【正文】
不停進(jìn)行規(guī)律性搏動(dòng),心臟一旦停止跳動(dòng)就會(huì)危及生物體的生命。臨床資料已表明當(dāng)心臟發(fā)生搏動(dòng)停止或心跳節(jié)律發(fā)生紊亂時(shí)及時(shí)采用電擊方法可以有效的使心臟除顫和復(fù)律。那么基于電磁理論,對(duì)生物體采取相應(yīng)的磁刺激也應(yīng)該產(chǎn)生于電刺激相同的生物效應(yīng)。我們以蟾蜍為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,用本實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的磁場(chǎng)刺激器對(duì)蟾賒進(jìn)行磁場(chǎng)刺激,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并進(jìn)行分析。Ⅱ、材料:①磁場(chǎng)刺激器(本實(shí)驗(yàn)室研發(fā),磁場(chǎng)強(qiáng)度810T,脈沖寬度150ms,最大刺激頻率5Hz);②心搏信號(hào)檢測(cè)軟件(本實(shí)驗(yàn)室研發(fā));③張力換能器;④任氏液;⑤蛙類手術(shù)器械;⑥蛙心夾;⑦棉線;⑧滴定管。:蟾蜍。Ⅲ、方法,然后向上刺人顱腔徹底毀損腦組織再將探針退回進(jìn)針處,向下刺人椎管內(nèi),搗毀脊髓。如果蟾蜍四肢松軟表明腦和脊髓己完全破壞。,蟾蜍心臟位于線圈中央,從而使磁場(chǎng)方向垂直向上穿過(guò)蟾蜍心臟。用鑷子提起蟾蜍腹部皮膚,成倒三角形剪開,再提起胸骨柄,沿胸骨正中剪開胸骨,打開蟾蜍胸腔,小自剪開心包膜暴露出心臟。用蛙心夾夾住蟾蜍心尖部分少許,將蛙心夾上的棉線與張力換能器相連,不要使心臟離開胸腔,避免將心室吊起而影響記錄結(jié)果。,啟動(dòng)心搏信號(hào)檢測(cè)軟件,記錄沒(méi)有給予磁場(chǎng)刺激時(shí)蟾蜍心臟的心搏活動(dòng)曲線。,記錄此時(shí)的心搏活動(dòng)曲線。,充電10秒,給予蟾賒心臟一次磁場(chǎng)刺激,記錄此后蟾蜍的心搏活動(dòng)曲線。Ⅳ、結(jié)果實(shí)驗(yàn)記錄的心搏曲線橫坐標(biāo)為時(shí)間,縱坐標(biāo)表示心臟的收縮強(qiáng)度,毀髓后剛剛暴露的蟾蜍心臟搏動(dòng)曲線為參考值。,每一個(gè)心搏周期有兩個(gè)波,一個(gè)是心房收縮波,另一個(gè)是心室收縮波。,心室收縮波約持續(xù)1s,心房收縮波的收縮力弱于心室收縮波,心室收縮波的幅值約是心房收縮波的二倍。 蟾蜍心臟暴露一會(huì)兒后,心臟的收縮力會(huì)越來(lái)越弱。與此同時(shí),心房波與心室波無(wú)法區(qū)分。心臟承包幅度明顯減少,不走原來(lái)心房波的一半。但是給予蟾蜍心臟一次磁刺激后,我們可以看到蟾蜍心臟心搏曲線恢復(fù)到原來(lái)的雙波曲線,心房收縮波幅值和心室收縮波幅值都比單波曲線的幅值有較大的提高。本實(shí)驗(yàn)對(duì)六只蟾蜍進(jìn)行了磁場(chǎng)刺激。在蟾蜍心臟暴露一段時(shí)間后,它們的心臟收縮波形都變?yōu)閱畏宀?。,給予蟾蜍心臟一次磁場(chǎng)刺激,并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。以下是進(jìn)行磁場(chǎng)刺激后六只蟾蜍的心搏收縮曲線。