Orvosi fizika

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. szeptember 29-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 29 szerkesztést igényelnek .

Az orvosi fizika a fizika fogalmainak és módszereinek alkalmazásával foglalkozik az emberi betegségek megelőzésében, diagnosztizálásában és kezelésében, azzal a specifikus céllal, hogy javítsa az emberi egészséget és jólétet. [1] 2008 óta az orvosi fizika a Nemzetközi Munkaügyi Szervezet Foglalkozások Osztályozásának Nemzetközi Szabványa szerint az egészségügyi szakmák kategóriájába tartozik . [2]

Orvosfizikusok az orvostudomány következő területein találhatók: sugáronkológia , diagnosztikai és intervenciós radiológia , nukleáris medicina és sugárvédelem stb. [3] A klinikai gyakorlatban az orvosfizikus egy meghatározott orvosi szakma megnevezése.

Az egyetemi tanszékek kétféleek. Az első típus elsősorban a hallgatók kórházi orvosfizikai pályára való felkészítéséhez kapcsolódik, a kutatások pedig ennek a szakmának a gyakorlását célozzák. A második típus (egyre inkább "orvosbiológiai fizikának" nevezik) sokkal szélesebb körrel rendelkezik, és magában foglalhatja a fizika és az orvostudomány bármely alkalmazási területén végzett kutatást, a biomolekuláris szerkezet tanulmányozásától a mikroszkópiáig és a nanomedicináig.

Az orvosi fizika küldetése

A küldetés 11 fő területet foglal magában:

  1. Tudományos problémamegoldás: teljes körű problémamegoldás, beleértve az optimális teljesítmény meghatározását vagy az orvostechnikai eszközök használatának optimalizálását , a visszaélések lehetséges okainak azonosítását és kijavítását, valamint annak ellenőrzését, hogy a javasolt megoldások visszaállították-e az eszköz állapotát és használatát az elfogadható állapotba. Minden tevékenységnek a jelenlegi tudományos bizonyítékokon vagy saját kutatásokon kell alapulnia, ha a rendelkezésre álló bizonyíték nem elegendő.
  2. Dozimetriai mérések: a betegek, az orvosbiológiai kutatásban részt vevő önkéntesek és a nem orvosi expozíciók által tolerált dózisok mérése; Dozimetriai műszerek kiválasztása, kalibrálása és karbantartása; a dózisrögzítő eszközök által biztosított mennyiséghez viszonyított dózisok független ellenőrzése; a szükséges mennyiséghez kapcsolódó dózisok mérése a dózisrögzítő vagy -becslő eszközök bemeneteként. A méréseknek a jelenlegi ajánlott módszereken és protokollokon kell alapulniuk. Tartalmazza az összes fizikai tényező dozimetriáját.
  3. Betegbiztonság/kockázatkezelés: Orvostechnikai eszközök felügyelete és klinikai protokollok értékelése a betegek, az orvosbiológiai kutatásban részt vevő önkéntesek és a fizikai tényezők káros hatásainak nem orvosi expozíciónak kitett személyek folyamatos védelmének biztosítása érdekében, a legújabb publikált bizonyítékokkal, ill. saját kutatás, ha a rendelkezésre álló bizonyíték nem elegendő. Tartalmazza a kockázatértékelési térképek kidolgozását.
  4. Munkahelyi és közbiztonság/kockázatkezelés: Orvosi eszközök felügyelete és klinikai protokollok értékelése a dolgozók és a lakosság védelmével kapcsolatban, ha betegek, orvosbiológiai kutatásban részt vevő önkéntesek és nem egészségügyi expozíciónak kitett személyek. Tartalmazza a kockázati pontozókártyák kidolgozását más, a foglalkozási/állami kockázattal foglalkozó szakértőkkel együttműködve.
  5. Orvostechnikai eszközök klinikai menedzselése: az orvostechnikai eszközök specifikációja, kiválasztása, átvételi vizsgálata, üzembe helyezése és minőségellenőrzése a legfrissebb közzétett nemzetközi irányelvek szerint, valamint a kapcsolódó programok irányítása és felügyelete. A tesztelésnek a jelenlegi ajánlott módszereken és protokollokon kell alapulnia.
  6. Klinikai részvétel: A napi sugárvédelmi és minőség-ellenőrzési eljárások lefolytatása, részvétele és felügyelete az orvosi radiológiai eszközök folyamatos hatékony és optimális használatának biztosítása érdekében, beleértve a betegspecifikus optimalizálást.
  7. A szolgáltatások minőségének és költséghatékonyságának fejlesztése: új orvosi radiológiai eszközök klinikai szolgálatban történő bevezetésének vezetése, új orvosi fizikai szolgáltatások bevezetése és részvétel a klinikai protokollok/módszerek megvalósításában/fejlesztésében, a gazdasági kérdések megfelelő figyelembevételével.
  8. Szakértői tanácsadás: szakértői tanácsadás külső ügyfeleknek (például olyan klinikáknak, amelyek nem rendelkeznek saját orvosi fizika szaktudással).
  9. Egészségügyi szakdolgozók képzése (beleértve az orvosi fizika szakos hallgatókat is: a minőségi egészségügyi szakképzés elősegítése a tudományos-műszaki ismeretekkel, készségekkel és kompetenciákkal kapcsolatos tudásátadási tevékenységekkel, amelyek biztosítják az orvosi radiológiai eszközök klinikailag hatékony, biztonságos, bizonyítékokon alapuló és gazdaságos használatát). Részvétel az orvosi fizikus hallgatók képzésében és az orvosfizikai rezidens programok szervezésében.
  10. Egészségügyi technológia értékelése: Felelősségvállalás az orvosi radiológiai eszközökkel és/vagy radioaktív anyagok/források gyógyászati ​​felhasználásával kapcsolatos egészségügyi technológiák fizikai értékeléséért.
  11. Innováció : új eszközök fejlesztése vagy meglévő eszközök (beleértve a szoftvert ) és protokollok módosítása az eddig megoldatlan klinikai problémák megoldására. [4] [5]

