|作者：張欣 (中國科學院合肥物質科學研究院)

本文選自《物理》2020年第6期

將磁場作為一種干預手段應用于醫(yī)療健康領域，俗稱“磁療”，在過去的幾千年人類歷史中曾有過多次的爭論與起伏。由于結果不一和機制不清等多方面原因，“磁療”目前作為一個整體還未被廣泛接受。然而，近年來不僅有利用脈沖磁場的經(jīng)顱磁刺激被批準應用于臨床，并且有越來越多的實驗證據(jù)顯示，基于穩(wěn)態(tài)磁場的健康干預也有著良好的應用前景。文章主要圍繞穩(wěn)態(tài)磁場對血流、骨骼和疼痛三方面的影響，總結其研究現(xiàn)狀并分析其局限與困境，期待不同學科背景的研究者能夠涉足此領域，進行更規(guī)范化、系統(tǒng)化的深入研究，在明確其機制的前提下對磁場參數(shù)進行優(yōu)化，從而可以早日科學地、有效地將穩(wěn)態(tài)磁場作為一種干預或輔助手段應用于醫(yī)療健康領域。

穩(wěn)態(tài)磁場也稱靜磁場或穩(wěn)恒磁場，指的是強度和方向不隨時間而變化的磁場。盡管關于磁場的強度劃分在不同的學科領域有所不同，也會隨著磁性材料和超導等技術的進一步發(fā)展而有所變化，但是目前在生命健康領域，人們一般把低于1mT 的磁場稱為弱磁場，1mT—1T 為中等磁場，1T以上為強磁場，5T或者20T以上稱為超強磁場。例如，對于一般常見的非特殊拼接的磁鐵，其表磁強度都在中等磁場范圍內。而在醫(yī)療領域廣為應用的磁共振成像(MRI)中的主體部分就是一個強穩(wěn)態(tài)磁場，目前大多數(shù)醫(yī)院里所用的MRI 為0.5—3T。由于場強的升高直接有助于提高成像分辨率，近年來7 T 的MRI 已批準應用于臨床，9.4T的MRI也進行了一些前期的人體臨床試驗。

除了利用磁場進行MRI檢測以外，近年來隨著物理、工程、生命和醫(yī)學各領域技術的發(fā)展，人們開始利用各種不同的技術手段從多個角度來研究磁場對于生物體的作用，不僅對磁場作用于人體的效應有了一定的了解，也初步開發(fā)了磁場在促進人類健康中的應用。例如，經(jīng)顱磁刺激(TMS)，即利用脈沖磁場靶向性無創(chuàng)作用于中樞神經(jīng)，已被FDA批準用于治療多種疾病，包括抑郁癥、偏頭痛、腦或脊髓損傷引起的中樞性疼痛、皰疹后神經(jīng)痛、纖維肌痛和面神經(jīng)性疼痛等[1—3]。在我國，2009 年武漢依瑞德公司生產(chǎn)的TMS設備獲得了SFDA 注冊證。2012 年，中國醫(yī)學科學院生物醫(yī)學工程研究所殷濤團隊聯(lián)合制定了《磁刺激設備》國家醫(yī)藥行業(yè)標準。此外，磁外科，即將磁場應用于多種外科手術，例如利用磁體間的吸力來進行組織擠壓，從而無需縫線，避免了“針孔效應”帶來的吻合口漏以及吻合口水腫、愈合緩慢等不良反應。在西安交通大學第一附屬醫(yī)院呂毅團隊為代表的醫(yī)生們的共同努力下，在肝移植、腸道修復等多種手術中顯示出了明顯的優(yōu)勢[4]。

相比之下，關于將穩(wěn)態(tài)磁場作為一種干預手段來應用于醫(yī)療健康領域，即某種意義上的“磁療”，雖然有著悠久的歷史，但一直存在著爭議。在過去的幾十年間也有為數(shù)不少的相關研究[5，6]，但由于結果不一和機制不明等原因，導致其目前還沒有被主流醫(yī)學所廣泛認可。之前在本刊，我們介紹了穩(wěn)態(tài)磁場對腫瘤影響的研究進展[7]。在本文中，我選取了到目前為止穩(wěn)態(tài)磁場在生命健康領域實驗證據(jù)相對較多的三個方面進行總結和展望，即血流、骨骼和疼痛，也是未來將穩(wěn)態(tài)磁場推向醫(yī)療健康領域極有潛力的三個方面。

