低强度脉冲磁场生物效应机理研究

论文题目: 低强度脉冲磁场生物效应机理研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 电路与系统

作者: 罗二平

导师: 焦李成

关键词: 生物医学工程,生物效应,脉冲磁场,非热效应,心血管系统,骨骼系统,昼夜节律,动物模型,细胞培养,高脂血症,动脉粥样硬化,骨质疏松

文献来源: 西安电子科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 目前,磁场生物效应是生物医学工程学界的研究热点。在两次国家自然科学基金[①低强度脉冲电磁场治疗心血管疾病的机理研究,50077023(2000年),负责人:罗二平;②低强度脉冲电磁场治疗骨质疏松症的机理研究,50377044(2003年),负责人:罗二平]的资助下,对磁场生物效应进行了较为深入系统地研究。本文首先评述了磁场生物效应的研究进展。通过动物模型的建立和体外细胞的培养,进一步检测生理、生化、免疫、生物力学等指标,以心血管疾病和骨质疏松症为突破口,重点研究低强度脉冲磁场对机体的影响,探讨磁场生物效应的产生机理,以期为心血管疾病及骨质疏松症的预防和治疗提供新的思路和理论依据。主要工作概括如下:1.基于相干电振荡理论、离子对膜的穿透理论和跨膜离子的回旋谐振理论等,对磁场非热生物效应机理进行了分析研究。阐释了磁场与生物系统之间相互作用的机理:①生物体对一定条件的磁场的响应是非线性的,并表现出频率特异性和功率特异性——“窗口效应”;②指出生物体对极低频(<100 Hz)、低强度(<100Gs)磁场非热效应的应答优于热效应,低强度脉冲磁场容易导致机体内非热生物累积效应的发生。2.成功建立了高脂血症、动脉粥样硬化等心血管疾病动物模型和绝经后骨质疏松动物模型,定量分析了血液流变学、血脂、心功能、骨形态计量学、骨密度、生化、免疫以及生物力学等指标,结合大体解剖学和组织病理学分析,通过对实验整体方案的合理设计,体内与体外实验相结合,系统研究研究了低强度脉冲磁场对心血管系统和骨骼系统的影响,探讨了脉冲磁场生物效应的作用机理,为临床上心血管疾病和骨质疏松症的预防、治疗提供了新的思路和理论依据。3.通过对脉冲磁场作用下血管受力机理的深入分析,首次提出了合理选择低

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 常见磁场类型及参数

1.2 磁场的生物效应进展

1.2.1 磁场对神经系统的影响

1.2.2 磁场对心血管系统的影响

1.2.3 磁场对骨骼系统的影响

1.2.4 磁场对微循环的影响

1.3 本论文的研究内容

第二章 磁场非热生物效应

2.1 概述

2.2 谐振效应理论

2.2.1 极限环的概念和意义

2.2.2 理论模型

2.3 相干电振荡理论

2.4 粒子对膜的穿透理论

2.5 跨膜离子的回旋谐振理论

第三章 低强度脉冲磁场发生仪器的分析与设计

3.1 输出磁场的均匀性

3.1.1 Helmholtz 线圈的磁场

3.1.2 改进型Helmholtz 线圈的磁场

3.1.3 中心轴外磁场的计算

3.1.4 Helmholtz 线圈改进前后磁场均匀范围的比较

3.2 仪器设计原理

第四章 低强度脉冲磁场对心血管系统的影响

4.1 实验动物模型的建立

4.1.1 血液流变学与血脂

4.1.2 心血管病动物建模方法

4.1.3 血脂与组织病理学检测

4.1.4 结果讨论

4.2 低强度脉冲磁场影响兔心血管系统的研究

4.2.1 实验设计

4.2.2 实验指标检测方法

4.2.3 数据分析

4.2.4 实验总结

4.3 不同强度脉冲磁场影响小鼠血液流变学的研究

4.3.1 实验设计

4.3.2 血液流变学检测结果

4.4 血管在脉冲磁场作用下的受力分析

4.4.1 基本原理

4.4.2 讨论

4.5 昼夜节律与脉冲磁场生物效应

4.5.1 动物分组

4.5.2 数据检测方法

4.5.3 数据分析

第五章 低强度脉冲磁场对骨骼系统的影响

5.1 绝经后骨质疏松动物模型的建立

5.1.1 骨质疏松动物模型建立标准

5.1.2 骨密度与骨形态计量学

5.1.3 材料和建模方法

5.1.4 各项指标的检测

5.1.5 结果分析

5.2 脉冲磁场影响大鼠骨密度及骨形态计量学的研究

5.2.1 实验方案

5.2.2 数据检测与分析

5.3 不同强度脉冲磁场影响兔股骨骨密度及生物力学特性的研究

5.3.1 骨生物力学与三点弯曲试验

5.3.2 实验方案

5.3.3 数据检测

5.3.4 总结与分析

5.4 脉冲磁场对卵巢切除大鼠骨质疏松的预防作用研究

5.4.1 动物分组与指标检测方法

5.4.2 数据分析

5.4.3 结果讨论

5.5 昼夜节律与脉冲磁场暴露下的骨质疏松动物模型

5.5.1 材料和方法

5.5.2 数据检测结果

5.5.3 讨论

5.6 低强度脉冲磁场影响体外成骨细胞培养的研究

5.6.1 成骨细胞体外培养

5.6.2 分子生物学检测方法

5.6.3 数据处理

5.6.4 结果分析

总结与展望

致谢

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发布时间: 2007-01-10

参考文献

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