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基于单片机的交变磁治疗床的设计与实现
本文介绍了一种新型交变磁治疗床的设计与实现.该系统采用飞利浦单片机LPC2214为核心控制芯片,控制安装于床体上的线圈产生脉冲磁场,利用磁场的主要物理性质以及磁场与器官组织发生交互作用治疗疾病[1][2],控制脉冲磁场频率产生不同的磁场强度,使得不同的患者、不同的病情可以选择佳的交变磁强度治疗方案,同时具备穿透力强的特点.本仪器包括床体以及安装于床体上用于产生脉冲磁场的线圈、用于控制线圈输出的控制装置、为控制装置供电的电源电路等.本文以如何设计交变磁治疗床的控制系统为切入点,阐述整个控制系统的设计过程和调试过程.该仪器已在生物医学领域成功应用.
关键词： LPC2214单片机 磁疗原理 低频脉冲磁场 -
低频脉冲磁场对兔膝关节软骨细胞人白介素1β、肿瘤坏死因子α表达与分泌的影响
目的 探讨低频脉冲磁场对兔膝关节软骨细胞人白介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)表达与分泌的影响.方法 选择40只健康成年新西兰白兔建立兔膝关节软骨损伤模型,把右膝关节设为治疗组(n = 20),每日给予低频脉冲磁场治疗;左膝关节为对照组(n = 20),给予假磁场治疗,治疗后1、4周深麻醉处死动物,观察相关指标的变化.结果 在同一观察时间点,IL-1β和TNF-α表达量治疗组均明显少于对照组,差异均有统计学意义(均P < 0.05).治疗组软骨损伤程度较对照组轻微,关节活动度明显大于对照组,outerbridge积分也少于对照组,差异均有统计学意义(均P < 0.05).结论 低频脉冲磁场治疗骨性关节炎具有简便易行,安全无创等优点,可有效遏制IL-1β、TNF-α的释放,调节分泌作用,从而对骨性关节炎软骨损伤修复具有促进作用.
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低频脉冲磁场对大鼠心肌微血管内皮细胞增殖和缝隙连接蛋白43表达的影响
目的 探讨低频磁场对大鼠心肌微血管内皮细胞(CMECs)增殖和缝隙连接蛋白43(Cx43)表达的影响.方法 设不同照射强度为照射组,不加磁场干预为对照组.照射条件:磁场频率为15 Hz,强度分别为0.8 mT、1.4 mT、1.8 mT,照射时间为4 h/d,连续照射4d.应用MTT法检测CMECs增殖,采用Western印迹检测Cx43蛋白表达.结果 细胞生长结果显示,磁场能够促进CMECs增殖.1.4 mT组照射第2天后CMECs生长速度加快,在第3天开始进入对数生长期,在第4天生长为旺盛,之后进入生长平台期,第2～7天与对照组比较有显著性差异(P＜0.05),而且细胞生长峰期曲线明显前移并且峰值增高.1.4 mT组、1.8 mT组CMECs增殖与对照组比较显著升高(t=14.771、16.247,P ＜0.05).CMECs增殖在1.4 mT组和1.8mT组差异无统计学意义(t=1.692,P＞0.05).0.8 mT组CMECs增殖与对照组无统计学意义(t=1.771、P＞0.05).磁场照射后Cx43表达明显下调,0.8mT、1.4mT、1.8mT组与对照组差异有统计学意义(t=2.244、5.780、6.165,P＜0.05),而1.4mT组和1.8mT组Cx43蛋白的表达下调更为明显,与0.8 mT组差异显著(t=3.768、4.195,P＜0.05).而Cx43蛋白的表达在1.4 mT组和1.8 mT组差异无统计学意义(t=0.462,P ＞0.05).结论 低频脉冲磁场能促进CMECs增殖和增强细胞活力,下调Cx43表达,其在分子水平上的可能作用机制表现为对Cx43的有效调控.
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低频脉冲磁场对大鼠心肌微血管内皮细胞增殖和缝隙连接蛋白43表达的影响
目的:探讨低频磁场对大鼠心肌微血管内皮细胞(CMECs)增殖和缝隙连接蛋白43(Cx43)表达的影响.方法:设不同照射强度为(08.mT组,1.4mT组,1.8mT组)为照射组.不加磁场干预为对照组.照射条件；磁场频率为15Hz,强度分别为0.8mT、1.4mT、1.8mT,照射时间为4 h/d,连续照射7d.应用MTT法检测CMECs增殖,采用Western blot检测Cx43蛋白表达.结果:生长曲线结果显示,磁场能够促进CMECs增殖.1.4mT组照射第2d后CMECs生长速度加快,在第3d开始进入对数生长期,在第4d生长为旺盛之后进入生长平台期,第2～7d与对照组比较有显著性差异(P＜0.05),而且细胞生长曲线明显前移并且峰值增高.1.4mT组、1.8mT组CMECs增殖与对照组比较显著升高(P＞0.05).磁场照射后Cx43表达明显上调,1.4mT组、1.8mT组Cx43蛋白的表达均明显上升,与对照组比较差异有统计学意义(P＜0.05),0.8mT组cx43蛋白的表达与对照组比较无显著性差异(P＞0.05).而Cx43蛋白的表达1.4 mT组和1.8mT组之间差异无统计学意义(P＞0.05).结论:低频脉冲磁场能促进CMECs增殖与增强细胞活力,上调Cx43表达,其在分子水平上的可能作用机制表现为对Cx43的有效调控.
