电磁场的生物效应
第五节电磁场的生物效应11级
内分泌系统、免疫系统、心血管系统和致癌 问题研究的部分结果。
1．神经系统
神经系统对电磁场作用非常灵敏，无论从功能、
代谢或形态方面都有相关报道。
经颅刺激神经细胞测定中枢运动传导。最早是用短
时限高压电流刺激，此种方法病人感到疼痛不适， 因而使用有一定限制。 Barker首次记录了用磁刺激大脑运动皮层所获得运 动反应，使用该方法病人几乎没有什么感觉，更无 疼痛不适。
电磁波对脑组织的影响不仅有频率窗，而且有功
率窗。
2．内分泌系统
实验1
Friedman将猴放在200G的恒磁场中，每天辐照
4h。结果尿中类皮质激素上升，停止辐照6天后 恢复正常。
实验2
小鼠在60Hz，25～50kV／m电场作用下，皮质
酮上升；但当继续辐照时，皮质酮又下降至基线。
2．内分泌系统
3．免疫系统
实验1
以0.04～0.12T的恒磁场及0.6T的脉冲磁场，分
别作用于胸腺及脾脏的相应体表部位，观察家 兔的免疫功能。结果除 0.04T的恒磁场对家兔 免疫功能无影响外， 0.12T恒磁场组家兔白细 胞数及中性白细胞均有增高， 0.6T脉冲磁场组 的细胞兔疫功能的变化比较明显，淋巴细胞转 化率、白细胞总数及中性白细胞比例均有增高。
1．神经系统
射频辐照
可致脑中ATP含量改变，C蛋白对射频辐照敏感；
射频辐照可能阻碍细胞线粒体中电子传递功能，使脑中
能量代谢下降。
ATP是含有三分子磷酸的腺苷，因此称为腺苷三磷酸，也称三
磷酸腺苷，是体内最重要的高能化合物。
在生命活动中能量的释放、贮存和利用主要是以ATP为中心，
电磁场的生物效应
电磁场的生物效应1 “非热效应”与“特殊效应”对于弱电磁场生物效应人们常用两个名词来描述，即“非热效应”和“特殊效应”。
“非热效应”的定义不尽一致。
按文献［1］所述，非热效应（athermal effect）定义为：当生物系统吸收电磁能量后，产生的不可归属于温度变化的生物学变化。
有人认为这个定义不够科学，因为判断“不可归属于温度变化的生物学变化”在实验中是非常困难的。
众所周知，生物介质的电磁特性具有高度的不均匀性，在弱电磁波照射下可能出现组织内的热点（局部温度过高），而组织的宏观平均温升却非常小，由这种热点引起的效应能否叫“非热效应”？有人认为，所谓的热“点”其空间尺寸是远大于微观分子尺寸的，在热“点”所包围的空间尺寸中各自由度的能量是满足玻尔兹曼平衡分布的。
那么，在这种情况下热点引起的效应仍然是热效应，而这时的能量分布、温度分布不均匀是由于热传导不及时的缘故。
但是，如果微波传递的能量对分子各自由度的能量具有选择性时，即这时介质各自由度的能量不满足玻尔兹曼平衡分布，这样的情形就应该属于非热效应。
此外，与传统加热方式相比微波对生物组织的致热作用是非常迅速的，有实验证明［2］这种快速加热也可以引起一些特殊的效应，这种效应能否叫非热效应？有鉴于此，不少文献把微波辐射下区别于传统加热引起的效应叫“特殊效应”。
2 近年来弱电磁场（波）生物效应实验研究进展多年来弱电磁场（波）生物效应的实验研究已积累了大量的数据，但许多数据充满着分歧与矛盾（见表1），使我们仍然不能对弱电磁场（波）是否对人体健康造成危害下明确的结论。
目前认为造成上述结果的原因有以下三点：（1）实验设计不够严密和严格；（2）实验结果没有重复性；（3）实验结果虽有可重复性，但辐射强度还不够低，通常可导致局部的温升，而这又不易测量。
第一种情况的确是值得重视和注意的。
在1997年9月14～19日召开的世界医学物理和生物医学工程会议上，F.Schonborn及其合作者发表题为“RF实验条件”的文章专门阐述了微波辐射条件的严格控制问题［7］，包括电磁场强度的空间和时间分布，载波频率，调制频率等等参数的控制和测量问题。
电磁场与生物体相互作用及安全性分析
电磁场与生物体相互作用及安全性分析引言：随着科技的发展和应用，人们对于电磁场与生物体相互作用的安全性越来越关注。
电磁场作为一种普遍存在于我们周围的物理场，包括电力线、电子设备、手机、微波炉等。
本文将通过梳理相关文献资料，进行电磁场对生物体的影响及其安全性的分析。
电磁场对生物体的影响：1.热效应电磁场通过激发物质中的分子和原子的热运动，产生热效应。
这种热效应对于高频电磁场（如射频和微波辐射）尤为显著。
长时间接触高频电磁场会导致局部组织的升温，进而引起细胞的热损伤。
例如，手机长时间使用时会导致耳朵周围组织的升温，从而可能对耳朵造成损害。
2.非线性效应高频电磁场还可能对生物体的神经、肌肉和内脏等产生非线性效应。
这种效应主要与电磁场的电流密度和频率有关。
电磁场作用下，细胞膜内、外的离子交换会发生变化，进而影响细胞内外环境的稳定性。
研究发现，持续暴露于高频电磁场中的生物体会出现行为改变、神经系统功能损伤等不良影响。
电磁场的安全性分析：对于电磁场的安全性评估，主要有两种方法：暴露限值和生物效应研究。
1.暴露限值为了保护公众和工作人员免受电磁场的潜在危害，各个国家和国际组织都制定了相应的电磁场暴露限值。
这些暴露限值根据电磁场的频率、功率密度和暴露时间等因素制定，以确保人们在暴露于电磁场中时不会超过安全范围。
例如，国际非电离辐射保护委员会（ICNIRP）制定的非电离辐射限值建议可用于控制电磁场的暴露。
2.生物效应研究生物效应研究通过实验研究电磁场对生物体的潜在影响，从而评估其安全性。
这些研究包括体外和体内实验，以及人体流行病学研究等。
通过综合研究结果，可以评估电磁场对生物体的潜在影响和其可能的安全性问题。
然而，目前对于不同频率、功率密度和暴露时间等条件下的电磁辐射的具体影响还存在争议，因此还需要进一步深入的研究。
结论：电磁场与生物体之间存在着相互作用，其影响主要表现为热效应和非线性效应。
为了评估电磁场的安全性，我们需要综合考虑暴露限值和生物效应研究的结果。
生物电磁场效应的生物学与医学研究
生物电磁场效应的生物学与医学研究随着电子技术和生物学技术的不断发展，科学家们越来越关注生物电磁场效应对生物系统的影响。
生物电磁场是指由生物体内的电流和磁场所形成的自然场。
这些场对生物体内的细胞、生物分子和生理功能均产生极其重要和复杂的影响。
本文将分析生物电磁场效应的生物学和医学研究。
生物体内电场和磁场的基础研究最初研究生物体内电场和磁场的科学家主要是物理学家和生物学家，他们利用电生理学和磁共振成像等先进技术研究生物体内电场和磁场。
