磁生物效应

电磁生物效应及安全防护标准
常 媛媛Βιβλιοθήκη （ 北京交通大学电 磁兼容实验室 １ ０ ） ０４ ０４ （ｉ ｅ ＠ｏ ．ｍ ｇｕ ｅ ｔ ｃ ） ｙｅ ｍｏ
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电 场和电 磁波是宇宙中 磁 普遍存在的 物质之一，随 信息技术的 着 快速发展和电 气化的 普及， 如今电 磁波己 通讯、 在 遥感、 控测、军事应用、 床医 空间 临 学及日 常生活 等诸多方面得到广泛的 应用。 这 可以 么说，电 磁场和电 磁波在我Ａ的 门 环境周围 无处不 虽然它无色无味、 在， 看不见摸不着， 但是却和刻门 每 天的 生活息息 相关。 实验表明，电 场对生物体会产生作用，电 磁 磁环境的 改变， 对生物特别是 对人体会 产生生物组 织效 应，因 此人体这 个局部的电 磁兼容系统， 正面临 磁环 挑战。 着电 境的 那么什么是电 物效应呢？ 磁生 它是 电 磁场或电 波作 磁 用于生物体后所引发的 各种生 物学效 总称。目 应的 前人呀己 门 经在电 磁环境对人 体的影 响这个领域投 大 精力并 入了 量的 做了 很多的 和研究， 如电 试验 比 磁场、 波对人体内 分泌系 消 统、 化系统、 生殖系 神经系统、 统、 心血管系统及免疫系统的 效应，电 磁波对 昼夜规律的 影响、电 磁场与细胞周期、 细胞凋亡的关 及静电 系， 场与人体静电 效应等等， 研究结果 这些 对于指导 我们在这个 领域做更深一步的
低颜感应区
无线电 辐射区
光学区
电离区
高压线、家电 等
微波设备、无线基站、 雷达、电台、 手机等
紫外线、可见 ｘ对线等
光、 红外等
图 电 一 磁频谱分区
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电 磁波的 离区： 当电 波长小 １ ｎ 于 ０ ｍ时，电 ０ 磁波处在电 磁辐射的电 离区。 离区， 在电 有机分子 遭到 破坏， 发生电 现象， 离 生物体 遭到破坏性的 损伤。 伽马 例如 射线、 Ｘ射线 频率都 等， 属于电 离区的范围 ， 它们能 较大的ｆ ， 运载 ｍ 具有离子化的 效应， 应用于医学临 伽马刀 个频段电 床的 是这 磁波的 有益的 用。 应 光学区： 磁波的 当电 波长大于１３ ０ｎ ｍ时， 不管电 磁波强 度有多么大 都不会使生物分子电 所以 离， 波 长大于１３ ０ｎ ｍ的电 磁波称为非电 离辐射波。 磁波的 当电 波长处在 ｌ ｎ ０ ｍ到ｌ ｍ时， 磁波表现为 波， ０ ｍ 电 光 可以 分成紫 外线 （ ０４０ 、 １ －０ｎ 可见光 （ ０７０ｍ 、 ０ ｍ） ４ －８ｎ ） 红外线 （ ０ －ｍ ） ０ ７ ｎ ｌ ｍ 波段。 ８ｍ 在光学区， 于 由 电 磁波得投 入深度很小， 光波甚至不能穿 透皮肤， 其主要的 物效应是 生 烧伤眼睛 和灼伤皮肤。 辐射区：当电 磁波频率为３０Ｈ－ ｚ ０Ｇ ｚ１ 时，电 对生物体的 用主要是以 Ｍ Ｈ 磁波 作 辐射的 方式进行的， 称为电 射区。 磁辐 特别是频率 ０Ｇ ｚ１ Ｍ ｚ 磁波 为３ Ｈ－ Ｈ 的电 称为微波辐 这个 ０ ０ ０ 射， 频段也是电 磁辐射生 物 效应 研究的 重点， 门 常 刻 日 接触最频繁最紧密的电 子设备 大都集中 在这一频段， 包括电 电 手 视、 话、 机、 移动通信设 备等。 