Therapy Systems - český výrobce zdravotnických prostředků

Adresa

Therapy Systems spol. s r.o.

615 00 BRNO - Židenice
therapy@therapy.cz

MAGNETICKÉ POLE

CO JE TO MAGNETISMUS

Magnetické pole má svůj původ v meziatomárních a mezimolekulárních prstencových proudech. Vytváří se prostřednictvím elektrických proudů a rychle se měnících elektrických polí. Stejně jako všechna silová pole je i magnetické pole vektor, což znamená, že má v každém bodě prostoru určitý směr a velikost. Velikost magnetického pole je určena intenzitou magnetického pole H, jejíž jednotkou je A/m , nebo hustotou magnetických siločar, magnetickou indukcí B, jejímiž jednotkami jsou, Tesla, Gauss . Přičemž 1Tesla = 10 000 Gauss .

Magnetické siločáry procházejí jakoukoliv látkou. Je nutno rozlišovat mezi tzv. diamagnetickými a paramagnetickými látkami. Pro diamagnetické látky je charakterictické, že způsobují zředění siločar magnetického pole. Relativní permeabilita je menší než 1. Relativní permeabilita vzduchu je právě 1. Paramagnetické látky způsobují zhuštění siločar magnetického pole. Relativní permeabilita je větší než 1. Tuto vlastnost mají feromagnetické látky, jako např. Fe, Co, Ni. Lidský organismus je mírně diamagnetický.

otevřít obrázek v novém okně: Magnetické pole solenoidu

Magnetické pole vzniká průchodem elektrického proudu vodičem nebo cívkou. Kolem vodiče vznikají prstencovitě siločáry magnetického pole. U cívky se siločáry od jednotlivých závitů sčítají. Protéká-li cívkou pulzní proud, vzniká pulzní magnetické pole.

MAGNETISMUS ZEMĚ

otevřít obrázek v novém okně: Magnetické pole země

Již od svého vzniku je život na zemi pod vlivem elektrických a magnetických polí. Život by nebyl bez jejich působení vůbec možný. Siločáry zemského magnetického pole mají severojižní směr. Zemský magnetismus má v současné době hodnotu přibližně 0,047 mT / 0,47 G /. Jeho hodnota klesá od pólu směrem k rovníku a pulzuje denním i ročním rytmem. Magnetické pole země nás chrání před působeními kosmického záření. Výzkumy ukazují, že tažní ptáci, poštovní holuby a hmyz mají jemný navigační systém, který funguje pomocí zemského magnetického pole. Zemský magnetismus je velmi slabý v porovnání s magnetickými poli, která jsou v současné době používána v technice. Například u elektromotorů se používá magnetické pole o velikosti jednotek Tesla.

INTERAKCE MAGNETICKÝCH POLÍ S BIOLOGICKÝMI OBJEKTY

Magnetická indukce

a) elektrodynamická indukce: Jak statická, tak i časově proměnná magnetická pole působí na pohybující se náboje (včetně iontů) Lorentzovými silami, vyvolávají tak elektrické pole a ve vodivém materiálu následně elektrické proudy. Tato interakce je základem změn vyvolaných magnetickým polem na proudění kapalin, včetně krve.
b) Faradayovy proudy: Časově proměnná (pulzní) magnetická pole budí ve vodivém materiálu (tkáni) elektrická napětí a v závislosti na vodivosti materiálu zde protékají elektrické proudy různé intenzity. Tento jev je zřejmě zodpovědný za pozorované magnetofosfény a je zřejmě rozhodujícím v léčebných aplikací magnetických polí. Proudová hustota ve tkáni je
J = G r /2 . dB/dt

J = proudová hustota (A/m²)
G = vodivost tkáně (S/m)
r = poloměr smyčky (m)
dB/dt = rychlost změny magnetické indukce (T/s)

Vypočtená napětí zdaleka nedosahují potenciálu buněčné membrány vzhledem k jejímu rozměru,ale dochází k ovlivnění receptorů na povrchu buněk indukovaným proudem a tím ke spuštění kaskády biochemických dějů.

Magnetomechanické účinky

Existují dva typy účinků, které má statické magnetické pole vysokých indukcí nebo gradientů.

V extrémně silném homogenním magnetickém poli dochází k orientaci diamagnetických a paramagnetických molekul, aby byla minimalizována jejich volná energie uvnitř pole.
V nehomogenních polích ,tj polích s vysokým prostorovým gradientem dochází k translačnímu pohybu u feromagnetického materialu.

Elektronové interakce

Tyto interakce zahrnují zejména radikálové reakce organických radikálů

Cyklotronové jevy

V magnetických polích, kde současně působí statická a časově proměnná složka dochází k urychlování pohybu biologicky důležitých iontů, což se projevuje mimo jiné jejich zvýšeným influxem nebo efluxem z nitra buněk. Při tom záleží na indukci statické složky, frekvenci střídavé složky, hmotnosti iontu a velikosti jeho náboje.

