Aplicación del electromagnetismo en la tecnología de imágenes.

Como materia relativamente madura de la física, el electromagnetismo ha hecho una enorme contribución a la medicina. Cada nuevo descubrimiento en electromagnetismo o cada nueva etapa del desarrollo tecnológico proporciona instrumentos y métodos más avanzados, más convenientes y más precisos para la investigación y la práctica médica. Se puede decir que los métodos y equipos electromagnéticos son inseparables de las unidades médicas y de investigación médica modernas. ? 1. ¿Aplicación del electromagnetismo en equipos médicos?

¿Tomografía por resonancia magnética?

La tomografía por resonancia magnética es un método de imágenes multiparamétrico y multinúcleo. En la actualidad, se centra principalmente en la obtención de imágenes del tiempo de relajación de la densidad del núcleo de hidrógeno (H) T. El principio básico es utilizar ondas electromagnéticas de cierta frecuencia para irradiar el cuerpo humano en un campo magnético. Bajo la acción de ondas electromagnéticas, los núcleos de hidrógeno de varios tejidos del cuerpo humano producirán resonancia magnética nuclear y absorberán la energía del. ondas electromagnéticas y luego emiten ondas electromagnéticas. Después de que el sistema detecta las señales de ondas electromagnéticas emitidas por los núcleos de hidrógeno en el cuerpo humano, obtiene imágenes tomográficas del cuerpo humano mediante procesamiento por computadora y reconstrucción de imágenes. Dado que los núcleos de hidrógeno se ven afectados por el entorno químico circundante al absorber y emitir ondas electromagnéticas, las imágenes tomográficas del cuerpo humano obtenidas a partir de señales de resonancia magnética no sólo pueden reflejar información morfológica, sino también obtener información patológica de las imágenes. Después de comparar y juzgar, puede saber si la parte del tejido humano fotografiada es normal. Por lo tanto, la resonancia magnética se considera una tecnología de imágenes médicas para estudiar tejidos vivos y diagnosticar lesiones tempranas. Un nuevo avance en la aplicación de la resonancia magnética es que, además de detectar lesiones en el tejido humano, también puede detectar múltiples funciones del cuerpo humano, lo que se denomina resonancia magnética funcional. Por ejemplo, cuando el cerebro humano se somete a diversos estímulos externos, provocará cambios en la composición de la sangre, la cantidad de oxígeno transportada por la sangre y el caudal sanguíneo. La hemoglobina en la sangre es diamagnética cuando está oxigenada y paramagnética. cuando está desoxigenado. Esto cambia la imagen llamada resonancia magnética nuclear.

2. ¿Electrocardiograma?

Un electrocardiograma es un gráfico de curva que utiliza un electrocardiógrafo para registrar los cambios en la actividad eléctrica del corazón durante cada ciclo cardíaco desde la superficie del cuerpo. Cuando las células musculares están en estado de reposo, los cationes dispuestos fuera de la membrana se cargan positivamente y los aniones dispuestos en proporciones iguales dentro de la membrana se cargan negativamente, manteniendo un estado de polarización equilibrado sin provocar cambios potenciales. Cuando se estimula la membrana celular en un extremo de la célula, su permeabilidad cambia, lo que provoca que se invierta la distribución de iones positivos y negativos dentro y fuera de la célula. La membrana celular en el sitio estimulado se despolariza, provocando la carga positiva fuera de la célula. membrana celular desaparezca mientras que la parte frontal aún no se ha despolarizado. Todavía hay una carga positiva fuera de la membrana celular, formando así un par de pares galvánicos. La fuente de energía (carga positiva) está en el frente y el orificio eléctrico (carga negativa) está en la parte posterior. La corriente fluye desde la profundidad eléctrica hacia el orificio eléctrico y se expande rápidamente en una determinada dirección hasta que todo el cardiomiocito se despolariza. . En este momento, hay una carga positiva dentro de la membrana celular del miocardio y una carga negativa fuera de la membrana, lo que se denomina estado de despolarización. Posteriormente, debido al metabolismo de la célula, la membrana celular volvió gradualmente al estado polarizado. Este proceso de recuperación se llama proceso de repolarización. La secuencia de repolarización y despolarización es la misma, pero el par eléctrico de la repolarización es el agujero eléctrico primero. La fuente de energía está detrás y avanza más lentamente hasta que toda la célula está completamente repolarizada. ?

