Pole elektromagnetyczne i magnetyczne

Pole magnetyczne to stan przestrzeni w którym siły działają na poruszające się ładunki elektryczne lub ciała posiadające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu.

Ładunki poruszające się ruchem zmiennym (np. hamowane) powodują powstawanie zmiennego pola magnetycznego, które rozchodzi się jako fala elektromagnetyczna.

Pole magnetyczne charakteryzowane jest przez:

• natężenie pola magnetycznego- H( jednostką w układzie SI jest A/m )

• indukcję magnetyczną- B( jednostką w układzie SI jest tesla T=N/A x m = kg/A x s2)

H= I/2 x ℼ(3,14) x r

• I - natężenie prądu płynącego przez przewodnik

• r- odległość od przewodnika

Związek między indukcją magnetyczną a natężeniem pola magnetycznego wyraża się wzorem:

B=H x μ

-μ- przenikalność magnetyczna ośrodka:

• ok.0,96-0,99 dla diamagnetyków

• ok.1,1-1,4 dla paramagnetyków

• od 1000-2000 dla ferromagnetyków

Pole magnetyczne jest też wytwarzane przez zmienne pole elektryczne. Z kolei zmienne pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne. Takie wzajemnie indukowanie się pól zachodzi w fali elektromagnetycznej. Wystarczy istnienie jakiegokolwiek zmiennego pola elektrycznego lub magnetycznego aby powstało pole elektromagnetyczne.

Wśród wielkości fizycznych charakteryzujących pole elektromagnetyczne można wyróżnić:

• natężenie pola elektrycznego- E

• natężenie pola magnetycznego- H

• częstotliwość zmian parametrów pola- f

• prędkość rozchodzenia się zmian pola- v

Często w literaturze medycznej znajdują się sformułowania mówiące o zmiennym polu magnetycznym lub elektrycznym- co jest pewnym przybliżeniem bo w rzeczywistości jest to ciągle pole elektromagnetyczne. tym niemniej :

o zmiennym polu elektrycznym mówimy gdy natężenia pola elektrycznego znacznie przekraczają wartości natężenia pola ziemskiego (ok. 130V/m) a natężenie pola magnetycznego jest porównywalne z polem magnetycznym Ziemi (30-70μT). Częstotliwość takiego pola nie przekracza zwykle 100Hz.

zmienne pole magnetyczne- ELF-MF (extremely low frequency - magnetic field) ma częstotliwości nie przekraczające 60Hz, wartości pola elektrycznego porównywalne z polem elektrycznym Ziemi, a pola magnetycznego przekraczające wartości pola ziemskiego-0,1-20mT- Pole to nosi również nazwę pulsującego pola magnetycznego.

Pole magnetyczne jest bezźródłowe, co wyraża Prawo Gaussa dla magnetyzmu. Wynika z niego, że linie pola magnetycznego tworzą zamknięte krzywe, nie zaczynają się, ani się nie kończą, inaczej niż w polu elektrycznym, gdzie linii pola mogą wychodzić bądź zbiegać się w ładunkach.

Zwrot linii sił pola magnetycznego przyjmuje się od bieguna północnego N do południowego S

Właściwości magnetyczne substancji- tzn. zdolność do uzyskania cech magnesu naturalnego (magnesowania się).

Ciała dzieli się na:

• diamagnetyczne, w których własne pole magnetyczne powstające przy namagnesowaniu ma kierunek przeciwny niż pole zewnętrzne przez co osłabia jego działanie. Nie wykazują również trwałej orientacji momentów magnetycznych. Należą do nich- wodór, woda i wodne roztwory elektrolitów, szkło, złoto, bizmut

• paramagnetyczne,w których własne pole magnetyczne powstające przy namagnesowaniu ma kierunek zgodny z zewnętrznym polem magnetycznym, co w niewielkim stopniu wzmaga jego działanie. Podobnie jak diamagnetyki nie wykazują trwałej orientacji momentów magnetycznych. Należy do nich: powietrze, większość metali oraz wiele gazów.

• ferromagnetyczne, ukształtowanie atomów w okreslone struktury krystaliczne zwane domenami ,wykazujące dużą zdolność do namagnesowania i bardzo dużą pozostałość magnetyczną. Należą do nich: żelazo, nikiel, kobalt oraz specjalne stopy.