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穩(wěn)態(tài)磁場與血流

血液流動涉及到氧和營養(yǎng)物質的供應以及機體代謝，與人體的多種生理病理狀態(tài)密切相關。磁場與血液流動的關系也是人們密切關注的焦點。事實上，經(jīng)過文獻查找，我們發(fā)現(xiàn)了至少有39 篇關于穩(wěn)態(tài)磁場與血流的研究報道。然而，它們的結果并不一致，甚至存在一些看似矛盾的結果，這與2007 年的一篇綜述結論類似[8]。但是，我們發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象，就是在這39 篇穩(wěn)態(tài)磁場與血流相關文獻中，有15 篇(38.5%)報道了穩(wěn)態(tài)磁場可以增加血流(其中大部分都是麻醉/鎮(zhèn)靜動物模型，只有4 篇為非麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài))，有7 篇(17.9%)報道了穩(wěn)態(tài)磁場可以降低血流(1 篇是麻醉/鎮(zhèn)靜動物模型，6 篇為非麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài)，而且降低的大多是疾病狀態(tài)血流，例如腫瘤中的血流)，11 篇(28.2%)顯示穩(wěn)態(tài)磁場對血流無影響，還有6篇(15.4%)顯示穩(wěn)態(tài)磁場對血流的影響呈現(xiàn)雙向性。而對于正常(非疾病或者藥物誘導狀態(tài))的人和動物研究共有25 篇，其中15 篇(60%)升血流(其中大部分都是麻醉/鎮(zhèn)靜動物模型，只有4 篇為非麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài))；3 篇(12%)降血流(1 篇是麻醉/鎮(zhèn)靜動物模型， 2 篇為非麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài))；7 篇(28%)無影響。對于疾病、藥物誘導或其他非正常狀態(tài)的人和動物研究共有14 篇：其中6 篇(42.9%)顯示雙向調節(jié)性；4 篇(28.6%)降血流(1 篇是麻醉/鎮(zhèn)靜動物模型，2 篇為非麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài))；4 篇(28.6%)無影響。而對于14 篇麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài)下的動物研究發(fā)現(xiàn)，11 篇都顯示了增快血流的效果，其余3 篇分別顯示降低血流、雙向調節(jié)或是無影響(圖1)。

圖1 穩(wěn)態(tài)磁場對血流的影響與受試對象的狀態(tài)直接相關

多篇文獻報道都顯示穩(wěn)態(tài)磁場可以調節(jié)機體的血液流動。例如，2001 年Okano和Ohkubo研究局部施加1 mT穩(wěn)態(tài)磁場30 分鐘對清醒兔耳垂中央動脈的血流動力學影響，發(fā)現(xiàn)磁場在N-硝基-L-精氨酸甲酯誘導高血壓和血管收縮情況下可顯著減弱血管收縮(血液流動增加)并抑制血壓升高，在尼卡地平誘導降血壓和舒張血管情況下可顯著降低血管舒張，增強血管收縮(血液流動減少)，拮抗血壓降低，而單獨磁場暴露無明顯變化[9]。穩(wěn)態(tài)磁場單獨處理缺乏明顯反應可能是由于正常生理狀態(tài)未加藥物治療的血管處于平均張力或者多條血管的雙相反應抵消了血液流動的任何凈變化。Morris 和Skalak 在大鼠中同樣發(fā)現(xiàn)70 mT 穩(wěn)態(tài)磁場局部暴露15 分鐘對大鼠骨骼肌微血管張力有恢復作用，即初始狀態(tài)為血管擴張的較小直徑血管經(jīng)磁場處理后血管張力顯著增加，初始狀態(tài)為血管收縮的較小直徑血管的張力顯著減少[10]。此外，Kim等人則在14 名健康受試者的右腦額顳葉分別放置了0.3 T永久靜磁鐵，發(fā)現(xiàn)右額頂葉和右島葉的腦血流明顯增加，左側額葉和左側頂葉區(qū)域腦血流明顯降低[11]。

造成文獻報道結果不一致的可能原因是多方面的。例如，在研究穩(wěn)態(tài)磁場暴露對微循環(huán)和微血管系統(tǒng)的作用效應時，有些動物實驗是在麻醉狀態(tài)下進行，而麻醉藥物可以影響神經(jīng)，甚至可能影響血液流動[12—13]。另外，一些研究測量磁場處理間的血流，一些研究測量磁場處理后的血流，還有一些測量在這兩個時期的血流，但是磁場處理期間和處理后觀察到的作用效應可能不同。如Ichioka(1998 年)等人發(fā)現(xiàn)麻醉大鼠暴露于8 T 穩(wěn)態(tài)磁場后1—5 分鐘皮膚微血管血流明顯增加[14]；之后他們進一步研究發(fā)現(xiàn)，8 T穩(wěn)態(tài)磁場作用于麻醉大鼠全身期間皮膚血流量降低，而從磁體中撤離后恢復正常，這可能是由于磁場暴露期間血流量減少所引起的補償性充血[15]。此外，還有很多因素也會使情況更加復雜化，比如處理時間、作用對象和磁場梯度等變量。這些相互沖突或包容性的研究結果往往削弱了發(fā)現(xiàn)的有益效果并導致結論不確定。因此，我們需要仔細設計并記錄實驗細節(jié)，從而在理論上增加研究的獨立可重復性并且更全面地了解這一研究領域。

