低频脉冲磁场慢性暴露对健康成年股四头肌收缩力及形态的影响

背景:目前已有关于低频脉冲磁场对骨骼肌结构形态影响研究发现了骨骼肌质量变化,但对接受慢性暴露后的形态变化未见相关研究。目的:观察低频脉冲磁场慢性暴露对腿部股四头肌最大自主收缩力与形态指标的影响,为使用该技术作为肌肉功能改善策略提供组织形态变化的参考依据。方法:招募普通健康受试者70名,随机分为接受磁场刺激的试验组与进行假治疗的对照组,每组35名,试验时长共计4周,试验组受试者每隔48 h进行1次15 min的低频脉冲磁刺激干预,对照组进行假治疗,干预间隔与时长与试验组一致,干预4周后观察不同组别受试者股四头肌最大自主收缩力值变化,利用B型超声影像作为评估手段,观察肌肉厚度、肌肉横截面积及羽状角指标的变化。结果与结论:①经过4周的低频脉冲磁场慢性暴露,68名受试者完成试验,试验组受试者股四头肌最大自主收缩力测试值显著增长(P=0.000),提升幅度显著高于对照组(P=0.008);②试验组受试者的肌肉形态3项指标均显著高于试验前测(P=0.000),而对照组肌肉厚度指标呈显著性下降(P=0.020),羽状角无显著性变化,横截面积显著性提升(P=0.000);③组间对比发现,试验组关于肌肉形态的肌肉厚度(P=0.012)、羽状角(P=0.003)及横截面积(P=0.049)3项指标均显著高于对照组;④上述数据证实,健康成年受试者经过4周的低频脉冲磁场慢性暴露,股四头肌的最大自主收缩力显著提升,同时观察到试验组的肌肉厚度、横截面积及羽状角3项肌肉形态指标的显著增长,对使用该技术作为肌肉改善的运动替代与医疗策略提供了肌组织形态改善的支持依据。

低频脉冲磁场生物促进效应在我国运动领域的研究进展及应用展望

利用多学科科技成果提升人体运动能力已成为运动领域尤其是竞技体育取得优异成绩的有力支撑。低频脉冲磁场较早应用于我国运动领域,是进行辅助训练的一种有效手段,通过不同的磁场参数设定所带来的生物效应为竞技体育训练过程提供多维度的辅助支持。通过文献分析可知:在研究内容方面,我国运动领域主要聚焦在低频脉冲磁场进行运动员疲劳恢复、损伤康复、提升机体代谢水平、体能促进方面的研究;在理论机制方面,主要采用粒子对膜的穿透理论、从跨膜粒子的回旋谐振理论两种学说进行研究指导,机制认识基本达成共识。磁场发生仪器主要采用永磁铁、双线圈、亥姆霍兹线圈结构,目前亥姆霍兹线圈为主流的低频脉冲磁场仪器,该结构具有磁场均匀、干预部位全面的优势。随着磁生物学研究的逐步深入,特定强度与频率的低频脉冲磁场可作为一种全新的肌力提升手段,目前我国在该领域的研究与应用已处于世界领先地位。建议:今后进行体医工学科交叉研究攻关,对低频脉冲磁场生物效应机制进行深度挖掘,以使该技术能更好地服务运动领域。

技术应用视域下低频脉冲磁场生物效应在体育领域的研究进展及发展展望

低频脉冲磁场作为辅助训练手段被较早应用于运动领域,通过设定不同的磁场参数产生相应的生物效应,为竞技体育训练过程提供了多维度的辅助支持。随着磁生物学研究以及对所产生生物效应的功能认识逐步深入,在运动领域的人体运动学相关研究越来越多。目前应用于体育领域的磁场仪器主要面临磁场参数设置单一、缺乏专门化的设计、磁生物效能缺乏针对性研究等问题,使得实际应用受到很大限制。为了更好地使低频脉冲磁场生物效应技术更好地服务体育领域,建议:在磁场仪器的设计上使磁场效能更加高效化、生物效能精准化、符合体育应用场景且更加专业化;同时根据不同运动项目可研发更多定制化的设备,把可穿戴化装备作为磁场仪器开发的目标,最终通过人工智能、大数据等智慧化技术将上述设计进行更好的整合,使低频脉冲磁场所引发的生物磁效应在运动领域发挥更大的作用。

