磁学在现代医学中有哪些应用?
后代记载了应用磁铁治疗疾病。比如东汉的《神农本草》(约公元2世纪)中,就说用寒温的仁(磁)石治疗风湿、关节痛、发热、耳聋等疾病。南北朝陶弘景(公元510年)写的医书《名医录》中说,磁石可以补肾壮脊,疏通关节,消肿止痛。唐代著名医学家孙思邈在《钱进方》(公元652年)中也谈到用磁铁制成的蜜丸,经常服用可以明目。北宋何希英的《盛慧芳》(公元1046年)一书中也提到,磁石可以治小儿误吞针头,即把一块枣核大的磁石打磨后放入咽喉,再把误吞的针头吸出来。南宋时期严格使用的医书《方继生》(公元1253年)也谈到了用磁铁治疗听力不好的耳疾。这是用新棉花在耳朵里放一个豆粒大小的磁铁,然后在嘴里放一个生铁,改善病耳的听力。明代著名药剂师李时珍所著的《本草纲目》对医用磁石有着丰富而总结性的描述。它详细描述了磁铁的形状,主要治疗的名称,药物的制备方法和各种应用。例如,磁铁治疗的疾病包括肾虚耳聋、老年人耳聋、老年人体弱、失明白内障、儿童癫痫、子宫衰竭、大肠脱肛、肠脓肿、脓肿出血等。磁石制成的药物有磁朱丸、紫雪散、耳聋左慈丸等。
总的来说,各个朝代的医书上往往都有用磁铁治疗多种疾病的记载。
中国1921出版的《中国医学大辞典》(谢冠主编)记载了几种以磁石为重要原料的中成药,如磁石丸、磁石丸、磁石发、磁石羊肾丸、磁石酒、磁石粉、磁石珠丸等。1935初版,1956修订的《中国药学大辞典》详细记载了磁石的种类、制法、用法、适应症及历代记载,列举了磁石在医学上的应用10多种。在卫生部1963出版的《中华人民共和国药典》中,列举了几种以磁石为重要成分的中成药,如二龙左慈丸、紫雪散、磁朱丸等。
磁学在生物学和医学上的一个重要应用是核磁共振成像(MRI),也称为核磁共振CT(CT是计算机断层扫描的缩写)。这是一种核核素,即利用核磁共振的方法和电子计算机的处理技术得到的这种核素的化学元素的浓度分布图像。
核磁共振成像技术的基本原理是:原子核带正电,自旋。通常情况下,核自旋轴的排列是不规则的,但当将其置于外磁场中时,核自旋的空间取向从无序变为有序。自旋系统的磁化矢量从零开始逐渐增大,当系统达到平衡时,磁化达到一个稳定值。如果此时核自旋系统受到外力作用,比如一定频率的射频激发核,就可以引起* * *振动效应。射频脉冲停止后,已经被自旋系统激发的原子核无法维持这种状态,会在磁场中回到原来的排列状态,同时释放微弱的能量成为无线电信号。这些信号被探测和空间分辨,并获得运动核的分布图像。核磁共振振动的特点是流动的液体不产生信号,称为流动效应或流动空白效应。
所以血管是灰白色的管状结构,而血液是黑色的,没有信号。这使得血管很容易被软组织分开。正常脊髓被脑脊液包围,脑脊液呈黑色,有脂肪衬托的白色硬脑膜,使脊髓呈现白色强信号结构。核磁共振(NMR)振动已经应用于全身各种系统的成像诊断。最好的结果是大脑及其脊髓、心脏血管、关节骨、软组织和盆腔。对于心血管疾病,不仅可以观察各种心腔、大血管和瓣膜的解剖变化,还可以进行心室分析,进行定性和半定量诊断,制作多个高空间分辨率的断层视图,显示心脏和病变的全貌及其与周围结构的关系。
目前使用的是氢的核磁共振断层成像。这种断层扫描比X射线断层扫描(也称为X射线CT)更有优势。例如,X射线断层成像是成像对象的密度分布图像,而核磁共振断层成像是成像对象的核密度的分布图像。目前虽然只局限于氢核的密度分布图像,但氢是构成人体和生物体的主要化学元素。因此,从核磁共振断层成像获得的氢元素分布图像比从X射线密度分布图像获得的更多关于人体和有机体的信息。例如,人的头部外颅骨密度高,而内部脑组织密度低,因此很难从人的头部X射线断层成像中获得清晰的人脑组织图像。但是从人体头部的核磁共振断层成像中,我们可以清楚地看到头部脑组织中氢核的分布情况,从而可以看出脑组织是否正常。再比如,当初始肿瘤患者与正常组织无明显差异时,从X线断层扫描看不出异常,但从核磁共振断层扫描可以看出异常。脑瘤可以用磁共振断层扫描检查出来,但不能用x光断层扫描检查出来。目前核磁共振断层成像虽然只使用了一种核元素氢核,但是可以预测会有更多的核元素出现,比如碳核和氮核,核磁共振断层成像也会进入应用。
磁学不仅可以诊断,还可以帮助治疗疾病。磁铁在中国古代医学中是盲目使用的。现在人们利用血液中不同成分的磁性差异来分离红细胞和白细胞。此外,磁场与人体经络的相互作用可以实现磁疗,对治疗多种疾病有独特的作用,已应用于磁疗枕、磁疗带等。