JAK PŮSOBÍ PULZNÍ MAGNETICKÉ POLE NA LIDSKÝ ORGANISMUS

otevřít obrázek v novém okně: Buněčné působení magnetického pole

Pulzní magnetická pole indukují slabé elektrické proudy v exponované tkáni. To znamená, že jde o určitý druh elektroléčebné procedury, která má hlavní výhodu v tom, že není možné lokální poškození elektrickým proudem, jako u přímých kontaktních elektroléčebných metod. Magnetické pole prostupuje exponovanou tkání rovnoměrně, tzn. každou buňkou. Ionty, které jsou obsaženy v buňkách a v koloidních systémech, jsou magneticky ovlivnitelné, což způsobuje aktivizaci každé buňky. Je známo, že při různých onemocněních se mění povrchové potenciály buněk v organismu oproti normálním hodnotám. Regulací biotropních parametrů pulzního magnetického pole dochází k cílenému rozdělování energie ve tkáni. Tyto energetické změny v koloidních tkáních způsobují zvýšení aktivity povrchu buněk zvýšením membránového potenciálu. Vnitrobuněčné potenciály se srovnávají a objevuje se regenerace funkčních částí a orgánů v těle.

Elektrický potenciál buněčné membrány normální buňky je 90 mV

Elektrický potenciál buněčné membrány stimulované buňky je 120 mV

Elektrický potenciál buněčné membrány postižené buňky je 30 mV

Hlavní účinky pulzních magnetických polí :

1. Vasodilatace - dochází k efluxu Ca²⁺ iontů, což ve svém důsledku znamená povolení tonu svaloviny cév, zejména prekapilárních svěračů. Tento jev byl skutečně pozorován a je opakovaně dokumentován. Dále dochází k aktivaci vagu a na základě zvýšené metabolické aktivity buněk exponované oblasti /včetně buněk endotelu/ dochází ke zvýšení produkce EDRF /endothelium derived relaxing factor/. Aktivace vagu byla prokázána mimo jiné i zvýšeným pocením a navozenou bradykardií jak u pacientů léčných magnetickými poli, tak i u profesionálně exponovaných osob. Kromě této vagové odezvy je popsána i zvýšená motilita střevní u nemocných s roztroušenou sklerozou mozkomíšní. Jediným popisovaným negativním vedlejším účinkem aktivace vagu je možnost navození hypotenze u citlivých osob se všemi nepříjemnými důsledky. Dle našich zkušeností tento jev mizí během 5 aplikací. Dochází ke zvýšení tvorby prostaglandinů, což bylo experimentálně prokázáno na aortách krys. Tento poznatek dobře koresponduje se zvýšenou peroxidací na podkladě zvýšené metabolické aktivity exponované tkáně. Dochází k dilataci cév. Toto vede k zlepšení prokrvení tkání a kapilár. Výsledkem toho se zvýší i parciální tlak kyslíku ve tkáních, až o 200 procent a zrychlí se odvod zplodin látkové výměny, což je předpoklad každého ozdravného procesu.

2. Protizánětlivé působení je založeno na poznatku, že slabé elektrické proudy vyvolané pulzním magnetickým polem jsou schopny zvýšit fagocytozu neutrofilů včetně zvýšené produkce superoxidu. Následná indukce superoxid- dismutázy vázané na endotel je pravděpodobná, což má za následek vyšší koncentraci peroxidu vodíku v exponované oblasti. Protože superoxid inhibuje aktivitu katalázy, produkovaný peroxid vodíku není odbouráván, a ten je schopen destruovat leukotrieny, jedny z nejsilnějších aktivátorů fagocytozy. Tento mechanismus protizánětlivého působení vysvětluje zdánlivě kontroverzní působení pulzních magnetických polí jak u zánětů sterilních /revmatická onemocnění - m.Bechtěrev, PAP/, tak i mikrobiálně indukovaných /sinusitidy dětí, osteomyelitidy/. V případech mikrobiálně indukovaných zánětů zvýšená fagocytární aktivita včetně zvýšené produkce superoxidu způsobuje rychlé potlačení bakteriální flory v exponované oblasti. Tento jev na druhé straně vysvětluje dočasné zhoršení stavu revmatiků /větší bolestivost/ v průběhu prvních 3 aplikací, kdy dochází k vyšší produkci superoxidu, který zesílí zánětlivé projevy. Dochází k uplatnění aktivace superoxiddismutázy a efekt je stejný, jako při aplikaci Peroxinormu do místa zánětu.