Orvosi biofizika és orvosbiológiai fizika

Egyes oktatási intézményekben vannak „orvosi biofizika ”, „ orvosbiológiai fizika” vagy „alkalmazott fizika az orvostudományban” elnevezésű tanszékek vagy programok. Általában két kategória egyikébe sorolhatók: interdiszciplináris osztályok, amelyek egy fedél alatt egyesítik a biofizikát, a sugárbiológiát és az orvosi fizikát; és alapképzési programok, amelyek felkészítik a hallgatókat az orvosi fizika, a biofizika vagy az orvostudomány további tanulmányaira. A bionanotechnológia tudományos koncepcióinak többségét más területekről kölcsönözték. A biokémiai elvek, amelyeket a biológiai rendszerek anyagi tulajdonságainak megértéséhez használnak, központi szerepet töltenek be a bionanotechnológiában, mert ugyanazokat az elveket kell alkalmazni új technológiák létrehozásához. A bionanotudományban vizsgált anyagtulajdonságok és alkalmazások közé tartoznak a mechanikai tulajdonságok (pl. deformáció , tapadás , törés ), elektromos/elektronikus (pl. elektromechanikus stimuláció, kondenzátorok , energiatároló/elemek), optikai (pl. abszorpció , lumineszcencia , fotokémia ), termikus (pl. mutabilitás, hőkezelés), biológiai (pl. a sejtek nanoanyagokkal való kölcsönhatása , molekuláris hibák/hibák, bioszenzorok , biológiai mechanizmusok, például mechanosensing), betegségek nanotudományai (pl. genetikai betegségek, rák, szervi elégtelenség/szövetek), valamint számítástechnika (például DNS - számítástechnika) és a mezőgazdaság (peszticidek, hormonok és műtrágyák célzott szállítása).

Szakterületek

Az Orvosi Fizikai Nemzetközi Szervezet ( IOMP ) elismeri az orvosi fizika fő alkalmazási és tevékenységi területeit.

