en la boca, para que el sonido del viento y la lluvia pueda se escucha en el oído, indicando que la sordera ha sido curada. Los imanes se han utilizado como medicina o ingrediente en medicinas durante más de 2000 años y también se utilizan en algunas medicinas chinas modernas importantes. El efecto de los imanes en el cuerpo humano y el mecanismo de tratamiento de enfermedades, como muchas otras cosas importantes, aún necesitan más estudios.
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3. ¿Aplicación de las ondas electromagnéticas en medicina?
1.¿Radiografía?
(1).¿Diagnóstico radiológico? La aplicación de los rayos X en el diagnóstico médico se basa principalmente en la penetrabilidad, absorción diferencial, fotosensibilidad y fluorescencia de los rayos X. Dado que los rayos X se absorben en diversos grados al pasar por el cuerpo humano, por ejemplo, los huesos absorben más rayos X que los músculos, por lo que la cantidad de rayos X después de atravesar el cuerpo humano es diferente. Transporta información sobre la densidad. La distribución de varias partes del cuerpo humano. La intensidad de la fluorescencia o la fotosensibilidad causada en la pantalla fluorescente o la película fotográfica es muy diferente, por lo que se mostrarán sombras de diferentes densidades en la pantalla fluorescente o la película fotográfica (después del revelado y la fijación). A partir del contraste de tonos, combinado con las manifestaciones clínicas, los resultados de las pruebas de laboratorio y el diagnóstico patológico, se puede juzgar si una determinada parte del cuerpo humano es normal. Por lo tanto, la tecnología de diagnóstico por rayos X se convirtió en la primera tecnología de examen de órganos internos sin planificación del mundo.
(2).¿Terapia con rayos X? El uso de rayos X en terapia depende principalmente de sus efectos biológicos. Cuando se utilizan rayos X de diferentes energías para irradiar los tejidos celulares de lesiones del cuerpo humano, los tejidos celulares irradiados pueden destruirse o inhibirse, logrando así el propósito de tratar ciertas enfermedades, especialmente tumores.
(3).¿Protección radiológica?
Al utilizar rayos X, se descubrieron problemas que provocaban pérdida de cabello en los pacientes, quemaduras en la piel, problemas de visión en el personal, leucemia y otros daños por radiación. Para evitar que los rayos X dañen el cuerpo humano, se deben tomar las medidas de protección correspondientes. ? Lo anterior constituye los tres eslabones de la aplicación de los rayos X en medicina: diagnóstico, tratamiento y protección. ?
2. ¿Luz ultravioleta? Radiación electromagnética en el espectro electromagnético entre la luz violeta y los rayos X. La longitud de onda es de aproximadamente (4 ~ 39) × 106 cm y no provoca visión (es decir, fuera del rango de luz visible). Los materiales que transmiten luz visible absorberán fuertemente ciertas bandas de luz ultravioleta. En biología y medicina, los rayos ultravioleta se utilizan a menudo para esterilizar, inducir mutaciones y tratar enfermedades de la piel y el raquitismo. Los rayos ultravioleta también tienen funciones fisiológicas y son de gran utilidad en la atención médica. Los rayos ultravioleta también pueden penetrar la epidermis y provocar cambios químicos en los tejidos y células internos del cuerpo. La exposición prolongada de la piel a los rayos ultravioleta provocará decoloración, los vasos sanguíneos se dilatarán, aumentarán el calcio y el fósforo en la sangre y también aumentarán los glóbulos rojos y la hemoglobina. Además, es especialmente adecuado para el tratamiento del raquitismo, la debilidad infantil, la tuberculosis extrapulmonar y algunas enfermedades infecciosas de la piel.
3. ¿Infrarrojos? Los rayos infrarrojos tienen una fuerte penetración en la piel humana y el tejido subcutáneo. El efecto principal de la radiación infrarroja externa en el cuerpo humano es aumentar la temperatura de la piel y el tejido subcutáneo, promover la circulación sanguínea y el metabolismo y promover la salud humana. Se han confirmado clínicamente el efecto térmico, el efecto antiinflamatorio y la promoción de la regeneración de la fisioterapia infrarroja en los tejidos. Normalmente, se utiliza irradiación directa para tratar áreas enfermas. La terapia de microirradiación con infrarrojo cercano tiene un efecto significativo en la mejora de la microcirculación, especialmente el microflujo sanguíneo. Después de la irradiación, se acelera la velocidad del flujo sanguíneo capilar, se reduce la agregación de glóbulos rojos y se reduce o desaparece la estasis sanguínea en el plexo venoso papilar inferior, lo que tiene un efecto positivo en la mejora de la nutrición, el metabolismo, la reparación y la función. de tejidos corporales y órganos importantes. Las ondas infrarrojas de 1 a 7 micrones pueden llegar a las células a través de la piel y ser absorbidas por las moléculas de proteínas. La absorción de rayos infrarrojos en este rango de longitud de onda puede provocar vibraciones cuánticas de los enlaces amida en las moléculas de proteínas, lo que permite que la energía biológica se transfiera sin problemas de un lugar a otro, manteniendo los organismos vivos en un estado normal y preservando el crecimiento, el desarrollo y la salud de los seres vivos. organismos. La energía biológica que mantiene el funcionamiento normal de los sistemas vitales la proporciona la hidrólisis del ATP. Una vez que la molécula de ATP o ATPasa (la hidrólisis del ATP requiere la participación de enzimas) o el agua es insuficiente, o la estructura y conformación de la proteína se modifica o distorsiona, la energía biológica proporcionada no es suficiente para provocar la vibración normal del enlace amida o la transferencia normal de energía biológica. Los tejidos biológicos no pueden crecer normalmente si no reciben suficiente energía, lo que puede provocar diversas enfermedades. En este caso, si los rayos infrarrojos de las longitudes de onda anteriores pueden ser absorbidos por la irradiación de proteínas, las moléculas de proteínas pueden volver a la normalidad y transmitir energía biológica normalmente, restaurando así el tejido biológico de un estado patológico a un estado normal, y la enfermedad puede ser tratado. ? El electromagnetismo tiene un gran impacto en la biomedicina y China está experimentando innovación tecnológica. Las industrias emergentes de China todavía tienen un largo camino por recorrer y es necesario integrar estrechamente e innovar constantemente varias disciplinas interdisciplinarias.