在这一频段，电 辐射的生物效应最强， 期的 物学效应 磁 其短 生 主要是热效应，电 波 磁 将在人体组织内 起电 场分布和感 流， 引 磁 应电 人体组织内的 分子和离子因 此发生 振荡和趋向 运动， 于 由 人体组织有 介质损 该能 耗， 量被人体吸收并转变为 热能使生 温升高。 物体 而此频 段的电 磁波辐 射长期的 生物学 效应和非热 效应是正在研究的 课题。 辐射区的电 波对于生物体的 磁 作用可以 分成４ 个典型区 间。 第一区 为频率 低于３Ｈ ｚ ０ Ｈ 的区间， 称为准静态区。 在准静态区， 对平面波的 人体 吸收Ｓ Ｒ值的 Ａ 增长正 比于频率的平方，比吸收率 Ｓ Ｒ 必须对于电场和磁场分别定义和规定。第二区为频率处于 Ａ ３Ｍ ｚ３０ Ｈ 的区间， ０ Ｈ－０Ｍ ｚ 称为共振区。 在这个频率范围内， 人体相当 立在大地上 偶极子天线， 约 于 的 大 与７－０ Ｈ 电 波作用发当 皆 此时人体吸收的电 ０８Ｍ ｚ 磁 振， 磁波最多，比 收率Ｓ Ｒ的 吸 Ａ 值达到 最大。 后， 此 随 着频率的 人体对电 变化 磁波的吸收 渐下降。 述两 域中 磁波可以 过皮 逐 在上 个区 的电 穿 肤和肌肉 深入到 内 脏发热，由 脏热感 于内 觉迟钝加之内 脏散热困 就使电 难， 磁辐射的 物效应最为 生 危险。 第三个为 频率 处于３０Ｉｚ２ Ｈ 的区间， ０Ｎ －Ｇ ｚ Ｈ 称为局部 共振区。 可能 该区 发生局部电 振， 磁共 有些部位对电 磁波能 量的 吸收 增加， 可能 但人体总的 吸收电 磁波的比 吸收率Ｓ Ｒ 着频率增高成反比 Ａ 值随 规律下降。 尽管如此， 由 于电 磁辐射可能汇聚在一个很小的区域， 人体局部器官对电 磁波能量的 吸收可能 会很大。 第四区为 频率 高于２Ｈ 的区间， Ｇｚ 称为准光学区。 该区人体对平面波的 吸收Ｓ Ｒ Ａ 值接近于常 数值。 这个区域中 可 在 ， 以 把人体 肌肉 脂肪组织、 、 骨骼、 神经等简化为 平面模型。 在此区 ，电 域内 磁波的 透入深度大大 减小。 在 ２ ５ Ｈ 时， ．Ｇ ｚ 透入深 ４ 度大约只 有几厘米，当 频率达到 １ Ｈ 时， 入深度大约小于 ｌ 。 ０ ｚ 透 Ｇ ｃ 但是， ｍ 该 频段对于大脑、眼睛和攀丸等部位仍十分危险。 低频区： 几乎直流到大约３ｋｚ 磁波对生物体的 用主要以 由 ０Ｈ 的电 作 感应或 传导的方式 进行的， 称为 低频电 磁场区。 在此区域中， 甚低频段 （ 几赫兹到 约为 几十赫兹） 磁 对生物体的辐射作 电 波 用也很强 烈， 也是电 磁辐射生 物效应 研究的 重点区间。 近年来， 极低频电 磁场生 效应的 物学 研究日 起人们的 注。 益引 关 一些流行病学研究结果 表明， 暴露于 极低频电 磁场可使儿 血病的 病率增加， 童白 发 然而， 另一方面， 极 低频电 磁场又广 泛应用于临 疗， 床治 例如骨折的 合， 愈 软骨组织损伤修 复等。 在这一频段， 人们关 研 注 究较多的是电 力工频， 线、电 输电 线和电 器设备在工作过程中 会产生 频电磁场 （Ｍ ） 在我们身 工 Ｅ Ｆ， 边 还有很多 其他的电 产生工频电 器会 磁场 （Ｍ ） 如电 Ｅ Ｆ， 视机、电 吹风、电 冰箱、 算 ｌ Ｅ Ｆ 频率 计 中 等。 Ｍ 的 一般为５ 或６Ｈ ， 着很小的能 不具有离子化的 ０ ０ｚ运载 量， 效应， 没有热效 最初关于工频电 应。 磁场（Ｍ ） ＥＦ 对人体健康的 没有给出 研究 直接的结论， 科学界对于 工频电 磁场 （Ｍ ） Ｅ Ｆ 对人体健康是否有影响这 个问 题进行了 长期和大量的 研究。 客观地说研究结果是不完全一致的， 或者说，是不确定的。