Az orvosi képalkotás fizikája

Az orvosi képalkotás fizikáját a diagnosztikai és intervenciós radiológia fizikájaként is ismerik. Klinikai ("házon belüli" és "tanácsadó") fizikusok [6] jellemzően a diagnosztikai radiológiafizika olyan területeinek tesztelésében, optimalizálásában és minőségbiztosításában vesznek részt, mint a radiográfia , a fluoroszkópia , a mammográfia , az angiográfia és a számítógépes tomográfia . . , valamint nem ionizáló sugárzási technikák, például ultrahang és MRI . Foglalkozhatnak sugárvédelmi kérdésekkel is, például dozimetriával (a személyzet és a betegek számára). Ezenkívül sok vizuális fizikus gyakran nukleáris medicina rendszerekkel is kapcsolatba kerül , beleértve az egyfoton emissziós számítógépes tomográfiát (SPECT) és a pozitronemissziós tomográfiát (PET) . Néha vizuális fizikusok is részt vehetnek a klinikai területeken, de kutatási és oktatási célokra [7] , például azért, hogy számszerűsítsék az intravaszkuláris ultrahangot, mint egy lehetséges módszert egy adott vaszkuláris objektum vizualizálására.

Sugárterápiás fizika

A sugárterápiás fizikát hazánkban sugárterápia vagy sugárterápia néven is ismerik . Az orvostudomány azon területe , ahol a szakemberek a radioaktív bomlás eredményeként keletkező sugárzás segítségével onkológiai megbetegedések kezelésével foglalkoznak . Az orvosi fizika legtöbb szakembere bizonyos fokig pontosan ezen a területen dolgozik. A sugárfizikusok általában naponta foglalkoznak lineáris gyorsítórendszerekkel és röntgenkezelő egységekkel, valamint más módszerekkel, mint például a tomoterápia , a gamma-kés , a kiberkés , a protonterápia és a brachyterápia . [8] [9] [10] A terápiás fizika tudományos kutatása kiterjedhet olyan területekre, mint a Bohr-neutronbefogás-terápia , a zárt forrású sugárzás ( brachyterápia ), a terahertzes sugárterápia [11] , a nagy intenzitású fókuszált ultrahangsugár - terápia (beleértve a litotripsziát is ), az optikai sugárzás lézerterápiája [12] , beleértve a fotodinamikus terápiát , az ultraibolya baktericid besugárzást stb. Ez a lista a nukleáris medicinát is tartalmazhatja a nyílt sugárforrásokon alapuló sugárterápia részeként .

A nukleáris medicina fizikája

A nukleáris medicina az orvostudománynak egy olyan ága, amely sugárzást használ bizonyos emberi szervek működésével kapcsolatos információk megszerzésére vagy betegségek kezelésére. Könnyen láthatóvá teheti a pajzsmirigyet , a csontokat , a szívet , a májat és sok más szervet, valamint azonosíthatja működésük megsértését. Egyes esetekben a sugárforrások felhasználhatók beteg szervek vagy daganatok kezelésére. Öt Nobel-díjast szorosan kapcsoltak össze a radioaktív diagnosztika orvosi alkalmazásával. Világszerte több mint 10 000 kórház használ radioizotópokat az orvostudományban, és az eljárások körülbelül 90%-a diagnosztikai célokat szolgál. A diagnosztikában leggyakrabban használt radioizotóp a technécium-99m , évente körülbelül 30 millió eljárással, ami világszerte az összes nukleáris medicina eljárásának 80%-át teszi ki. [13]

Sugárhigiénia , egészségfizika

Az egészségügyi fizika, az angol nyelvterületen használt kifejezés, más néven sugárbiztonság vagy sugárvédelem . Az egészségfizika egy alkalmazott tudomány, amely az egészség sugárzás elleni védelmének kérdését vizsgálja a fizika törvényei alapján. Az ionizáló sugárzás biztonságos használatának és alkalmazásának biztosítása érdekében az egészségügyi veszélyek felismerésével, értékelésével és ellenőrzésével kapcsolatos. Az orvosi fizika területén dolgozó szakemberek hozzájárulnak a sugárvédelem és -biztonság területén a tudomány és gyakorlat fejlesztéséhez. Ez a rész olyan kutatásokat foglal magában, mint: háttérsugárzás , sugárvédelem , dozimetria , egészségfizika , betegek radiológiai védelme .