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低频脉冲磁场对脑缺血再灌注损伤大鼠神经元保护作用的研究
目的 研究低频脉冲磁场对脑缺血再灌注损伤大鼠海马神经元的保护作用.方法 将24只SD大鼠随机分成磁辐射组和对照组(每组12只),应用改良的Pulsineli法制作大鼠全脑缺血再灌注模型;将磁辐射组大鼠头部置于低频脉冲磁场(20 mT、10hz)辐射45 min,每天1次,连续4d.进行脑电图监测,用Nissl染色及免疫组化方法检测海马神经元数及caspase-3蛋白阳性细胞数.结果 磁辐射组脑电图振幅[(10.27±1.12)μV]和频率[(10.06±1.02)Hz]较对照组[(8.05±1.04)μV、(8.62±0.94)Hz]显著增加(均P＜0.05);磁辐射组海马神经元数[(29.02±1.32)个/高倍镜视野]较对照组[(21.25±1.06)个/高倍镜视野]增多,磁辐射组caspase-3蛋白阳性细胞数[(21.33±1.32)个/高倍镜视野]较对照组[(28.34±1.10)个/高倍镜视野]减少,两组相比差异具有统计学意义(均P＜0.05).结论 低频脉冲磁场可以减轻脑缺血再灌注后海马神经元的损伤及凋亡,对脑缺血再灌注损伤有保护作用.
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低频脉冲磁场对大鼠心肌微血管内皮细胞的影响
目的 观察低频脉冲磁场(LF-PMF)对体外培养大鼠心肌微血管内皮细胞(CMECs)增殖、迁移和成血管能力的影响.方法 用频率为15 Hz,强度为1.0 mT、1.4 mT、1.8 mT的方波脉冲磁场干预CMECs,每日作用2 h,共5 d.通过绘制细胞生长曲线观察细胞生长情况,流式细胞仪检测细胞周期,透射电镜观察细胞超微结构,划痕试验检测细胞迁移能力,管状结构形成试验检测细胞成血管能力.结果 CMECs经1.4 mT磁场干预后增殖加速,DNA合成活跃,超微结构观察示线粒体数量增多、内质网发达等细胞活性增强表现,细胞迁移和管样结构形成能力增强,细胞迁移面积百分比达86.10%.结论 磁场作用与磁场强度相关,1.4 mT低频脉冲磁场可促进CMECs增殖、迁移,提高其细胞活性和成血管能力.
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低频脉冲磁场对大鼠骨髓源内皮祖细胞增殖和体外血管化的影响
目的 观察不同强度低频脉冲磁场对体外培养大鼠骨髓源内皮祖细胞增殖、细胞周期、迁移和成血管能力的影响.方法 密度梯度离心法获得大鼠骨髓源内皮祖细胞,随机分为4组:对照组,1.0mT组,1.4mT组和1.8 mT组.除时照组外.其余各组用频率为15 Hz不同强度的方波脉冲磁场刺激大鼠骨髓源内皮祖细胞,2 h/d,持续刺激5 d.曝磁5 d后,四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色(MTT)法检测细胞增殖情况,流式细胞仪检测细胞周期,划痕试验检测细胞迁移能力,管状结构形成试验和3维培养检测细胞成血管能力.结果 1.0mT组和1.4mT组磁场促进内皮祖细胞增殖,使其细胞周期分布发生改变,DNA合成期(S期)和合成后期(G2期)细胞比例增加,1.8 mT组磁场也能促进内皮祖细胞增殖,但对细胞周期分布影响不明显.体外培养内皮祖细胞迁移能力差,各强度磁场对其迁移能力也无明显影响.不同强度磁场均能够提高内皮祖细胞成血管能力,与对照组相比差异均有统计学意义[(14.0±1.6)比(11.0±1.6); (19.2±1.9)比(11.0±1.6); (15.4±1.1)比(11.0±1.6),P均<0.05].1.0mT和1.4 mT磁场作用强于1.8mT磁场.结论 磁场的生物学作用和磁场强度相关,1.0 mT和1.4 mT低频脉冲磁场促进大鼠骨髓源内皮祖细胞增殖和DNA合成并提高其成血管能力.
