Электромагнитные поля и волны широко используются в медицине и с каждым днем играют все более важную роль в здравоохранении. Применение в медицине основано на прямом взаимодействии полей с биологическими тканями, или преобразовании энергии поля в тепло путем доставки электромагнитной энергии в зону лечения. Они позволяют проводить магнитно-резонансную томографию или спектроскопию для получения диагностической информации такой, как распределение ядер и состояние связи.
В медицине использование неионизирующей электромагнитной энергии (в случае полей, волн или излучения) началось в конце XIX века. Вскоре после того, как Генри Гертц подтвердил подтверждение Джеймса К. Максвелла о существовании электромагнитных волн, Арсен д'Арсонваль применил к себе высокочастотный (10 кГц) ток и обнаружил, что этот ток разогревает мышцы, но не замечает их сокращения. Действительно, исследования по использованию электромагнитных полей в биологии и медицине имеют давнюю историю и продолжаются по сей день. В настоящее время наиболее популярными приложениями в медицине являются магнитно-резонансная томография и спектроскопия.
Эксперименты, направленные на изучение взаимодействия электромагнитных полей и излучения с биологическими системами, делятся на три категории: биологические эксперименты in vitro, эксперименты in vivo на животных и лабораторные или эпидемиологические исследования, проводимые на людях. Биологические анализы in vitro обычно состоят из клеток и биосистем, подвергшихся воздействию четко определенных электромагнитных полей и излучения, часто хранящихся в пробирках или чашках Петри. Эти эксперименты проводятся с целью изучения электромагнитных эффектов для конкретных биологических целей или изучения предложенных механизмов объяснения наблюдаемых биологических реакций. Эпидемиологические исследования могут предоставить самые прямые доказательства воздействия на человека электромагнитных полей и излучений. Однако из-за трудностей, связанных с определением уровней воздействия, основным ограничением эпидемиологических исследований является то, что они занимают много времени и связаны со смешанными факторами.
Поскольку не всегда ясно, как результаты, полученные на клеточном уровне в экспериментах in vitro, повлияют на здоровье всего организма, часто необходимо проводить эксперименты in vivo, в которых целые животные, такие как мыши и крысы, подвергаются воздействию электромагнитных полей. Эти эксперименты важны не только для определения возможных последствий электромагнитных полей для здоровья, но и для экстраполяции результатов, наблюдаемых у животных, на человека.
Электрические поля могут проникать вглубь клетки. Биологические эффекты большинства электрических полей связаны с индукцией разности потенциалов в клеточной мембране через внешнее электрическое поле. Например, напряженность электрического поля, необходимая для индуцирования электропорации, зависит от длительности подаваемого импульса. В последнее время были изучены наносекундные (нс) импульсные электрические поля, которые запускают реакции внутри клетки, которые приводятся в действие только электрическим приводом. Ожидается, что эти технологии будут иметь множество медицинских применений, таких как гибель клеток, временная блокировка осевого потенциала в нервах и высвобождение факторов роста при заживлении ран.
Знание внутренних электрических и магнитных полей, плотностей индуцированного тока и особых скоростей поглощения в биологической среде важно для изучения влияния электромагнитных полей и излучения на биологические реакции, их влияние на здоровье и их применение в медицине. Электромагнитная энергия высокой и низкой частоты может передаваться в биологическую среду. Представлены результаты, полученные с помощью аналитических решений закрытой формы и компьютерных методов, а также прогнозы внутренних областей и их распределения.
Биологические эффекты электромагнитных полей и волн являются предметом научных исследований с момента изобретения электромагнитного излучения и с момента его первого терапевтического применения. С тех пор наши знания о его влиянии на здоровье значительно возросли. Тем не менее, большое внимание было уделено их эффектам в связи с распределением электричества и их широким применением в частотах 50 и 60 Гц и в спектре экстремально низких частот (НЧ) (от 3 Гц до 3 кГц), а также ускоренным применением радиочастотного излучения в беспроводной области в последние годы на частотах 300 МГц — 6 ГГц и выше. Важной причиной повышенного внимания к этой теме является расплывчатость и недостаточное понимание механизма взаимодействия электромагнитных полей и волн с биологическими системами. Хотя электрические поля и излучение радиочастотного поля являются частью одного и того же электромагнитного спектра, режим проникновения и механизм взаимодействия в биологических тканях могут сильно различаться в обоих случаях. Ясно, что независимо от механизма взаимодействия, поля должны проникать в систему, и для того, чтобы система реагировала каким-либо образом, энергия должна передаваться, поглощаться или накапливаться в биологической системе. Таким образом, для более глубокого понимания биологических реакций необходимо идентифицировать электрическое, магнитное или электромагнитное поле, которое производит эффект, и связать его с наблюдаемым эффектом.
Литература:
- О. Н. Чайковская, Е. Н. Бочарникова, В. С. Чайдонова «Физические поля и их действие на биосистемы», 2020
- С. А. Абдурахмонов, С. Ф. Нормаматов, Х. Т. Абдуразаков, Х. А. Абдурахмонов. Современное значение биосенсоров в медицине. https://moluch.ru/archive/520/114527. — «Молодой ученый» № 21 (520), май 2024 г, 2024-yil.
- Абдурахмонов С. А. Анварова Д. Г. Use of computer tomography in dentistry. Dento proprietas x-ray. Research and implementation scientific-methodical journal. -ISSN (o): 3030 3362, 2024-yil.
- В. П. Олейник. Основы взаимодействия физических полей с биологическими объектами. Учебное пособие, 2006
- Procedia of engineering and medical sciences, MUP. Abdurazzoqov J. T., Abdullayeva N. U., Proceedings of the International Congress on Medical Improvement and.