Oroszországban a "sugárhigiénia" iránya fejlődik, speciális kutatóintézeteket szerveztek, azonos nevű folyóiratot adnak ki, érvényben vannak az NRB-99 sugárbiztonsági szabványok [14].

A nem ionizáló orvosi sugárzás fizikája

A nem ionizáló sugárzás fizikájának egyes aspektusai a sugárvédelmi fizika vagy a diagnosztikai képalkotás keretein belül is szóba jöhetnek. A képalkotó technikák közé tartozik az MRI , az optikai képalkotás és az ultrahang . Ide tartoznak a lézerek biztonsági okokból.

Mérések az emberi fiziológiában és a fizikai környezeti tényezőkben

Fiziológiai méréseket is alkalmaztak különböző élettani paraméterek monitorozására és mérésére. Számos fiziológiai mérési módszer non-invazív , és más minimálisan invazív módszerekkel együtt vagy azok alternatívájaként használható. A mérési módszerek közé tartozik az elektrokardiográfia , az elektroencefalográfia , az idegimpulzus-sebesség első mérése [15] , egyetlen neuron mágneses mezeje [16] stb. Számos területet más szakterületek is lefedhetnek, mint például az orvostechnika vagy az értudomány. [17]

Oroszországban szabványokat dolgoztak ki, és szabályozzák a környezet fizikai tényezőinek paramétereit : megvilágítás , zaj , rezgés , hőmérséklet , lézersugárzás , elektromágneses mező stb. [18] ; a fizikai jelek – információhordozók – tanulmányozásának relevanciáját jelzik [19]

Orvosi informatika, számítási fizika, modellezés

Az orvosi fizikához szorosan kapcsolódó egyéb területek közé tartoznak az orvosi adatokhoz, az információtechnológiához és az orvosi informatikához kapcsolódó területek .

A kutatás és az akadémiai fejlesztés területei

A nem klinikai fizikusok a fenti területekre fókuszálhatnak akadémiai és kutatási szempontból, alszakterületük lehet a lézerek és ultraibolya rendszerek (például fotodinamikus terápia ), MRI és más funkcionális képalkotó technikák , valamint a molekuláris képalkotás , az elektromos impedancia tomográfia is. , diffúz optikai képalkotás , optikai koherencia tomográfia , kettős energiás röntgenabszorpciómetria , alkalmazások Cserenkov sugárzás orvosi képalkotására [20] [21] .

2020-ra a Nemzetközi Agykutatási Kezdeményezés, az Its Connectome számos nemzeti megaprojektet egyesített (amerikai en: BRAIN Initiative , European Human Brain Project , en: China Brain Project , en: Japan Brain / MINDS , en: kanadai Brain Research Strategy , en: Australian Brain Alliance , en:Korea Brain Initiative ) olyan célokkal, amelyek támogatják az országok közötti interakciót, hogy szinergiát biztosítsanak az idegtudomány és a mesterséges intelligencia területén végzett legújabb kutatásokból származó interdiszciplináris megközelítésekkel [22] , beleértve a "hátsó összeszerelés" módszer.