研究者們也對穩(wěn)態(tài)磁場影響血液流動的可能機制進行了描述和推測。例如，Tzirtzilakis 提出了一個適用于描述外加磁場作用下牛頓流體流動的生物磁流體動力學數(shù)學模型。該模型采取了鐵流體力學和磁流體力學的原理，同時考慮了血液的磁化強度和電導率。其結果顯示磁場強度和梯度都與其影響血流的效果有關[16]；還有多項研究從磁流體力學的角度計算了磁場對血流的可能影響，例如，2017 年，Rashidi 從磁流體力學的角度總結和分析了磁場對血流以及血栓形成等的影響的可能機制及醫(yī)學應用[17]；然而，從生物醫(yī)學的角度而言，僅從流體力學等方面并不能夠完全解釋生物體作為一個復雜的整體在磁場下的響應。例如，研究發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)磁場可能通過調節(jié)交感神經(jīng)活動來抑制交感激動劑引起的血流動力學的變化[18]。也有研究表明磁場可能影響一氧化氮、壓力反射敏感性和Ca2+信號等途徑誘導作用效應[19，20]。因此，目前磁場作用于體內血液流動在各方面雖有了很多研究，但其機制尚不完全確定，需要進一步深入研究。

總體而言，盡管關于穩(wěn)態(tài)磁場與血液流動的實驗數(shù)據(jù)和理論解釋仍然沒有確切結論，但多項研究表明穩(wěn)態(tài)磁場似乎可以維持循環(huán)系統(tǒng)的平衡和“正?；毖芄δ埽@提示穩(wěn)態(tài)磁場有可能成為一種有效替代或補充手段以應用于血流過多或不足等相關疾病狀態(tài)的改善。對此，人們還需要進行更多更深入的探索研究，為未來臨床試驗的嚴格進行奠定基礎，例如區(qū)分不同部位和不同類型的血管，以及不同疾病狀態(tài)和起始狀態(tài)下的血流變化及其機制等。

2

穩(wěn)態(tài)磁場與骨骼

近年來已有多種基于脈沖電磁場的醫(yī)療儀器用于骨質疏松和骨折等的輔助治療。相比之下，雖然目前還沒有穩(wěn)態(tài)磁場相關的醫(yī)療儀器，但已有大量的相關研究顯示，穩(wěn)態(tài)磁場在防治骨質疏松、促進骨折愈合和骨缺損修復、治療骨關節(jié)炎等方面有著良好的效果和應用前景。西北工業(yè)大學的商澎課題組多年來對此有系統(tǒng)性研究，其最近發(fā)表的一篇綜述也進行了全面分析[21]。從機制上講，磁場作用于骨組織與其對骨組織細胞增殖及分化的調節(jié)相關。在體外，靜磁場可促進骨髓間充質干細胞及成骨細胞的分化和礦化，而抑制骨髓單核細胞及破骨細胞的分化和骨吸收活力。靜磁場對骨組織細胞調控的可能機制是靜磁場影響了細胞生長因子、信號分子、細胞骨架、細胞膜、細胞內鈣離子及鐵代謝[21]。這些能夠從很大程度上解釋磁場對骨骼系統(tǒng)的多種作用。

首先，多項實驗證據(jù)表明穩(wěn)態(tài)磁場可以改善骨質疏松，包括絕經(jīng)和糖尿病引起的骨質疏松，以及缺血性骨質疏松等。通過局部或者全身穩(wěn)態(tài)磁場處理，實驗動物的骨質疏松有所改善。例如，在去卵巢大鼠的腰椎右側植入一個磁感應強度為180 mT的磁性材料，6 周后發(fā)現(xiàn)在靠近磁性材料的大鼠腰椎骨的骨密度顯著升高[22]。將去卵巢大鼠全身暴露于30—200 mT的靜磁場中12 周，發(fā)現(xiàn)其骨密度及骨面積均顯著高于未曝磁組[23]。將藥物誘導的I 型糖尿病大鼠暴露于4 mT靜磁場中16 周，發(fā)現(xiàn)靜磁場可以抑制糖尿病大鼠的小梁骨和皮質骨的結構損傷及骨力學性能的降低[24]。