3. Analgetický účinek magnetoterapie je snad vůbec nejlépe prokázán u řady bolestivých stavů, zejména pohybového aparátu. Otázka bolesti vůbec a její vysvětlení je složité. V úvahu připadá možné ovlivnění Melzackových "vrátek". Experimentálně byly prokázány i změny interakce opiových receptorů s endorfiny a konečně má svou důležitost i výše popsaný protizánětlivý účinek.

4. Myorelaxace je rovněž často popisovaný děj při aplikaci magnetických polí, zejména v případě paravertebrálních kontraktur. V tomto případě lze uvažovat o analgetické roli magnetoterapie. Kromě toho zlepšená perfuze může mít svou důležitost při odplavování kyselých metabolitů způsobujících bolestivé dráždění a konečně byla prokázána zvýšená aktivita laktát-dehydrogenázy v exponovaném svalstvu. Dále bylo prokázáno výrazně zpomalené nervové vedení na dolních končetinách u sportovců. Tento děj se rovněž podílí na myorelaxaci.

5. Zrychlení hojení bylo prokázáno nejen u kostí, ale rovněž u měkkých tkání. Toto působení lze vysvětlit hypotézou dle Oberleyho. Předpokládá se, že nespecifické podráždění cytoplasmatické membrány aktivuje metabolický řetězec, kde klíčovým bodem je změna poměru cAMP/cGMP. Tento děj je iniciován zvýšenou koncentrací intracelulárního superoxidu patrně na podkladě aktivace membránově vázané NAD(P)H oxidázy. Pulzní magnetická pole aktivují respirační řetězce, tedy zdroje intracelulárního superoxidu. U hojení pseudoartroz se uplatňuje ještě další mechanismus, a to aktivace osteoklastů. Důkazem pro tento předpoklad jsou rtg nálezy po relativně krátké /1 měsíc/ trvající magnetoterapii, jak je uvedeno výše. Tento obraz je způsoben aktivací osteoklastů. Další hojení je podpořeno zvýšenou tvorbou fibronektinu těmito buňkami, takže nepřekvapí literární údaje sledující dynamiku hojení, které popisují podstatně rychlejší tvorbu vaziva.

6. Výrazné protiedémové působení. Dochází ke zlepšení perfuze danné oblasti a protizánětlivému působení.

7. Velmi dobré výsledky jsou u míšních degenerací typu Werdnig-Hoffmann, kde je role efluxu Ca²⁺ iontů klíčová. Pokud si uvědomíme, že rozdíl koncentrací kalcia mezi extracelulárním (EC) a intracelulárním (IC) prostorem je 3-4 řády ve prospěch extraceluláního prostoru, je jasné, že jakýmkoliv mechanismem poškozená buňka není schopna gardient udržet. To znamená, že EC kalciové ionty vstupují do nitra buněk a zde aktivují řadu enzymů, včetně proteáz, které destruují bílkovinné struktury. Pokud však je ještě buňka alespoň trochu schopna reagovat na magnetický podnět, dojde ke kalciovém efluxu s následnou inhibicí těchto enzymů a alespoň k částečné restaurace buněčné funkce. V případech DMO, dochází k metabolické aktivaci gliových buněk.

9. Dochází ke zklidnění pacientů, lepšímu spánku, ústupu migrenózních stavů apod. Na tomto účinku se výrazně podílí analgetický účinek magnetoterapie. Existují také elektrofyziologicky zaměřené práce, popisující navození pomalých vln a obrazu synchronizace EEG záznamů.

UPOZORNĚNÍ

Uváděné účinky magnetických polí v předchozím odstavci platí pouze pro přesně specifikované biotropní parametry používaného magnetického pole. Při experimentech na zvířatech a v případech neodborně provedených, klinicky dlouhodobě neověřených přístrojů, se prokazuje nepříznivé působení magnetických polí s odlišnými biotropními parametry. Dochází ke zvýšené peroxidaci lipidových struktur mozku u dospělých zvířat, zakrvácení seroz, poškození mitochondrií.. Byly pozorovány nekrozy kostních fragmentů u fraktur horního konce femuru u pacientů vyššího věku. Za tento děj je zodpovědný biochemický mechanismus indukce nevhodných aktivátorů pulzního magnetického pole.

POUŽÍVANÉ PRŮBĚHY PULZNÍHO MAGNETICKÉHO POLE V LÉČEBNÉ PRAXI

Pro úplnou charakteristiku pulzního magnetického pole se udávají následující parametry :

Tn - doba náběhu impulzu (náběžná hrana)
Td - doba doběhu impulzu (sestupná hrana)
T - doba trvání impulzu
Tšs - opakovaci doba šumové složky (základní harmonická šumu)
Top - opakovací doba impulzů
Šs - podíl velikosti indukce šumové složky
Bmax - maximální hodnota magnetické indukce