Кіріспе
Медициналық физика – физикалық ұғымдардың, теориялардың және әдістердің медицинаға немесе денсаулық сақтауға қолданылуы. Бұл ғылым адам ауруларының алдын алу, диагностикалау және емдеуге, сондай-ақ адам денсаулығы мен әл-ауқатын жақсартуға бағытталған. 2008 жылдан бері медициналық физика Халықаралық еңбек ұйымының Халықаралық кәсіптер жіктеліміне сәйкес денсаулық сақтау мамандығы ретінде танылған. Медициналық физика кейде биомедициналық физика, медициналық биофизика, медицинада қолданбалы физика, медицина ғылымында физиканың қолданылуы, радиологиялық физика немесе ауруханалық радиофизика деп те аталады. Алайда, «медициналық физик» – медицинада физиканы қолдану принциптері мен техникалары бойынша арнайы білім мен дайындыққа ие, сондай-ақ медициналық физиканың бірін немесе бірнеше саласында тәуелсіз түрде жұмыс істеуге құзыретті денсаулық сақтау маманы. Дәстүрлі түрде медициналық физиктер келесі салаларда жұмыс істейді: сәулелік онкология (радиотерапия немесе сәулелік ем деп те аталады), диагностикалық және интервенциялық радиология (медициналық бейнелеу деп те аталады), ядролық медицина және радиациялық қауіпсіздік. Сәулелік емнің медициналық физикасы дозиметрия, линейдік үдеткіштердің (линак) сапасын бақылау және брахитерапия сияқты жұмыстарды қамтиды. Диагностикалық және интервенциялық радиологияның медициналық физикасы магниттік-резонанстық бейнелеу, ультрадыбыс, компьютерлік томография және рентген сәулелері сияқты медициналық бейнелеу әдістерін қамтиды. Ядролық медицинаға позитрон-эмиссиялық томография және радионуклидтік терапия кіреді. Дегенмен, медициналық физиктерді физиологиялық мониторинг, аудиология, неврология, нейрофизиология, кардиология және басқа да көптеген салаларда кездестіруге болады. Медициналық физика бөлімдері университеттерде, ауруханаларда және зертханаларда ұйымдастырылуы мүмкін. Университет кафедралары екі түрлі болады. Бірінші типті кафедралар негізінен студенттерді ауруханалық медициналық физик мамандығына дайындаумен және мамандықтың практикасын жақсартуға бағытталған зерттеулермен айналысады. Екінші типті (көбінесе «биомедициналық физика» деп аталады) кафедралардың ауқымы әлдеқайда кең, және олар биомолекулалық құрылымдарды зерттеуден бастап микроскопия мен наномедицинаға дейінгі физиканың медицинаға қолданылуының кез келген саласында зерттеулер жүргізеді.
the discipline
Medical physics deals with the application of the concepts and methods of physics to the prevention, diagnosis and treatment of human diseases with a specific goal of improving human health and well being. Since 2008, medical physics has been included as a health profession according to International Standard Classification of Occupation of the International Labour Organization. Although medical physics may sometimes also be referred to as biomedical physics, medical biophysics, applied physics in medicine, physics applications in medical science, radiological physics or hospital radio physics, a "medical physicist" is specifically a health professional with specialist education and training in the concepts and techniques of applying physics in medicine and competent to practice independently in one or more of the subfields of medical physics. Traditionally, medical physicists are found in the following healthcare specialties: radiation oncology (also known as radiotherapy or radiation therapy), diagnostic and interventional radiology (also known as medical imaging), nuclear medicine, and radiation protection. Medical physics of radiation therapy can involve work such as dosimetry, linac quality assurance, and brachytherapy. Medical physics of diagnostic and interventional radiology involves medical imaging techniques such as magnetic resonance imaging, ultrasound, computed tomography and x ray. Nuclear medicine will include positron emission tomography and radionuclide therapy. However one can find Medical Physicists in many other areas such as physiological monitoring, audiology, neurology, neurophysiology, cardiology and others. Medical physics departments may be found in institutions such as universities, hospitals, and laboratories. University departments are of two types. The first type are mainly concerned with preparing students for a career as a hospital Medical Physicist and research focuses on improving the practice of the profession. A second type (increasingly called 'biomedical physics') has a much wider scope and may include research in any applications of physics to medicine from the study of biomolecular structure to microscopy and nanomedicine.
Медициналық биофизика және биомедициналық физика
Кейбір білім беру мекемелерінде "медициналық биофизика" немесе "биомедициналық физика" немесе "медицинадағы қолданбалы физика" деген атаумен кафедралар немесе бағдарламалар бар. Жалпы, олар екі санатқа жатады: биофизика, радиобиология және медициналық физиканы бір шатыр астында біріктіретін салааралық кафедралар; және студенттерді медициналық физика, биофизика немесе медицина саласындағы одан әрі оқуға дайындайтын бакалавриат бағдарламалары. Бионанотехнологиядағы ғылыми ұғымдардың көпшілігі басқа салалардан алынған. Биологиялық жүйелердің материалдық қасиеттерін түсінуге қолданылатын биохимиялық принциптер бионанотехнологияда орталық рөлде, өйткені дәл сол принциптер жаңа технологияларды жасау үшін қолданылады. Бионаноғылымда зерттелген материалдық қасиеттер мен қолданыстарына мыналар жатады: механикалық қасиеттер (мысалы, деформация, жабысу, бұзу), электрлік/электрондық (мысалы, электромеханикалық стимуляция, конденсаторлар, энергия сақтау/аккумуляторлар), оптикалық (мысалы, сіңіру, люминесценция, фотохимия), термиялық (мысалы, термотүйінделу, термиялық басқару), биологиялық (мысалы, жасушалардың наноматериалдармен өзара әрекеттесуі, молекулалық кемшіліктер/дефекттер, биосенсорлық, механосезіну сияқты биологиялық механизмдер), аурудың наноғылымы (мысалы, генетикалық аурулар, қатерлі ісік, органдардың/тіндердің жұмысының бұзылуы), сондай-ақ есептеу (мысалы, ДНК есептеу) және ауыл шаруашылығы (пестицидтердің, гормондардың және тыңайтқыштардың мақсатты жеткізілуі).