低频脉冲磁场对脑缺血再灌注损伤大鼠神经元保护作用的研究

目的研究低频脉冲磁场对脑缺血再灌注损伤大鼠海马神经元的保护作用。方法将24只SD大鼠随机分成磁辐射组和对照组(每组12只),应用改良的Pulsineli法制作大鼠全脑缺血再灌注模型;将磁辐射组大鼠头部置于低频脉冲磁场(20mT、10Hz)辐射45min,每天1次,连续4d。进行脑电图监测,用Nissl染色及免疫组化方法检测海马神经元数及caspase-3蛋白阳性细胞数。结果磁辐射组脑电图振幅[(10.27±1.12)μV]和频率[(10.06±1.02)Hz]较对照组[(8.95±1.04)μV、(8.62±0.94)Hz]显著增加(均P<0.05);磁辐射组海马神经元数[(29.02±1.32)个/高倍镜视野]较对照组[(21.25±1.06)个/高倍镜视野]增多,磁辐射组caspase-3蛋白阳性细胞数[(21.33±1.32)个/高倍镜视野]较对照组[(28.34±1.10)个/高倍镜视野]减少,两组相比差异具有统计学意义(均P<0.05)。结论低频脉冲磁场可以减轻脑缺血再灌注后海马神经元的损伤及凋亡,对脑缺血再灌注损伤有保护作用。

极低频脉冲磁场对小鼠学习记忆能力的影响

目的:探讨低频脉冲磁场对小鼠学习记忆能力的影响.方法:采用脉冲频率20Hz,强度分别为0.25T,0.34T和0.64T三种不同强度的脉冲磁场对小鼠进行40min全身辐照,对对照组进行40min假辐照.磁处理后休息5min即用Y-型迷宫实验观测其学习记忆行为,间隔24h后再重复观测.结果:辐照强度0.25T组与对照组的学习记忆能力无显著差别,0.34T强度辐照组的小鼠学习记忆能力明显强于对照组,而0.64T强度的磁辐照组小鼠的学习记忆能力明显低于对照组.结论:低频脉冲磁场对小鼠学习记忆的影响随磁场强度的不同而不同,其促进及拟制作用均可能存在“窗口”效应区.

多用低频脉冲磁场发生器的研制

本文介绍了我们研制的一种新仪器─—多用低频脉冲磁场发生器。仪器可输出磁感应强度幅值为０．１～２Ｔ，周期为２Ｓ～数ｍｉｎ的脉冲磁场。实验结果表明：该仪器可用于刺激人体外周神经，检测动作电位沿神经的传导速度；能改善人血的血液流变学指标。

利用低频脉冲磁场诱导入眠的实验研究

经皮磁刺激是近几年来新兴的一个研究领域。本研究试图通过自行设计的磁场发生装置将模拟脑电节律的外界低频脉冲磁场耦合入实验动物猫的脑内，由感生的电信号影响其脑电活动，并诱导其入眠。实验结果表明：该磁场能够耦合入动物脑内并有效地影响了脑电活动。这种诱导磁刺激有显著的促进入眠作用。

低频脉冲磁场对兔膝关节软骨细胞白介素-1β、肿瘤坏死因子-α表达与分泌的影响

目的:测定在低频脉冲磁场(Low frequency pulsed electromagnetic field,LFPEMF)刺激的情况下,兔膝关节软骨细胞白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)与肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)表达与分泌的变化。方法:分离培养由兔骨髓干细胞(Marrow stem cells,MSCs)诱导分化形成的软骨细胞,分别使用不同强度的LFPEMF进行电磁辐射刺激,用免疫印迹法测细胞中IL-1β与TNF-α的表达状况,并用ELISA检测细胞培养液中IL-1β与TNF-α的水平。结果:施加LFPEMF的兔膝关节软骨细胞中IL-1β与TNF-α的表达无明显差异,但其培养液中IL-1β与TNF-α的水平有明显降低,并且随着施加脉冲磁场刺激强度的增加,IL-1β与TNF-α的降低程度增强。结论:LFPEMF可以抑制体外兔膝关节软骨细胞IL-1β与TNF-α的分泌。

极低频脉冲磁场对小鼠血液流变学指标的影响

极低频脉冲磁场对小鼠血液流变学指标的影响席晓莉张建保文峻杨春智范家骏（第四军医大学生物医学工程系物理教研室西安７１００３２）前言：磁场对机体的作用主要发生在低频和直流场范围，而当磁场频率增加时机体对其的敏感性明显消失有关［１］。本文对频率２０Ｈｚ，强...