Wpływ pola magnetycznego o wyższych wartościach indukcji na ustrój:

• przenikanie przez wszystkie struktury ustroju- cech a charakterystyczna

• tkanki ustroju wykazują właściwości diamagnetyczne ale w strukturach biologicznych mogą występować właściwości paramagnetyczne jak i ferromagnetyczne( np. Fe we krwi) Uważa się , że zmienne pole magnetyczne może indukować zmienne napięcie powodujące przepływ prądów o zamkniętych obwodach zwane prądami wirowymi.

Wartość indukowanego napięcia zależy od:

1. powierzchni przenikanej przez pole magnetyczne,

2. natężenia tego pola,

3. szybkości zmian natężenia w czasie

Dlatego impulsy o szybkim narastaniu natężenia indukują w jednostce czasu większą wartość napięcia (stany przewlekłe) w porównaniu z impulsami o narastaniu wolniejszym(stany ostre)

• pod wpływem pola magnetycznego występują tzw. siły Lorentza. Powodują one zmiany orientacji jonów dodatnich i ujemnych, które są przemieszczane w przeciwnych kierunkach( oscylacja w takt zmian pola). W stałym polu magnetycznym jony gromadzą się na barierach biologicznych( np. błonach komórkowych) powodując zmianę ich polaryzacji.

• galwanomagnetyczne zjawisko Halla polegające na odchyleniu nośników elektryczności w ustroju(np. w krwinkach lub w czasie czynnego przemieszczania się jonów przez błonę komórkową w mechanizmie pompy sodowej) w wyniku działania sił Lorentza

• indukowane przez pole magnetyczne prądy tkankowe mogą wpływać na istniejące w ustroju substancje o właściwościach piezoelektrycznych powodując ich mechaniczne odkształcanie. Należy do nich kolagen( podłoże kości) dentyna( zębina), kreatyna(kwas, budulec mięśni) i inne związki białkowe

Działanie biologiczne pól magnetycznych:

• wpływ na potencjał błon komórkowych powodując uaktywnienie wymiany jonów

• wpływ na ciekłe kryształy wchodzące w skład wielu struktur naszego organizmu, szczególnie składowe błon biologicznych- kory nadnerczy, jajników, rdzenia kręgowego i mózgu, błon wewnątrzkomórkowych i DNA

• przyspieszenie procesów biochemicznych przebiegających z udziałem enzymów i hormonów

• usprawnienie krążenia obwodowego, co powoduje lepsze dotlenienie tkanek

• zmiany właściwości fizycznych wody zawartej w tkankach( zmiana pH, zwiększenie stężenia O2, szybkości koagulacji i osiadania zawiesin

• wpływ na procesy tworzenia kostniny w przypadkach utrudnionego zrostu kości

• wpływ na depolaryzację komórek wykazujących własny automatyzm dotyczy to zwłaszcza ukł. nerwowego

• przyspieszenie procesów proliferacji komórkowej(bakterii, komórek raka szyjki macicy, embrionalnych fibroblastów, interleukin1,6(odp. za procesy zapalne), wzrost syntezy kolagenu

Zastosowanie kliniczne magnetoterapii:

• choroby narządu ruchu- opóźniony zrost kostny, stawy rzekome, osteoporoza, choroba zwyrodnieniowa oraz stany zapalne stawów, choroba Sudecka

• choroby układu nerwowego- stany po udarach mózgu, migrena i naczynioruchowe bóle głowy, zaburzenia czynności nerwów czaszkowych i obwodowych, SM,

• choroby skóry- trudno gojące rany, bliznowce pooperacyjne i przetoki, owrzodzenia i zmiany troficzne podudzi, obrzęki pourazowe

• choroby przewodu pokarmowego- choroba wrzodowa, zespół jelita drażliwego, przewlekłe zapaleni trzustki

• makroangiopatia cukrzycowa

Efekty terapeutyczne:

• przeciwbólowe

• uspokajające

• przeciwzapalne i przeciwobrzękowe

• przyspieszenie gojenia ran i złamań

• zwiększenie przepływu krwi w naczyniach tętniczych i kapilarach

Przeciwwskazania do magnetoterapii

• ciąża

• choroba nowotworowa

• czynna gruźlica płuc

• młodzieńcza cukrzyca

• tyreotoksykoza

• krwawienia z przewodu pokarmowego

• ciężkie infekcje pochodzenia wirusowego, bakteryjnego i grzybiczego

• obecność elektronicznych implantów wspomagających pracę różnych narządów

• niewydolność wieńcową

• zmiany w EEG, epizody padaczki, po operacjach neurochirurgicznych

• po naświetlaniach promieniami rtg

Wykonanie zabiegów

• zabiegi wykonuje się przy pomocy aplikatorów kołowych generujących jednorodne pole magnetyczne oraz aplikatorów płaskich(płytkowych) generujących pole niejednorodne (należy znać przestrzenny rozkład indukcji magnetycznej- producent)

• sprawdzić obecność pola za pomocą magnesu, ponieważ pacjent nie odczuwa działania pola

• zabiegi można wykonywać w ubraniu, przez opatrunki gipsowe, nie przeszkadza obecność metalu w tkankach

• usunąć z pola zabiegowego elementy metalowe ponieważ metal zmienia układ linii pola magnetycznego( pole może stać się niejednorodne)

• usunąć z pola zabiegowego przedmioty wrażliwe na działanie pola-zegarki elektroniczne,karty magnetyczne,aparat słuchowy, pompa insulinowa na odległość ok.150cm

• kontrolować samopoczucie pacjenta zwłaszcza przy zabiegach w obrębie głowy

Uwagi dotyczące wykonania zabiegów:

-u pacjentów mogą pojawić się zaburzenia snu, braku koncentracji, uczucia drętwienia lub ciepłoty w okolicy poddanej zabiegowi

• zabiegi zaczynamy od 30%-40% całkowitej dawki zwiększając co zabieg aż do 100%

• zapoznać się dokładnie z instrukcją obsługi ponieważ każdy producent ma swoje zalecenia, brak ujednoliconego wyskalowania parametrów np. w Gausach lub mili- Teslach(1Gs=0,1mT)

• ze względu na możliwość wystąpienia bezsenności osobom starszym nie wykonuje się zabiegów po 17.00

• nie stosować magnetoterapii z naświetlaniem UV, RTG

• można łączyć z naświetlaniem IR(sollux, laser)

• zalety magnetoterapii- metoda nietermiczna, można stosować w stanach ostrych

• można stosować u dzieci

Parametry zabiegowe

• częstotliwość 1-50Hz(stany ostre 1-5Hz, podostre 5-20Hz, przewlekłe 20-50Hz)

• indukcja magnetyczna 0,5-10mT(stany ostre 0,5-3mT, podostre 3-5mT, 6-10mT)

• kształt przebiegu pola- prostokątny, sinusoidalny,trójkątny, trapezoidalny oraz modyfikacje przebiegu kształtów pól

• czas zabiegu10-30min

• czas przerwy między impulsami od 3sek -0,5 sek(zaczynać od większej przerwy i skracać ją w kolejnych zabiegach)

• aplikator 500mm-zabiegi w okol. tułowia, 315mm- zabiegi w okol. kk. dolnych i głowy, 200mm- zabiegi w okol. kk. górnych)

Przepisy BHP

Zgodnie z Dziennikiem Ustaw nr 69 z 22.06.1995 obowiązuje wyróżnienie w otoczeniu źródeł pól magnetycznych stałych oraz o częstotliwości przemysłowej 50Hz 3 stref :

• strefy niebezpiecznej, w której przebywanie pracowników jest zabronione

• strefy zagrożenia, w której dopuszczalny czas przebywania pracowników zależy od natężenia działającego pola

• strefy bezpiecznej, w której przebywanie pracowników jest dozwolone bez ograniczeń

• pracownicy powinni być okresowo badani(2-4 lata)

• stanowisko personelu powinno znajdować się min. 2m od aktywnego aplikatora

• najmniejsza odległość od aparatury elektroleczniczej (DKF, mikrofale,) do pulsującego pola magnetycznego to 500cm

Magnetostymulacja- terapia polem magnetycznym o niskich wartościach indukcji

Wartości te zbliżone są do indukcji pola ziemskiego(30-70μT), a jako wartość graniczną przyjęto indukcję 100μT, wartość składowej elektrycznej nie przekracza 130V/m(pole elektryczne ziemskie) oraz częstotliwości zawierające się między kilka-3000Hz

MRS2000

Viofor JPS

---