3. Magnetoencefalograma, magnetocardiograma ? Muchas actividades de la vida contienen el movimiento de electrones e iones. El movimiento de estas partículas cargadas forma una corriente eléctrica, y la corriente eléctrica produce un campo magnético, que es el campo biomagnético. Por ejemplo, los latidos del corazón producirán campos magnéticos cardíacos; la actividad nerviosa cerebral producirá campos magnéticos cerebrales; sin embargo, estos campos magnéticos biológicos son muy débiles; Tomando como ejemplo las actividades humanas, el campo magnético del corazón humano es sólo una millonésima parte del campo magnético de la Tierra, y el campo magnético del cerebro humano y el campo magnético de los ojos son sólo una milmillonésima parte del campo magnético de la Tierra, y su intensidad también es la misma. igual que el de la salud humana y los factores relacionados con las enfermedades. En la imagen se muestran el magnetocardiograma y el electrocardiograma. Se debe prestar especial atención al hecho de que el campo magnético del cuerpo humano, como el campo magnético del corazón, es mucho menor que el campo magnético de la Tierra. Por lo tanto, también es necesario construir magnetómetros extremadamente sensibles. una gran sala de protección magnética que puede acomodar a las personas protegiendo la influencia del campo magnético de la tierra. Dado que medir el campo magnético del cuerpo humano es más complejo y difícil que medir el campo eléctrico del cuerpo humano, ¿por qué deberíamos estudiar y aplicar los magnetogramas del cuerpo humano? Una gran cantidad de experimentos han demostrado que el magnetograma humano tiene muchas ventajas en comparación con el electrograma humano.

Por ejemplo: el magnetograma puede medir el campo magnético de CC y el campo magnético alterno del cuerpo humano, mientras que el electrograma solo puede medir el campo eléctrico alterno del cuerpo humano. La medición del magnetograma puede realizar mediciones en un espacio tridimensional alejado del cuerpo humano; La información del cuerpo humano obtenida no se puede comparar con las mediciones electrográficas, que salen del cuerpo humano y solo pueden medir el espacio bidimensional, ganan más confianza y no hay interferencias por problemas como el contacto y la humedad causados ​​por el uso de electrodos. ; muchos experimentos también muestran que la resolución de las mediciones del magnetograma también es mayor que la de las mediciones electrográficas. Por tanto, la magnetoencefalografía y la magnetocardiografía son más precisas y eficaces en el diagnóstico médico, pero no se han utilizado ampliamente en el diagnóstico clínico por razones técnicas y de precio. La comprensión del magnetograma pulmonar es relativamente tardía y es más eficaz que los rayos X para diagnosticar enfermedades pulmonares (como neumoconiosis, etc.). En la actualidad, algunos países desarrollados lo han utilizado como un método importante para el diagnóstico de enfermedades pulmonares. ?

4. ¿Agente de contraste magnético para rayos X? Debido a que el efecto del agente de contraste para rayos X original (harina de bario) no era lo suficientemente ideal, se desarrollaron agentes de contraste para rayos X magnéticos que ahora se utilizan para diagnóstico clínico. Este es un líquido que fluye magnético con una buena tasa de absorción de rayos X. Al cambiar el campo magnético externo, puede llegar a casi cualquier parte del cuerpo a examinar y no se solidificará en el cuerpo. 5. ¿Microscopio electrónico?

El microscopio electrónico se usa ampliamente en medicina y puede usarse para observar estructuras finas que no pueden resolverse con microscopios ópticos comunes. Como virus en biología, estructura molecular de proteínas, etc. De acuerdo con el principio del haz de electrones que irradia bien el objeto, el microscopio electrónico utiliza el haz de electrones para enfocar a través de una lente magnética (basado en el principio de enfoque magnético) y luego usa un voltaje de aceleración para generar una onda de electrones con una longitud muy corta. Su longitud de onda es decenas de veces mayor que la de un microscopio óptico ordinario o incluso cientos de miles de veces. ?

2. ¿Aplicación del electromagnetismo en el tratamiento médico?

1. ¿Terapia magnética?