其次，實驗證據(jù)表明靜磁場可以促進骨折愈合和骨缺損修復。例如，對雜交犬進行橈骨中段截骨術，兩天后在手術部位包裹一圈0.1 T 磁片，8 周后發(fā)現(xiàn)磁場顯著促進了骨折愈合[25]。我國學者早期也有多例利用磁片研究靜磁場對家兔骨折愈合的影響，結果均表明一定強度的靜磁場可促進骨折部位鈣沉積、縮短骨折愈合時間。研究顯示靜磁場暴露能夠有效提高骨缺損處的骨生成、增強植入物與周圍骨質的結合來促進骨缺損的修復。

此外，也有證據(jù)表明穩(wěn)態(tài)磁場可能會緩解骨關節(jié)炎。例如，人們對狗進行右側膝關節(jié)前交叉韌帶閉合切除造成骨關節(jié)炎模型，利用無磁性和有磁性的陶瓷片覆蓋狗窩的地板，在第68 周檢查發(fā)現(xiàn)磁場組滑膜炎、滑膜積液、軟骨表面的破壞和軟骨潰瘍的發(fā)生率比非磁場處理組要少，表明暴露于磁場的犬骨關節(jié)炎的發(fā)展受到了抑制[26]。Taniguchi 等人為了研究穩(wěn)態(tài)磁場對大鼠佐劑性關節(jié)炎的鎮(zhèn)痛作用，對60 只雌性SD 大鼠進行為期12 周的實驗，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)磁場處理組的佐劑性關節(jié)炎的大鼠尾部表面溫度、運動活性和股骨骨密度均顯著高于非磁場處理組，其血清炎癥標志物也明顯低于非磁場處理組[27]。Morris 等人在組胺引起大鼠后肢水腫后立即用穩(wěn)態(tài)磁場持續(xù)刺激15 或30 分鐘，發(fā)現(xiàn)10 mT和70 mT靜磁場可使水腫形成減少20％—50％[28]。但是由于目前關于穩(wěn)態(tài)磁場與骨關節(jié)炎的文獻還不夠充足，因此還需進行更多的研究。

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穩(wěn)態(tài)磁場與疼痛

疼痛的原因和類型多種多樣，且影響的人群極為廣泛，因此不可能用單一的方法來治療不同的個體。此外，阿片類藥物已被用于治療包括晚期癌癥患者在內的嚴重慢性疼痛，但關于其副作用的報告日益增加。因此，尋求更安全、更有效的減輕疼痛的方法是醫(yī)生和科學家的共同目標。

磁鐵可以很容易地應用和移除，將疼痛部位局部暴露于磁場而不影響其他部位，因此被許多人用來減輕疼痛。然而，它們是否有效一直都有爭議。為了進一步明確穩(wěn)態(tài)磁場對疼痛的影響，我們進行了系統(tǒng)文獻調研，對截止到目前為止的設有適當?shù)募倨卮艑φ战M的相關文獻報道進行了綜合分析。我們共收集到29 篇文獻，發(fā)現(xiàn)65%的人體研究(23 篇)和100%的小鼠研究(6 篇)都顯示了穩(wěn)態(tài)磁場的緩解疼痛作用。首先，在收集到的23 篇穩(wěn)態(tài)磁場對疼痛影響的人體研究中，有15 項顯示了穩(wěn)態(tài)磁場確實對人體有明顯的鎮(zhèn)痛作用。例如，1997 年，Vallbona 等人進行了一項雙盲試點研究，以測量脊髓灰質炎綜合癥患者的肌肉和關節(jié)炎疼痛患者對穩(wěn)態(tài)磁場的疼痛反應。他們發(fā)現(xiàn)，76%的患者在用0.03—0.05 T的穩(wěn)態(tài)磁場治療45分鐘后疼痛得到改善[29]。2011 年，Kovacs-Balint 等人發(fā)現(xiàn)，最大為330 mT的非均勻穩(wěn)態(tài)磁場可顯著提高熱痛閾值[30]。2012 年，Laszlo 等人發(fā)現(xiàn)0—192 mT磁性設備5分鐘就可以有效地將顳下頜關節(jié)紊亂病組患者的口腔疼痛評分從2.0 降低到0.5，但肺泡炎或口瘡組未見明顯效果[31]。這些都顯示了穩(wěn)態(tài)磁場對疼痛有緩解作用。然而，我們發(fā)現(xiàn)也有一些報道沒有觀察到這種作用。例如，1997 年，Caselli 等人為足跟疼痛患者提供了10 高斯磁鞋墊，治療4 周后，他們發(fā)現(xiàn)治療組和對照組的疼痛都有所改善( 分別為58% 和60%)， 但兩者之間沒有顯著差異[32]。2000 年，Collacott 等人使用300 高斯設備治療慢性腰痛患者一周，治療組和對照組的疼痛評分均下降(0.49 vs. 0.44)，兩組之間無顯著性差異[33]。2002 年，30名患者接受了治療，使用0.1 T設備治療腕關節(jié)疼痛患者約45 分鐘時，治療組與對照組之間沒有顯著差異[34]。2007年，Kuipers等人發(fā)現(xiàn)，暴露0.06 T磁墊1小時不會改變生理應激引起的疼痛感覺[35]。

