Fizyka

zastosowanie zjawisk i procesów fizycznych w medycynie

Odpowiedź

robkrzys

promieniowanie X- promieniowanie Roentgenowskie do wykonywania prześwietleń pole elektromagnetyczne (MRI), ultradźwięki (USG), światło (mikroskop optyczny), prąd elektryczny (badania elektroimpedancyjne), promieniowanie niejonizujące (diatermia, światło podczerwone i ultrafioletowe), prąd elektryczny, ciepło , zimno, siła, ruch itp., w celu przywrócenie zdrowia. Rejestracja sygnałów biologicznych generowanych przez organizm człowieka, elektrycznych, mechanicznych i chemicznych w postaci pomiaru odpowiednich wielkości fizycznych - diagnostyka Obrazowanie za pomocą pola magnetycznego Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego polega na wykorzystaniu magnetycznych właściwości jąder atomowych w szczególności atomów wodoru czyli protonów. Właściwości magnetyczne protonów są następstwem spinu i związanego z nim momentu magnetycznego. Wodór występujący w rożnych związkach ma największy udział wśród pierwiastków tworzących składniki ciała ludzkiego i zarazem relatywnie duży moment magnetyczny. Dzięki temu jest najsilniejszym źródłem sygnału spośród wszystkich jąder. Z tych względów jest niezwykle atrakcyjny dla obrazowania struktury i czynności narzadów.