El uso de principios electromagnéticos en medicina puede mejorar la microcirculación dentro del cuerpo humano y lograr el efecto de tratar enfermedades y atención médica, como máquinas de circulación sanguínea y diversos instrumentos de terapia magnética de acuerdo con la interacción entre ellos; el cuerpo humano y las ondas electromagnéticas , en medicina, el efecto térmico de la energía electromagnética se utiliza para el tratamiento de tumores a alta temperatura y la hipertermia general. Los aceleradores de partículas se utilizan en medicina para producir rayos para diagnóstico o tratamiento. También se pueden utilizar para producir sustancias radiactivas que se inyectan en el cuerpo humano para facilitar la obtención de imágenes. Se obtienen mediante el uso de patrones de movimiento de partículas cargadas en campos magnéticos. ?El electromagnetismo es bastante eficaz para reducir el dolor y la terapia magnética se ha convertido en una buena forma de aliviar el dolor para muchas personas. En la actualidad, el método de alivio del dolor con terapia magnética es ampliamente adoptado por los principales hospitales de los Estados Unidos y se ha convertido en un método de tratamiento especial popular en los Estados Unidos. ?Los expertos afirman que la terapia magnética no sólo puede aliviar el dolor, sino también reparar rápidamente el tejido óseo necrótico. También tiene la esperanza de curar muchas enfermedades terminales actualmente reconocidas por la comunidad médica. 2. ¿Imán?

El imán generalmente se refiere a la magnetita natural. El principal componente químico de la magnetita es el óxido férrico. En muchos casos, tiene un magnetismo especial que puede atraer sustancias magnéticas fuertes, lo que se denomina magnetita permanente. Precisamente porque los imanes pueden atraer sustancias magnéticas fuertes cerca de ellos, como una madre amorosa que trae a sus hijos a su lado, esta magnetita natural se llama Ci Shi. ? A muchas personas les resulta difícil comprender que los imanes se pueden utilizar como medicina para tratar enfermedades. Hay muchos registros del uso de imanes como medicina para tratar enfermedades en la antigua China. En algunos libros de medicina de varias dinastías se pueden encontrar muchos registros del uso de imanes y otros medicamentos para tratar enfermedades. El famoso farmacólogo Li Shizhen hizo un resumen muy significativo de las diversas aplicaciones de los imanes y otras sustancias magnéticas fuertes en la medicina basándose en un resumen de experiencias previas y prácticas personales. El "Compendio de Materia Médica" escrito por Li Shizhen describe los imanes como medicina. Cuando se habla de los imanes como medicina, el libro dice que el olor de los imanes es acre, frío y no tóxico; las enfermedades que tratan los imanes incluyen; reumatismo, dolor en las extremidades y sordera, también puede proteger los riñones, fortalecer los huesos, dragar las articulaciones y eliminar la hinchazón. También puede tratar el dolor de garganta, el dolor lumbar, los mareos, la debilidad de los músculos y los huesos, y los niños que tragan agujas de hierro. por error, irritabilidad y lesiones provocadas por cinco tipos de fatiga. Hablando de recetas de imanes, se enumeran dos métodos para tratar la sordera. Un método consiste en colocar un imán que pese medio centavo en el oído enfermo y luego poner polvo de arena de hierro en el oído sano, para que se pueda restaurar la audición del oído enfermo. Otro método consiste en envolver un imán del tamaño de un frijol y un pangolín quemado hasta convertirlo en polvo, envolverlo en algodón nuevo, ponerlo en el oído enfermo y luego poner un trozo de arrabio en la boca para poder oír el viento y la lluvia. en el oído El sonido indica que la sordera ha sido curada. Como componente de la medicina o la medicina, los imanes no sólo tienen una historia de más de 2.000 años, sino que también se utilizan en algunas importantes medicinas chinas modernas.

En cuanto al efecto de los imanes en el cuerpo humano y el mecanismo de tratamiento, como muchas otras cosas importantes, todavía se necesita más investigación. ?

3. ¿Aplicación de las ondas electromagnéticas en medicina?

1. ¿Radiografía?

