[实用新型]一种用于治疗骨代谢相关疾病的强磁场装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种强磁场装置，特别涉及一种治疗骨代谢相关疾病的强磁场装置。

背景技术

骨骼代谢疾病是由于多因素引起正常骨骼代谢的生化和细胞状态改变，导致骨骼正常代谢失衡的骨骼疾病。骨代谢相关疾病包括废用性、绝经、脊髓损伤、老龄化和药物等导致的骨质疏松症、以及骨质增生、骨折、椎骨压缩性骨折、股骨头坏死、骨不连、增生性骨关节病、骨痛等。骨代谢疾病和心血管疾病、糖尿病等慢性疾病已成为威胁中老年人群健康的重要疾病。例如，最常见和多发的骨质疏松症，该症状是以骨量减少，骨组织的微观结构显著退化为特征的骨骼疾病。骨质疏松症可能由老龄化、女性绝经、高钠饮食、钙和维生素D缺乏，以及药物等多种原因导致。骨质疏松症致使骨骼强度下降，继而引起骨折风险增加、椎骨压缩性骨折、股骨头坏死、高血钙、结石和血管硬化等症状。此外，长期肌骨废用也会引起严重的骨质流失，如航天员长期空间飞行中的失重环境、地面长期卧床人群等都伴随着骨质流失的发生。国内外目前主流的骨质疏松症治疗理论是以增加钙吸收、维生素D、调节激素水平、促进骨形成和抑制骨吸收等方式，通过多种原理的药物治疗对骨骼代谢进行干预，而物理治疗等非侵入式的治疗方式则相对缺乏。

骨代谢的平衡主要是由骨组织细胞彼此间相互通讯、相互作用来发挥作用的。人体骨组织细胞主要包括骨细胞（Osteocyte）、成骨细胞（Osteoblast，OB）和破骨细胞（Osteoclast，OC）等。其中破骨细胞来源于骨髓单核巨噬细胞系，在骨的重建起始阶段分化成熟后发挥骨吸收功能；成骨细胞来源于骨间充质干细胞，在骨重建过程中的新骨形成环节发挥矿化作用的效应细胞；骨细胞是力学敏感细胞，感受外界力学的刺激，调节骨代谢平衡。

“磁性”是自然界存在的由元素构成的物质均具有的最基本的物理属性之一。地球，为地球生命提供了天然的磁场环境；同时人类还发明和制造了多种形式的人工磁场：包括，强稳恒磁场、脉冲磁场、交变磁场等。

多种形式的强磁场用于骨骼系统的研究已有报道：脉冲电磁场作为磁场的一种类型，其在20世纪70年代就已经应用临床物理治疗多种疾病，并且其安全性也已经通过美国FDA认证。脉冲电磁场能够加快骨不连患者的骨折愈合也已经被科学研究证实。西北工业大学于2016年发表在“电磁生物学及医学（Electromagnetic Biology and Medicine）”专业期刊的研究表明亚磁场（500 nT）和16 T的强磁场对于骨代谢的平衡有重要的调控作用，其中亚磁环境可以促进破骨细胞分化，而强磁场可以通过促进成骨细胞的增殖、分化和矿化能力；以及抑制破骨细胞的增殖、形成和破骨能力。因此发明人认为强磁场可以通过调节成骨和破骨细胞的活动调节促进骨代谢平衡。东京大学在2002年和2008年分别发表在“骨与矿物质研究杂志（Journal of Bone and Mineral Research）”和“生物电磁学（Bioelectromagnetics）”杂志上的文章指出8 T的强磁场曝磁能够促进成骨细胞按磁场方向排列，并且能够刺激骨形成、促进新形成骨的排布方向与磁场方向平行。

迄今，世界各国研究显示，没有证据表明强磁场环境对人体有明显和长期的伤害，世界卫生组织（WHO）在2006年公布的“静场标准（Static Field，Criteria 2006）”指出，8T强稳恒磁场短期暴露，对人体是安全的。公认磁场疗法属于目前已知非电离辐射和场类疗法中唯一可以均匀穿透人体且损伤最小的物理治疗方式。但由于强磁场制备成本和磁医学研究缺少等原因，目前磁场医疗设备应用在医疗实践中，除磁共振成像（MRI）使用超过1T的强磁场外，其他方式的磁治疗设备，包括磁针、磁穴位治疗、经颅磁刺激技术等应用磁感应强度一般均在1T以下，其中经颅磁刺激技术利用毫特级脉冲磁场作用于中枢神经系统，改变皮层神经细胞的膜电位，影响脑内代谢和神经电活动，从而达到治疗相关疾病的效果。强磁场设备中仅磁共振设备能够通过强磁场获取医学影像，其他的强磁场设备并未在临床疾病治疗中应用。此外，基于磁场的物理治疗方式存在一定的阈值，低剂量磁场曝磁无法在治疗中取得预期的效果，而近年来强磁场材料和制造技术的发展给磁场在临床疾病的治疗提供了解决方案和可行性，但是怎样缩小形成强磁场装置的体积使之能用于医疗设备、如何形成曝磁区域稳恒磁场、梯度或脉冲磁场是目前技术中遇到的瓶颈。

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