bugorwiki.info
на главную

Медицинская физика

Эта статья о дисциплине. Для журнала, см. Медицинская физика (журнал).

Медицинская физика (также называемая биомедицинской физикой , медицинской биофизикой , прикладной физикой в ​​медицине , физическими приложениями в медицинской науке , радиологической физикой или больничной радиофизикой ) - это, в общем, применение физических понятий, теорий и методов к медицине или здравоохранению. Кафедры медицинской физики можно найти в больницах или университетах.

В случае работы в больнице термин медицинский физик - это название конкретной медицинской профессии, обычно работающей в больнице. Медицинские физики часто работают в следующих областях здравоохранения: диагностическая и интервенционная радиология (также известная как медицинская визуализация), ядерная медицина, радиационная защита и радиационная онкология.

Рибосома - это биологическая машина.

Университетские отделения бывают двух типов. Первый тип в основном связан с подготовкой студентов к карьере медицинского физика в больнице, а исследования направлены на улучшение практики профессии. Второй тип (все чаще называемый «биомедицинской физикой») имеет гораздо более широкий охват и может включать исследования в любых приложениях физики в медицине, от изучения биомолекулярной структуры до микроскопии и наномедицины. Например, физик Ричард Фейнман теоретизировал о будущем наномедицины. Он написал об идее медицинского применения биологических машин (см. Нанобиотехнологии). Фейнман и Альберт Хиббс предположили, что некоторые ремонтные машины однажды могут быть уменьшены в размерах до такой степени, что было бы возможно (как выразился Фейнман) «проглотить доктора». Идея обсуждалась в эссе Фейнмана 1959 года «Внизу много места».

Миссия медицинских физиков

В случае с отделениями медицинской физики больниц утверждение миссии для медицинских физиков, принятое Европейской федерацией медицинских физиков, является следующим:

«Медицинские физики будут способствовать поддержанию и повышению качества, безопасности и экономической эффективности медицинских услуг посредством ориентированных на пациента действий, требующих экспертных действий, участия или совета в отношении спецификации, выбора, приемочного тестирования, ввода в эксплуатацию, обеспечения / контроля качества и оптимизации клинических испытаний. использование медицинских устройств и в отношении рисков для пациентов и защиты от связанных с ними физических агентов (например, рентгеновских лучей, электромагнитных полей, лазерного излучения, радионуклидов), включая предотвращение непреднамеренного или случайного облучения, все действия будут основываться на современных фактических данных или собственных научных данных исследования, когда имеющиеся доказательства недостаточны. Сфера действия включает риски для добровольцев в биомедицинских исследованиях, лиц, осуществляющих уход, и утешителей. Сфера часто включает риски для работников и населения, особенно когда они влияют на риск пациента ".

Термин «физические агенты» относится к ионизирующим и неионизирующим электромагнитным излучениям, статическим электрическим и магнитным полям, ультразвуку, лазерному излучению и любым другим физическим агентам, связанным с медицинским воздействием, например, рентгеновским лучам в компьютерной томографии (КТ), гамма-лучам / радионуклидам. в ядерной медицине магнитные поля и радиочастоты в магнитно-резонансной томографии (МРТ), ультразвук в ультразвуковой визуализации и доплеровских измерениях.

Эта миссия включает в себя следующие 11 ключевых мероприятий:

