1.3.2. Основные характеристики магнитных полей

Основными характеристиками магнитных полей, определяющими биологически значимые механизмы действия поля и соответствующие реакции отдельных органов и организма в целом, являются: магнитная индукция, градиент магнитной индукции, вектор магнитного поля, частота магнитного поля, магнитный поток, энергия магнитного поля и его форма во времени и пространстве.

Индукция магнитного поля (В) определяет его интенсивность и является основным его параметром. Представляет собой плотность магнитного потока в единице площади сечения, является векторной величиной, определяемой модулем и направлением и изменяется в тесла: 1 Тл = 1 В  с/ м².

Наряду с индукцией интенсивность магнитного поля характеризуется напряженностью Н. Их связь выражается формулой В =  Н, где  – магнитная проницаемость. Напряженность измеряется в А/м.

Биологически активным является любое магнитное поле, величина которого отличается в сторону увеличения или уменьшения от геомагнитного поля. В серийно выпускаемой магнитотерапевтической аппаратуре, в зависимости от назначения, величина индукции магнитного поля находится в пределах от 0 до 4000 мТл. В зависимости от значений индукции магнитные поля, применяемые в магнитотерапии, условно подразделяются на сверхслабые – <0,5 мТл, слабые – 0,5 … 50 мТл, средние – 50 … 500 мТл, сильные – > 500 мТл. Наибольшее распространение в лечебной практике получили слабые магнитные поля.

Градиент магнитной индукции есть вектор, имеющий длину, равную В / N и направленный по нормали N к поверхности, равной магнитной индукции (т.е. к поверхности, для которой В = соnst), в сторону наибольшего возрастания магнитной индукции

. (2)

Этот показатель характеризует динамику поля и свидетельствует о его неоднородности. Измеряется в теслах на метр (Тл / м).

Вектор магнитного поля указывает направление магнитных силовых линий. При изменении направления вектора меняется характер магнитобиологического эффекта. Большей активностью обладает поперечное магнитное поле, когда его вектор перпендикулярен поверхности тела человека, в отличии от продольного когда вектор параллелен этой поверхности. В тоже время магнитные поля, создаваемые локально-сосредоточенными источниками небольших габаритов, имеют смешанный характер вектора магнитной индукции, обладающего как продольной так и поперечной составляющими.

Частота магнитного поля. Проведенные исследования показывают, что наибольшей биологической активностью обладают магнитные поля, частота которых синхронизирована с основными биоритмами человека. В частности, воздействие магнитных полей с частотой альфа-ритма электроэнцефалограммы человека (8 – 14 Гц) оказывают более сильное влияние, чем другие частоты с той же интенсивностью. Поэтому в ряде аппаратов предусмотрен режим питания с частотой 12,5 Гц. В магнитотерапевтическом комплексе «Аврора МК-01» предусмотрена возможность синхронизации с ритмом пульса. Наиболее часто используют синусоидальные и пульсирующие магнитные поля с частотой промышленной сети 50 Гц.

Магнитный поток Ф – поток вектора магнитной индукции сквозь поверхность S

, (3)

где Bn – составляющая магнитной индукции, перпендикулярная поверхности;

S – площадь поверхности.

Если магнитное поле неоднородно, рассматриваемая поверхность разбивается на бесконечно малые элементы dS и магнитный поток рассчитывается

. (4)

Магнитный поток является скалярной величиной. Измеряется в веберах (Вб).

Энергия магнитного поля (W) может служить обобщенным показателем, характеризующим воздействие магнитного поля на живой организм

, (5)

где V – объем, занимаемый биологическим объектом.

Мощность переменного магнитного поля определяется по формуле

. (6)

Работа магнитного поля рассчитывается по формуле

(7)

где t_эксп – время взаимодействия поля с живым организмом.

Форма магнитного поля во времени и пространстве. При использовании в качестве источника поля одного элементарного индуктора форма поля в пространстве определяется конструкцией индуктора, а во времени – формой питающего тока. В случае использования систем общего воздействия на человека имеется возможность формирования требуемой конфигурации как в пространстве, так и во времени.