Oktatás Oroszországban

Kuban Állami Egyetem

Moszkvai Állami Egyetem

Nemzeti Kutató Nukleáris Egyetem

Szentpétervári Állami Gyermekgyógyászati ​​Egyetem

Törvényhozó és tanácsadó testületek

Külső linkek

Hivatkozások

  1. Orvosi fizika – Orvosi Fizikai Nemzetközi   Szervezet ? .
  2. Útmutató a klinikai képesítésű orvosfizikusok minősítéséhez. NAÜ. .
  3. Chernyaev A.P., Narkevich B. Ya. Bevezetés az orvosi fizikába. M .: A Moszkvai Állami Egyetem Fizikai Karának OOP, 2019. - 81 p.
  4. Guibelalde E., Christofides S., Caruana CJ, Evans S. van der Putten W. (2012). Irányelvek az orvosi fizika szakértőjéről” című projekt, amelyet az Európai Bizottság finanszíroz
  5. Caruana CJ, Christofides S., Hartmann GH (2014) Az Orvosi Fizikai Szervezetek Európai Szövetsége (EFOMP) 12.1. szakpolitikai nyilatkozata: Ajánlások az orvosi fizika oktatásához és képzéséhez Európában 2014 Physica Medica – European Journal of Medical Physics, 30:6, 598-603
  6. AAPM – Mit csinálnak az orvosfizikusok? . aapm.org .
  7. COMP/OCPM – Mi az orvosi fizika? . Letöltve: 2013. november 13. Az eredetiből archiválva : 2013. november 13..
  8. Hill R, Healy B, Holloway L, Kuncic Z, Thwaites D, Baldock C (2014). „A kilofeszültségű röntgensugár-dozimetria fejlődése”. Fizika az orvostudományban és a biológiában . 59 (6): R183-231. Iránykód : 2014PMB ....59R.183H . DOI : 10.1088/0031-9155/59/6/R183 . PMID24584183  . _ S2CID  18082594 .
  9. Thwaites DI, Tuohy JB (2006). „Vissza a jövőbe: a klinikai lineáris gyorsító története és fejlődése”. Fizika az orvostudományban és a biológiában . 51 (13): R343-62. Bibcode : 2006PMB....51R.343T . DOI : 10.1088/0031-9155/51/13/R20 . PMID  16790912 . S2CID  7672187 .
  10. Mackie, TR (2006). "A tomoterápia története". Fizika az orvostudományban és a biológiában . 51 (13): R427-53. Bibcode : 2006PMB....51R.427M . DOI : 10.1088/0031-9155/51/13/R24 . PMID  16790916 . S2CID  31523227 .
  11. A terahertz sugárzás sejtekre gyakorolt ​​hatásának mechanizmusai  // Optika és spektroszkópia. - 2020. - T. 128 , 6. sz . - S. 852-861 .
  12. Lézerterápia a kezelési, rehabilitációs és megelőző programokban . - Moszkva, 2015.
  13. Izotópok felhasználása a nukleáris medicinában . Nukleáris Világszövetség (2017. október). Letöltve: 2017. október 21.
  14. SanPiN 2.6.1.2523-09 "Sugárzásbiztonsági szabványok (NRB-99/2009)"
  15. Helmholtz, Hermann Helmholtz H., in Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche Medicin. (Veit & Comp., Berlin 1850), pp. 71–73.
  16. K. Jensen K. et al. Állati idegimpulzusok non-invazív detektálása kvantumkorlátozott érzékenység közelében működő atommagnetométerrel. 2016, arXiv:1601.03273
  17. Értudomány  . _ NHS Health Careers (2015. március 25.). Letöltve: 2017. október 21.
  18. SanPiN 1.2.3685-21 "Higiéniai szabványok és követelmények a környezeti tényezők biztonságának és (vagy) ártalmatlanságának biztosítására az emberek számára"
  19. Eremin A.L. Információhigiénia: az információhordozók tartalmának és fizikai jeleinek higiénikus értékelésének korszerű megközelítései. Higiénia és higiénia. 2020; 99(4): 351-355.
  20. Das, S.; Thorek, D. L. J.; Grimm, J. (2014). Cerenkov képalkotás. A molekuláris képalkotás feltörekvő alkalmazásai az onkológiában. Előrelépések a rákkutatásban. Vol. 124.pp. 213–34.
  21. Jarvis, Lesley A. és munkatársai (2014). "Cserenkov videoképalkotás lehetővé teszi a sugárterápia első, valós időben történő megjelenítését". International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 89. (3): 615–622.
  22. Adams A. et al. Nemzetközi agyi kezdeményezés: Innovatív keretrendszer az összehangolt globális agykutatási erőfeszítésekhez. Idegsejt. 2020; 105(2): 212-216.