(1). Porque los rayos X se absorben en diversos grados cuando atraviesan el cuerpo humano. Por ejemplo, si la cantidad de rayos X absorbidos por los huesos es mayor que la absorbida por los músculos, entonces la cantidad de rayos X que atraviesan el cuerpo humano será mayor. ser diferente. Esto llevará información sobre la distribución de densidad de varias partes del cuerpo humano. Hay una gran diferencia en la intensidad de la fluorescencia o la fotosensibilidad causada en la pantalla fluorescente o la película fotográfica, por lo que se mostrarán sombras de diferentes densidades. en la pantalla fluorescente o película fotográfica (después del revelado y fijación). A partir del contraste de las sombras, combinado con las manifestaciones clínicas, los resultados de laboratorio y el diagnóstico patológico, se puede juzgar si una determinada parte del cuerpo humano es normal. Como resultado, la tecnología de diagnóstico por rayos X se convirtió en la primera tecnología de examen de órganos internos no invasiva del mundo. (2) ¿Terapia con rayos X? Para lograr el propósito de tratar ciertas enfermedades, especialmente tumores. (3) En caso de lesión, se deben tomar las medidas de protección correspondientes. ?Lo anterior constituye los tres eslabones principales de la aplicación de los rayos X en la medicina: diagnóstico, tratamiento y protección. 2． Ultravioleta ? Radiación electromagnética ubicada entre la luz violeta y los rayos X en el espectro electromagnético. La longitud de onda es de aproximadamente (4 ~ 39) × 106 cm, lo que no puede provocar visión (es decir, está fuera del rango de luz visible). Los materiales que pueden transmitir luz visible absorberán fuertemente ciertas bandas de longitud de onda de luz ultravioleta. Los rayos ultravioleta se utilizan comúnmente en biología y medicina para la esterilización, la inducción de mutaciones y el tratamiento de enfermedades de la piel y el raquitismo. Los rayos ultravioleta también tienen efectos fisiológicos y se utilizan ampliamente en la atención médica. Los rayos ultravioleta también pueden penetrar la epidermis y provocar cambios químicos en las células de los tejidos internos del cuerpo humano. La piel expuesta a los rayos ultravioleta durante mucho tiempo cambiará de color, los vasos sanguíneos se dilatarán, aumentarán el calcio y el fósforo en la sangre y también aumentarán los glóbulos rojos y la hemoglobina. Además, es especialmente adecuado para el tratamiento del raquitismo, la fragilidad infantil, la tuberculosis extrapulmonar y determinadas enfermedades infecciosas de la piel. 3． ¿Rayos infrarrojos? Los rayos infrarrojos tienen un fuerte poder de penetración en la piel humana y el tejido subcutáneo. El efecto principal de la radiación infrarroja externa en el cuerpo humano puede aumentar la temperatura de la piel y el tejido subcutáneo en consecuencia, promover la circulación sanguínea y el metabolismo y promover la salud humana. El efecto térmico, el efecto antiinflamatorio y el efecto promotor de la regeneración de la fisioterapia infrarroja en los tejidos se han confirmado clínicamente. Generalmente, para el tratamiento se utiliza la irradiación directa de la lesión. La terapia de microirradiación con infrarrojo cercano tiene un efecto de mejora significativo sobre la microcirculación, especialmente el estado del microflujo sanguíneo. Después de la irradiación, se acelera la velocidad del flujo sanguíneo capilar, se reduce la agregación de glóbulos rojos y se reduce o desaparece la congestión del plexo venoso subpapilar, lo que tiene un efecto positivo en la mejora de la nutrición, el metabolismo, la reparación y la función de los tejidos corporales y órganos importantes. Las ondas infrarrojas de 1 a 7 μm pueden transmitirse a través de la piel a las células y ser absorbidas por las moléculas de proteínas. La absorción de rayos infrarrojos con longitudes de onda en este rango puede provocar vibraciones cuánticas de los enlaces amida en las moléculas de proteínas, permitiendo así que la energía biológica se transfiera suavemente de un lugar a otro, manteniendo el cuerpo vivo en un estado normal y manteniendo el crecimiento y desarrollo. del cuerpo vivo y la salud. La energía biológica que mantiene el funcionamiento normal de los sistemas vitales es proporcionada por la hidrólisis del ATP. Sin embargo, una vez que la molécula de ATP o ATPasa (la hidrólisis del ATP requiere la participación de enzimas) o el agua es insuficiente, o la estructura y conformación de la misma. la proteína cambia o se distorsiona, etc., la energía biológica proporcionada es insuficiente para causar una vibración normal del enlace amida o la energía biológica no se puede transferir normalmente. Cuando los tejidos biológicos no reciben suficiente energía, no pueden crecer normalmente y pueden inducir diversas enfermedades. En este caso, si las proteínas pueden irradiar y absorber rayos infrarrojos con las longitudes de onda mencionadas anteriormente, las moléculas de proteínas pueden restaurarse a la normalidad y la energía biológica puede transferirse normalmente, lo que puede restaurar los tejidos biológicos del estado patológico al estado patológico. Estado normal y eliminar la enfermedad. ?El electromagnetismo tiene un gran impacto en la biomedicina y nuestro país está experimentando innovación tecnológica. Nuestro país todavía tiene un largo camino por recorrer en industrias emergentes, y varias disciplinas interdisciplinarias deben estar estrechamente integradas y ser continuamente innovadoras tecnológicamente.