一、磁场、磁疗的作用地球是一个磁场，人类无时无刻不受地球磁场的作用与影响，地球磁场同空气、水、阳光一样是人类赖以生存不可缺少的主要素之一。

人在磁场作用下，相应形成了人体自身的磁场，据测定人体的心、肺、大脑、肌肉和神经等都有不同程度的微磁场。

应用磁场作用于人体治疗疾病的方法叫磁疗法。

主要方式是将磁体作用于人体穴位以调整经络穴位。

我国古代就有应用天然磁石治病、防病的记载，例如《神农本草经》就记载" 磁石主治固痹、风湿、肢节肿痛"，明代著名医学家李时珍在他所著的《本草纲目》中也将磁石列为外用药物之一,并记载磁疗"散风寒、强骨气、通关节和消肿痛"的功能。

在1961 年召开的第一次国际磁生物学上产生了生物磁医学这门边缘科学现代科学研究证明：由于地球自身运动的变动，包括两极缩短、赤道拉长、板块漂移、冰山融化、海平面增高等因素，使地球的磁场强度逐渐衰减，称之为" 自然衰减"。

另外，随着现代科学技术的蓬勃发展，钢筋混凝土建筑剧增，高压电网纵横交错，现代化电器的增加，汽车、电车交通工具增多，人为的对地磁场、磁力线的穿透力造成干扰破坏，称之为" 自为干扰"因此造成了人体的平衡被破坏。

据分析，因这种自身平衡被破坏而引起的各种疾病困扰着大约80%的现代人。

大地磁场环境是现代人类健康的要素，当今人类根据生命科学原理采用高科技手段将磁场作用于保健用品中，从而在防病健身，改善人体发育等方面，取得了令人满意的效果，磁场作用于人体后，会引起哪些生物效应呢？（1）、促进细胞新陈代谢，活化细胞，从而加速细胞内废物和有害物质排泄，平衡内分泌失调。

（2）、加速血液循环，改善微循环状态。

（3）、促使炎症消退，消除炎症肿胀和疼痛。

（4）、增强和改善人体免疫功能，提高人体对疾病的抵抗能力。

（5）、消除疲劳、促进体力恢复。

（6）、镇静作用，消除失眠和精神紧张。

二、磁场的作用与机理1 、磁场虽然看不见，摸不着，但它是一种物理能量，物理治疗因素，作用到人体后，在体内引起一系列生物学反应，举个例子说：磁场作用到人体后，可以使血管扩张，血流加快，改善血液循环，可以把组织细胞需要的营养物质、氧送到全身各处的组织细胞，又可以把组织细胞的代谢废物带走，改善睡眠系统，加深睡眠延长夜间骨骼生长时间，从而达到增高的目的。

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。

《生物磁学的效应及运用》xx年xx月xx日CATALOGUE目录•生物磁学概述•生物磁学的效应•生物磁学的应用•生物磁学的前沿与挑战•结论与展望01生物磁学概述1生物磁学的定义与特性23生物磁学是一门研究生物在磁场中行为、生理和生化的学科，它探讨了生物体系与磁场之间的相互作用。