低频脉冲磁场处理Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的微观结构及其磁性

研究了低频脉冲磁场处理对非晶合金Fe78Si9B13微观结构及磁性的影响。用非接触红外测温仪对试样的温升进行测量,用穆斯堡尔谱仪、透射电镜等仪器对样品的组织结构、晶化行为进行分析,利用交变梯度磁强计AGM对样品的磁性进行测试。结果表明,低频脉冲磁场处理(脉冲频率f=10～40Hz,磁场强度H=(100～400)×79.6A/m,处理时间t=180～1200s)可在温升?Τ≤7℃的情况下,促进非晶合金Fe78Si9B13发生单相晶化,晶化相为α-Fe(Si),晶粒尺寸为2～10nm,析出量为3%～7%。样品在经过f=40Hz,H=300×79.6A/m,t=300s处理后,获得较好磁性能:Bs=1.74T,Hc=0.13×79.6A?m-1。

低频脉冲磁场对兔膝关节软骨细胞人白介素1β、肿瘤坏死因子α表达与分泌的影响

目的探讨低频脉冲磁场对兔膝关节软骨细胞人白介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)表达与分泌的影响。方法选择40只健康成年新西兰白兔建立兔膝关节软骨损伤模型,把右膝关节设为治疗组(n=20),每日给予低频脉冲磁场治疗;左膝关节为对照组(n=20),给予假磁场治疗,治疗后1、4周深麻醉处死动物,观察相关指标的变化。结果在同一观察时间点,IL-1β和TNF-α表达量治疗组均明显少于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。治疗组软骨损伤程度较对照组轻微,关节活动度明显大于对照组,outerbridge积分也少于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论低频脉冲磁场治疗骨性关节炎具有简便易行,安全无创等优点,可有效遏制IL-1β、TNF-α的释放,调节分泌作用,从而对骨性关节炎软骨损伤修复具有促进作用。

低频脉冲磁场处理非晶Fe_(78)Si_9B_(13)合金纳米晶化的DSC研究

用低频脉冲磁场处理非晶Fe78Si9B13合金,采用差示扫描热分析(DSC)的方法测定了不同升温速率下非晶Fe78Si9B13合金的DSC曲线,利用Kissinger方程计算出了晶化过程的激活能。结果表明,晶化激活能由处理前的433.6kJ/mol降到200kJ/mol以下,提高了晶核形核速率,抑制了晶核长大速率,从而实现了非晶合金的低温纳米晶化。

三角波形低频脉冲磁场对大鼠心肌微血管内皮细胞增殖、迁移和细胞周期的影响

目的:研究在固定时间和频率下,三角波形的低频脉冲磁场(LF-PMF)对大鼠心肌微血管内皮细胞(CMECs)增殖、迁移以及细胞周期的影响。方法:实验分为4组(对照组,1.0mT组,1.4mT组,1.8mT组)。对照组不加磁场干预;其余各组分别在频率为15 Hz,磁场强度分别为1.0mT、1.4mT和1.8mT,时间为4 h/d,连续照射3 d的条件下,用三角波形作用离体培养的大鼠CMECs。利用MTT法检测细胞增殖情况,transwell法观察细胞迁移状况,流式细胞仪技术检测细胞周期变化。结果:1.4 mT和1.8 mT组磁场促进CMECs增殖的作用差异显著[(0.200±0.043)A值,vs.(0.159±0.037)A值,(0.225±0.042)A值,vs.(0.159±0.037)A值,P<0.05]。迁移能力与对照组相比也有显著提高[(27.20±4.76)个/视野vs.(22.60±4.77)个/视野,(33.80±3.19)个/视野vs.(22.60±4.77)个/视野,P<0.05]。CMECs在细胞周期中的分布发生改变,DNA合成期(S期)和合成后期(G2期)细胞的比例增加。1.0mT组LF-PMF胞对细胞增殖、迁移以及细胞周期的影响均不明显。结论:低频脉冲磁场磁场对CMECs的生物学作用与磁场的强度相关,1.4mT和1.8mT组LF-PMF促进细胞增殖、迁移及使其DNA合成的能力提高。

低频脉冲磁场处理非晶合金Fe78Si9B13低温纳米晶化的穆斯堡尔谱研究

用低频脉冲磁场处理非晶Fe78Si9B13合金，处理过程中的温升用LRSC型红外非接触测温仪测量，处理前后的试样用Mossbauer谱结合透射电镜进行了微结构分析。结果表明，在低频脉冲磁场处理下，非晶Fe78Si9B13合金在低温下即发生了纳米晶化，试样温升小于7℃时，晶化析出相为体心立方α-Fe（Si），析出量介于2．18％-9．43％之间，晶粒尺寸约10nm，且所形成的非晶／纳米晶双相纳米合金的平均超精细磁场较原始非晶合金的均有所增强。

