Điện từ trường trong Y học

ĐIỆN TỪ TRƯỜNG TRONG Y HỌC
Vũ Công Lập, Trần Công Duyệt, Đỗ Kiên Cường
Trung tâm Vật lý Y Sinh học
1.

ĐặT VấN Đề

Lịch sử cuả nền văn minh hiện đại gắn liền với việc khámphábản chất của điện từ trường và
những phát triển công nghệ tiếp theo đó. Không một lĩnh vực khoa học công nghệ và đời
sống nào tách khỏi tac động của các điện từ trường mà sinh và y học cũng không phải là
ngọai lệ
Điện từ trường trong sinh và y học có một lịch sử khá thăng trầm. Thí nghiệm Otto Lowei,
1921, về bản chất hóa học của sự truyền xung thần kinh qua khe synapse đã phủ nhận những
quan điểm có ít nhất từ 2000 năm trước công nguyên, khi đá nam châm tự nhiên được dùng
rộng rãi trong chữa bệnh [1]. Quan điểm hóa học của sự sống (Cơ sở của chẩn đóan sinh hóa
và hóa trị liệu) đã lọai bỏ hòan tòan mọi hiệu ứng sinh học khả dĩ của điện từ trường, trừ
shock và hiệu ứng nhiệt [2].
Sự tái sinh thực sự bắt đầu từ năm 1957 nhờ khám phá hiệu ứng áp điện của xương
(Piezoelectric effect) bởi Fukuda và Yasuda [3]: Dưới tác dụng của áp lực cơ học – mà
xương luôn phải chịu đựng – trên bề mặt xương xuất hiện các điện thế áp điện. Vai trò của
các thế đó được nhà phẫu thuật chỉnh hình Hoa kỳ như Bassett, Becker (Cựu cố vấn các khoa
học y sinh Đại học New York, hai lần được đề nghị tặng giải Nobel) làm sáng tỏ: Cùng nhiều
điện thế sinh học khác chúng điều khiển các quá trình sinh và hủy xương, tạo cở sở cho
xương phát triển đúng “quy cách” [4]. Năm 1978, Cơ quan Quản trị Thực phẩm và Dược
phẩm Hoa kỳ (FDA) đã đưa ra sự thừa nhận chính thống, khi cho phép sử dụng các thiết bị từ
trường xung trong chấn thương chỉnh hình [4,5]. Trên cơ sở đó, một quan điểm mới đã hình
thành, làm phong phú thêm bản chất hóa học của sự sống: Sự sống không chỉ là các quá trình
hóa học mà còn là các quá trình điện từ. Sự phát triển của từ trị liệu, pháp chẩn đóan bằng
các từ đồ, các kỹ thuật phổ và ảnh của cộng hưởng từ, ảnh hưởng của các điện từ trường tự
nhiên và nhân tạo lên đối tượng sống… đều có cơ sở khoa học ở quan điểm điện từ như trên
[2]. Từ trị liệu trở thành một phương pháp phổ biến, với sự xuất hiện ngày càng nhiều chủng

lọai máy khác nhau. Ví dụ: năm 1991, Bộ công nghiệp Y tế Liên xô đã giới thiệu 9 lọai thiết
bị đa dạng về mẫu mã và chất lượng. Các nước như Đức, Italia đều có mẫu máy riêng của
mình. Bài viết này nhằm cung cấp cái nhìn tòan cảnh một lĩnh vực khoa học rộng lớn hiện
còn chưa được đánh giá đúng mức ở Việt nam.


2.

Từ TRƯờNG CủA CÁC ĐốI TƯợNG SINH HọC

2.1. Nguồn gốc:
Về nguyên tắc, ở đâu có dòng điện thì ở đó có từ trường. Vì thế tương ứng các điện đồ (Điện
tim, điện não, điện cơ….), ta cũng có các từ đồ (Từ tim, từ não, từ cơ…) mang nhiều thông
tin có ý nghĩa trong chẩn đóan. Ngòai ra còn có từ phế đồ có nguồn gốc từ bụi than, kim
lọai…trong phổi những người dễ mắc bệnh bụi phổi [6].
2.2. Đặc điểm
Khác với các điện đồ được dùng trong chẩn đóan từ lâu, từ đồ mới được phát triển trong
khỏang hơn mười năm trở lại đây. Nguyên nhân là kỹ thuật đo.. Chỉ nhờ các thiết bị Giao
thoa – Lượng tử Siêu dẫn SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) , với độ
nhạy đạt đến mức 10-14 Testla, mà các từ đồ mới được nhận chân vì những điểm dị thường
sau đây:
a. Cường độ từ trường của các cơ quan trong cơ thể cực kỳ nhỏ bé, hàng triệu lần
nhỏ hơn từ trường trái đất, vốn cũng là một trường rất yếu (cường độ 0,5 Gausse,
trong khi ở phép chụp ảnh cộng hưởng từ, cường độ phải đạt ở mức 10.000
Gausse), (bảng 1)
Bảng 1: Cường độ từ trường các cơ quan trong cơ thể so với một số trường tự nhiên [7]
Cơ quan
Cường độ từ trường (Gauss)
Độ nhạy của từ kế SQUID
<10-10

