Биофизические основы магнитотерапии

При лечении магнитным полем (магнитотерапии) на больного воздействуют постоянным, переменным, пульсирующим импульсным, а также бегущим или вращающимся магнитным полем. Перечисленные магнитные поля в отличие от высокочастотных не оказывают на организм больного теплового действия. За редким исключением (например, содержащий окислы железа гемоглобин) молекулы биоткани являются слабыми пара- или диамагнетиками. Они не приобретают в приложенном магнитном поле заметный магнитный момент, поэтому в диапазоне частот от нуля до десятков килогерц магнитное поле проникает в организм человека без искажений. Затухание магнитного поля по мере удаления от его источника в биоткани имеет такой же характер, как и в свободном пространстве, и происходит пропорционально квадрату расстояния от источника.

Основным параметром, характеризующим биотропное и другие действия магнитного поля, является магнитная индукция (в зарубежной литературе эта величина часто называется плотностью магнитного потока, что более адекватно отражает ее физическую сущность). Единицей измерения магнитной индукции является тесла или чаще употребляемая тысячная доля теслы - миллитесла. Иногда в литературе в качестве единиц измерения магнитного поля используют гаусс или эрстед, равные одной десятой доле миллитеслы.

Постоянное магнитное поле Земли составляет около 0,05 мТл, переменные промышленной частоты 50 Гц, в бытовых помещениях обычно в 100 - 1000 раз меньше.

В качестве источников магнитного поля используют постоянные магниты, создающие магнитные поля в десятки миллитесла, катушки с ферромагнитными сердечниками, катушки без сердечников (соленоиды или кольцевые контуры с электрическим током). Ферромагнитные сердечники позволяют получать наиболее сильные постоянные и переменные магнитные поля до сотен миллитесла и больше. Соленоиды (кольцевые контуры) используют обычно такого диаметра, чтобы в них помещались нижняя конечность или даже туловище человека. По техническим ограничениям (требуемая мощность источника питания, условия охлаждения и др.) магнитные поля в соленоидах редко превышают нескольких единиц миллитесла.

В основе лечебного действия магнитных полей лежат известные физические законы.

Когда проводник (например, кровь в кровеносном сосуде) движется в неоднородном постоянном магнитном поле, либо на неподвижную биологическую структуру (мышцы, нервные клетки) действует изменяющееся во времени магнитное поле, в них, по закону электромагнитной индукции Фарадея, наводятся электродвижущие силы и, соответственно, кольцевые токи. Плотность этих токов определяется скоростью изменения магнитного поля (движения проводника в неоднородном постоянном магнитном поле) и электропроводностью биоткани. Указанное явление позволяет, в частности, проводить бесконтактную электростимуляцию мышц, о чем будет подробно рассказано далее. Электропроводность биоткани в зависимости от химического состава изменяется в очень широких пределах и наибольших значений достигает у спинномозговой жидкости и сыворотки крови.

На электрический заряд, движущийся в магнитном поле в направлении перпендикулярном вектору скорости заряда, действуют силы Лоренца, постоянные в постоянном магнитном поле и знакопеременные в переменном магнитном поле. Это явление реализуется на всех уровнях организма (атомарный, молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой).

В механизме лечебного действия магнитных полей, по-видимому, участвует и эффект «омагничивания воды».