生物磁学具有多学科交叉的特性，它涉及到物理学、生物学、医学、化学等多个领域。

生物磁学研究包括生物磁场、生物磁性物质、生物磁效应等方向。

03生物磁学为生物学、医学、化学等学科提供了新的研究方法和思路。

生物磁学的重要性01生物磁学在医学上有重要应用，如核磁共振成像等。

02生物磁学对于了解生物体内的生理过程以及磁场对生物体的影响有重要作用。

生物磁学的发展历程01生物磁学的发展经历了多个阶段，从19世纪末期开始，研究者开始研究磁场对生物体的影响，并逐渐发展出生物磁学这一学科。

0220世纪中期以来，随着科技的不断进步，生物磁学得到了广泛的应用和发展，其在医学、生物学、化学等领域的应用越来越广泛。

03近年来，随着纳米技术和生物技术的不断发展，生物磁学在药物输送、基因治疗、靶向治疗等领域展现出了广阔的应用前景。

02生物磁学的效应1磁场对细胞的影响23研究表明适当强度的磁场可以促进细胞的生长和增殖，如骨髓间充质干细胞和神经元细胞等。

磁场对细胞的生长和增殖磁场可能对细胞器如线粒体、溶酶体和内质网等的功能产生影响，改变细胞代谢和信号转导过程。

磁场对细胞器的功能研究发现磁场对细胞骨架的组成和分布有影响，可能改变细胞的形态、大小和运动等生物学特性。

磁场对细胞骨架的影响一些研究显示磁场可以调节多种基因的转录水平，影响相关信号通路的传导，进而影响细胞的功能。

磁场对转录的影响研究证实磁场可以影响mRNA的翻译效率和蛋白质的合成过程，导致特定蛋白质的水平和功能发生变化。

磁场对翻译的影响磁场对基因表达的影响磁场对神经递质的影响研究发现磁场可以调节神经递质的合成、释放和再摄取等过程，影响神经信号的传递。

（三）射频脉冲的生物效应： 睾丸、眼等对升温非常敏感，是最容 易受RF脉冲损伤的部分。 睾丸、眼行高SAR﹙特殊吸收率﹚的 MRI检查或长时间检查时应慎重。
二、MRI系统的安全性： （一）生物磁效应； （二）磁场物理效应： 1.绝对禁忌： （1）心脏起搏器； （2）铁磁性或电子镫骨植入物； （3）用于中枢神经系统的止血夹。
4.从磁体孔中移走所有不需要的导电 材料； 5.在病人与传导材料之间放置隔热和 ／或电绝缘体，以使磁体孔中的电导 体不与病人直接接触； 6.不要使导联或电缆通过金属假体区；
7.如病人报告感到热或烫时，立即中 止检查。
（四）制冷剂： 在检查室应安装氧气监测报警仪作为 安全监测装置。
MRI系统的生物效应和安全性
医学影像学教研室 刘国浩
一、 MRI系统的生物效应： （一）静磁场的生物效应： 1.温度效应： 静磁场对人的体温不产生影响。 2.磁流体动力学效应； 3.中枢神经系统效应。
（二）梯度磁场的生物效应: 1.梯度场及其感应电流: 在标准成像技术中，体内感应电流的 频率为20～100Hz。 2.梯度场的心血管效应; 3.梯度场的神经系统效应。 磁致光幻视。
谢
谢！
9.对不能合作的被检查者及患儿要给 予镇静剂，待人睡后进行检查； 10.对育龄妇女要了解是否妊娠，妊娠 三个月内者应延期或停止检查； 11.对需做增强MRI被检查者，应向家 属及被检查者解释所用对比剂的目的、 意义及反应。
主要参考文献
《中华影像医学—总论卷》 总主编：吴恩惠 人民卫生出版社 《医学影像技术学》 主编：余建明 科学出版社
（五）妊娠 1.目前尚无证据表明MRI对胎儿有害； 2.基于安全的考虑，在妊娠三个月内 应避免MRI检查。

生物磁成像技术
生物磁感应与调控技术
利用生物磁测量技术发展出高分辨率、高 灵敏度的生物磁成像方法，有望在医学诊 断、生物学研究等领域发挥重要作用。
生物磁学在药物研发中的应用
通过感应和调控生物磁信号，实现对生物 体内生理过程的非侵入性探测和调控，具 有广阔的应用前景。
生物磁学的跨学科应用
利用生物磁学技术，可实现药物在体内的 实时监测和药效评估，有助于药物研发和 优化。
将生物磁学与生物学、医学、物理学、化 学等学科相结合，可拓展出众多新的跨学 科应用领域。
05
相关案例展示
医学案例：MRI的原理与应用
原理
MRI是一种基于生物磁学原理的医学影像技术。它利用强大的磁场和射频脉冲 ，使体内的氢原子核发生共振，并测量其共振信号，从而获得体内各组织的图 像。
应用
MRI广泛应用于临床诊断和治疗中，对于脑部疾病、肿瘤、心血管疾病等具有 很高的诊断价值。同时，由于其非侵入性，对患者的伤害较小，成为了现代医 学的重要工具。
农业案例：利用磁处理改善食品品质
磁处理
研究表明，利用磁场处理食品可以改善 其品质和口感。例如，磁场可以破坏食 品中的细菌和病毒，提高食品的卫生质 量；同时还可以改变食品中的分子结构 ，提高食品的营养价值。
VS
应用
在农业生产中，利用磁处理技术可以改善 种子的磁化率，提高种子的发芽率和产量 ；同时还可以对农产品进行磁处理，提高 农产品的营养价值和口感。
生物磁学的效应及运 用
2023-11-11
目录
• 生物磁学概述 • 生物磁学的效应 • 生物磁学的运用 • 生物磁学的前景与挑战 • 相关案例展示
01
生物磁学概述
生物磁学定义
生物磁学是一门研究生物体在磁场中行为、变化和相互作用的学科。 它涉及到生物学、物理学和医学等多个领域。

磁场生物效应的国内进展来源：中国论文下载中心作者：肖红雨周万松编辑：studa9ngns关键词：磁场生物效应磁场作用于生物体后，在生物体内引起一系列的生物学效应，为临床磁疗提供了理论基础。

磁场生物效应的研究，近年来国内又取得新的进展，为了促进磁疗应用的发展与促进磁场生物学效应的研究，对1991～1997年国内关于磁场生物学效应的研究进展，予以综述。

一、磁场对血细胞和血液流变学的影响于玲娜等［1］应用磁感应强度0．08～0．09T的旋磁作用于试管内的离体血液，分别作用于健康人离体血液10，15，20，25，30分钟，然后进行电镜观察，结果发现淋巴细胞、中性粒细胞和单核细胞在磁场作用10，25，30分钟组细胞结构无明显变化，15，20分钟部分标本其细胞结构有一定变化，小淋巴细胞核缩小，位于一侧，并有崩溃，中性粒细胞核缩小，细胞膜不齐，胞浆中出现空泡，单核细胞质内出现核糖聚集现象，呈团状，密度不均，红细胞在磁场作用15分钟组可见体积明显增大，不规则形红细胞较多，而空旋无磁对照组的上述血细胞结构均属正常，作者认为，部分受试者血细胞超微结构的改变，可能与个体差异有关。

白细胞在磁场作用下，产生应激反应，使细胞代谢加强，部分细胞发生超微结构的改变，也可能是引起白细胞减少的原因之一。

磁场使红细胞体积增大，携氧能力增加，有利于改善组织的供血供氧状态，促进代谢。

王信良等［2］报告，将小鼠置于磁感应强度0．3T 的直流电磁场中，每天10分钟，连续2周，结果白细胞数比实验前下降26．5％，停止磁场处理后2周，白细胞数继续下降32．4％，但其变化在正常值范围，作者认为可能是磁场对骨髓造血功能的抑制作用，或是磁场影响白细胞的寿命。