低频脉冲磁场处理Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金的磁性能研究

用低频脉冲磁场处理Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金试样。用X射线衍射仪、透射电镜和交变梯度磁强计(AGM)对处理前后样品的结构和磁性能进行分析和测试。结果表明,低频脉冲磁场处理后的非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9发生了纳米晶化,晶化相为α-Fe(Si),晶粒尺寸约(2～10)nm。处理后非晶合金的磁性能有了显著的提高。

低频脉冲磁场方法处理铁基非晶合金的内耗研究

利用低频脉冲磁场处理铁基非晶合金的方法得到综合性能更好的非晶-纳米晶混合合金,采用内耗测量方法研究了这种软磁性非晶-纳米晶混合合金的结构变化,并比较了不同处理时间样品的内耗变化,结果表明,经低频脉冲磁场处理后,在92℃附近出现了一个明显的内耗峰,该峰在能量积聚过程中表现出弛豫型内耗的特点,而在降温过程则无转变发生,仅表现出背景内耗的增高.结合正电子寿命谱的观察,分析了样品中缺陷组态的变化规律.实验结果均表明,经低频脉冲磁场较长时间处理后,样品中的亚稳结构与非晶态的亚稳结构明显不同,并具有一定的热稳定性.

低频脉冲磁场处理Co_(60.15)Fe_(4.35)Si_(12.5)B_(15)非晶合金薄带巨磁阻抗效应的研究

对Co60.15Fe4.35Si12.5B15非晶合金薄带进行了低频脉冲磁场处理,M ssbauer谱分析及透射电镜观察表明样品发生了纳米晶化,处理过程样品温升ΔT≤5℃,在直流磁场Hex为0.296kA/m、交变驱动电流频率为2MHz时,磁阻抗比值达255%。实验表明,材料的巨磁阻抗效应与低频脉冲磁场的频率、强度有关,同时低频脉冲磁场处理致非晶合金纳米晶化创新了一种获得巨磁阻抗效应新的处理工艺。

低频脉冲磁场调节NO/ONOO-对缺氧/复氧条件下心肌细胞的保护作用

目的:观察低频脉冲磁场(LF-PMFs)对缺氧/复氧(H/R)条件下乳鼠心肌细胞增殖与凋亡的影响,并探讨一氧化氮/过氧亚硝基阴离子(NO/ONOO-)平衡在LF-PMFs保护心肌细胞的作用。方法:采用酶消化法分离SD乳鼠心肌细胞,随机分为对照组、H/R组和磁场组。用TUNEL法检测心肌细胞凋亡程度,MTT比色法检测心肌细胞增殖活性,以观察LF-PMFs对损伤心肌细胞的效果,用WST-1法检测超氧阴离子,Griess法测定NO和ONOO-。结果:LF-PMFs磁场可减少H/R诱导的心肌细胞凋亡,并促进心肌细胞的存活,以15 Hz,4.5 mT LF-PMFs磁场的作用效果最为显著。同时LF-PMFs可减少H/R条件下乳鼠心肌细胞超氧阴离子的生成,促进NO生成,提高NO/ONOO-比值。结论:LF-PMFs可通过抗氧化及调节NO/ONOO-平衡减轻H/R导致的心肌细胞损伤。

低频脉冲磁场处理Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金的磁致伸缩

用低频脉冲磁场处理Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金试样。用透射电镜分析处理后样品的结构,用自制磁致伸缩测量仪测定处理前后样品的磁致伸缩系数。结果表明,低频脉冲磁场处理后的非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9发生了纳米晶化,处理后非晶合金的磁致伸缩系数比原始样品减小很多,使非晶合金的软磁性能得到改善。

低频脉冲磁场处理Co_(68.15)Fe_(4.35)Si_(12.5)B_(15)的穆斯堡尔谱研究

用低频脉冲磁场处理非晶合金Co68.15Fe4.35Si12.5B15,用穆斯堡尔谱结合透射电镜对处理前后的试样进行了微结构分析。结果表明,在低频脉冲磁场处理下,非晶合金Co68.15Fe4.35Si12.5B15发生了纳米晶化,晶化析出相为体心立方α-Fe（Si）,析出量为2.743%-23.960%,晶粒尺寸约2-10 nm,且晶化量与磁场强度和脉冲频率均有关系。