  1. Служба решения научных проблем: комплексная служба решения проблем, включающая распознавание неоптимальных характеристик или оптимизированное использование медицинских устройств, выявление и устранение возможных причин или неправильного использования, а также подтверждение того, что предлагаемые решения восстановили производительность и использование устройства до приемлемого состояния. Все действия должны основываться на современных научных данных или собственных исследованиях, когда имеющихся данных недостаточно.
  2. Дозиметрические измерения: измерение доз, от которых страдают пациенты, добровольцы в биомедицинских исследованиях, лица, осуществляющие уход, утешители и лица, подвергающиеся немедицинскому облучению (например, для юридических или рабочих целей); выбор, калибровка и техническое обслуживание дозиметрических приборов; независимая проверка дозозависимых величин, предоставляемых устройствами отчетности о дозах (включая программные устройства); измерение дозозависимых величин, необходимых в качестве входных данных для отчетов о дозе или для оценки устройств (включая программное обеспечение). Измерения должны основываться на текущих рекомендуемых методах и протоколах. Включает дозиметрию всех физических агентов.
  3. Безопасность пациентов / управление рисками (включая добровольцев в биомедицинских исследованиях, лиц, осуществляющих уход, утешителей и лиц, подвергающихся немедицинскому облучению. Наблюдение за медицинскими устройствами и оценка клинических протоколов для обеспечения постоянной защиты пациентов, добровольцев в биомедицинских исследованиях, лиц, осуществляющих уход, утешителей и лица, подвергшиеся немедицинскому облучению от вредного воздействия физических агентов в соответствии с последними опубликованными данными или собственными исследованиями, когда имеющиеся доказательства недостаточны. Включает разработку протоколов оценки риска.
  4. Охрана труда и общественная безопасность / управление рисками (когда это влияет на медицинское облучение или собственную безопасность). Наблюдение за медицинскими устройствами и оценка клинических протоколов в отношении защиты работников и населения при воздействии на облучение пациентов, добровольцев в биомедицинских исследованиях, лиц, осуществляющих уход, утешителей и лиц, подвергающихся воздействию немедицинских изображений или ответственности в отношении собственной безопасности. Включает разработку протоколов оценки рисков совместно с другими экспертами, занимающимися профессиональными / общественными рисками.
  5. Управление клиническими медицинскими устройствами: спецификация, отбор, приемочные испытания, ввод в эксплуатацию и обеспечение качества / контроль медицинских изделий в соответствии с последними опубликованными европейскими или международными рекомендациями, а также управление и контроль соответствующих программ. Тестирование должно быть основано на текущих рекомендуемых методах и протоколах.
  6. Клиническое участие: проведение, участие и контроль ежедневных процедур радиационной защиты и контроля качества для обеспечения постоянного эффективного и оптимизированного использования медицинских радиологических устройств, включая оптимизацию для конкретного пациента.
  7. Повышение качества обслуживания и экономической эффективности: руководство внедрением новых медицинских радиологических устройств в клиническую службу, внедрение новых медицинских медицинских услуг и участие во внедрении / разработке клинических протоколов / методов, уделяя при этом должное внимание экономическим вопросам.
  8. Консультации экспертов: предоставление экспертных консультаций сторонним клиентам (например, в клиниках, не имеющих собственных медицинских медицинских знаний).
  9. Обучение медицинских работников (включая стажеров по медицинской физике: содействие качественному медицинскому профессиональному образованию посредством мероприятий по передаче знаний, касающихся научно-технических знаний, навыков и компетенций, поддерживающих клинически эффективное, безопасное, основанное на фактических данных и экономичное использование медицинских радиологических устройств. Участие в обучение студентов-медиков и организация программ резидентуры по медицинской физике.
  10. Оценка технологий здравоохранения (HTA): Взятие на себя ответственности за физический компонент оценок технологий здравоохранения, связанных с медицинскими радиологическими устройствами и / или медицинским использованием радиоактивных веществ / источников.
  11. Инновация: Разработка новых или модификация существующих устройств (включая программное обеспечение) и протоколов для решения до сих пор нерешенных клинических проблем.

Медицинская биофизика и биомедицинская физика

В некоторых учебных заведениях имеются отделения или программы, носящие название «медицинская биофизика» или «биомедицинская физика» или «прикладная физика в медицине». Как правило, они подразделяются на одну из двух категорий: междисциплинарные отделы, в которых биофизика, радиобиология и медицинская физика находятся под одним зонтиком; и программы бакалавриата, которые готовят студентов к дальнейшему изучению медицинской физики, биофизики или медицины.

Области специальности

Международная организация медицинской физики (IOMP) признает основные направления медицинской физики и их направленность. Это:

Физика медицинских изображений

Парасагиттальная МРТ головы у пациента с доброкачественной семейной макроцефалией.

Физика медицинской визуализации также известна как физика диагностической и интервенционной радиологии. Клинические (как «внутренние», так и «консультационные») физики обычно занимаются областями тестирования, оптимизации и обеспечения качества областей физики диагностической радиологии, таких как рентгенография, рентгеноскопия, маммография, ангиография и компьютерная томография, а также в качестве методов неионизирующего излучения, таких как ультразвук и МРТ. Они также могут заниматься вопросами радиационной защиты, такими как дозиметрия (для персонала и пациентов). Кроме того, многие физики визуализации часто также связаны с системами ядерной медицины, включая однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (SPECT) и позитронную эмиссионную томографию (PET). Иногда физики визуализации могут быть задействованы в клинических областях, но для исследовательских и учебных целей, таких как количественное определение внутрисосудистого ультразвука в качестве возможного метода визуализации конкретного сосудистого объекта.