肖畅等［3］报告，应用峰值为15T的脉冲强磁场作用于人T淋巴细胞白血病MT－2细胞及正常人淋巴细胞的体外处理效应，使磁力线垂直通过细胞培养板，经触发按钮发放一个脉冲为处理1次，分别每天处理2，5，10，20次，连续处理4天，结果对正常人淋巴细胞无任何不良影响，但脉冲强磁场对MT－2细胞有明显的影响，细胞增加呈减弱的趋势，尤其经脉冲磁场每天作用20次对MT－2细胞的增加更为延缓。

磁场的生物效应（biologicaleffectofmagneticfield）物理小
百科
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磁场的生物效应（biologicaleffectofmagneticfield）
磁场的生物效应(biologicaleffectofmagneticfield)
研究磁场生物效应的领域也称为磁生物学。

其中包括地磁场和人工磁场对生物的作用。

地磁场强度较弱，小于80A/m(1Oe)生物定向是地磁场作用的事例之一。

澳大利亚指南白蚁会定向筑巢，鲨鱼通过自身产生的电场对地磁场定向，Blakemore(1981年)发现螺旋菌能准确地游向北磁极方向，鸟类根据磁场和重力场定向。

K.V.Frisch对蜜蜂的舞蹈语言和地磁场作用机理的精心研究，在1973年获得了诺贝尔奖。

大量研究报道表明，一定条件的强磁场会影响生物大分子的构象和功能，会使染色体变异，影响DNA复制和蛋白质表达，刺激或抑制细胞生长，旋转磁场可打碎体内结石。

磁效应对组织、器官、神经系统乃至整体都有影响。

磁场的生物效应研究对生物工程和现代医学具有重要的意义。

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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。

世界上关于静磁场对动物和人的影响研究大都关注特斯拉级理产生影响；当老鼠曝露在高达1T的静磁场中，未发现对其胎儿有任何影响。有试验表明，当人短时间曝露于强磁场中（数特斯拉）时，会出现眩晕、恶心，有时嘴里还会有金属的味道。虽然是暂时的，但这些影响是非常令人反感的。还有一些短期的强磁场曝露试验并未得到同样的结果，因此还不能得出强磁场对人体影响的确定结论。
（1）直流磁场对血液流动的影响。位于直流磁场内血液中流动的离子会受到洛伦兹力的作用而向血管壁运动；洛伦兹力的作用还会使离子向血液流动相反的方向运动。如果直流磁场足够大，这些效应将使血管壁上积累电荷，对血液流通产生一定的阻碍作用。试验表明，这种情况只是在极高的磁感应强度下才会出现。当小动物曝露在1特斯拉（T）的静磁场中时，会在血管壁上积累电荷；在1.5T的静磁场下，没有观察到磁场对动物血液流动产生任何影响；而当外界磁场达到15T时，可以阻碍10%的血液流通。
由以上可见，高达数特斯拉的强直流磁场（如核磁共振设备可以产生数特的强磁场）对人和动物的影响需要引起注意。但在日常生活中遇到的直流设备电流产生的磁场很小。±500kV直流输电线路在额定电流下，直流输电线路产生的直流磁场小于50μT。现在世界上研究直流磁场对健康的影响时，关注的是比直流线路磁场大几十万倍及以上的磁场。根据全球地磁分布图，可以看出地球上大部分地区的磁场为20～70μT，我国为40～60μT。可见，直流线路在额定电流下运行，线下地面的磁场与我国大陆南边的地磁处于同一水平，比北方的地磁还小。对于这一水平的磁场，人类早已习惯，不会对健康造成不利影响，否则，人类在地球上生存都成问题。
稳定的直流电流产生直流磁场，或称为静磁场。磁场的一个基本特性是对运动的电荷产生力的作用，称为洛伦兹力。洛伦兹力F与电荷q、电荷运动速度v、磁感应强度B之间的关系为F＝q(v×B)，该式说明F、v、B均为矢量，三者在量值上满足此式的关系，但三者的方向为相互垂直。人体内的血液流动和神经传递都可以看作是电荷的运动，因此会受外界磁场的影响。直流磁场的生物效应主要是人和动物体内运动电荷在磁场内受力的作用所产生的反应。

磁场生物效应的国内进展关键字：磁场生物磁场作用于生物体后，在生物体内引发一系列的生物学效应，为临床磁疗提供了理论基础。

磁场生物效应的研究，最近几年来国内又取得新的进展，为了增进磁疗应用的进展与增进磁场生物学效应的研究，对1991～1997年国内关于磁场生物学效应的研究进展，予以综述。