Ⅴ、比較記錄了六個(gè)蟾蜍心臟在磁刺激后的心室波振幅和心房波振幅后。對(duì)心房收縮波的幅值和心室收縮波的幅值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果如下:“蟾蜍1”到“蟾蜍6”為受磁刺激的蟾蜍;“蟾蜍0”為剛剛暴露心臟未受磁刺激的蟾蜍;“蟾蜍7”為心臟跳動(dòng)微弱但還未收磁刺激的蟾蜍。 心房收縮波幅值心室收縮波幅值蟾蜍0蟾蜍1蟾蜍2蟾蜍3蟾蜍4蟾蜍5蟾蜍6蟾蜍7“蟾蜍0”是剛剛暴露了心臟還沒(méi)有接受磁場(chǎng)刺激的蟾賒,“蟾蜍7”。心臟暴露一定時(shí)間后,蟾蜍心跳明顯減弱,這時(shí)再進(jìn)行記錄,然后給予蟾蜍心臟一次磁場(chǎng)刺激,記錄刺激結(jié)束后的蟾蜍心跳情況。由數(shù)據(jù)看到,經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)刺激后,蟾蜍的心房波和心室波的幅值都高于心跳為單峰波時(shí)的幅值但仍然要比剛剛暴露心臟時(shí)蟾蛛的心跳幅值要低?!绑蛤?”為剛暴露心臟的蟾蜍;“蟾蜍1”為磁場(chǎng)刺激的第一只蟾蜍;“蟾蜍7”為心跳減弱但還沒(méi)有進(jìn)行磁場(chǎng)刺激的蟾蜍。將磁場(chǎng)刺激后的每只蟾蜍的心跳幅值和單峰波的幅值建立直方圖,再將六只經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)刺激的蟾蜍的心跳幅值建立直方圖,并進(jìn)行比較?!绑蛤?”為第一只經(jīng)磁刺激后的蟾蜍。“蟾蜍7”為心跳減弱但未經(jīng)磁刺激的蟾蜍?!绑蛤?”為第二只經(jīng)磁刺激后的蟾蜍?!绑蛤?”為心跳減弱但未經(jīng)磁刺激的蟾蜍?!绑蛤?”為第三只經(jīng)磁刺激后的蟾蜍?!绑蛤?”為心跳減弱但未經(jīng)磁刺激的蟾蜍?!绑蛤?”為第四只經(jīng)磁刺激后的蟾蜍?!绑蛤?”為心跳減弱但未經(jīng)磁刺激的蟾蜍。“蟾蜍5”為第五只經(jīng)磁刺激后的蟾蜍。“蟾蜍7”為心跳減弱但未經(jīng)磁刺激的蟾蜍。“蟾蜍6”為第六只經(jīng)磁刺激后的蟾蜍?!绑蛤?”為心跳減弱但未經(jīng)磁刺激的蟾蜍。經(jīng)過(guò)磁刺激的六只蟾蜍的心搏恢復(fù)程度存在差異,這種差異和被實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的形態(tài)有關(guān)。但是這種差異與未經(jīng)磁刺激時(shí)衰弱的心跳幅值相比并不明顯。Ⅵ、結(jié)論將蟾蜍的心搏曲線與其心電圖進(jìn)行對(duì)照可發(fā)現(xiàn),心電圖上代表心房收縮的P波在發(fā)生時(shí)間上早于心房收縮波,代表心室收縮的QRS波群早于心室收縮波[6]。這是因?yàn)樾呐K的收縮活動(dòng)是與心肌的生物電變化密切聯(lián)系的。在心臟收縮之前必須在肌細(xì)胞膜上發(fā)生一個(gè)可傳導(dǎo)的動(dòng)作電位,然后通過(guò)興奮收縮耦聯(lián)才會(huì)引起肌細(xì)胞的收縮反應(yīng)。心電圖的P波和QRS波群分別反映心房和心室去極化過(guò)程中的電變化,心房收縮波和心室收縮波分別反映心房和心室收縮的機(jī)械活動(dòng),而機(jī)械活動(dòng)正是由電活動(dòng)所引發(fā),所以P波早于心房收縮波,QRS波群早于心室收縮波[8]。