Радиационно-терапевтическая физика

Радиационно-терапевтическая физика также известна как физика радиотерапии или физика радиационной онкологии. Большинство медицинских физиков, работающих в настоящее время в США, Канаде и некоторых западных странах, относятся к этой группе. Физик лучевой терапии, как правило, имеет дело с системами линейного ускорителя (Linac) и рентгеновскими установками киловольтного напряжения на ежедневной основе, а также с другими методами, такими как томотерапия, гамма-нож, кибернож, протонная терапия и брахитерапия. Академическая и исследовательская сторона терапевтической физики может охватывать такие области, как бор-нейтронозахватная терапия, радиотерапия с закрытым источником, терагерцовое излучение, высокоинтенсивный фокусированный ультразвук (включая литотрипсию), лазеры на оптическом излучении, ультрафиолет и т. Д., Включая фотодинамическую терапию, а также ядерную терапию. медицина, в том числе радиотерапия из открытого источника и фотомедицина, которая представляет собой использование света для лечения и диагностики заболеваний.

Физика ядерной медицины

Ядерная медицина - это отрасль медицины, которая использует радиацию для предоставления информации о функционировании определенных органов человека или для лечения заболеваний. Легко визуализировать щитовидную железу, кости, сердце, печень и многие другие органы и выявить нарушения их функции. В некоторых случаях источники излучения могут использоваться для лечения больных органов или опухолей. Пять нобелевских лауреатов были тесно связаны с использованием радиоактивных индикаторов в медицине. Более 10 000 больниц по всему миру используют радиоизотопы в медицине, и около 90% процедур предназначены для диагностики. Наиболее распространенным радиоизотопом, используемым в диагностике, является технеций-99m, с примерно 30 миллионами процедур в год, что составляет 80% всех процедур ядерной медицины во всем мире.

Физика здоровья

Физика здоровья также известна как радиационная безопасность или радиационная защита. Физика здоровья - это прикладная физика радиационной защиты для целей здравоохранения и здравоохранения. Это наука, связанная с распознаванием, оценкой и контролем опасностей для здоровья, чтобы обеспечить безопасное использование и применение ионизирующего излучения. Специалисты по физике здоровья пропагандируют передовые достижения в области науки и практики радиационной защиты и безопасности.

  • Фоновое излучение
  • Радиационная защита
  • дозиметрия
  • Физика здоровья
  • Радиологическая защита пациентов

Неионизирующая медицинская радиационная физика

Некоторые аспекты физики неионизирующего излучения могут рассматриваться в рамках физики радиационной защиты или диагностической визуализации. Методы визуализации включают МРТ, оптическую визуализацию и ультразвук. Соображения безопасности включают эти области и лазеры

  • Лазеры и их применение в медицине

Физиологическое измерение

Физиологические измерения также использовались для мониторинга и измерения различных физиологических параметров. Многие физиологические методы измерения являются неинвазивными и могут использоваться в сочетании или в качестве альтернативы другим инвазивным методам. Методы измерения включают электрокардиографию Многие из этих областей могут быть охвачены другими специальностями, например, медицинская инженерия или сосудистая наука.

Медицинская информатика и вычислительная физика

Другие тесно связанные области с медицинской физикой включают области, которые имеют дело с медицинскими данными, информационными технологиями и информатикой для медицины.

  • Информация и общение в медицине
  • Медицинская информатика
  • Обработка изображений, отображение и визуализация
  • Компьютерная диагностика
  • Системы архивации и передачи изображений (PACS)
  • Стандарты: DICOM, ISO, IHE
  • Больничные информационные системы
  • Электронное здравоохранение
  • телемедицина
  • Цифровая операционная
  • Рабочий процесс, моделирование для конкретного пациента
  • Медицина в интернете вещей
  • Удаленный мониторинг и телемедицина

Области исследований и академического развития

След ЭКГ

Неклинические физики могут или не могут сосредоточиться на вышеупомянутых областях с академической и исследовательской точки зрения, но их область специализации может также охватывать лазеры и ультрафиолетовые системы (такие как фотодинамическая терапия), МРТ и другие методы для функциональной визуализации такие как молекулярная визуализация, электроимпедансная томография, диффузная оптическая томография, оптическая когерентная томография и двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия.

Законодательные и консультативные органы

  • ICRU: Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям
  • МКРЗ: Международная комиссия по радиологической защите
  • NCRP: Национальный совет по радиационной защите и измерениям
  • СРН: Комиссия по ядерному регулированию
  • FDA: Управление по контролю за продуктами и лекарствами
  • МАГАТЭ: Международное агентство по атомной энергии
  • AMPI: Ассоциация медицинских физиков Индии
  • AAPM: Ассоциация американских физиков-медиков

просмотров: 43