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.
A küldetés 11 fő területet foglal magában:
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).
Az Orvosi Fizikai Nemzetközi Szervezet ( IOMP ) elismeri az orvosi fizika fő alkalmazási és tevékenységi területeit.
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.
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 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]
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 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.
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]
Az orvosi fizikához szorosan kapcsolódó egyéb területek közé tartoznak az orvosi adatokhoz, az információtechnológiához és az orvosi informatikához kapcsolódó területek .
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.
Nemzeti Kutató Nukleáris Egyetem
Szentpétervári Állami Gyermekgyógyászati Egyetem