臨床資料已表明當(dāng)心臟發(fā)生搏動(dòng)停止或心跳節(jié)律發(fā)生紊亂時(shí)采用電擊方法可以有效的使心臟除顫和復(fù)律。那么基于電磁理論,對(duì)生物體采取相應(yīng)的磁刺激也應(yīng)該產(chǎn)生電刺激相同的生物效應(yīng)。剛剛暴露心臟的蟾蜍的心搏曲線可以分為心房波和心室波。一段時(shí)間后。蟾蜍心跳逐漸減弱,無(wú)法在心搏曲線圖上再區(qū)分心房收縮波和心室收縮波,原來(lái)的雙峰曲線變成了單峰曲線,幅值明顯降低,此時(shí)幅值不到原來(lái)心房收縮波幅值的一半。但是心跳周期不變。用磁場(chǎng)刺激蟾蜍心臟,磁場(chǎng)方向垂直由背部穿過(guò)蟾蜍心臟。磁激后馬上記錄蟾蜍的心搏曲線,蟾蜍的心搏曲線恢復(fù)為雙峰曲線,同時(shí)心室收縮波的幅值比單峰曲線的幅值有明顯升高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,高能量的磁場(chǎng)刺激能夠?qū)蛤苤胄呐K搏動(dòng)產(chǎn)生明顯影響,高能量的磁場(chǎng)刺激對(duì)蟾蜍的心臟搏動(dòng)周期并無(wú)明顯作用,但對(duì)心臟的收縮強(qiáng)度具有顯著的促進(jìn)作用,并可以使心跳衰弱無(wú)法區(qū)分心房收縮和心室收縮的心臟恢復(fù)節(jié)律性的心房與心室的交替收縮。心肌細(xì)胞有特殊的電生理活動(dòng),電刺激能夠明顯影響心臟的電生理活動(dòng)。磁場(chǎng)和電場(chǎng)是可以相互轉(zhuǎn)化的,外加磁場(chǎng)的作用也可以影響心肌細(xì)胞中帶電離子流的活動(dòng)。因此,磁場(chǎng)也可以改變心肌細(xì)胞的電生理活性,進(jìn)而改變心臟的收縮狀況。與直接進(jìn)行電刺激相比,磁場(chǎng)刺激具有許多優(yōu)點(diǎn)。臨床資料表明,采用電流對(duì)人體進(jìn)行體外心臟除顫(經(jīng)胸壁)大約需要150350J的能量,進(jìn)行心內(nèi)除顫需要的能量則大約為1624J。具體的大小與電極的電流分布均勻性有關(guān)。生物組織的磁導(dǎo)率基本上是均勻的,磁場(chǎng)很容易透過(guò)皮膚和骨骼到機(jī)體的深層組織,因此磁場(chǎng)刺激具有無(wú)創(chuàng)傷性;皮膚和骨骼的電阻率很大,而感生電流與組織電阻率成反比,進(jìn)行磁場(chǎng)刺激時(shí)只會(huì)有微小的電流通過(guò)機(jī)體,所以基本沒(méi)有不適感,同時(shí)進(jìn)行磁場(chǎng)刺激時(shí)的線圈與身體不會(huì)發(fā)生接觸,因此不需要對(duì)皮膚進(jìn)行任何預(yù)處理就可以直接進(jìn)行刺激,不會(huì)引起疼痛。又因?yàn)椴捎么艌?chǎng)刺激時(shí)機(jī)體同外界沒(méi)有發(fā)生電聯(lián)系,所以有很好的安全性。由于高能量磁場(chǎng)對(duì)心臟搏動(dòng)影響的生物學(xué)效應(yīng)研究剛起步,有關(guān)磁場(chǎng)對(duì)心臟搏動(dòng)的影響的量化還需要進(jìn)一步研究。致謝本文由中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金的支持(編號(hào)59977024)參考文獻(xiàn)[1]. 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