一、磁场对血细胞和血液流变学的阻碍于玲娜等［1］应用磁感应强度0．08～0．09T的旋磁作用于试管内的离体血液，别离作用于健康人离体血液10，15，20，25，30分钟，然后进行电镜观看，结果发觉淋巴细胞、中性粒细胞和单核细胞在磁场作用10，25，30分钟组细胞结构无明显转变，15，20分钟部份标本其细胞结构有必然转变，小淋巴细胞核缩小，位于一侧，并有崩溃，中性粒细胞核缩小，细胞膜不齐，胞浆中显现空泡，单核细胞质内显现核糖聚集现象，呈团状，密度不均，红细胞在磁场作用15分钟组可见体积明显增大，不规那么形红细胞较多，而空旋无磁对照组的上述血细胞结构均属正常，作者以为，部份受试者血细胞超微结构的改变，可能与个体不同有关。

白细胞在磁场作用下，产生应激反映，使细胞代谢增强，部份细胞发生超微结构的改变，也可能是引发白细胞减少的缘故之一。

磁场使红细胞体积增大，携氧能力增加，有利于改善组织的供血供氧状态，增进代谢。

王信良等［2］报告，将小鼠置于磁感应强度0．3T的直流电磁场中，天天10分钟，持续2周，结果白细胞数比实验前下降26．5％，停止磁场处置后2周，白细胞数继续下降32．4％，但其转变在正常值范围，作者以为可能是磁场对骨髓造血功能的抑制作用，或是磁场阻碍白细胞的寿命。

肖畅等［3］报告，应用峰值为15T的脉冲强磁场作用于人T 淋巴细胞白血病MT－2细胞及正常人淋巴细胞的体外处置效应，使磁力线垂直通过细胞培育板，经触发按钮发放一个脉冲为处置1次，别离天天处置2，5，10，20次，持续处置4天，结果对正常人淋巴细胞无任何不良阻碍，但脉冲强磁场对MT－2细胞有明显的阻碍，细胞增加呈减弱的趋势，尤其经脉冲磁场天天作用20次对MT－2细胞的增加更为延缓。

目前有两种推测性的解释： 目前有两种推测性的解释：
一种解释：在过度期间，地磁场显著下降时， 一种解释：在过度期间，地磁场显著下降时，地面受到的宇宙 线和其他辐射增强，对一些种属的生物来说辐射达到突变或致 线和其他辐射增强，对一些种属的生物来说辐射达到突变或致 死辐射的剂量，因而引起这些生物的灭绝； 死辐射的剂量，因而引起这些生物的灭绝； 另一种解释：过度期间地磁场显著下降时， 另一种解释：过度期间地磁场显著下降时，引起磁层和大气层 的剧烈变化，从而发生气候的异常变化， 的剧烈变化，从而发生气候的异常变化，也可使一些种属的生 发生气候的异常变化 物不能适应而灭绝。 物不能适应而灭绝。
利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性，作成高贮存密度的磁记录粉，用于磁带、 利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性，作成高贮存密度的磁记录粉，用于磁带、 磁盘、磁卡以及磁性钥匙等；利用其磁性和深黑颜色，微波吸收材料。 磁盘、磁卡以及磁性钥匙等；利用其磁性和深黑颜色，微波吸收材料。
利用超顺磁性，制成用途广泛的磁性液体，用于磁性密封、生物医药和磁保健。 利用超顺磁性，制成用途广泛的磁性液体，用于磁性密封、生物医药和磁保健。
永磁铁的磁场干扰, 使鸽子不能识别地球磁场。 永磁铁的磁场干扰 使鸽子不能识别地球磁场。
实验2： 实验 ：
将一组鸽子放置在鸽巢和其地磁共轭点之间的中点处，放飞 将一组鸽子放置在鸽巢和其地磁共轭点之间的中点处，放飞. 地磁共轭点之间的中点处 地磁共轭点：具有相同地磁经纬度的南北半球的两个点 地磁共轭点： 大约有一半飞回原来的鸽巢，其余的鸽子却飞到共轭点去了。 大约有一半飞回原来的鸽巢，其余的鸽子却飞到共轭点去了。 一半飞回原来的鸽巢 表明鸽子是依靠地球磁场来识别鸽巢的。 表明鸽子是依靠地球磁场来识别鸽巢的。 鸽子头部有少量的强磁性Fe 鸽子头部有少量的强磁性 3O4 ， 如何利用Fe3O4导航，是需要进一步研究的问题。 导航，是需要进一步研究的问题。 如何利用 导航

