Fizyka medyczna - Polski Serwis Naukowy

Fizyka medyczna - dział fizyki wykorzystujący metody fizyczne w zastosowaniach medycznych (diagnostyka, terapia, rehabilitacja).

Historia rozwoju fizyki medycznej

Za ojca fizyki medycznej uważa się Hermanna von Helmholtza, który zajmował się zarówno fizyką (był profesorem na Uniwersytecie Berlińskim), jak i medycyną (profesor na Uniwersytecie w Heidelbergu). Historia nauki zna wiele innych przypadków wybitnych ludzi zajmujących się zagadnieniami z pogranicza fizyki i medycyny m.in.: Mikołaj Kopernik, Galileusz. Po raz pierwszy termin fizyka medyczna wprowadził prawdopodobnie Neil Arnott w XIX wieku, ale właściwy rozwój tej dyscypliny rozpoczął się wraz z odkryciem przez W. Röntgena promieniowania X i promieniotwórczych pierwiastków przez małżeństwo Curie.

Pierwszą polską uczelnią kształcącą fizyków medycznych była Politechnika Warszawska, gdzie w 1946 roku prof. Cezary Pawłowski zorganizował studia w tym kierunku na Wydziale Elektrycznym.

Obecnie w Polsce fizyka medyczna jest tzw. kierunkiem zamawianym.

Działy fizyki medycznej

Radiodiagnostyka

Pod tym pojęciem rozumiemy wszelkie nieinwazyjne metody obrazowania mające na celu wykrycie ognisk chorobowych (m.in. nowotwory, złamania, itp.). Główne metody obrazowania to:

Kresomózgowie (łac. telencephalon), inaczej mózg (łac. cerebrum) – część mózgowia obejmująca półkule mózgu, spoidła mózgu (w tym ciało modzelowate), blaszkę krańcową, jądra podstawne oraz węchomózgowie. Kresomózgowie nadzoruje większość czynności fizycznych i umysłowych. Różne obszary kresomózgowia są odpowiedzialne za rozmaite reakcje świadome.

Ultrasonografia, USG – nieinwazyjna, atraumatyczna metoda diagnostyczna, pozwalająca na uzyskanie obrazu przekroju badanego obiektu. Metoda ta wykorzystuje zjawisko rozchodzenia się, rozpraszania oraz odbicia fali ultradźwiękowej na granicy ośrodków, przy założeniu stałej prędkości fali w różnych tkankach równej 1540 m/s. W ultrasonografii medycznej wykorzystywane są częstotliwości z zakresu ok. 2-50 MHz. Fala ultradźwiękowa najczęściej generowana jest oraz przetwarzana w impulsy elektryczne przy użyciu zjawiska piezoelektrycznego (opisanego przez braci Curie na przełomie lat 1880-1881). Pierwsze doświadczenia nad wykorzystaniem ultrasonografii w diagnostyce prowadzone były w trakcie i zaraz po II wojnie światowej, a ultrasonografy wprowadzone zostały do szpitali na przełomie lat 60. i 70. XX wieku (jednym z pierwszych klinicznych zastosowań była diagnostyka płodu).

Rentgenodiagnostyka wykorzystująca promieniowanie X (m.in. tomografia komputerowa, mammografia)

USG

EEG i MEG

Diagnostyka radioizotopowa(m.in. PET)

Termografia

rezonans magnetyczny (MRI)

Radioterapia

Jest to jedna z trzech podstawowych metod leczenia nowotworów wykorzystująca promieniowanie jonizujące (pozostałe to chemioterapia i hormonoterapia). Może być stosowana jako samodzielna metoda leczenia, bądź jako jedna z części tzw. leczenia skojarzonego.

Radioterapia, dawniej curieterapia - metoda leczenia za pomocą promieniowania jonizującego. Stosowana w onkologii do leczenia chorób nowotworowych oraz łagodzenia bólu związanego z rozsianym procesem nowotworowym, np. w przerzutach nowotworowych do kości. Radioterapia jest podspecjalnością lekarską w obrębie onkologii.

Politechnika Warszawska (PW) – państwowa wyższa uczelnia w Warszawie. Jest jedną z największych i najlepszych wyższych uczelni technicznych w Polsce oraz w Europie Środkowo-Wschodniej. Według ogólnoświatowego rankingu szkół wyższych Webometrics Ranking of World Universities opracowanego przez hiszpański instytut Consejo Superior de Investigaciones Científicas uczelnia zajmuje 3. miejsce w Polsce wśród uczelni technicznych, a w świecie 604. pośród wszystkich typów uczelni..

Osobny artykuł: Radioterapia.

Fizykoterapia

Jedna z form fizjoterapii i część medycyny fizykalnej, w której na organizm oddziałuje się rozmaitymi bodźcami fizycznymi, pobieranymi z natury (Słońce, borowina) lub wytwarzanymi specjalnymi urządzeniami (krioterapia, prądy różnego rodzaju).