Não
10-9
Cánh tay
5x10-7
Tim
<10-6
On từ thành phố
10-3
Từ trường trái đất
5x10-1
4
Ghi chú: 1 Tesla tương đương 10 Gauss (trong không khí)
b. Mặc dù cường độ nhỏ bé, các từ trường sinh học có độ thăng giáng rất mạnh,
khiến cho việc đo đạc càng thêm khó khăn.
2.3. Thiết bị đo:
Sơ đồ khối của thiết bị xác định được mọi từ trường của cơ thể được cho ở hình 1

Hình 1: Sơ đồ khối của thiết bị xác định từ trường cơ thể
2.4. Ý nghĩa chẩn đóan:


Trong các từ đồ, từ não đồ và từ tim đồ có nhiều ứng dụng hơn cả. Khác với điện não, từ não
có thể xác định chính xác các lưỡng cực dòng trong não theo không gian, cho phép nó cung
cấp được những thông tin về vị trí của các tổn thương bệnh lý [8,9].
Còn trong từ tim, do sử dụng một hệ đầu đo (Detector) 36 vị trí mà lượng thông tin thu được
lớn hơn trong điện tim, cho phép chẩn đóan sớm hơn điện tim và cả trong những trường hợp
điện tim không mang thông tin có ý nghĩa [6,7,10,11].
Nhược điểm của các từ đồ là chi phí cao.
3.

Tác dụng của từ trường trái đất lên các đối tượng sống

Từ trường trái đất tuy cường độ rất yếu (0,5 Gauss) nhưng có vai trò qua trọng trong nhiều
quá trình sống. Với nhiều lọai sinh vật, như vi khuẩn, các nhuyễn thể biển, ong mật, cá voi,
bồ câu… trường đia từ giúp chúng định hướng và di cư [1, 12,13,14]. Chúng “đo đạc” trường
địa từ nhờ cấu trúc đặc biệt, chứ nhiều tinh thể sắt từ Fe3O4 và các liên hệ thần kinh phức
tạp.
Với các động vật có vú, đặc biệt trên người, m61i tương quan còn mang nhiều ý nghĩa hơn.
Xuất phát điểm là nghiên cứu của giáo sư Becker, một thời gian dài là cố vấn các khoa học y
sinh đại học New York, chuyên gia hàng đầu về điện từ sinh học. Theo dõi sự nhập viện của
28.642 bệnh nhân trong 4 năm, nhóm nghiên cứu đã tìmthấy mối tương quan có ý nghĩa
thống kê giữa những thăng giáng trường địa từ và tần suất nhập viện [15], trong đó lý thú
nhất là chu trình 28 ngày. Những nghiên cứu tiếp theo cũng cho thấy, tần suất các rối lọai
tâm thần, các ca cấp cứu, cơn đột quỵ, và nhiều nhịp sinh học (Chẳng hạn nhịp ngưỡng đau)
có liên quan trực tiếp với những thay đổi của từ trường trái đất [16,17,18,19]. Nói chung, sau
thí nghiệm của Waver [20], vai trò điều nhiệp của trường địa từ đã được khẳng định chắc
chắn. (Trong các buồng tối, nhịp 24 giờ của người và vật thực nghiệm vãn được duy trì.
Dùng một trường điện từ ngòai làm nhiễu lọan trường điện từ địa phương, các nhịp sinh học
bị mất đồng bộ hóa, chúng được phụ hồi nhờ một trường khác tác dụng theo chu trình đóng
ngắt 12:12 giờ)
Nghiên cứu hồi qui của tiến sĩ tâm lý Persinger cũng rất đáng chú ý. Dùng thang trắc nghiệm
tính cách và khả năng (Personality and Ability Testing) của đại học Laurent, Canada. Tác giả
nhận thấy một tương quan tuy yếu nhưng đủ tin cậy về mặt thống kê giữa mức độ ưu tư của
200 sinh viên và họat tính địa từ một ngày trước ngày sinh của họ [19]. Kết luận trên được
Ossenkopp và Nobrega khẳng định khi dùng các tiêu chuẩn đánh giá khác [21]. Từ những thí
nghiệm trên, có thể rút ra kết luận, những ai sinh tại thời điểm có bão từ (trong phạm vi hai
ngày trước khi sinh) sẽ có tính cách ưu tư trên trung bình.
Mặt trời và mặt trăng đều có thể ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp lên từ trường trái đất, và
do đó lên các đồi tượng sinh học. Các tai biến tim mạch là ví dụ rõ ràng nhất về ảnh hưởng
của bão từ (Do các vụ nổ trên mặt trời) [1, 19].tác dụng của các từ trường liên hành tinh lên