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低频脉冲磁场对兔膝关节软骨细胞白介素-1β、肿瘤坏死因子-α表达与分泌的影响
目的:测定在低频脉冲磁场(Low frequency pulsed electromagnetic field,LFPEMF)刺激的情况下,兔膝关节软骨细胞白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)与肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)表达与分泌的变化.方法:分离培养由兔骨髓干细胞(Marrow stem cells,MSCs)诱导分化形成的软骨细胞,分别使用不同强度的LFPEMF进行电磁辐射刺激,用免疫印迹法测细胞中IL-1β与TNF-α的表达状况,并用EIISA检测细胞培养液中IL-13与TNF-α的水平.结果:施加LFPEMF的兔膝关节软骨细胞中IL-Iβ与TNF-α的表达无明显差异,但其培养液中IL-1β与TNF-α的水平有明显降低,并且随着施加脉冲磁场刺激强度的增加,IL-1β与TNF-α的降低程度增强.结论:LFPEMF可以抑制体外兔膝关节软骨细胞IL-13与TNF-α的分泌.
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仙芪补骨胶囊联合低频脉冲磁场治疗骨质疏松症临床观察
目的：通过对80例骨质疏松症患者采取仙芪补骨胶囊并配合低频脉冲磁场治疗仪治疗，观察其疗效。方法：将已经明确诊断的160例骨质疏松症患者随机分为治疗组和对照组各80例，治疗3个月后对两组的生存质量得分和骨密度检测来进行疗效比较。结果：治疗组疗效明显优于对照组，治疗后两组临床疗效用生存质量评分和骨密度变化比较差异有统计学意义（P＜0．05）。结论：仙芪补骨胶囊配合低频脉冲磁场治疗仪治疗骨质疏松症疗效显著，值得临床使用。
关键词： 骨质疏松症/中西医结合疗法 仙芪补骨胶囊 低频脉冲磁场 -
低频脉冲磁场调节NO/ONOO-对缺氧/复氧条件下心肌细胞的保护作用
目的:观察低频脉冲磁场(LF-PMFs)对缺氧/复氧(H/R)条件下乳鼠心肌细胞增殖与凋亡的影响,并探讨一氧化氮/过氧亚硝基阴离子(NO/ONOO-)平衡在LF-PMFs保护心肌细胞的作用.方法:采用酶消化法分离SD乳鼠心肌细胞,随机分为对照组、H/R组和磁场组.用TUNEL法检测心肌细胞凋亡程度,MTT比色法检测心肌细胞增殖活性,以观察LF-PMFs对损伤心肌细胞的效果,用WST-1法检测超氧阴离子,Griess法测定NO和ONOO-.结果:LF-PMFs磁场可减少H/R诱导的心肌细胞凋亡,并促进心肌细胞的存活,以15 Hz,4.5 mT LF-PMFs磁场的作用效果为显著.同时LF-PMFs可减少H/R条件下乳鼠心肌细胞超氧阴离子的生成,促进NO生成,提高NO/ONOO-比值.结论:LF-PMFs可通过抗氧化及调节NO/ONOO-平衡减轻H/R导致的心肌细胞损伤.
关键词： 低频脉冲磁场 心肌细胞 缺氧/复氧 NO/ONOO-平衡 -
三角波形低频脉冲磁场对大鼠心肌微血管内皮细胞增殖、迁移和细胞周期的影响
目的:研究在固定时间和频率下,三角波形的低频脉冲磁场(LF-PMF)对大鼠心肌微血管内皮细胞(CMECs)增殖、迁移以及细胞周期的影响.方法:实验分为4组(对照组,1.0mT组,1.4mT组,1.8mT组).对照组不加磁场干预;其余各组分别在频率为15 Hz,磁场强度分别为1.0mT、1.4mT和1.8mT,时间为4 h/d,连续照射3 d的条件下,用三角波形作用离体培养的大鼠CMECs.利用MTT法检测细胞增殖情况,transwell法观察细胞迁移状况,流式细胞仪技术检测细胞周期变化.结果:1.4 mT和1.8 mT组磁场促进CMECs增殖的作用差异显著[(0.200±0.043)A值,vs.(0.159±0.037)A值,(0.225±0.042)A值,vs.(0.159±0.037)A值,P<0.05].迁移能力与对照组相比也有显著提高[(27.20±4.76)个/视野vs.(22.60±4.77)个/视野,(33.80±3.19)个/视野vs.(22.60±4.77)个/视野,P<0.05].CMECs在细胞周期中的分布发生改变,DNA合成期(S期)和合成后期(G2期)细胞的比例增加.1.0mT组LF-PMF胞对细胞增殖、迁移以及细胞周期的影响均不明显.结论:低频脉冲磁场磁场对CMECs的生物学作用与磁场的强度相关,1.4 mT和1.8 mT组LF-PMF促进细胞增殖、迁移及使其DNA合成的能力提高.