Мамандандырылған салалар
Халықаралық медициналық физика ұйымы (IOMP) медициналық физикадағы жұмыс пен назар аударудың негізгі салаларын мойындайды.
Медициналық бейнелеу физикасы
Медициналық бейнелеу физикасы диагностикалық және интервенциялық радиология физикасы деп те аталады. Клиникалық (ішкі және консультациялық) физиктер әдетте диагностикалық радиология физикасының сынақтан өткізу, оңтайландыру және сапаны қамтамасыз ету салаларымен айналысады. Мұндай салаларға рентгендік сәулелер, флюороскопия, маммография, ангиография және компьютерлік томография, сондай-ақ ультрадыбыс және МРТ сияқты иондаушы емес сәулелену түрлері жатады. Олар қызметкерлер мен науқастар үшін дозиметрия сияқты радиациялық қорғау мәселелерімен де айналысуы мүмкін. Бұған қоса, көптеген бейнелеу физиктері ядролық медицина жүйелерімен, соның ішінде бір фотонды эмиссиялық компьютерлік томография (SPECT) және позитронды эмиссиялық томография (PET) жүйелерімен де жұмыс істейді. Кейде бейнелеу физиктері клиникалық салаларда зерттеу және оқыту мақсатында, мысалы, белгілі бір қан тамырларын бейнелеудің мүмкін болатын әдісі ретінде интраваскулярлық ультрадыбыстың мөлшерін анықтау сияқты жұмыстармен айналысуы мүмкін.
Сәулелену терапиясының физикасы
Радиациялық терапия физикасы, сондай-ақ сәулелік терапия физикасы немесе радиациялық онколог физикасы деп те аталады. Қазіргі уақытта АҚШ, Канада және кейбір батыс елдерінде жұмыс істейтін медициналық физиктердің көп бөлігі осы саладағы мамандар. Сәулелік терапия физигі күнделікті жұмысында сызықтық үдеткіштер (Линак) жүйелерімен, киловольттық рентген сәулесімен емдеу құралдарымен, сондай-ақ Томотерапия, гамма пышақ, Киберпышақ, протондық терапия және брахитерапия сияқты басқа да емдеу түрлерімен айналысады. Терапевтік физиканың ғылыми және академиялық бағыты борон нейтрондарымен ұстау терапиясы, жабық көзді сәулелік терапия, терагерц сәулелендіруі, жоғары интенсивті фокустық ультрадыбыс (литотрипсияны қоса алғанда), оптикалық сәулелендіру лазерлері, ультракүлгін сәуле және т.б., фотодинамикалық терапия, сондай-ақ ядролық медицина, оның ішінде ашық көзді сәулелік терапия және фотомедицина – ауруды емдеу және диагностикалау үшін жарықты қолдану салаларын қамтиды.
Ядролық медицина физикасы
Ядролық медицина – адам организмінің белгілі бір мүшелерінің жұмысын бағалау немесе ауруды емдеу үшін сәулеленуді пайдаланатын медицинаның бір саласы. Қалқанша без, сүйектер, жүрек, бауыр және көптеген басқа мүшелерді оңай бейнелеуге болады, сондай-ақ олардың жұмысындағы бұзылыстарды анықтау мүмкін. Кейбір жағдайларда, ауруға шалдыққан мүшелерді немесе ісіктерді емдеу үшін сәулелену көздері қолданылады. Медицинада радиоактивті іздеушілерді қолдануға бес Нобель сыйлығының иегері тікелей қатысқан. Әлем бойынша 10 000-нан астам аурухана медицинада радиоизотоптарды қолданады, ал процедуралардың шамамен 90% диагностика мақсатында жүзеге асырылады. Диагностикада ең көп қолданылатын радиоизотоп – техноций-99m, ол жылына 30 миллионға жуық процедурада қолданылады, бұл әлемдегі барлық ядролық медицина процедураларының 80% құрайды.
Физиологиялық өлшеу
Физиологиялық өлшемдер әр түрлі физиологиялық параметрлерді бақылау және өлшеу үшін де қолданылған. Көптеген физиологиялық өлшеу әдістері инвазивті емес, оларды басқа инвазивті әдістермен бірге немесе олардың орнына пайдалануға болады. Өлшеу әдістеріне электрокардиография кіреді. Осы салалардың көп бөлігі басқа мамандықтармен байланысты болуы мүмкін, мысалы, медициналық инженерия немесе тамырлар ғылымы.
Ғылыми-зерттеу және академиялық даму салалары
Клиникалық емес физиктер жоғарыда аталған салаларға академиялық және ғылыми тұрғыдан назар бөлгенімен немесе бөлмегенімен, олардың мамандану саласы лазерлер мен ультракүлгін жүйелерді (мысалы, фотодинамикалық терапия), фМРТ және функционалдық бейнелеудің басқа да әдістерін, сондай-ақ молекулалық бейнелеуді, электрлік кедергі томографиясын, диффузиялық оптикалық бейнелеуді, оптикалық когеренттік томографияны және қос энергиялы рентген сәулесімен сіңіруді де қамтуы мүмкін.