这些研究已经证实，生物体内的细胞膜是可以产生电场的，并且这些电场能够控制细胞的分裂和传导。
此外，生物体内还存在磁场，这些场由人体内部产生的电流所产生，可以被磁共振成像技术所检测到。
生物电磁场与人体健康的关系研究最早研究生物电磁场与人体健康关系的科学家是比奇和霍弗（Becker and Hoffer），他们从20世纪50年代开始研究生物体内电场和磁场。
他们发现一些疾病和生物电磁场强度和频率的改变相关，比如癌症、心血管病和神经精神疾病等。
这表明，生物电磁场与人体健康有密切关系，进一步研究这些关系有助于推进医学发展。
生物电磁场技术在医学中的应用生物电磁场技术可以应用于医学领域的多个方面，如脑科学、生物医学工程、药物开发等。
例如，脑电图（EEG）和磁共振成像（MRI）技术就是利用生物电磁场的原理。
在治疗方面，生物电磁场技术可以用于治疗神经系统疾病、焦虑症、失眠等。
此外，生物电磁场技术在药物开发及评估中也有应用。
例如，生物电磁场技术可以用于评估某些药物的药代动力学，帮助医生更好地了解药物在体内的分布和代谢。
结论总的来说，生物电磁场效应对生物体的影响是复杂的，并且具有重要的生物学和医学意义。
随着科学技术的发展，我们有更多机会研究和应用生物电磁场技术来解决某些健康问题。
希望未来有越来越多的研究者来深入研究这个领域的问题，为人类的健康和生命做出更大的贡献。
电磁生物知识点总结归纳
电磁生物知识点总结归纳一、电磁辐射对生物体的影响1. 电磁辐射的分类电磁辐射是一种横波，按频率分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
这些电磁波的频率范围不同，对生物体的影响也会有所不同。
2. 电磁辐射的生物效应电磁辐射与生物体相互作用时，会产生一系列的生物效应。
例如，高频微波会导致组织水分子的振动、发热和热损伤；紫外线会造成DNA损伤和细胞凋亡；X射线和γ射线具有较强的穿透能力，能够引起基因突变和细胞放射性损伤。
3. 电磁辐射的危害不同频率的电磁辐射对生物体产生的危害程度各有不同。
长期暴露在电磁场中会导致细胞DNA的损伤、免疫功能下降、生殖功能受损等。
辐射对眼睛、皮肤等部位也有一定损害。
因此，科学合理地应对电磁辐射，对人体健康起着至关重要的作用。
二、生物体对电磁场的感知和响应机制1. 生物体对电磁场的感知生物体对电磁场的感知主要通过生物体内部的感知器官，例如视网膜对可见光的感知、皮肤对红外线的感知等。
一些生物体甚至能够通过电磁场进行导航、通信和捕食。
2. 生物体对电磁场的响应生物体对电磁场的响应是通过一系列的生理和行为反应来实现的。
例如，动物能够感知地磁场进行导航、迁徙和领地竞争；植物则能够感知光线强度和方向，作出相应的生长和发育调节。
三、电磁场在医学和生物科学中的应用1. 电磁场在医学中的应用电磁场在医学中有着广泛的应用，例如MRI技术利用强磁场和无线电波来成像人体内部的结构和功能；电磁脑刺激技术则利用微波或者强磁场来治疗神经系统疾病；另外，一些医疗器械也运用了电磁原理，比如心脏起搏器和除颤仪等。
2. 电磁场在生物科学研究中的应用电磁场在生物科学研究中也有着重要的应用价值，例如通过电磁波来研究分子和细胞的结构，探索生命的起源和进化，了解生物体内部的生理功能等。
此外，电磁场还被运用在生物物理学、生物化学以及生物医学工程等研究领域。
总之，电磁生物学作为一个新兴的交叉学科科学领域，正逐渐显示出其在物理、化学、生物和医学等领域的重要性。
低频电磁场作用下人体生物效应研究
低频电磁场作用下人体生物效应研究随着现代社会的不断发展和进步，人类的生活方式和工作条件也在不断改善与变化。
然而，伴随着科技进步和社会发展，人类也面临着一些新的问题，其中最为重要的一个就是低频电磁场对人体健康的影响问题。
低频电磁场是大自然中广泛存在的一种电磁波，它是由直流电或低频交流电引起的。
随着电子产品的普及和使用范围的扩大，人们经常面临着与低频电磁场的接触。
这些电磁场对人体的生物效应已经成为学界和社会普遍关注的问题之一。
一、低频电磁场的来源与分类低频电磁场是指频率在1Hz以下的电磁波。
该类电磁波最为普遍的来源是人类日常生活中所使用的各种电子产品。
例如手机、电视、电脑、微波炉、蓝牙耳机等等，这些电子产品都会产生低频电磁辐射。
除此之外，一些大型电力设备，如变压器、输电线路、电车等，也会产生较为丰富的低频电磁场。
根据频率的不同，低频电磁场可以分为极低频电磁场（ELF）和中频电磁场（MF）两种。
其中，ELF电磁场的频率小于100Hz，MF电磁场的频率范围为100Hz到10kHz。
二、低频电磁场的生物效应低频电磁场对人体健康的影响已经引起了广泛的关注。
大量的实验研究表明，低频电磁场对人体的生物效应是复杂而且不可逆的。
低频电磁场是一种非离子辐射，其特点是能量低、频率低，不足以产生化学反应。
但是，低频电磁场会在人体内部产生电荷和电流效应，这些效应会对生理系统产生影响。
1. 对中枢神经系统的影响低频电磁场能够干扰中枢神经系统的正常功能，导致一系列的生理和行为异常。
研究表明，长期暴露在低频电磁场下的人群，其神经系统功能异常，易患神经衰弱、失眠、抑郁等疾病。
2. 对生殖系统的影响低频电磁场对生殖系统的影响主要是由于其对生殖细胞的影响。
实验证明，长期接触低频电磁场的人群，男性的精子数量和活力会明显降低，女性的生殖能力下降。
3. 对心血管系统的影响长期接触低频电磁场对心血管系统的影响也是值得关注的问题。
研究表明，长期接触低频电磁场的人群，其心脏的心率变异性和心电图表现存在异常。
电磁场对生物体系的非热效应及其作用机理_习岗
细胞学效应 .Joan等人报道褪黑激素等胞间信号物 质会在极低频电磁场作用下发生变化 [ 4] .而细胞膜 是极低频电磁场作用的靶体 , 极低频电磁场对细胞 膜的作用会影响信号的跨膜转导 .关于极低频电磁 场对胞内信号的影响 , 应用荧光检测技术测量极低 频电磁场 (50 Hz, 0.1 mT)作用下单个活细胞中钙 浓度的振荡变化时发现 , 外加磁场 15 s后细胞内钙 浓度振荡的振幅明显增大 , 撤去磁场后 , 钙浓度振荡 的振幅可回复到原来的状态 [ 5] , 表明极低频电磁场
摘要 :由于电力和通讯的快速发展 , 人类面临着日益严 重的电 磁污染 , 低强 度电磁 场对生 物体系 的非热效 应引起 人们的 关注 .本文介绍了极低频电磁场和射频电磁场对生物体系非热效应及其机 理研究 , 并提出了一些看法 .