diễn biến phản ứng hóa học (sự thủy phân của bismuth chloride[22]) và lên các quần thể vi
sinh vật (ngưng kết các trực khẩn thương hàn [23]) là rõ ràng và không thể bác bỏ nhờ một
phương pháp luận đơn giản: các ảnh hưởng trên sẽ mất khi dung buồng cách từ.
Vấn dề cần giải quyết là cơ sở khoa học của những thực tế khách quan trên. Câu trả lời
dựa trên mẫu điện từ của sự sống[1,2]. Cũng dã xác định được rằng, “giác quan từ” đặc hiệu
của cơ thể chính là tuyến tùng( pineal gland), một tuyến thần kinh nội tiết đặc biệt, chi phối
họat động của cả hệ thần kinh ung ương và chức phận nội tiết [24]. Vai trò sinh lý và dược lý
của nóđa dạng không một tuyến nội tiết nào so sánh được, đến mức nó được mệnh danh là”
tuyến quản lý” (master gland) của cơ thể [25,26]. Điều không kém ý nghĩa là nó đo đạc chính
xác mọi thăng giáng của từ trường trái đất, một trường cũng có chu trình 24 giờ như chu
trình sáng tối[24]. Nó chính là cánh cửa(gateway) nối cơ thể với các biến động vật lý của môi
trường, trướt hết và quan trọng nhất là các trường địa từ[24,25]. Nó là điểm chốt dể giải thích
mối giao hòa giữa con người, thiên nhiên và vũ trụ.


4.

Ứng dụng điện từ trường trong sinh và y học
Ưng dụng của điện từ trường trong sinh và y học có thể phân lọai như sau : ứng dụng của
các vật liệu từ, ứng dụng của các điện từ trường (tự nhiên hay nhân tạo) và ứng dụng của
nước từ hóa. Ơ đây chỉ quan tâm tới các khía cạnh sau:

4.1. ứng dụng của vật liệu từ:
vật liệu từ đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu và thực hành y sinh
học. Một thống kê không đầy đủ là như sau[2]:
 lấy các dị vật kim lọai trong mắt và một số cơ quan
 dùng từ lực nắn chỉnh lồng ngực dị dạng trẻ em và chỉnh răng
 vật ghép nam châm chống tắc nghẽn mạch tái khai thông và sau nối mạch máu
 chất lỏng từ làm chất cản quang tia x
 định hứơng thuốc tới vùng cần điều trị bằng từ trường ngòai

 thấu nhiệt sắt từ siêu cao tần trong nhiệt trị ung thư
 hạt nam châm trong nghiên cứu cấu trúc nội bào
 hạt nam châm siêu vi kết hợp với kháng thể để hấp thụ chọn lọc lên tế bào cần tác
động
4.2. ứng dụng của các điện từ trường ngòai:
điện từ trừơng ngòai có thề dùng cả trong chuẩn đóan và điều trị. Trong chuẩn đóan,
ngòai các phương pháp cộng hưởng từ sẽ được trình bày ở phần sáu, phương pháp dùng kích
thích từ để đánh giá hệ thần kinh trung ương và ngọai biên cũng phát triển mạnh [27,28]. Ưu
điểm so với kích thích điện là kỹ thuật không tiếp xúc, không đau cho bệnh nhân. Các điện từ
trường ngòai trong điều trị là cả một vấn đề lớn, cần được khảo sát trong một phần riêng.
5.

Từ trị liệu – Khả năng và hiện thực

Như đã nói ở trên, từ trị liệu có cơ sở khoa học ở bản chất điện từ của sự sống, vì suy
cho cùng, bản chất hóa học của chất sống đều có thể quy về các tương tác điện từ(liên kết hydro,
liên kết đồng hóa trị, liên kết ion, liên kết kỵ và ưa nước,…). Khi đó chuẩn đóan bằng các từ
trường nội sinh (các từ đồ) và điều trị bằng các điện từ trường ngòai là tự nhiên và hợp lôgic.
5.1. Tác dụng sinh học của từ trường ngòai:
tùy theo các đặc trưng vật lý như cường độ, tần số, dạng trường…mà từ trường có thể
biểu hiện tác động sinh học đa dạng, trong đó quan trọng nhất là[1,2,4,5,29,30,31,31]:
* hiệu ứng sơ cấp là các kháng phù nề, do khả năng chuẩn hóa điện thế màng tế bào và phục hồi
họat tính enzyme
* tác dụng thứ cấp là giảm đau, kháng viên do giảm các chất trung gian gây viêm( histamine,
prostaglandines…) và ức chế các sợi thần kinh dẫn truyền đau( sợi c, theo thuyết kiểm sóat cổng
của melzack vàwall0
* tăng giải phóng endorphins và catecholamines…
* giãn mạch
* điều chỉnh huyết áp
* kích thích miễn dịch

* kích thích tái sinh mô mền, mô xương và thậm chí là cả thần kinh trung ương và ngọai biên
Vì thế các điện từ trường với tham số vật lý phù hợp được ứng dụng rộng rãi trong nhiền
chuyên khoa: thần kinh , da liễu, chấn thương y học thể thoa, vậ lý trị liệu và y học phục
hồi…với tư cách điều trị độc lập hay kết hợp( với các tác nhân vật lý và hóa học khác).
5.2. kết quả lâm sàng:


Đánh giá kết quả của từ trị liệu trong một bài báo là điều không thể thực hiện, ở đây chỉ
đưa ra một số kết quả điển hình, qua các ví dụ sau
ví dụ 1: từ trị liệu trong chấn thương chỉnh hình.
Như đã trình bày ở trên, bản chất và ý nghĩa của hệ tín hiệu điện từ nội sinh do hiệu ứng
áp điện trong xương đã được nhận chân và có ý nghĩa lớn. Ngòai thế áp điện trên, còn tồn tại
nhiều lọai điện thế khác tác tác động lên hệ xương như thế bán dẫn một chiều dc chạy dọc các tế
bào schwann-loại tế bào quanh thần kinh(perineural) bao bọc các sợi thần kinh ngọai biên, điện
thế chảy điện thế lắng… chúng đều tham gia vào quá trình sinh và hủy xương, như có thể thấy từ
sơ đồ sau:
Các tín hiệu nội
/ngọai sinh