但是很有意思的是，雖然在文獻中只有少數(shù)關于穩(wěn)態(tài)磁場對疼痛影響的動物研究，但所有的報道都顯示了正面作用。例如，2007年，Laszlo等人表明，穩(wěn)態(tài)磁場能夠有效地緩解0.6%醋酸注射引起的小鼠內臟疼痛，且具有治療時間和磁場強度依賴性[36]。2008 年，Gyires 等人發(fā)現(xiàn)，1.6 mT、0.16 T/m 的非均勻穩(wěn)態(tài)磁場暴露30 分鐘可顯著降低小鼠內臟疼痛水平[37]。Kiss 等人還發(fā)現(xiàn)，30 分鐘的非均勻穩(wěn)態(tài)磁場治療可產(chǎn)生比均勻穩(wěn)態(tài)磁場更強的鎮(zhèn)痛效果。這些研究都表明治療時間和磁場強度以及穩(wěn)態(tài)磁場均勻性都是影響穩(wěn)態(tài)磁場鎮(zhèn)痛效果的關鍵因素[38]。此外，也有其他小鼠的疼痛模型顯示了積極的鎮(zhèn)痛效果。例如2009 年，Antal等人發(fā)現(xiàn)，最大強度為476 mT的梯度穩(wěn)態(tài)磁場可以抑制機械刺激引起的小鼠神經(jīng)痛敏感性增加[39]。2017年，Zhu等人發(fā)現(xiàn)，在小鼠牙齒移動模型中，20—204 mT穩(wěn)態(tài)磁場治療14 天可以顯著降低疼痛程度[40]。

穩(wěn)態(tài)磁場對疼痛緩解的影響與穩(wěn)態(tài)磁場強度、治療時間和疼痛類型都有關。有一些研究比較了不同的穩(wěn)態(tài)磁場強度，表明高強度的穩(wěn)態(tài)磁場有更好的止痛效果(表1)。因此，我國學者開發(fā)了1.5 T 和2.9 T 的超導穩(wěn)態(tài)強磁場設備，目前正在對此進行研究(圖2)。此外，疼痛類型是決定穩(wěn)態(tài)磁場是否具有鎮(zhèn)痛作用的一個關鍵因素。例如，前面提到了穩(wěn)態(tài)磁場能顯著降低顳下頜關節(jié)紊亂病患者的痛覺，但對肺泡炎和口瘡沒有顯著影響。

表1 穩(wěn)態(tài)磁場場強升高有助于緩解疼痛

圖2 超導穩(wěn)態(tài)強磁場設備

目前，關于穩(wěn)態(tài)磁場鎮(zhèn)痛作用的機制研究非常有限，對其鎮(zhèn)痛作用機制的研究尚不明確，在細胞和分子水平上也沒有直接的證據(jù)，但初步的實驗證據(jù)顯示，辣椒素受體VR1/TRPV1、阿片受體和P2X3 受體等膜受體可能參與其中[37，40，45，46]。這些研究為人們提供了一些潛在的研究方向。此外，正如一些研究者所推測的那樣，穩(wěn)態(tài)磁場的鎮(zhèn)痛機制可能還與細胞膜本身、離子通道以及促炎/促傷害性神經(jīng)肽有關，也有可能和上述的血流直接相關，這些都有待進一步研究。

總而言之，通過對實驗細節(jié)的分析，我們發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)磁場緩解疼痛的作用受多個因素的影響，包括穩(wěn)態(tài)磁場強度、治療時間和疼痛類型等。我們認為，如果使用適當?shù)姆€(wěn)態(tài)磁場參數(shù)，穩(wěn)態(tài)磁場實際上對管理某些特定類型的疼痛具有相當大的希望。綜合評價穩(wěn)態(tài)磁場的參數(shù)及其對不同疼痛類型的鎮(zhèn)痛作用，以及其潛在的分子機制，將有助于進一步驗證其在未來疼痛治療中的潛力。