关键词 :电磁场 ;非热效应 ;生物体系 中图分类号 :O 64 文献标识码 :A 文章编 号 :1010-0712(2008)11-0050-03
3 几点看法
近 20年来 , 随着电力设备的大量使用和无线通 讯技术的迅速发展 , 造成了日益严重的电磁污染 .根 据 1999年我国消费委员会对市售的电磁波频率为 80 MHz～ 1 000 MHz的移动电话的抽样测试结果 , 手机电 磁 辐 射 产生 的 环 境 功 率密 度 达 到 了 0.6 mW/cm2 ～ 2.1 mW/cm2 , 超过了国家环保局和卫生 部颁布的 《电磁辐射防护规定 》与 《环境电磁波卫生 标准 》所规定的职业 0.2 mW/cm2 (公众 0.04 mW/ cm2)的国家标准 .目前 , 城市空间人为电磁能量正 以每年 7% ～ 14%的速度增长 .到 2000 年 , 城市环 境电磁能量密度 最高已比上世纪 70 年代增加 26 倍 , 到 2025年可增至 700倍 .继大气污染 、水污染和 噪声污染之后 , 电磁辐射污染已成为第四大污染 .由 于极低频电磁场和射频电磁场对地球上的生物和生 态系统可能产生影响 , 并由此关系到电力和电子信 息产业的发展 , 因此 , 有关极低频电磁场和射频电磁 场非热效应的研究已经成为一个研究的热点 .从上 述的研究进展来看 , 研究深入到了组织 、细胞和分子 等各个层次 , 以及离子运输 、信号传导等各个方面 , 并已积累了许多资料 .但是 , 目前的研究有两个明显 不足 .一是研究结果很不一致 , 甚至出现了相互矛盾 的结果 .出现这 种情 况的原 因可 能在 于实验 条件 (辐射频率和功率 、实验对象 )的不一致和生物系统 的复杂性 .我们认为 , 在研究电磁场非热效应的机理 时 , 最重要的是严格实验条件 .众所周知 , 目前的地 球环境中充满了各种频率的电磁场 , 地球上的生物 正是在这样的电磁环境中生长 .要确定某一频率和 功率的电磁场对生物的影响 , 必须首先屏蔽掉大气 中原有的电磁场 , 形成零或亚零电磁空间 , 然后在其 中进行某一频率和功率电磁辐照下的生物学实验 . 然而 , 迄今为止的许多实验都没有采取这一措施 , 这 使得实验结果缺乏说服力 .二是目前关于电磁场非 热效应的研究结果几乎都是在动物上取得的 , 很少
电磁辐射的生物效应
电磁辐射的生物效应随着社会的发展，环境中的电磁辐射剂量（能量密度）会呈几何级数式增长。
有人把电磁污染称为除空气、水、噪声污染以外的第四类污染。
而且是看不见、听不清、尝不出、闻不到的污染。
生物电磁学（Bioelectromagnetics）就是研究从直流到远红外的电场、磁场和电磁场与生物系统相互作用的科学［1]，她的最终任务就是趋利避害，发扬光大其有利的正效应，躲避防护其有害的负效应特别是对于损伤性的负效应，我们既不能麻木不仁，掉以轻心；又不能谈虎色变，划地为牢，束缚自己的发展。
为达此目的，就必须对电磁辐射的生物效应机理有个确切地把握。
遗憾的是，各国学者做了多年的探索，提出过不少解释机理的模型、假说以至理论，但都有待于可靠的重复试验予以确认。
同时对于已有的实验和实验现象的可信度及解释，也各有见解，在某些问题上肯定和否定的意见并存，比如移动电话触发脑部肿瘤问题。
前苏联与美国的电磁安全标准相差很大［2]，也反映出认识上的巨大差异。
此外，由于生命现象固有的复杂性，使已有的生物知识难以深入地理解电磁辐射的生物效应。
人们为此感到困惑是不足为怪的。
很多机理都涉及到生命运动中物质、能量和信息的相互作用、相互转换的基本过程，是个大谜。
比如，物理学中的相干的相互作用在生物体中是否存在，在什么层次和水平上存在，及其与生理活动和新陈代谢之间的调控关系等等。
对其中一两个问题解释清楚都是极大的贡献。
要想深入研究，就必须认真学习新理论、新技术，发现新问题。
本文的目的，就是简单地介绍目前电磁辐射生物效应的几种机理解释。
1 有关的物理学背景知识电荷产生电场，电荷流动产生磁场，两者合成为电磁场；电磁场以波的形式（电场和磁场的振幅相互垂直）向外传递电磁能量，形成了电磁辐射。
人体是由电阻很高的皮肤所包绕，从物理角度来说是一个容积导体。
而且除离子以外，生物大分子既不是纯粹的导体，也不是纯粹的绝缘体，而且大都是电介质。
因此，除非是直接触电，人体内各类物质主要以感应的方式而不是传导的方式与周围的电磁场或电磁辐射相互作用。
电磁场对人体的生物效应研究
电磁场对人体的生物效应研究随着科技的不断发展，电磁场作为一种新型的环境污染因素，已经得到越来越多的关注。
电磁场具有超长距离和高能量的特点，其生物效应已经成为了当前的研究热点。
本文将就电磁场对人体的生物效应进行阐述。
电磁辐射的危害电磁辐射可以分为低频电磁场和高频电磁场两种形式。
低频电磁场包括电压、电流、电场和磁场等，是由家庭用电、工厂机器、交通工具等产生的；高频电磁场包括无线电、微波、雷达等，是由通讯设备、电视、电脑、手机等产生的。
而这些电磁场都对人体造成了不同程度的危害。
首先，电磁场会在人体组织中引起电流和电荷的变化，导致机体内环境紊乱，干扰内在体征的正常表现，影响生命系统的健康。
其次，电磁场可以干扰电生理活动，特别是干扰心脏的正常节律，使其紊乱、加速或减慢，甚至导致室颤和猝死。
第三，长时间暴露在电磁辐射下，还可能导致癌症、神经退行性疾病、免疫功能失调等健康问题。
电磁场生物效应的研究现状电磁场对人体的生物效应已成为研究热点。
国内外的研究表明，电磁场会对人体的生理和心理健康产生一定的影响。
比如，低频电磁场会导致头痛、恶心、视觉模糊、心率变化等不适感受；高频电磁场会导致头痛、嗜睡、失眠、记忆力减退等症状。
此外，电磁场还可能影响人体的生殖系统、内分泌系统、神经系统等。
电磁场的不同频率、不同强度对机体的生物效应有很大的差异。
目前，对于不同频率磁场的生物效应研究比较多，其结果表明磁场对生物体的生物化学、免疫和神经系统等具有广泛的影响。