Hình thành/tiêu bút
xương phù hợp
vớiđịnh luật Wolff

Bộ biến đổi sinh
học
(Biotransducer)

Hình thành tín
hiệu điện

Tín hiệu điều khiển các tế
bào trung mô tham gia các
quá trình tạo và hủy cốt bào

Chính sơ đồ trên cho phép giải thích được các hiện tượng quen thuộc với các nhà chấn thưong và
chỉnh hình, như sự nắn chỉnh của xương, khả năng sữa chũa các can xương lệch (nhất là ở trẻ
em) lõang xương do thiếu vận động do điều kiện phi trọng lượng ( với nhà du hành vũ trụ)…
Tuy nhiên ý nghĩa thực tiễn của nó còn lớn hơn nhiều, khi các tín hiệu không đặc hiệu ngọai sinh
có thể dùng để kích thích sự tái tạo mô xương, như sơ đồ sau chỉ rõ [31]:

Các kích thích
không đặc
hiệu

Họat tính điện
sinh học

Phân chia và
di cư tế bào

Hình thành
can xương

Chữa lành vết gãy

Có ba phương pháp dùng kích thích điện ngoại sinh trong chấn thương đã đượ FDA cho phép
dùng trong lâm sàng từ 1978:1. cấy điện cực dùng dòng một chiều, 2. cảm ứng điện dung và 3.
cảm ứng điện từ, với tỉ lệ thành công tương đương. Tuy nhiên phương pháp cấy điện cực ít được
dùng do phải mổ hai lần (cấy và lấy điện cực) và không chỉ định được trường hợp gây nhiễm
trùng. Phương pháp cảm ứng điện dung mới chỉ áp dụng trên một số lượng bệnh nhân không lớn

[4,5,31]. Còn lại là phương pháp cảm ứng điện từ, với nhiều ưu điểm vượt trội [4,5,31,33].
Ưu điểm lớn nhất của phương pháp là đơn giản và kinh tế. Do tính chất không can thiệp
(Noninvasive), bệnh nhân có thể mang một kích thích gọn nhẹ (<2kg) trong một thời gian dài,
với mức chi phí thấp( ở Việt Nam khỏang 500 ngàn đồng so với mức 2000USD tại Hoa Kì). Ưu
điểm quan trọng khác là hiệu quả cao (cỡ 80%) và chỉ định được cả trong các truờng hợp nhiễm
trùng. Nó dùng được cho trường hợp kết hợp với mổ ghép xương hoặc mổ ghép xương không
thành công. Chỉ tính riêng tại trung tâm chấn thương – chỉnh hình của Bassett (Đại học
columbia, Hoa Kì), trong giai đọan 1978-1989 [4] đã có tới hơn một trăm ngàn bệnh nhân tổ
thương xương khớp, chủ yếu là chậm và không liền xương đã được điều trị bằng phương pháp
này.
Tại Việt Nam, ngoài các chỉ định truyền thống(gãy mới, gãy xương cũ chậm và không
liền, khớp giả xương chày bẩm sinh, họai tử đầu xương đùi ….) Nhóm nghiên cứu của Trung


tâm Vật lý Y Sinh học còn ứng dụng phương pháp kết hợp nắn chỉnh ngọai vi để kéo dài chi
nhằm mục đích tăng chiều cao cho người bệnh với kết quả ban đầu đáng khích lệ [33,34]. Đây là
một đóng góp mới của Việt Nam. Đề tài đang tiếp tục được triển khai.
Ví dụ 2: Điện từ trị liệu trong tái sinh thần kinh ngọai biên và trung ương.
Ngay từ 1981, Borgens và cộng sự đã công bố kết quả kích thích tái sinh tủy sống bằng
phương pháp cấy điện cực [35]. Sau đó là kết quả kích thích tái sinh dây thần kinh hông bị cát
ngang và làm lạnh [36]. Ngay cả các tổn thương trung ương( vùng hippocampux chuột cống)
cũng có thể tái sinh bằng phương pháp cấy điện cực( đánh giá theo họat tính acetyl –
cholinesterasevà khả năng định vi trên một tấm phẳng nhấn chìm trong nước) [30]. Tuy nhiên kết
quả dùng từ trị liệu điều trị chấn thương tủy sống cấp thực nghiệm và lâm sàng của nhóm tác giả
Alma – Ata (Cadăcstan) có ý nghĩa không chỉ trong thực hành mà cả trong lý luận cơ bản [29]:
Trên động vật thực nghiệm ( chuột) các tác giả tạo chấn thương cấp bằng cắt ngang đứt
hòan toàn tủy sống. Vết cắt chỉ được sử lý ngoại khoa mà không dùng bất cứ tác nhân kích thích
hóa học nào khác. Ở nhóm dùng từ trị liệu, thời gian sống trung bình của động vật tăng một cách
rõ ràng so với nhóm chứng (26,1 ngày so với 14,6 ngày, với p < 0,01). Quan trọng hơn là 56%
động vật phục hồi chức năng vận động, thể hiện ở họat tính điện cơ và khả năng họat động (được