4

現(xiàn)狀分析與展望

相比其他類型的磁場，穩(wěn)態(tài)磁場無熱效應和電效應，并且基于永磁鐵的靜磁產(chǎn)品使用方便、易穿戴或植入、價格合理等，因此在輔助治療中具有可行且容易實現(xiàn)等優(yōu)勢。前期的大量實驗數(shù)據(jù)也顯示穩(wěn)態(tài)磁場在調節(jié)血流、改善骨質和緩解疼痛等方面具有潛在臨床應用前景。事實上，除了本文所涉及的這三方面，近年來穩(wěn)態(tài)磁場在代謝、炎癥、免疫、肌腱和傷口愈合等方面也顯示出了初步良好的應用前景。然而，靜磁場在醫(yī)學治療領域的應用仍未被人們所廣泛接受，至少還未被主流醫(yī)學所認可，存在著多方面的原因：

(1) 結果不統(tǒng)一。盡管大多數(shù)實驗研究報道了靜磁場對血液調節(jié)、骨骼系統(tǒng)以及緩解疼痛具有正效應，但同時也有無效應，甚至有個別報道反效應[47]。導致結果不統(tǒng)一的原因比較復雜，包括磁場參數(shù)不同(強度、梯度、分布，甚至磁場方向等)、研究對象不同(正常和不同的疾病狀態(tài)、不同組織和類型的細胞等)，磁場處理方式不同(處理時間和頻率等)，以及所使用檢測方法靈敏度和分辨率等的差異，因此人們還需要更多的實驗對產(chǎn)生最佳效果的磁場強度、磁場作用方式以及疾病狀態(tài)等進行多方面研究。

(2) 研究不規(guī)范，缺乏標準化。磁療的應用不同于藥物，因為在不同的研究中，藥物可以以相同的量準確地進入人體或細胞，但是磁場相關實驗需要考慮多個細節(jié)，包括磁體表面與組織的距離、磁體表面磁場強度、磁體材料組成、磁體極性等等。人們以多種不同的方式進行研究，這可能直接影響實驗結果。在很多研究中，磁場的參數(shù)都沒有具體描述，甚至還有些研究沒有進行最基本的磁場測量，因此，不同實驗得出不同結果也就不足為奇。我們推薦對磁場進行三維空間掃描，從而能夠準確地分析受試對象所處的磁場環(huán)境。

(3) 機制不清楚。例如，雖然有一些關于穩(wěn)態(tài)磁場鎮(zhèn)痛作用機制的研究，但大多基于假設，因此缺乏直接的分子水平的證據(jù)。除了磁場對血流的影響有大量的數(shù)學和物理方面的研究之外，目前大多數(shù)關于磁場生物學效應作用機理的研究多集中在生物學方面，包括蛋白水平的升高與降低和細胞形態(tài)、增殖和死亡等基本變化等，然而這些生物學水平的變化可能都不是根本原因，而是引起的中間效應。Muehsam 等人通過體外實驗發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)磁場可以直接提高人血紅蛋白的脫氧率，提示了穩(wěn)態(tài)磁場可能促進生物體內的氧利用率，這可能是磁場導致的多種體內生物學效應的重要機制之一[48]。然而，其具體過程并不清楚。僅從數(shù)學和物理機制上分析，例如磁場對血流的影響，往往因其無法考慮生物體系的復雜性，從而不能解釋在活體動物和人體上所觀測到的現(xiàn)象。因此，人們需要進一步系統(tǒng)性地從物理、化學、生物、醫(yī)學多個層面，例如磁場對體內電流、自由基、氧化還原、生物樣品精確磁性測量、順磁和抗磁性物質的響應區(qū)別、生物體神經(jīng)調控等多方面進行深入探究。

(4) 人體臨床實驗不足，且現(xiàn)有的少數(shù)臨床試驗效果不理想。目前的研究多局限于離體細胞及動物模型上，并且動物研究也非常有限。例如，雖然到目前為止所有可用的動物研究都顯示了穩(wěn)態(tài)磁場的積極鎮(zhèn)痛作用，但它們的研究數(shù)量必須進一步擴大，包括更多的疼痛類型。對于人體實驗的效果不理想，我們認為這可能是由于磁場參數(shù)不正確和治療時間不足，以及沒有區(qū)分具體的疾病類型，例如疼痛類型等。人們還應進行大量的研究，以優(yōu)化穩(wěn)態(tài)磁場的參數(shù)和不同的疼痛類型，從而得出穩(wěn)態(tài)磁場對人體鎮(zhèn)痛作用的結論。