而对于不同频率的电场的生物效应研究相对较少，需要进一步深入的研究。
电磁场生物效应的可能机制目前，对于电磁场对生物体的生物效应机制，研究者提出了多种假说。
其中，电离辐射假说、非电离辐射假说、热效应假说和生物磁感应假说是比较常见的4种。
电离辐射假说认为，电磁场会产生离子化作用，进而引起机体组织的氧化、化学反应，导致生理效应的变化。
非电离辐射假说认为，电磁场不会引起直接的生化变化，但可以干扰细胞的分子运动和膜电位的变化，从而影响生物体的生理功能。
不同频率的电磁场的生物效应有什么区别解读
不同频率电磁场的生物效应的区别：??? WHO以“国际电磁场计划”信息发布文件（Fact Sheets）的形式，在WHO网站上，公布了经该计划顾问委员会批准后发布的对不同频率电磁源与公众健康关系的官方意见。
??? WHO 强调，不同频率的电磁源对生物体作用的机理是不同的。
EMF曝露对生物系统产生何种影响，决定于电磁源的波长（频率）及其能量的大小。
??? 电离辐射（IR）是频率极高的电磁波（X射线与γ射线），它具有足够的光子能量可把原子或分子内的电子撞出，产生带正电荷的离子及带负电荷的电子，即产生电离。
对生物体，它能断开细胞遗传物质分子中的DNA化学键，并形成确定的健康危害。
非电离辐射（NIR）是针对电磁频谱中频率和能量较低的频段部分（波长大于100nm）的通用术语。
在该频段中，光子能量太微弱，不足以产生电离，断开细胞分子间的化学键。
它们包括紫外线（UV）辐射和可见光、红外线、微波与射频电磁波，以及极低频的电场和磁场。
不论非电离辐射的强度有多高，都不能在生物系统中引起电离。
但是，NIR会产生其他生物效应，例如发热效应和体内感应电流效应。
WHO还强调，需区别“生物效应”与“健康危害”的实质性差别：当曝露引起某种可注意到或可检测到的生物系统内的变化时，就认为是出现了生物效应；而当生物效应超出了生物体正常的代偿范围时，就可能产生了负面健康影响，并导致某种健康危害。
WHO强调，生物效应并不都是有害的，有些甚至是有益的。
例如，日光产生热量使皮肤中血流加快；日光的曝露可御寒，或帮助躯体活化维生素D等，就是有益健康的例子。
但日光灼伤或可致皮肤癌等则属有害的健康影响。
射频（RF）场属非电离辐射范围。
产生射频场的电磁源包括显示器与视频显示单元（3～30kHz）、调频无线电（30kHz～3MHz）、工业感应加热器（0.3～3MHz）、微波加热、透热疗法（0.3～3GHz）、雷达（0.3～15GHz）、卫星、微波通信（3～30GHz）以及太阳光（3～300GHz）。
浅析磁场的生物效应
浅析磁场的生物效应作者：曹泽斌来源：《科技风》2018年第15期摘要：科学实验证明，当磁场作用于人体时，磁场对生物的分子、细胞、神经、器官都有不同程度的影响。
要想全面把握磁场所引起的生物效应，就必须对磁场生物效应机制原理有个全面的认识。
本文对此进行了探讨。
关键词：磁场；生物效应；人体一、绪论很久以前，中国人和希腊人就发现自然界中存在一种具有奇异功能的石头，这种石头可以轻松的吸起铁制的东西，如铁片等。
而且不管人们如何摆动铁片，最终总是指向同一个地方，当时人们把这种石头称作吸铁石。
尽管限于当时的条件，人们无法弄清背后的原理，但这并不影响当时的人们来利用吸铁石的这种功能，早期的航海者将这种磁铁当做指南针来使用，有力的促进了大航海时代的发展，这也就是早期的磁铁。
到了18世纪，人们已经能够制造人造磁铁了，磁铁成为我们日常生活和工作中习以为常的强力材料了。
尽管这个过程十分缓慢，但人们对磁铁的认识越来越深刻，应用也越来越广泛。
20世纪20年代，我们制造出铝镍钴，后来相继制造出铁氧体和稀土磁铁等人造磁铁，磁学科技也得到了飞速发展，元件也更加小型化和实用化。
磁体周围存在磁场，磁铁的吸附作用是通过磁场产生的，磁场是一种看不见、摸不着，但实实在在存在的物质。
磁场具有波粒的辐射特性，两磁体不用接触就能发生作用。
时至今日，我们都知道，其实不仅是磁体，电流、运动电荷、变化电场周围空间都存在磁场，就连人体也会产生一定的磁性，我们的心脏、皮肤、大脑和其他器官都有电流活动，甚至头皮上的毛囊也会产生磁场，那么磁场对人体健康到底有何影响呢，关于这个问题，一直有着广泛的争议。
二、磁场生物效应的观点争鸣关于磁场的生物效应一直是莫衷一是、各抒己见。
（一）磁场生物正效应的观点早在1997年，在世界健康组织大会上，专家们就集中讨论磁场对人体的作用，并没有得出一致的结论，当时在生活、工作环境中静磁场流量密度低于2T时没有发现有害健康的报道。
后来随着研究的深入，关于磁场生物效应的研究不断深入。
电磁生物效应及医学应用
电磁生物效应及医学应用电磁生物效应是指外界电磁场对生物体产生的影响。
电磁场是由电场和磁场组成的，其频率范围从直流到各种频率的交流电都有涵盖。
人体周围存在着各种电磁场，如电力线电场、无线电电磁辐射等。
这些电磁场与人体的相互作用可以对人体产生不同的生物效应，包括助创伤愈合、促进骨骼生长和改善神经认知功能等。
在医学中，电磁生物效应已经得到广泛应用。
电磁生物效应在医学中的应用主要分为两个方面：磁疗和电疗。
磁疗是利用不同的磁场对生物体进行治疗的一种方法。
常见的磁疗设备包括静磁疗法、低频磁疗法和高频磁疗法等。
磁疗可以通过增强微循环、促进细胞再生和减轻炎症反应等方式来提高治疗效果。
临床上，磁疗被广泛应用于骨折、创伤、关节炎和糖尿病等疾病的治疗中。
电疗是利用电场和电流对生物体进行治疗的一种方法。
常见的电疗设备有电疗仪、电针刺激仪和电疗贴等。
电疗可以通过改善细胞膜电位、加速组织修复和减少疼痛传导等方式来治疗疾病。
临床上，电疗被广泛应用于神经疾病、肌肉骨骼疾病和皮肤疾病等的治疗中。
电磁生物效应在医学中的应用还包括磁共振成像（MRI）和电生理检查等。
MRI 是一种利用磁场和无线电波来产生影像的技术。
通过改变电磁场的参数，可以获得人体不同部位的高分辨率影像，以便用于疾病的诊断和治疗。
电生理检查是一种利用电磁场对神经信号进行测量和记录的方法。