quay phim). Nghiên cứu hình thái bằng kính hiển vi điện tử cho thấy, cac sợi thần kinh đã được
tái sinh và xuyên qua được vết cắt. Chính vì vậy động vật có khả năng sống sót và phục hồi cao,
có khi cá thể 114 ngày sau tổn thương vẫn sống với sự phục hồi chức năng đầy đủ.
Trong trường hợp cực hạn, khi một đọan tủy sống cỡ 0,6 mm bị cắt bỏ và thay bằng lòng đỏ
trứng gà (dùng làm chất nuôi), sự tái sinh vẫn tiếp diễn dưới tác dụng của từ trường ngòai, như
nghiên cứu hình thái chỉ rõ (hình 2).

Hình 2: Các sợi thần kinh tái sinh qua vết cắt
Trong lâm sàng, nhóm tác giả trên đã điều trị cho 76 bệnh nhân tổn thương cột sống cấp bằng từ
trị liệu kết hợp điều trị phục hồi kinh điển (nhóm chứng 104 người dùng phương pháp kinh
điển). Tuy tỷ lệ tử vong là tương đương (nghiên cứu: 14,47%, chứng 15,38%), nhưng tỷ lệ phục
hồi chức năng vận động và cảm giác giữa hai nhóm là khác biệt một cách đủ tin cậy (76,32% so
vỗi,15%, p<0,01). Kết quả thực nghiệm và lâm sàng trên mở ra một triển vọng lớn trong y học,
vì quan điểm truyền thống vẫn cho rằng có 3 cơ chế phục hồi sau chấn thương hệ thần kinh TW:
ồi hòan, tái sinh và bù chức năng, trong đó vai trò của tái sinh là không có ý nghĩa về lâm sàng
[29]. Những nghiên cứu mới nhất trong lĩnh vực điện từ sinh học cho thấy cần xem xét lại quan
điểm trên cả ở lý thuyết cơ bản và thực hành điều trị.
Ví dụ 3: Từ trị liệu trong bệnh cao huyết áp.
Dùng nam châm từ hình xuyến với cảm ứng bề mặt 16mT, nhóm tác giả do Ivanov đứng đầu đã
điều trị kết hợp cho 121 bệnh nhân cao huyết áp vô căn giai đọan II ít đáp ứng với hóa trị liệu
(nhóm Placebo 26 người) [37]. Kết quả thu được ở bảng 2.
Chỉ số

Dạng tăng động học (hyperkinetic) Dạng giảm động học (hypokinetic)
Ban đầu
Sau 1 lần Sau
cả Ban đầu
Sau 1 lần Sau
cả

đợt

Huyết áp max, mmHg
Min, mmHg
Thể tích tống máu
Thể tích phút, l/min

đợt

196,5±3,1 142,0±2,2 142,5±1,9 189,3±5,9 145,7±4,7 140,1±2,5
*
*
+
*
115,0±2,5 91,5±2,3
*

90,1±0,9
*

108,6±4,2 102,6±2,4 92,5±1,6
+

210,1±6,3 167,9±4,3 99,5±2,0
*
*

92,9±2,9

94,2±4,3

106,0±4,7
+

12,9±0,9

12.2±0,8

6,3±0,3
*

6,9±0,3

6,7±0,3

7,3±0,3

930,5±86

728,0±59

1399±82
*

1813±179 1510±98

68±2,1

70±2,2

72±2,3

78±2,7

Trương lực ngọai vi,
din.cm/s
Nhịp tim/min

77±1,9

1255±23
+
71±1,6
++

Trong đó: dấu * ứng với p,0,05, + ứng với p<0,02, ++ ứng với p<0,001
Ở nhóm từ trị liệu, 69% bệnh nhân huyết áp hạ xuống mức bìnhthường (nhóm placebo chỉ 31%)
lượng thuốc giảm 3-4 lần (nhóm placebo lượng thuốc tăng 26% sau 3-4 ngày).
Qua bảng trên có thể thấy rõ, từ trị liệu chuẩn hóa các chỉ tiêu bị thay đổi, trong khi không hề
ảnh hưởng tới các chỉ tiêu bình thường (ví dụ ở nhóm tăng động học với trương lực ngọai vi
thấp, từ trị liệu có tác dụng tăng, từ 930 đến 1399; trong khi ở nhóm giảm động học với trương
lực ngọai vi cao, từ trị liệu có tác dụng giảm, từ 1813 xuống 1255). Tác dụng hai chiều như vậy
được giải thích bằng cơ chế điều khiển TW[2].
5.3. Kết luận:
Từ trị liệu là một phương pháp nhiều triển vọng của Vật lý trị liệu dưới ánh sáng mới (mẫu điện
từ của sự sống). Nólàmột bổ sung tốt cho hóa trị liệu đang chiếm ưu thế trong lâm sàng, vì như
Hippocrate đã quan niệm”Bệnh là cuộc đấu tranh giữa chất gây bệnh và khuynh hướng tự hồi
phục tự nhiên của cơ thể [1]. Hóa trị liệu quan tâm chủ yếu và có tác dụng tốt tới “chất gây
bệnh”, trong kh từ trị liệu và Vật lý trị liệu quan tâm và có tác dụng tốt tới sự tự chữa bệnh của