Polska, oficjalnie Rzeczpospolita Polska – państwo położone w Europie Środkowej nad Morzem Bałtyckim. Graniczy z Niemcami (na zachodzie), Czechami i Słowacją (na południu), Ukrainą i Białorusią (na wschodzie), na północnym wschodzie z Litwą oraz na północy z Rosją (obwód kaliningradzki). Ponadto polska granica wyłącznej strefy ekonomicznej na Bałtyku graniczy ze strefami Danii i Szwecji.

Maria Salomea Skłodowska-Curie (ur. 7 listopada 1867 r. w Warszawie, zm. 4 lipca 1934 r. w Passy) – fizyk i chemik narodowości polskiej. Większość życia spędziła we Francji, tam też rozwinęła swoją karierę naukową. Prekursor nowej gałęzi chemii — radiochemii. Do jej największych dokonań należą: opracowanie teorii promieniotwórczości, technik rozdzielania izotopów promieniotwórczych oraz odkrycie dwóch nowych pierwiastków — radu i polonu. Pod jej osobistym kierunkiem prowadzono też pierwsze w świecie badania nad leczeniem raka za pomocą promieniotwórczości. Dwukrotnie wyróżniona Nagrodą Nobla za osiągnięcia naukowe, po raz pierwszy w 1903 z fizyki wraz z mężem i Henrim Becquerelem za badania nad odkrytym przez Becquerela zjawiskiem promieniotwórczości, po raz drugi w 1911 z chemii za wydzielenie czystego radu. Do dziś pozostaje jedyną kobietą, która tę nagrodę otrzymała dwukrotnie, a także jedynym uczonym w historii uhonorowanym Nagrodą Nobla w dwóch różnych dziedzinach nauk przyrodniczych.

Osobny artykuł: Fizykoterapia.

Zakres zainteresowań fizyki medycznej

Oprócz wyżej wymienionych działów osoby zajmujące się fizyką medyczną odpowiadają m.in. za kontrolę jakości, czy dozymetrię. Ważną częścią ich działalności są wszelkie prace mające za zadanie zrozumienie działania ludzkiego mózgu.

Promieniowanie rentgenowskie (w wielu krajach nazywane promieniowaniem X lub promieniami X) – rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, którego długość fali mieści się w zakresie od 10 pm do 10 nm. Zakres promieniowania rentgenowskiego znajduje się pomiędzy ultrafioletem i promieniowaniem gamma. Znanym skrótem nazwy jest promieniowanie rtg.

Galileusz (wł. Galileo Galilei) (ur. 15 lutego 1564 w Pizie, zm. 8 stycznia 1642 koło Florencji) – włoski astronom, astrolog, fizyk i filozof, twórca podstaw nowożytnej fizyki.

Zobacz też

Portal:Fizyka

Przypisy

Fizyka medyczna. redaktorzy tomu: Grzegorz Pawlicki, Tadeusz Pałko, Natalia Golnik, Barbara Gwiazdowska, Leszek Królicki. Warszawa: Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2002. ISBN 83-87674-37-0.
Co studiować, by dostać tysiąc zł miesięcznie (pol.). [dostęp 2010-05-24].

Linki zewnętrzne

http://www.fuw.edu.pl/~ajduk/zjazd/pawl.htm - Obszerny artykuł o fizyce medycznej

www.aapm.org - American Association of Physicists in Medicine

www.medphys.ca - Canadian Organization of Medical Physicists

medicalphysicsweb.org - a community website from the Institute of Physics

www.ipem.ac.uk - Institute of Physics and Engineering in Medicine (United Kingdom)

www.iomp.org - The International Organization of Medical Physics

Mammografia – radiologiczna metoda badania sutka (gruczołu piersiowego). Podobnie jak w pozostałych metodach rentgenowskich, wykorzystuje się tu różnice w pochłanianiu promieni X, przechodzących przez poszczególne tkanki organizmu. Obraz utrwalany jest na błonach retgenowskich. Badania wykonuje się specjalnym aparatem, wytwarzającym promieniowanie w zakresie 25-40 kV (promieniowanie miękkie), przy użyciu czułych błon rentgenowskich.

Elektroencefalografia (EEG) - nieinwazyjna metoda diagnostyczna służąca do badania bioelektrycznej czynności mózgu za pomocą elektroencefalografu. Badanie polega na odpowiednim rozmieszczeniu na powierzchni skóry czaszki elektrod, które rejestrują zmiany potencjału elektrycznego na powierzchni skóry, pochodzące od aktywności neuronów kory mózgowej i po odpowiednim ich wzmocnieniu tworzą z nich zapis - elektroencefalogram. Jeśli elektrody umieści się bezpośrednio na korze mózgu (np. podczas operacji) badanie nosi nazwę elektrokortykografii (ECoG). Pierwszy polski zapis EEG został zarejestrowany przez Adolfa Becka na Uniwersytecie Jagiellońskim, który swoją pracę opublikował w 1890 r. Pierwsze badanie EEG na człowieku przeprowadził Hans Berger, psychiatra z Jeny.