(5) 安慰劑效應。安慰劑效應在疼痛治療中非常常見。在8 項磁場效果為“陰性”的研究中，其中6 項研究顯示假曝磁組和磁場處理組與未經(jīng)治療的對照組相比疼痛均有改善，但假曝磁組和磁場處理組之間沒有顯著差異。這表明安慰劑效應起著重要作用。事實上，在結果為正效應的多個研究中，安慰劑效應也非常明顯。例如，Vallbona 等人的研究中的假曝磁組也有一些安慰劑效應，這使得患者疼痛水平從9.5 分降低到8.4 分，只是磁場處理組的療效更為明顯。此外，76%的磁場處理組患者報告疼痛明顯減輕，而安慰劑組只有19%的患者報告疼痛程度減輕。因此，安慰劑效應在磁場對疼痛的影響中不可忽視。但即使如此，還是有超過一半的研究顯示了磁場處理組比起安慰劑組來說有著更好的緩解疼痛效果，并且具有統(tǒng)計學意義(圖3)。此外，令人感興趣和驚訝的是，到目前為止，我們所能找到的100%已報道的小鼠研究顯示了穩(wěn)態(tài)磁場具有積極的鎮(zhèn)痛作用。盡管有限的研究數(shù)量、疼痛類型或磁場參數(shù)可能都降低了人類研究中陽性結果的百分比，但是我們認為，人類和小鼠的鎮(zhèn)痛作用研究的主要區(qū)別之一可能是安慰劑效應。事實上，在小鼠研究中缺乏安慰劑效應及其陽性結果在一定程度上證明了穩(wěn)態(tài)磁場在疼痛緩解方面的有效性，至少在已經(jīng)報道的這些研究中所涉及的磁場參數(shù)和疼痛類型方面是如此。對于疼痛等疾病狀態(tài)來講，安慰劑的作用可能是強大的，它對人體的巨大影響往往會掩蓋某些磁場療法本身的影響，特別是在目前大多磁場參數(shù)還沒有優(yōu)化，因此效果并不是最佳的情況下。因此，需要承認安慰劑效應的存在，承認它對磁場治療的整體效應的貢獻，而不是簡單地去否認它。

圖3 “安慰劑效應”在磁場對人體的疼痛研究中確實存在，但多數(shù)研究表明穩(wěn)態(tài)磁場本身相比于“安慰劑”對照組(即Sham control，假曝磁組)來講效果更強

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結論

雖然“磁療”的科學性和有效性一直都存在著爭議，也是筆者作為一個受多年傳統(tǒng)生物醫(yī)學教育的科研工作者曾經(jīng)刻意回避的話題。但隨著對磁場生物學效應機制的探索和近年來的研究積累，筆者認為“磁療”事實上在很大程度上與中醫(yī)和中藥面臨著非常類似的困境，即精華與糟粕并存?？傮w而言，它們的機制復雜并且效果較為溫和，無法與西醫(yī)的立竿見影相比較，但是同時，它們既不是包治百病，也不是偽科學。一方面，由于基于永磁鐵的一些磁療產(chǎn)品可以局部應用于人體特定部位，具有較高的穿透力和時間控制能力，并且通常成本低而安全性良好，因此在世界各國都有一定的人群在使用基于永磁鐵的磁療產(chǎn)品，用來改善一些輕微的疾病或者亞健康狀態(tài)。近年來有科學實驗證據(jù)表明穩(wěn)態(tài)磁場在調節(jié)血流、改善骨骼系統(tǒng)以及緩解疼痛、影響代謝、減輕炎癥以及促進傷口愈合等有著一定的效果。但是另一方面，磁場對人類的具體影響并不完全明確。這不僅是由于從事本領域研究的學者較少，并且對磁場本身或者是生物醫(yī)學體系也缺乏足夠的了解，導致很多研究不夠規(guī)范化，得到的結果沒有很好的可重復性，從機制上也缺乏深入的探索，再加上從業(yè)者和商家良莠不齊和夸大宣傳等負面影響，都導致了目前所面臨的困境。但幸運的是，隨著近幾年越來越多的專業(yè)人員加入本領域，可以借助多學科的現(xiàn)代檢測手段、先進理念以及更好的磁場條件，對磁場作用于人體的效應和機制進行系統(tǒng)深入的研究，并針對于不同癥狀的磁場條件進行優(yōu)化。例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，較高場強和較長時間的磁場對緩解疼痛有著更明顯的作用，并且筆者課題組近期也發(fā)現(xiàn)，不同磁場條件對不同病癥有著完全不同的效果。我們相信隨著越來越多的學者加入本領域，進行越來越規(guī)范化和深入的機制探索和系統(tǒng)研究，磁場療法一定會在未來被科學地應用于醫(yī)學領域，在緩解疼痛、改善骨骼和血流等多方面發(fā)揮獨特的作用。