cơ thể. Kết hợp các trị liệu trên, có thể giảm lượng dược phẩm phải dùng và đạt hiệu quả cao hơn
từng trị liệu riêng biệt [1,2,38].
6.
Các phương pháp cộng hưởng từ – Cơ sở và ứng dụng
Các phương pháp cộng hưởng từ (hạt nhân và điện tử) thực ra cũng không xa lạ với thực tế ở
Việt nam. Đầu những năm 80, cộng hưởng từ điện tử đã được ứng dụng với các thiết bị tại
Đại học Tổng hợp và Đại học Bách khoa Hà nội để nghiên cứu các gốc tự do, nhắm đánh giá
tác dụng của bức xạ ion hóa lên cơ thể sống, đánh giá mức tổn thương, khả năng phục hồi
cũng như tác dụng bảo vệ hay điều trị của một số lọai thuốc.
Tuy nhiên, trên phạm vi tòan thế giới, vấn đề thời sự hiện nay là phương pháp cộng hưởng từ
hạt nhân NMR (Nuclear Magnetic Resonance). Trong y học, nó có hai ý nghĩa quan trọng.
Thứ nhất, đây là phương pháp tạo hình mới xuất hiện từ 10 năm trở lại đây và đang có khả
năng phát triển rất mạnh. Theo chuyên gia cao cấp của OMS Sieberg H. (Vào làm việc với
Bộ y tế Việt nam từ 5-15 tháng 6 năm 1993), đến tháng 10/1993, tên tòan thế giới có 3850


thiết bị NMR, sau một năm số thiết bị đã đạt khỏang 5000, trung bình 1 thiết bị / 1 triệu dân.
Thứ hai, có thể sử dụng NMR như một công cụ phân tích để nghiên cứu đánh giá in vivo các
chất, cả định tính và định lượng, cũng như sự khu trú chúng ở từng loại mô riêng biệt. Tóm
lại, cả phương pháp tạo hình và tạo phổ NMR đều có thể mang lại những lợi ích to lớn trong
y học.
6.1. Nguyên lý của phương pháp:
Phương pháp này có thể ứng dụng cho mọi hạt nhân nguyên tử có số lẻ các proton, có nghĩa
có moment từ riêng. Tuy nhiên, trong thực tế hạt nhân nguyên tử hydro đóng vai trò quan
trọng hơn cả trong kỹ thuật tạo hình.
Mỗi proton trong hạt nhân đều có moment từ riêng, ở trạng thái bình thường (không kích
thích), các moment có phân bố hòan tòan hỗn lọan theo các quy luật xác suất (hình 3). Trong
từ trường hỗn lọan theo các phân bố cùng hay ngược chiều với trường ngòai (hình 4), vớ sự
chênh lệch theo hai hướng là 1 ppm (1/1.000.000proton). Nếu nhớ rằng trong 1 cm3 có 1022
proton thì số proton chênh nhau là rất lớn, đến 1016 hạt, đủ tạo thành một cường độ tín hiệu

lớn, nếu chúng được sử dụng làm nguồn tín hiệu nghiên cứu [39].
Về mặt định lượng, khi có mặt từ trường ngòai, có sự tách mức năng lượng của hạt nhân:
∆E = 2.µ = h.ω
Trong đó:
µ là moment từ hạt nhân
B là từ trường ngòai.
h là hằng số Planck
ω là tần số dao động kiểu con vụ của spin (hình 5).

Hình 3:Phân bố xác xuất moment từ của các proton trong nhân


Nếu gửi tới một sóng điện từ vùng tần số vô tuyến (sóng radio), thì sóng sẽ trở thành yếu tố
kích thích hạt nhân và sóng kích thích đó sẽ làm thay đổi định hướng ban đầu của moment từ
hạt nhân trong từ trường ngòai B đã tác động trước. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi thỏa
mãn hệ thức:
ζ= γ . B
Trong đó:
γ là hệ số tỷ lệ, bằng 42,5 MHz / Tesla cho hạt nhân Hydro
ζ là tần số phát của trường kích thích


Như vậy tùy thuộc vào giá trị của trường ngòai B mà chọn tần số sóng radio thích hợp để đạt
được sự cộng hưởng và ngược lại.
Hiện nay người ta hay dùng tổ hợp của hai xung kích thích: Xung 90 ( làm từ trường định
hướng ban đầu của moment từ hạt nhân quay một góc 90o) và xung 180 (quay góc 180o).
Phối hợp hợp lý các xung kích thích này, hạt nhân của nguyên tử Hydro sẽ phát ra một xung
dạng phản hồi (echo), vớ biên độ tín hiệu được mô tả bằng công thức:
….
Với:

S là biên độ xung
ρ là mật độ hạt nhân hydro
TE là thời gian tạo echo
TR là thời gian lặp lại trạng thái ban đầu (khi ngừng xung kích thích, các
moment từ hạt nhân sẽ quay về định hướng ban đầu trong từ trường B. Sự quay trở về này
còn được đặc trương bời 2 thời gian phục hồi: T1 – thờigian phục hồi do tương tác mạngspin qui định và thời gian phục hồi T2 do tương tác spin – spin quy định)
Trong công thức trên, ρ, T1 và T2 là các tham số của mô, phụ thuộc vào trạng thái sinh lý
của cơ thể, TR và TE là các tham số đo trên thiết bị. Bằng các thiết bị và chương trình thích
hợp với những thamsố chọn trên thiết bị thích hợp, người ta có thể tạo hình dựa trên tín hiệu
thu được. Đây là thiết bị cắt lớp có nhiều ưu điểm nổi bật.
6.2. Ứng dụng thực tiễn:
Cộng hưởng từ hạt nhân hiện được dùng nhiều cả trong phân tích phổ và phân tích hình. Xin
đưa một số ví dụ điển hình sau:
Ví dụ 1: Phổ học cộng hưởng từ hạt nhân.
Như đã nói ở trên, phân tích phổ NMR cho phép đánh giá định tính và định lượng in vivo
nhiều lọai chất trong cơ thể có hydro và phospho. Vì thế nó rất tiện dụng khi theo dõi ATP,
bản vị năng lượng của tế bào. Điều quan trọng hơ là phép phân tích phổ như vậy không tách
rời khỏiphép tạo hình cộng hưởng từ MRI (Magnetic Resonance Imaging), (xem hình 6)

Ví dụ 2: Phép chụp mạch NMR:
Khác với chụp mạch X-quang, chụp mạch NMR không cần phải tiêm chất cản quang, nên tạo
nmhiều thuận lợi cho cả thầy thuốc và bệnh nhân. Vì trong mạch có nhiều nước, nên các tín
hiệu cộng hưởng xuất phát từ nhân hydro là rất mạnh. (hình 7)
Cũng cần chú ý rằng so với các phương pháp tạo hình khác (X quang và siêu âm), phương
pháp NMR chưa phổ biến bằng vì hai lý do: Mới phát triển nên kinh nghiệm thực tiễn chưa
nhiều và giá thành cao. Tuy nhiên, theo tiêu chuẩn của các nước tiên tiến, phép tạo hình chỉ


được xemlà hòan chỉnh khi nó được thực hiện bằng hai phương pháp, ion hóa và kh6ng ion
hóa, bổ sung cho nhau: MRI và X quang cắt lớp CT (Computed Tomography).

Nếu so sánh riêng giữa MRI và CT thì sẽ có bảng minh họa sau:
Bảng 3: So sánh % khối lượng công việc giữa MRI và CT
Bộ phận
Đầu
Cột sống
Bụng
Chỉnh hình

MRI
39%
44%
3%
14%

CT
30%
30%
30%
-

Hy vọng là tới đây, các phép phân tích phổ và NMR sẽ thâm nhập vào thực tiễn tại Việt nam,
tạo thêm một công cụ sắc bén trong nghiên cứu và thực hành, không chỉ trong sinh và y học
Biên tập: KS. Phạm Thiều
TÀI LIệU THAM KHảO
1.
Becker R.O. (1990). Cross Currents: Perils of the Electropollution, Promise of the
electromedicine, Tarcher, Los Angeles.
2.
Đỗ Kiên Cường (1992), Cơ sở khoa học của từ trị liệu, Kỹ yếu Hội thảo Quốc gia lần thứ

nhất: Ứng dụng laser và điện từ trường trong y học, Qui nhơn, 8/1992, trang 8-13.
3.
Fukuda E., Uasuda I. (1957), The piezoelectric effect of bone, J.Physiol. Society of bone,
J. Physiol. Society of Jap., 12: 1158 – 1162.
4.
Bassett C., A.L. (1989), Fundamental and practical aspects of Critical Rev. Biomed.
Engineering, Vol.17,5: 451-529
5.
Trần Bắc Hải, Vũ Công Lập (1992), điều trị bệnh không liền xương bằng kích thích điện,
Tạp chí y học (Trường ĐHYD TpHCM), tập 1, số 1, trang 122 – 124.
6.
Romani G.L., Narici L. (1986), Principle and Clinical validity of biomagnetic method,
medical Progress through Technology, 11: 123 – 159.
7.
Katani M et al. (1987), Biomagnetism in Japan, Med. Progr. Through Technol., 12: 233242.
8.
Sutherling W. W et al. (1988), The magnetic field of epileptic spikes agrees with in
tracranial localization in complex partial epilepsy, Neurology, Vol 35, 5: 778 – 786.


9.
Rose D. F et al (1987), Magnetoencephalography and Epilepsy Research, Science, Vol.
238, 4823: 329 – 335.
10.
Kholodov Yu. A et al (1987), Từ trường của các đối tượng sinh học, NXB Khoa học
Moskva (tiếng Nga)
11.
Nomura M et al. (1988) Analysis of the T wave of the means of osimagnetic and vector
arrow maps. J Electrocardiol., Vol 21, 2: 174-182.
12.