常见的电生理检查包括脑电图（EEG）和心电图（ECG）等。
通过分析这些电信号，可以了解神经系统和心脏功能的情况，以辅助诊断和治疗。
电磁生物效应在医学中的应用还面临一些争议和挑战。
一方面，电磁辐射对人体健康的潜在风险一直备受关注。
尽管目前没有充分的科学证据证明电磁辐射能够引起癌症和其他慢性疾病，但一些研究表明长期接触高强度电磁辐射可能会增加患某些疾病的风险。
另一方面，电磁生物效应的疗效尚需进一步验证和研究。
尽管有一些研究显示电磁疗法可以改善人体的生理和病理状态，但还需要更多的随机对照试验和临床研究来验证其有效性和安全性。
生物电磁效应基础知识
电磁场的生物效应对于磁场，物理学用磁场强度H和磁感应强度B来描述，物理学一开始用磁场强度H来描述磁场，后来才发现了和电场强度相对应的磁感应强度B。
严格地说，H和B不是同一术语，H是磁场，B是磁通密度（详细的分析可以参见《电动力学》），B是H所感应的磁场，所以B又叫磁感应强度。
二者的关系为：B = u H其中u是导磁率。
磁场可以产生于变化的电场（如电流就是变化的电场），也可以产生于永磁铁，地球就是一个巨大的磁铁，所以在地球表面的生物都会受到地磁场的作用，另外，人们还利用电、磁相互作用的原理制作了一些用来研究生物在各种不同强度下各种反映的仪器。
对作用和效应有影响的磁场参数有类型、磁强、均匀性、方向、作用时间等几个方面；就机体方面，对作用和效应有影响的机体因子有磁性、组成、种类、敏感性、部位和血流速度等几个方面。
生物效应：磁场从开始作用到看见机体的生物效应，一般有一段延迟时间。
其主要原因可能是产生效应的磁场必须同时同方向地作用一段时间（叫物理作用时间），机体才发生明显的生物效应，累积的物理量中的大多数，可看作是产生生物效应的阈前量，并且是可逆的。
所谓可逆是指磁场方向和坐标（器官、细胞、分子）方向发生变化时，其发生生物效应的可能性也变，甚至变得反相，因此应设法使磁场方向和机体方向的夹角不变，这样累积的物理量就可能达到阈值，产生可见的生物效应。
下面分别讨论地磁的生物效应以及磁效应在生物学中的一些具体的应用：（一）、地磁的生物效应很多的星体周围都具有磁场，地球也有，我们称之为地磁场。
地球近似一均匀磁化球，但有区变和日变，区变指因为区域的不同而不同，有的磁强差别很大。
每天变化约0.0001——0.0004G/day。
磁南（S）极在地球北极附近，磁北极在地球南极附近，平均的磁强为0.5G。
法国细菌学家巴斯德（Pasteur）1862年发现，地磁场能促进所有植物的生长，在S极下，青土豆比附近的成熟快些。
人体也同样是个磁体，也有两极。
电磁场与生物效应的关系
电磁场与生物效应的关系随着科技的发展和人类文明的进步，人们对电磁场的关注越来越多。
电磁场是不可见的，但是我们每天都处在电磁辐射的环境中。
研究表明，不同频率的电磁辐射对人体有不同的生物效应。
那么电磁场与生物效应的关系是怎样的呢？本文将从电磁场的定义、电磁辐射对人体的生物效应、电磁辐射对人体健康的影响等方面，尝试分析这个话题。
一、电磁场的定义电磁场是一种能量场，包括电场和磁场。
电场是由带电粒子所产生的效应，体现为正负电荷之间的相互作用；磁场则是由运动带电粒子产生的效应。
电磁场是无线电、微波、雷电等传播媒介，是人们透过空气、墙壁和建筑物等进行通讯和传输信息的基础。
二、电磁辐射对人体的生物效应电磁波的频率越高，穿透力越强，因此对人体的影响也越大。
根据频率范围不同，电磁辐射可分为高频辐射、中频辐射和低频辐射。
1.高频辐射高频辐射包括无线电波、微波和红外线等，其频率在3千兆赫兹以上。
高频辐射会对人的皮肤产生热效应，会使人的皮肤上发生热作用，使人感到热热的、烫烫的，甚至出现皮肤烧伤或皮肤癌。
另外，高频辐射还能影响人的大脑神经，引起头痛、疲劳、失眠等症状。
2.中频辐射中频辐射包括电力线、电灯泡所产生的电磁场以及电容器、电感器等电器所产生的电磁波等，其频率在几十千赫兹到几兆赫兹之间。
由于频率比较低，穿透力不强，人体所受的影响相对较小，但是长期待在电磁场中，还是会引起心脏、肺部等多个器官的疾病。
3.低频辐射低频辐射的频率在几千赫兹以下，比如交流电、电子仪器、航海雷达以及电力设备等。
低频辐射直接影响人体的神经系统和内分泌系统，导致人体的免疫力下降，容易感到疲劳、头痛等。
三、电磁辐射对人体健康的影响电磁辐射对人体健康的影响主要表现在以下几个方面：1.癌症电磁辐射会导致DNA突变破裂，比如，美国国家癌症研究所曾经公布过一项研究结果，指出常年接触手机和微波等电磁波的人，患白血病和脑瘤的风险比其他人群高出3倍。
2.不孕不育长期待在电磁辐射的环境中，电磁波会影响男性精子的质量和数量，会导致男性的不育。
电磁生物效应
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选用什么样的电磁波
• 用α射线、β射线、γ射线、Χ射线、中子和其他粒 子、紫外辐射以及微波辐射等物理因素诱发变异。 当通过辐射将能量传递到生物体内时，生物体内 各种分子便产生电离和激发，接着产生许多化学 性质十分活跃的自由原子或自由基团。它们继续 相互反应，并与其周围物质特别是大分子核酸和 蛋白质反应，引起分子结构的改变。由此又影响 到细胞内的一些生化过程，如 DNA合成的中止、 各种酶活性的改变等，使各部分结构进一步深刻 变化，其中尤其重要的是染色体损伤
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核辐射诱变育种
• 辐射诱变育种是在人工控制的条件下，利 用中子、质子或者射线等物理辐射诱变因 素对种子进行辐照，诱发其染色体的数量、 结构和行为变异，从而得到可供利用的突 变体，并在此基础上进一步培育出新的种 质资源的一种新兴的育种技术。
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微波诱变育种