生物磁学的效应及运用生物磁学（Biomagnetism）是研究生物体在活动时产生的磁场及其效应的科学，也是生物磁场的分支学科。

生物磁学研究了人体、动物和植物产生的生物磁场及其与生物体的功能和疾病之间的关系。

下面将详细介绍生物磁学的效应和运用。

1.生物磁场生物体如人体、动物和植物可以在生理活动期间产生微弱的磁场，通常以纳特（1nT=10-9T）计量。

这些磁场可以由细胞、组织和器官的活动产生，包括心脏、大脑、肌肉等。

研究生物磁场可以揭示生物体的生理功能和疾病状况。

2.磁感应人工耳蜗人工耳蜗是一种通过电磁感应原理实现的助听设备，用于通过电信号刺激听觉神经，帮助失聪人恢复听力。

它通过将外部声音转化为数字信号，然后在耳蜗植入体内，通过磁场感应刺激听觉神经传递声音信号。

3.生物磁测量技术生物磁学测量技术可以用来测量和分析人体或动物产生的生物磁场。

目前主要的生物磁测量技术有磁敏感计（Magnetometer）、超导量子干涉仪（SQUID）等。

这些技术可以帮助我们研究人体、动物和植物的生理活动和疾病状态，如脑电图（EEG）测量、心电图（ECG）测量等。

4.磁性纳米颗粒的疗法磁性纳米颗粒是一种具有磁性的微小颗粒，可以在外加磁场的作用下定位和控制其运动。

磁性纳米颗粒可以通过靶向药物输送、磁性热疗等方式应用于生物医学领域。

通过将药物绑定到磁性纳米颗粒上，可以实现针对性的药物输送，提高药物疗效，减少副作用。

另外，磁性纳米颗粒还可以通过局部加热治疗，如磁性高温疗法，用于癌症的治疗。

5.生物地磁导航许多动物在迁徙过程中能够利用地球磁场进行方向感知和导航，这被称为生物地磁导航。

例如，候鸟可以利用地球磁场来确定迁徙的方向和位置。

对生物地磁导航现象的研究可以帮助我们深入了解动物的迁徙行为，并为人类的导航技术提供灵感。

1.研究人类和动物的生理功能通过测量和分析生物磁场，可以研究人类和动物的生理功能，如脑电图和心电图的测量。

这有助于帮助我们了解脑机制和心脏功能，并对相关疾病进行诊断和治疗。

论超强磁场对人体的生物效应超强磁场是一种对人体生物系统具有多方面影响的物理场。

在医学和科学研究中，广泛应用于核磁共振成像、磁共振治疗等领域，其中磁共振成像已成为现代医学中最常用的诊断方法之一。

然而，随着科技的不断进步，人们对高强度磁场对人体的影响越来越关注。

本文将结合现有的研究成果，探讨超强磁场对人体的生物效应。

一、超强磁场对神经系统的影响从实验室的研究来看，直接暴露在高磁场下可能会对中枢神经系统产生不同程度的影响。

研究表明，高磁场对小鼠和猴子的行为和认知功能产生了一定的影响。

例如，实验结果显示，处于20,000高斯的磁场下会对实验小鼠的学习、记忆能力产生负面影响；处于15,000高斯的磁场下会使实验小鼠表现出焦虑、抑郁等情绪障碍。

神经系统的影响并不止于此。

一些研究还发现，超强磁场强度长期作用下可能引起神经系统的变化和病理转化。

一项发表在《环境健康评估杂志》上的研究表明，长期处于20,000高斯的磁场下的电子工人可能面临认知障碍、神经功能障碍和其他健康问题。

二、超强磁场对心血管系统的影响除了神经系统，超强磁场对心血管系统同样具有潜在的影响。

一些研究表明，高磁场对血液中的血细胞、血浆蛋白等生物分子产生了一定的影响。

这种影响可能导致血液的凝固性增加，促进血栓形成，同时还可能增加心脏疾病的患病风险。

此外，一些研究还发现，接触高磁场会导致一系列生理反应，如血压升高、心跳加快等。

这种反应可能是通过神经系统和内分泌系统的复杂调节机制引起的。

三、超强磁场对生殖系统的影响生殖系统是超强磁场影响的另一个重要领域。

研究表明，高磁场可能对男性和女性生育能力产生不同程度的影响。

在实验室中，一些研究表明，长期暴露于高磁场环境下的小白鼠可能会导致精子减少、外形异常，甚至不育等问题。

类似的，一些实验证明，长期暴露于高磁场环境下会对女性月经周期、心理状态等方面产生不良影响。

四、如何减少超强磁场对人体的影响既然高磁场对人体有如此大的影响，那么如何减少它对人体的影响呢？一种方法是通过控制磁场强度和使用磁场屏蔽材料来减少人员与高磁场接触的时间。

第16卷2期四川省卫生管理干部学院学报1997年6月 V o l.16JOU RNAL O F S I CHUAN CON T I NU I N G EDU CA T I ON COLL EGE O F M S June.1997　磁场的生物效应李　新 李巧云　物理学教研室 药理学教研室 磁场生物效应是生物磁学研究的一个重要内容。