Łucja05

Spektakularne osiągnięcia diagnostyczne i niezwykłe sukcesy terapeutyczne współczesnej medycyny są możliwe dzięki bliskiej codziennej współpracy lekarzy z fizykami i inżynierami i ogromnego potencjału środków technicznych. Według tradycyjnego podziału, metody i urządzenia stosowane w medycynie można podzielić na: · diagnostyczne · terapeutyczne · rehabilitacyjne Metody fizyczne i urządzenia stosowane w diagnostyce, służą do wyznaczania wartości wielkości fizycznych, generowanych przez tkanki i narządy charakteryzujących czynne własności organizmu (potencjał czynnościowy, ruch, siła) oraz wielkości fizycznych, chemicznych i biologicznych charakteryzujących bierne właściwości ciała, jego narządów i tkanek (długość, kształt, struktura ciała, struktura tkanek, skład chemiczny, stężenia elektrolitów, itp.) O ile wyznaczanie wielkości charakteryzujących czynne własności organizmu oparte jest na pomiarach sygnału generowanego przez organizm (np. elektrografie ekg, emg, eeg), wyznaczenie biernych właściwości organizmu wymaga zazwyczaj zastosowania środka penetrującego organizm jak promieniowanie jonizujące (X i jądrowe), pole elektromagnetyczne (MRI), ultradźwięki (USG), światło (mikroskop optyczny), prąd elektryczny (badania elektroimpedancyjne), itp. Metodami fizycznymi i urządzeniami stosowanymi w terapii, wymusza się, wspomaga lub hamuje niektóre procesy biologiczne albo niszczy się niepożądaną tkankę (zwłaszcza nowotworową), za pomocą zewnętrznego środka fizycznego takiego jak promieniowanie elektromagnetyczne jonizujące (promieniowanie X, cząstki naładowane), niejonizujące (diatermia, światło podczerwone i ultrafioletowe), prąd elektryczny, ciepło , zimno, siła, ruch itp., w celu przywrócenie zdrowia. Metody fizyczne i urządzenia rehabilitacyjne, podobnie jak terapeutyczne mają na celu poprawienie stanu pacjenta, a jeśli to możliwe, przywrócenie do formy jaką miał przed zachorowaniem i przed rozpoczęciem leczenia. Rehabilitacja jest zatem rodzajem postępowania leczniczego i wykorzystuje znaczną część metod i urządzeń terapeutycznych. Kosztowne, trafiające do medycyny w coraz większej ilości, nowoczesne środki techniczne diagnostyki i terapii, aby mogły być racjonalnie wykorzystane i aby nie zagroziły bezpieczeństwu pacjenta wymagają właściwego i ostrożnego użycia. W tym celu istnieje potrzeba wsparcia personelu medycznego kadrą specjalistów o przygotowaniu fizycznym i inżynieryjnym. Obecnie co roku na świecie oferowany jest sprzęt medyczny o wartości przeszło 10 mld dolarów (1999r.). Tak wielka ilość środków technicznych diagnostyki i terapii wymaga fachowej i odpowiedzialnej osługi, a zwłaszcza systematycznej kontroli sprawności i bezpiecznego użytkowania. Mało kto wie, że po raz pierwszy systematyczne kształcenie na poziomie wyższym fizyków medycznych i inżynierów medycznych rozpoczęto w Polsce, w Politechnice Warszawskiej, na Wydziale Elektrycznym w 1946r. Twórcą i organizatorem studiów był fizyk, uczeń prof. Pieńkowskiego i M. Skłodowskiej -Curie, prof. Cezary Pawłowski. Dzisiaj nie istnieje wyraźna granica pomiędzy fizyką medyczną a inżynierią biomedyczną. Zakres tematyki będącej domeną każdej z tych dyscyplin zależy od tradycji środowiska i lokalnych potrzeb klinik i innych zakładów ochrony zdrowia . Zwyczajowo utarło się, że fizyka medyczna obejmuje zagadnienia związane z badaniami naukowymi dotyczącymi oddziaływania promieniowania jonizującego na organizmy żywe (radiobiologia, radiosterylizacja) i praktyką medyczną, w których wykorzystuje się to promieniowanie w celach diagnostycznych i terapeytycznych oraz z ochroną radiologiczną personelu medycznego i pacjenta. Natomiast urządzenia generujące promieniowanie jonizujące i niejonizujące stosowane w technice obrazowania narządów wewnętrznych (diagnostyka radiologiczna, MRI, USG) czynnych i biernych właściwości elektrycznych tkanek organizmu, oddziaływanie na organizm żywy promieniowania elektromagnetycznego niejonizującego stosowanego w terapii zwłaszcza w fizykoterapii, urządzeń do badań laboratoryjnych i licznych innych urządzeń diagnostycznych i sprzętu medycznego jest domeną inżynierii biomedycznej. Osoby o przygotowaniu fizycznym jak i inżynierskim są w równej mierze potrzebne lekarzom w codziennej praktyce medycznej. Stosowanie skomplikowanych urządzeń i metod diagnostycznych i terapeutycznych wymaga wiedzy i umiejętności wykraczających poza programy nauczania lekarzy. Wiedzy którą dysponują fizycy i inżynierowie. Współczesna medycyna jest nasycona technologią jak nigdy dotąd. Podstawą wartościowania zakładu opieki zdrowotnej, w odczuciu społecznym, są już nie tylko kwalifikacje personelu lekarskiego i pielęgniarskiego ale przede wszystkim stan technicznego wyposażenia. Trudno sobie wyobrazić aby współczesny szpital mógł funkcjonować racjonalnie bez uczestnictwa w procedurach diagnostycznych i terapeutycznych bez udziału fizyków i inżynierów medycznych. Obecnie pod względem organizacyjnym zarówno radiologiczne jak i nieradiologiczne metody i urządzenia diagnostyki obrazowej są traktowane łącznie i wchodzą w zakres czynności Zakładów Diagnostyki Obrazowej, zatrudniających obok lekarzy także fizyków i inżynierów. Stosowane w medycynie metody i urządzenia wykorzystujące