• 是一种新型非电离电磁辐射物理诱变育种 技术。 • 技术尚未成熟，处于实验阶段。 • 容易受到瞬时强烈热效应而致死。 • 消除微波热效应是影响微波诱变效果的一 个重要因素
2014-6-7
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• 结论：微波辐射可以进行诱变育种。 • 单一的微波诱变育种效果不理想，可采用 复合的方法。 • 多数实验结论不足以信，数据可信度低。 • 其研究应用少，但其育种优点多，具有很 大的发展潜力。
2014-6-7 5
表中微波波段(1m~1mm)频带最宽，在医学 诊断、治疗中占有十分重要的地位。 在高电压辐射场中，热效应占主导地位。在长 时间、低电压电磁场辐射下，非热效应占主导 地位。
2014-6-7 6
微波诊断仪
微波治疗仪
极低频电磁场的生物效应
极低频电磁场的生物效应极低频电磁场（ELF-EMF）是指频率范围从1 Hz到300 Hz的电磁场。
近年来，人们对ELF-EMF的生物效应产生了广泛关注。
ELF-EMF 广泛存在于我们周围的环境中，例如电力输电线路、家用电器和无线通信设备等，因此了解ELF-EMF的生物效应具有重要的科学和健康意义。
1. ELF-EMF的源头与暴露途径ELF-EMF的主要源头是电力输电线路、变电站和家用电器等。
我们在日常生活中接触到的电器设备，如电视、电冰箱、振动器等，都会产生ELF-EMF。
此外，电子设备的普及也使得人们暴露在ELF-EMF 中的时间逐渐增加。
2. ELF-EMF的生物效应（1）对人体健康的影响人体是由复杂的生物电和生物磁场组成的，ELF-EMF可能对人体的正常生理过程产生影响。
一些研究表明，长期接触高水平的ELF-EMF可能与癌症、神经退行性疾病和生殖健康问题等联系密切。
但是，目前对于ELF-EMF与人体健康之间的关系还存在诸多争议，有待进一步的研究和证实。
（2）对动植物的影响ELF-EMF也可能对动植物的生长和发育产生影响。
一些研究表明，ELF-EMF可能对植物的萌发、生长和果实形成等过程有一定的影响，但具体的机制尚不清楚。
在动物方面，ELF-EMF的生物效应主要集中在对神经系统和行为的影响，如睡眠质量下降和注意力缺失等。
3. 减低ELF-EMF的暴露为了减少ELF-EMF对人体健康的潜在风险，我们可以采取一些措施来减低ELF-EMF的暴露。
首先，减少在ELF-EMF产生源周围的时间，如避免长时间在电力输电线路附近逗留。
其次，合理使用电器设备，如控制使用时间和距离。
另外，日常生活中，使用防护设备，如电磁辐射屏蔽衣等，也是减低暴露的一种方法。
总结：对于ELF-EMF的生物效应，目前仍存在诸多争议，还需要更多的科学研究来进一步了解其潜在影响。
我们应该保持谨慎的态度，注意减低ELF-EMF的暴露，同时也需要加强科普宣传，提高公众对ELF-EMF的认知和保护意识。
无线电磁场与生物效应的关系研究
无线电磁场与生物效应的关系研究一、引言随着科技的快速发展，无线电通信技术也得到了空前的发展，成为了现代社会不可或缺的通讯方式之一。
但是，随着电磁辐射的增加，无线电磁场对人体健康的影响也逐渐受到关注。
因此，对无线电磁场与生物效应的关系进行研究显得尤为重要。
二、无线电磁场的概念及特性无线电磁场是由电磁波形成的，是介质中的电磁场的一种，包含电场和磁场两种能量。
与有线电磁场不同的是，无线电磁场是在空气、真空等非传导介质中传播的，具有高速传输、穿透力强等特点。
三、无线电磁场对生物体的影响1.生物体对无线电磁信号的感应生物体对无线电波的感应是依靠振荡电场和磁场对生物分子和细胞的作用。
这种作用可以影响生物体的肌肉、神经、内分泌和免疫系统等各个方面的生理功能。
2.无线电磁场对人体健康的影响研究表明，长期接触高强度无线电磁场可能对人体健康产生影响，其中包括对神经系统的影响、白血病、癌症、生殖系统不育等。
特别是对孕妇和儿童的影响会更加明显。
四、无线电磁场与生物效应的研究现状1.国内外研究进展自上世纪六十年代以来，国内外已经进行了大量的无线电磁场对生物效应的研究，研究结论不尽相同。
2.目前的实验研究目前，国际上大多数的生物效应研究是通过实验室进行的，其中包括电离辐射效应的研究、无线电磁波对细胞内分子和DNA的影响、对人体代谢、免疫系统的影响等方面。
3.未来的研究方向未来，应该加强对无线电磁场与生物效应的相关研究，包括在生物效应的机理、对人体健康可能产生的负面影响以及可能的防护措施等方面的深入探讨。
五、防护措施1.避免长时间接触无线电磁场特别是对于工作需要长时间与高强度无线电磁场接触的人群，需要采取必要的防护措施。
2.使用低辐射设备可以使用低功率、低辐射的设备，比如使用蓝牙以及使用3G网络进行通讯等等。
3.合理选择使用场合在公共场合使用无线网络时，应选择合适的安装点和使用时间，避免长时间暴露于高强度无线电磁场中。
六、结论目前，无线电磁场对生物体的影响还存在许多不明确的地方，需要进一步的研究和探讨。
电磁对生命系统的作用
1、大家都知道，光是一种电磁波，如果把光波也纳入研究的电磁场之内，则人和一切生物时时刻刻都生活在电磁场中，一切生物都离不开电磁场。
特别是390nm-760nm的可见光是植物乃至人和动物生存的必要条件，它为生命的生存提供了能量和环境信息，使生物能够感觉环境、适应环境，以求得自身的生存。
除了光波外，其它频率的电磁场或波随着工业和社会的进步，也越来越多地介入到生物的生存环境之中，那么我们所处的环境中到底有哪些电磁因素那？其中一类是自然存在的，如太空及地面发出的多种形式的电磁辐射：像太阳风、X-射线、紫外线、红外线辐射、高频及低频电磁辐射和其它宇宙射线等。
另一类是由于工业和科学的进步，特别是进入电磁与电子时代以来，人为制造的大量电磁辐射源，像高压电传输线、电视塔及电台的电磁辐射源、电力火车、雷达站、电话、手机、电视、微波炉、电冰箱等。