Gould J. L. (1984), Magnetic field sensitivity in animals, Annual Rev.Physiol., 46: 585598.
13.
Lins de Barros H.G et al. (1990), Magnetotais, Sci. Progress, Vol. 74, 295: 347-359.
14.
Lohmann K.J., Willows A.O.D. (1987), Lunar-modulated geomagnetic orientation by a
marine mollusk, Sci, Vol.235, 4786: 331-334.
15.
Friedman J. et al (1963), Geomagnetic parameters and psychiatric hospital admiission,
Nature, 200: 626-628.
16.
Becker R.O. (1963), relationship of geomagnetic enviroment to human biology, New
York J. Med., 63: 2215-2219.
17.
Kavaliers M. S. et al (1983), Magnetic field abolish enhanced noctural analgesic response
to morphine in mice, Physil. Behav., 32:261-264.
18.
Keshavan M.S et al (1981), Convulsive threshold in human and rats anhd magnetic
changes: Observations during total solar eclipse, Neurosci. Lett., 22:205-208.
19.
Persingger M.A (1987), Geopsychology and geopsychopathology: Mental processes and
disorders associated with geochemical and geophysical factor, experimentia, Vol.43,1: 92-104.
20.
Wevwe R. (1974), ELF – Effect on human circardian rhythms, in ELF and VLF
Electromagnetic field effects, Ed. Persinger M.A., Plenum Press, NY, p.101-144.
21.
Ossenkopp K.P, Nobrega J. N.(1979), Significant relationship between perinatal
geomagnetic field activity and anxiaty levels in females, Arch.Met. Geophys. Biolim., 27:75-90.
22.
Opalinskaya A.M. (1986), Anh hưởng của các yếu tố ngoài lên phản ứng mô hình hóa các
quá trình sinh học (thử nghiệm Piccardie), Biophysika, Vol.31, 1:94-98 (tiếng Nga).

23.
Opalinskaya A.M., Agulova L. P. (1986) ảnh hưởng của các yếu tố vũ trụ – mặt trời – trái
đất lên sự ngưng kết vi khuẩn in vitro, Biophysika, Vol.31, 1: 330-335 (tiếng Nga)
24.
Becker R.O. (1987), Electromagnetism and revolution in medicine, Acupunt. And
Electrotheraly. Res., Inter. J., Vol.12, 1: 75-79.
25.
Srinivasan V. (1989), The pineal gland: Its Physiological anhd pharmacological role, Ind.
J. Phys.Pharmacol., Vol, 29,2:205-229.
26.
Arendt J (1988), Melatonine, Clinical Endocrinol., Vol. 29, 2:205-229
27.
Joshua M.S et al (1991), A theoretical comparision of the brain, Annals of Biomed. Eng.,
Vol. 5, 6: 609-614.
28.
Similowski J. et al. (1988), Stimulation magnetique servicele, Revue des malad.
Respirat., Vol 5, 6: 263-272.
29.
Tkach E.V. et al. (1988), Từ trị liệu chấn thương cột sống cấp, NXB Khoa học, Alam Ata
(tiếng Nga).
30.
Jacobson J.I. (1991), A look at the possible mechanism and potential of magnetotherapy,
J. Theor. Biol. , 149: 97-119.
31.
Behari J. (1991), Electrostimulation and bone fracture healing, Critical Reviews in
Biomed. Eng. , Vol 18, 4: 235-245.
32.
Calvi G.(1988), Report on the results obtained through electromagnetic therapy in trauma
caused through sports activity using equipment supplied by Therafield Europr Srlmonza (Italy),
in: Therafield Europe SRL – A new concept in physical medicine, Monza, p 17-19.

33.
Trần Bắc Hải và cộng sự (1993), Ứng dụng điện từ trường xung trong chấn thương chỉnh
hình, Một số phương pháp mới trong chấn thương chỉnh hình, Chủ biên lê Đức Tố, NXB Y học
TpHCM, tr.147-185.


34.
Lê Đức Tố và cs (1982), Chế tạo thiết bị điện từ trường xung và thử nghiệm trên bệnh
nhân kéo dài chi bằng dụng cụ cố định và nắn chỉnh ngoại vi, kỷ yếu hội thảo quốc gia lần 1:
Ứng dụng laser và điện từ trường xung trong y tế, Quy nhơn, 8/1992: tr94-97.
35.
Borgens R. et al. (1988), Enhanced spinal cord regeneration in Lamprey by applied
electrical fields, Sci., 7: 213 & 611.
36.
Politis M. et al. (1988), Facilitated regeneration with the rat peripheral nervous system
using applied electrical fields, J. Trauma, Vol.62, 9: 71-74. (tiếng Nga).
37.
Ivanov S.G et al (1990), từ trị liệu bệnh nhân cao huyết áp, terapevticheskii Arkhiv, Vol
28, 9: 1-5.
38.
Ulachik V.S. (1986), vấn đề kết hợp các yếu tố vật lý và dược phẩm trong điều trị, (tiếng
Nga)
39.
Sauter R. et al. (1992), Klinisch einsetzbare Verfahren der Magnetresonanz –
Spektroskopie, Heutiger Stand, Electromedica, 2: 32-35.
40. Arlart I.P. et al. (1992), Magnetic resonance angiography of the abdominal arteries and vein:
Assessment of the 2D and 3D technique, Electromedica, 3: 58-66.