地球上的生物是在地球磁场(很弱,约015G)的作用下生存和发展的,且已适应地磁并把它作为正常生活条件的一部份,如同地球上的温度、气压等。

当人为地改变生物体周围的磁场时,破坏了生物体原来的磁平衡状态,由此产生的一系列生物体生理或心理变化,称为磁场的生物效应。

1　发展概况磁场的生物效应是近二、三十年才逐渐受到人们的重视,并且首先是从研究电磁场对人体造成的危害开始。

象X射线、Χ射线具有电离作用的辐射对人体的伤害作用及在医学上的诊断治疗作用均被广泛认识和接受。

长期以来,由于低频率的电磁场(50H z～60H z)对组织不产生热效应和可感知的物理或化学反应,因此人们一直认为这种电磁场对生物体没有任何生物学效应。

直到1967年苏联人V yalov[1]调查了1068名接触磁场强度为01001T～011T(1T=104G)的职业人员,发现有的人产生不明原因的植物神经系统失调,如疲乏、头痛、失眠、消化不良等。

这些效应大多是暂时性功能性变化,但经过3年～5年也有产生不可逆的器质变化。

1979年, W etheri m er和Jeeper[2]首次报道儿童白血病发病率明显升高与居住的地方过于靠近高压线有关。

尽管这一重要的流行病学研究在当时被认为缺乏精确的电磁场强度计和病例收集,但仍然引起了强烈反响。

进一步研究发现,凡是接近强磁场的均增加患白血病和脑瘤的机会。

这些情况使有关学者开始关注磁场的生物效应。

随着核磁共振和磁疗器械的应用,人们接触强磁场的机会越来越多,更加重视磁场生物效应的研究,并从动物实验和临床观察应用两方面取得了相当的成果。

磁场的生物效应的定义【磁场的生物效应】人体生物结构层次可分为生物大分子、细胞、组织、器官、系统以至整体。

在每一结构的磁性，有的是本身具有的，有的是生物功能过程中电磁感应效应，有的是生物机体所处的环境能量场对其作用的结果。

在我们的身体中很多的微量元素是属于磁性元素，例如：含有铁元素的血红蛋白、铁蛋白、肌蛋白，含有铜元素的蓝蛋白、肝铜蛋白，含有钴元素的维生素B12，还有属于过度元素的锰、钼、钒、锌等，我们叫他们微生物材料，这些磁性生物材料在一定的条件下表现顺磁性，在蛋白质、酶的生物功能活动过程具有重要作用。

一、地球磁场的生物效应地球的磁场属于弱恒定磁场，是各种生物(包括植物、动物、单细胞等等具有生命特征的所有生物)诞生、生长、进化过程所依赖的环境物理能量场基本因素条件，在生命过程中不断地吸收与消耗磁场能量，如果机体中的大分子、细胞、组织、器官中的微量磁性物质丧失了磁性，就会导致生物功能的紊乱或生物功能停止。

例如，某些红细胞含有的铁元素丧失了磁性，这些丧失了磁性的红细胞在血液中的运动状态就不能够保持螺旋形运动状态，就非常容易被其它保持磁性的红细胞“吸”过去，形成许多的“敏钱状”链接，“敏钱状”链接之间又会相互吸引形成团状、网状。

血液中红细胞形成的团状、网状现象，轻者使血液流动缓慢，代谢障碍，四肢无力、思维迟钝，重者会最终导致血脉阻塞，形成血栓而危及生命。

因此，我们应该经常喝一些磁化水、有目的地多做磁疗保健，以补充、保持和调整我们身体中的生物磁场，解除血栓对健康的威胁。

特别是在高原生活和工作的人们，由于和生活在离地心较近的沿海与平原地区的人们比较，所受到的地球磁场影响较弱，容易患高原性高血脂症，解决方法非常简单选择医用磁疗仪器，每天做一至两次、每次10至20分钟的磁疗保健就可以治疗和防治。

二、强恒定磁场的生物效应强恒定磁场的磁场强度应界定在大于等于0.01T(1特斯拉等于10000高斯)，强恒定磁场分为均衡强磁场和梯度磁场两种类型。

随着科学的进步，人们又发现高于地磁场的适量磁场可以起到保健、治病的作用，可以增加动物的体重、体力，可以使农作物发芽早、收获量大。

大量的事实证明，高于地磁场的适量磁场，可为地球上的生命带来更多的益处。

因而，人类又在探索对生命更加有益的适量磁场。

磁场的生物学效应，就是磁场对生物体的作用。

通过大量的实践，国内外关于磁场的生物学效应的研究，获得了颇为丰硕的成果，为研究磁场对人体的作用提供了有力的依据。

有关磁的生物学效应，表现和作用是多方面的。

磁场对中枢神经系统的影响
包括磁场对中枢神经系统，周围神经系统及植物神经系统的影响。

1．磁场对中枢神经系统的影响
磁场强度的高低对中枢神经影响各异。

低则兴奋性增高，较强则兴奋性降低，呈现抑制反应。

临床上用磁疗法治疗失眠，植物神经功能失调等取得疗效，与磁场可以调节大脑皮层功能有关。

2．磁场对植物神经系统的影响
经磁场作用30分钟，血压下降，心率减慢，呼吸变慢。

说明磁场对植物神经的功能有一定的影响。