zjawiska fizyczne można podzielić na dwie grupy. Te których celem jest pomiar wielkości generowanych przez organizm człowieka oraz te których celem jest wyznaczenie wielkości charakteryzujących bierne właściwości fizyczne organizmu oraz materiału biologicznego pobranych próbek. O ile wartości poszczególnych wielkości należących do pierwszej Rejestracja sygnałów biologicznych generowanych przez organizm człowieka, elektrycznych, mechanicznych i chemicznych w postaci pomiaru odpowiednich wielkości fizycznych - diagnostyka Pomiar biernych właściwości ciała człowieka elektrycznych i mechanicznych, spektrometria częstotliwościowa; Analiza ilościowa chemiczna często metodami fizycznymi i fizyczna składników ciała człowieka (spektroskopia optyczna, masowa, NMR) głównie diagnostyka laboratoryjna Oddziaływanie czynnikiem fizycznym na organizm żywy (promieniowanie elektromagnetyczne jonizujące i niejonizujące -swiatło widzialne i uv, korpuskularne -hadrony, ciepło, zimno, wibracje) głównie terapia ale także diagnostyka generacja, rozkłady pola energii, dawkometria, ochrona; · Obrazowanie · Elektrografia · Mechanografia Fragmenty wypowiedzi Grzegorza Pawlickiego, profesora fizyki na uniwersytecie w Białymstoku Rola fizyki w konstrukcji i zastosowaniu urządzeń medycznych Radiografia cyfrowa Klasyczny obraz radiograficzny ma charakter analogowy i uzyskiwany jest zazwyczaj na kliszy rentgenowskiej. W tej postaci może być oglądany i analizowany bezpośrednio za pomocą negatoskopu lub po zamianie (przez skanowanie laserowe) na obraz cyfrowy, za pomocą monitora. Obraz w postaci cyfrowej jakkolwiek zubożony o część informacji ma tę zaletę, że może być przetwarzany, jak to ma miejsce w opisanych dalej nowoczesnych metodach wizualizacji oraz łatwo archiwizowany. Nowoczesne urządzenia rentgenowskie wyposażone w tak zwany tor wizyjny składający się ze wzmacniacza obrazu, kamery wideo, łączącego je układu optycznego oraz komputera, umożliwiają uzyskiwanie obrazu cyfrowego bezpośrednio w czasie rzeczywistym. Dzięki temu jest możliwa wizualizacja nie tylko struktury ale także czynności narządów, a w szczególności układu krążenia. Procedura otrzymywania i przetwarzania radiologicznych obrazów cyfrowych nazywa się radiografią cyfrową. Tomografia wspomagana komputerem Używane potocznie określenie tomografia komputerowa, a poprawnie jak powinno być tomografia wspomagana komputerem, jest to sposób obrazowania kolejnych przekrojów (zwykle) poprzecznych względem osi ciała pacjenta. Cechuje ją dokładność i drobiazgowość w przedstawianiu szczegółów struktury ciała przewyższająca zwykłą radiografię, przy mniejszym obciążeniu pacjenta dawką promieniowania Obrazowanie za pomocą promieniowania jądrowego Właściwość tkanek do selektywnego gromadzenia niektórych substancji podanych pacjentowi dożylnie, lub drogą oddechową (przez inhalacje), stanowi punkt wyjścia dla wizualizacji narządów, a szczególnie ich czynności metabolicznej metodami medycyny nuklearnej. Substancje te zwane radiofarmaceutykami, znakowane izotopami promieniotwóczymi, po podaniu są następnie odnajdywane w organizmie za pomocą detektorów promieniowania, w postaci rozkładu aktywności. Obrazowanie za pomocą pola magnetycznego Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego polega na wykorzystaniu magnetycznych właściwości jąder atomowych w szczególności atomów wodoru czyli protonów. Właściwości magnetyczne protonów są następstwem spinu i związanego z nim momentu magnetycznego. Wodór występujący w rożnych związkach ma największy udział wśród pierwiastków tworzących składniki ciała ludzkiego i zarazem relatywnie duży moment magnetyczny. Dzięki temu jest najsilniejszym źródłem sygnału spośród wszystkich jąder. Z tych względów jest niezwykle atrakcyjny dla obrazowania struktury i czynności narzadów. Obrazowanie za pomocą pola biomagnetycznego Metoda ta zwana magnetografią, umożliwia obrazowanie czynności mózgu lub innych narządów, z dokładnością lokalizacji zmian (na przykład ogniska epilepsji) z dokładnością do kilku milimetrów. Ta stosunkowo mała dokładnośc lokalizacji wymaga skorelowania wyników z wynikami badań innymi metodami. Ultrasonografia W ultrasonograficznym (a właściwie należałoby powiedzieć ultrasonicznym, zastrzegając przyrostek graficzny dla obrazów zarejestrowanych na papierze) sposobie obrazowania wykorzystywane są ultradźwięki. Informacje o strukturze i czynności ruchowej narządów uzyskuje się na podstawie odbicia wiązki fal ultradźwiękowych (efekt echa) od różniących się własnościami fizycznymi struktur tkankowych lub zmiany ich częstotliwości (efekt Dopplera) od ruchomych części narządów w penetrowanym obiekcie. Istnieją także metody transmisyjne, lecz nie mają one większego znaczenia w diagnostyce medycznej. Warto przypomnieć, że powstanie i rozwój ultrasonografii medycznej był stymulowany osiągnięciami wojskowymi, w tym wypadku w dziedzinie radarów i sonarów.

Dodaj swoją odpowiedź

Fizyka

zastosowanie zjawisk i procesów fizycznych w medycynie

Energetyka atomowa

Odpady komunalne i odpady przemysłowe. Spalanie odpadów. Odzysk energetyczny.

Biologiczno - antropologiczne i pedagogiczne aspekty promocji zdrowia

Budowa lasera

Zmiany w środowisku naturalnym wywołane działalnością człowieka.