參考文獻

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[1] Schuster N M，Rapoport A M. Nat. Rev. Neurol.，2016，12：635

[2] Klein M M et al. Pain，2015，156：1601

[3] Lefaucheur J P et al. Clin. Neurophysiol.，2020，131：474

[4] 磁外科學機遇和挑戰(zhàn)(磁外科專輯)?？茖W通報，2020，65 (13)：1163

[5] 張欣，Yarema K，許安. 穩(wěn)態(tài)磁場的生物學效應. 科學出版社，2018.56-57

[6] Basford J R. Arch. Phys. Med. Rehabil.，2001，82：1261

[7] 張欣. 物理，2017，46(7)：409

[8] McKay J C et al. Bioelectromagnetics，2007，28：81

[9] Okano H，Ohkubo C. Bioelectromagnetics，2001，22：408

[10] Morris C，Skalak T. Bioelectromagnetics，2005，26：1

[11] Kim S et al. Brain Research，2010，131：211

[12] Alkire M T et al. Science，2008，322：876

[13] Adolphs J et al. Intensive Care Medicine，2004，30：2094-2101.

[14] Ichioka S et al. Medical & Biological Engineering & Computing，1998，36：91

[15] Ichioka S et al. Bioelectromagnetics，2000，21：183

[16] Tzirtzilakis E E. Physics of Fluids，2005，17：077103

[17] Rashidi S et al. Journal of Magnetism and Magnetic Materials，2017，439：358

[18] Okano H，Ohkubo C. Bioelectromagnetics，2007，28:369

[19] Okano H，Ohkubo C. Bioelectromagnetics，2003，24:139

[20] Okano H，Ohkubo C. Bioelectromagnetics，2005，26:469

[21] 楊建成等. 科學通報，2020，65 (13)：1238

[22] Xu S et al. Evid.-Based Complement. Altern. Med.，2011，2011：620984

[23] Taniguchi N，Kanai S. Evid.-Based Complement. Altern. Med.，2007，4：99

[24] Zhang H et al. Bone，2018，107：36

[25] Saifzadeh S et al. Iran. J. Vet. Res.，2007，8：8

[26] Rogachefsky R A et al. Bioelectromagnetics，2004，25：260

[27] Taniguchi N et al. Evid.-Based Complement. Altern. Med.，2004，1：187

[28] Morris C E，Skalak T C. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol.，2008，294：50

[29] Vallbona C et al. Arch. Phys. Med. Rehabil.，1997，78：1200

[30] Kovács-Bálint Z et al. Bioelectromagnetics，2011，32：131

[31] László J F et al. Int. J. Radiat. Biol.，2012，88：430

[32] Caselli MA et al. J. Am. Podiatr. Med. Assoc.，1997，87：11

[33] Collacott E A et al. JAMA-J. Am. Med. Assoc.，2000，283：1322

[34] Carter R et al. J. Fam. Pract.，2002，51：38

[35] Kuipers N T et al. J. Appl. Physiol.，2007，102：1410

[36] Laszlo J et al. Bioelectromagnetics，2007，28：615

[37] Gyires K et al. Bioelectromagnetics，2008，29：456

[38] Kiss B et al. Bioelectromagnetics，2013，34：385

[39] Antal M et al. Bioelectromagnetics，2009，30：438

[40] Zhu Y et al. Bioelectromagnetics，2017，38：22

[41] Khoromi S et al. J. Pain Symptom Manage.，2007，34：434

[42] Segal N A et al. Arch. Phys. Med. Rehabil.，2001，82：1453

[43] Eccles N K. J. Altern. Complement. Med.，2005，11：681

[44] Taylor A et al. J. Altern. Complement. Med.，2001，7：53

[45] Okano H et al. Bioelectromagnetics，2012，33：518

[46] Sandor K et al. Life Sci.，2007，81：97

[47] Harun R et al. Int. J. Environ. Res. Public Health，2015，12：8919

[48] Muehsam D et al. PLoS One，2013，8(4)：e61752

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