特别需要提到的是由于工业化和电气化带来的高压传输线，2005年我国建成了第一个750kV超高压输电线，现已建成500kV线路近4万km，超高压传输线已星罗棋布地布满了生活的空间，特别是大城市更是不可忽视的。
这些大致是我们生存环境中电磁场或电磁波，我们已经无法摆脱电磁场的作用和危害，但从某种程度上说，我们还不能离开电磁场，比如地磁场。
2、根据电磁对生命的作用机制，可将电磁场分为电离辐射类电磁场和非电离辐射类电磁场。
电离辐射就是说电磁波能量较高，在冲击物质时，使物质核中成分或核外电子偏离原来的位置，发生物质电离，产生自由电子。
而非电离辐射是指电磁波能量较低，不足使物质发生电离。
非电离辐射类电磁场还可以大致分为低频电磁场和高频电磁场，低频电磁场是指频率小于300赫兹，比如说工频电磁场，高频电磁波比如说手机辐射，而我们的研究主要集中在低频电磁场和高频电磁波。
3、电磁场的生物效应最早源于流行病学调查。
对此各国学者都做过相关的研究，但难以得出明确结论。
（1）自从上世纪70年代前苏联学者在国际大电网会议上报告，高压变电站对周边居民健康有影响以来,工频电磁场的健康效应越来越多的引起了人们的忧虑和关注。
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电磁场的生物效应对于磁场，物理学用磁场强度H和磁感应强度B来描述，物理学一开始用磁场强度H 来描述磁场，后来才发现了和电场强度相对应的磁感应强度B。
严格地说，H和B不是同一术语，H是磁场，B是磁通密度（详细的分析可以参见《电动力学》），B是H所感应的磁场，所以B又叫磁感应强度。
二者的关系为：B = u H其中u是导磁率。
磁场可以产生于变化的电场（如电流就是变化的电场），也可以产生于永磁铁，地球就是一个巨大的磁铁，所以在地球表面的生物都会受到地磁场的作用，另外，人们还利用电、磁相互作用的原理制作了一些用来研究生物在各种不同强度下各种反映的仪器。
对作用和效应有影响的磁场参数有类型、磁强、均匀性、方向、作用时间等几个方面；就机体方面，对作用和效应有影响的机体因子有磁性、组成、种类、敏感性、部位和血流速度等几个方面。
生物效应：磁场从开始作用到看见机体的生物效应，一般有一段延迟时间。
其主要原因可能是产生效应的磁场必须同时同方向地作用一段时间（叫物理作用时间），机体才发生明显的生物效应，累积的物理量中的大多数，可看作是产生生物效应的阈前量，并且是可逆的。
所谓可逆是指磁场方向和坐标（器官、细胞、分子）方向发生变化时，其发生生物效应的可能性也变，甚至变得反相，因此应设法使磁场方向和机体方向的夹角不变，这样累积的物理量就可能达到阈值，产生可见的生物效应。
下面分别讨论地磁的生物效应以及磁效应在生物学中的一些具体的应用：（一）、地磁的生物效应很多的星体周围都具有磁场，地球也有，我们称之为地磁场。
地球近似一均匀磁化球，但有区变和日变，区变指因为区域的不同而不同，有的磁强差别很大。
每天变化约0.0001——0.0004G/day。
磁南（S）极在地球北极附近，磁北极在地球南极附近，平均的磁强为0.5G。
法国细菌学家巴斯德（Pasteur）1862年发现，地磁场能促进所有植物的生长，在S极下，青土豆比附近的成熟快些。
人体也同样是个磁体，也有两极。
人站立时，上N极，下S极。
平卧时则右侧是N极，左侧是S极，人正面是N极，背面是S极。
在自然定律有所谓的稳态平衡，即此种状态下时物体最稳定，地球北极有磁S极，人睡觉时，头朝北，脚朝南，则人体处于稳态平衡，轻微的扰动不会影响睡眠深度，从而能改善健康。
反之，则稍一扰动，就会失去平衡，睡得不安稳，甚至烦躁，失眠。
（二）、DNA新陈代谢与生物磁效应脱氧核糖酸(DNA)是所有生物(一部分病毒除外)的遗传物质，也就是遗传基因的组合。
DNA存在于细胞核的染色体中。
DNA和核糖枝酸(RNA)统称为核酸。
核酸具有复杂的结构：由嘌呤碱基或嘧啶碱基与戊糖形成核苷，一个核苷的糖上一个OH基被磷酸化时，变为核苷酸，面核苷酸借助于磷酸二酯键连接成一种特定次序(一级结构)，便形成核酸。
戊糖中一个OH 基说O变为H时称为脱氧核糖核酸，DNA便是含脱氧核糖的核酸。
DNA这种生物大分子具有复杂的双螺旋结构，螺旋的空间缠绕、曲折等还构成二级、三级等高级结构。
核酸中诸原子主要是以共价键相结合，使整体结构稳定，保持遗传特性，两条螺旋中的碱基又以氢键相结合，使局部结构可能受到外界因素作用而发生畸变，由此可能产生变异。
一些物理因素(如r射线、X射线、激光、磁场和超声等)能诱发生物突变便是基于低键能氢键的畸变。
从生物磁学观点看，磁场可能引起DNA中氢键的畸变，影响H+离子的隧道效应，从而可导致部分遗物质结构(遗传消息)的变化，产生磁致遗传变异也可以利用磁共振等磁学方法来研究DNA 的结构及在各种因素作用下，引起的构型等微观结构的变化。
新陈代谢是生命现象的不可缺少的重要特征，它包括生物体内物质的代谢和能量的代谢(转换)。
从生物磁学观点看，自由基和载流子都会产生磁现象和磁效应，都可以采用磁技术进行其微观过程和机制的研究或应用。
从以上的讨论可以看出，生物磁现象、磁效应、生物磁技术以及它们的应用领域都是非常广阔的，综合它们所具有的宏观特点，分析它们可能涉及的生物微观察过程和机制，又都显示出与磁学理论有极为密切的联系，但却不能简单地归结为纯物理现象和磁效应，而必须考虑生命现象和生物科学的复杂性和特殊性，正确处理物理运动形态和生物运动形态的既有联系又有区别的辩证关系。
在医学领域的应用不仅要有流行病学的调查，还要有动物实验与临床观察的依据，才能真正地发挥现代医用生物磁学的威力，为人类服务，为人类造福。
生物受到磁场和磁场梯度的作用时，它们的强度必须超过一定数值，才会引起磁场的生物效应，称为磁场阈效应。
这一定的磁场或磁场梯度或磁场与其梯度和乘积分别称为阈磁场(BC)或阈磁场梯度(dB／dX)或阈磁场梯度积(B．dB／dX)。
大量实验表明，不同生物或生命现象具有不同的阈磁场或阈磁场梯度或阈磁场·梯度积。
另一此生物则对磁场梯度或磁场·梯度积敏感。
因此，研究磁场的生物效应时，必须仔细控制磁场和磁场梯度，在决定这些磁场参量的情况下进行实验观测。
有些磁场生物效应难于重复甚至得到矛盾的结果。
一种可能就是不同实验室或不同作者所用的磁场参量(包括强度和梯度)不相同引起的。
（三）、磁共振成像系统的生物效应对于CT技术，很多人并不陌生，很多医院都有CT机。
但是对于MRI（磁共振成像）很多人并不了解。
CT是应用X射线对人体某一层面扫描后，检测其透过层面的X线强度的衰减成像。
MRI与CT同属于计算机成像（具体见计算机成像的知识内容），图象都是体层图象，有共同病理生理与病理解剖基础，两者有很多相同点，但也有不同点：比如，MRI没有电离辐射，对机体无甚不良影响；可以直接作出横断面矢状面和各种斜面图象等，但同时MRI要昂贵得多。
（磁共振成像MRI图）1980 年以来MRI 技术获得了突飞猛进的发展但是进行MRI 检查时受检者暴露于静磁场梯度磁场和射频磁场的辐射之中从理论上讲上述各种场都将产生相关的生物学效应几年来其生物效应有无临床意义即MRI是否安全的问题一直受到人们关注因此关于MRI 生物效应的研究从来就没有停止过其报告无计其数然而目前还不能得出MRI 对机体存在潜在危害的结论或者说还没有理由认为它是有损的显然这方面的课题有待于更深入地研究本文综述MRI 对人体可能造成的种种影响即多年来人们在MRI 生物学效应研究方面所取得的成果。
一、生物效应研究的特殊性近年来先后出现的磁共振血管成像心脏MRI 电影MRI 快速与超快速成像准实时动态MRI 功能成像和介入MRI 等技术给人以日新月异之感相比之下MRI 的生物效应研究却远远滞后了其原因主要有以下几个方面：(1) 生物效应研究的难度大(2) 生物效应的影响因素多在磁共振成像过程中有可能导致生物效应的三种场均受多种因素影响这也是不同研究报告中出现相反结果的原因。
(3) MRI 系统千差万别目前全世界有MRI 系统近万台场强从0.1T 到7T(也可能更高)。
(4) 硬件发展过快。
(5)静磁场和RF 场的生物效应中均有窗口效应实际上目前为止的所有MRI 生物效应研究实验都是在特定的窗口中进行的亦即其实验结果不能任意推广。
二、静磁场的生物效应主要在以下几个方面:1. 温度效应静磁场对哺乳动物体温的影响称为温度效应(Temperature Effect) 它是MRI技术出现后最早受到关注的生物效应之一.但是多年来由于存在磁场使体温升高磁场不影响体温甚至磁场使身体某些部位的体温下降等多种观点。
1989年富兰克(G.S.Frank)等人采用荧光温度计在更精确的实验和环境条件下对1.5T 磁场中人体的体温变化进行了测量。
该实验所用的测温方案比较科学其结果很快被广泛接受，它证明静磁场不影响人的体温。
2. 磁流体动力学效应磁流体动力学效应(Magnetohydrodynamic Effect)是指，由磁场中的血流以及其他流动液体产生的生物效应在静磁场中它能使红细胞的沉积速度加快心电图发生改变并有可能感应出生物电位。
血液中的血红蛋白是氧的载体它的活性成分为血红素由于血红素含有一个铁离子(血红素铁) 使它具有一定的磁性但这种磁性与血红蛋白的氧合水平有关：氧离血红蛋白有非常大的磁矩表现为顺磁性了；氧合血红蛋白则没有磁矩或顺磁性效果氧离血红蛋白的顺磁特性有可能使血液中的红细胞在强磁场(包括强梯度场)中出现一定程度的沉积沉积的方向取决于血流在磁场中的相对位置由于动静脉血含氧量不同(血红蛋白的氧合水平不同) 沉积的程度也稍有不同根据这一原理人们用场梯度实验成功地分离了血液。
血液在磁场中的沉积现象又叫静态血磁效应。
3. 中枢神经系统效应急性短期地暴露于2.0T 以下的静磁场对人体不会产生明显的生物学影响但是1990 年以后全世界出现了多台4.0T 以上的MRI 系统大多数志愿者在这种超高场系统中出现眩晕恶心头痛口中有异味等主观感觉显然超高场磁体可导致人体某种显著的生理变化超高场的生理效应基础以及应采取的对策等都是需要进一步研究的课题。
三、梯度磁场的生物效应1. 梯度场及其感应电流梯度场的情况就大不相同梯度磁场是一种时变场根据法拉第电磁感应定律变化的磁场将在导体中感应出电流人体组织作为导体当穿过它的磁通量发生变化时同样会产生电流梯度场的这种感应电流是其生物效应的主要来源梯度场变化引起的法拉第感应电流在人体内部构成回路因此越是靠近机体外周的组织电流密度越大(作用半径大) 而越接近身体中心的组织电流越小电流通路还因组织类型的不同而异例如脂肪和骨等低电导的组织将改变感应电流的方向另外如果组织的导电性能很好感应电流还会进一步加大。
2. 梯度场的心血管效应强电流对心血管系统的作用为直接刺激血管和心肌纤维等电敏感性细胞使其发生去极化过程引起心律不齐心室或心房纤颤等有计算表明当17mA以上的直流电通过心脏时就会发生心室纤颤一般将皮肤(感觉)神经或外周骨骼肌神经受到刺激(抽搐或收缩)看作心律不齐或心室纤颤出现的先兆。
3. 磁致光幻视当磁场变化率为1T/s 时每平方厘米组织范围内产生的感生电流还不足1 A 而神经活动的电流密度高达3000 A/cm2。
可见常规MRI 检查时组织内产生的感应电流非常小但是当梯度变化率加快并使组织电流密度达到300A/cm2 左右即达到神经活动电流密度阈值的10%时就有可能导致误动作因此组织中比较显著的感应电流对生物组织有害无益。
梯度感应电流在神经系统的主要表现是所谓视觉磁致光幻视磁致光幻视(Wagnetophosphene)又叫光幻视或磁幻视是指在梯度场的作用下受试者眼前出现闪光感或色环的现象这种现象目前被认为是电刺激被检者视网膜感光细胞后形成的视觉紊乱是梯度场最敏感的生理反应之一光幻视与梯度场变化率和静磁场强度均有关系且在梯度场停止后自动消失进行常规MRI 检查时(1.5T 以下) 梯度场的变化率在20T/s 以下产生的电流密度也不足3 A/cm2 因而不会出现上述幻视觉但当双眼暴露于4.0T 的静磁场中时梯度场的变化(20~40Hz)便很容易使正常人产生磁幻视。