物理醫學
醫學上診斷和治療都能應用到物理學,如診斷時所用的B超、CT、胃鏡、多譜勒、透視等等,在治療方面各種理療就是物理療法的簡稱。
⑵ 物理學在醫學上的應用
醫學物理學可歸納為物理學應用的一個支脈,它是將物理學的理論、方法和技術應用於醫學而形成的一門新興邊緣學科。換句話說,醫學物理學系結合物理學、工程學、生物學等專業,應用於醫學上,尤其是在放射醫學或激光醫學。因此,醫學物理學也可與醫學電子學(醫學器材的研究)、生物醫學工程學(工程原理應用於生物與醫學),及保健物理學(分析、控制輻射傷害)等學科合作,共同促進醫學與生物科技的進步。它的出現大大提高了醫學教育水平,促進了臨床診斷、治療、預防和康復手段的改進和更新進程。其主要研究內容有:1、人體器官或系統的機能以及正常或異樣過程的物理解釋;2、人體組織的物理性質以及物理因子對人體的作用;3、人體內生物電、磁、聲、光、熱、力等物理現象的認識;4、物理儀器(顯微鏡、攝譜儀、X線機、CT、同位素和核磁共振儀等)和物理測量技術的醫學應用。作為一個獨立學科,它形成於本世紀五十年代,1974年國際醫學物理組織(IOMP)成立,1986年醫學物理分會以中國醫學物理學會的名義加入國際醫學物理組織。
隨著近代物理學和計算機科學的迅速發展,人們對生命現象的認識逐步深入,醫學的各分支學科已愈來愈多地把他們的理論建立在精確的物理科學基礎上,物理學的技術和方法,在醫學研究和醫療實踐中的應用也越來越廣泛。光學顯微鏡和X射線透視對醫學的巨大貢獻是大家早已熱悉的。光導纖維做成的各種內窺鏡已淘汰了各種剛性導管內鏡,計算機和X射線斷層掃描術(X-CT)、超聲波掃描儀(B超)和核磁共振斷層成像(MRI)、正電子發射斷層顯像術(PET)等的製成和應用,不僅大大地減少了病人的痛苦和創傷,提高了診斷的准確度,而且直接促進了現代醫學影像診斷學的建立和發展,使臨床診斷技術發生質的飛躍。物理學的每一新的發現或是技術發展到每一個新的階段,都為醫學研究和醫療實踐提供更先進,更方便和更精密的儀器和方法。可以說,在現代的醫學研究和醫療單位中都離不開物理學方法和設備,隨著醫學科學的發展,物理學和醫學的關系必將越來越密切。物理學不僅為醫學中病因、病理的研究和預防提供了現代化的實驗手段,而且為臨床診斷和治療提供了先進的器械設備。可以說,沒有物理學的支持,就沒有現代醫學的今天。
1、光學對醫學的影響
激光在醫學上已廣為應用,它是利用了激光在活體組織傳播過程中會產生熱效應、光化效應、光擊穿和沖擊波作用。紫外激光已用於人類染色體的微切割,這有助於探索疾病的分子基礎。在診斷方面,隨著各項激光光譜技術在醫學領域運用研究的廣泛開展,比如生物組織自體熒光、葯物熒光光譜和拉曼光譜在癌腫診斷及白內障早期診斷等方面的研究正在發展之中。激光光學層析(斷層)造影(OT)技術正在興起,它是替代X-CT的新興的醫療診斷技術。在治療方面,激光手術已成為常用的實用技術,人們可選用不同波長的激光以達到高效、小損傷的目的。激光已用於心血管斑塊切除、眼角膜消融整形、結石粉碎、眼科光穿孔、子宮肌瘤、皮膚痣瘤、激光美容和光動力學治癌(PDT)等方面。在診斷中使用的內窺鏡如胃鏡、直腸鏡、支氣管鏡等,都是根據光在纖維表面多次發生全反射的原理製成的。醫用無影燈、反光鏡等也是利用光學原理製成的。近場光學掃描顯微鏡可直接在空氣、液體等自然條件下研究生物標本等樣品,解析度高達20nm以上,已用於研究單個分子,有望在醫學領域獲得重要應用。利用橢圓偏振光可以鑒定傳染病毒和分析細胞表面膜。全息顯微術在醫學上應用也很廣泛。放射性對醫學的影響
射線在醫學領域應用極廣,這是基於人體組織經射線照射後會產生某些生理效應。射線可通過反應堆、加速器或放射性核素獲得。在病因、病理研究方面,利用放射性示蹤技術,使現代醫學能從分子水平動態地研究體內各種物質的代謝,使醫學研究中的難題不斷被攻破。例如弄清了與心血管疾病密切相關的膽固醇生物合成過程。現在放射性示蹤已成為現代醫學不可缺少的強大武器。放射性在臨床診斷上的應用已很普及,例如X光機和醫用CT。1895年倫琴在研究稀薄氣體放電時發現X射線。X射線發現後僅3個月就應用於臨床醫學研究, X射線透視是根據不同組織或臟器對X射線的衰減本領不同,強度均勻的X射線透過身體不同部位後的強度不同,透過人體的X射線投射到照相底片上,顯像後就可以觀察到各處明暗不同的像。X射線透視可以清楚地觀察到骨折的程度、肺結核病灶、體內腫瘤的位置和大小、臟器形狀以及斷定體內異物的位置等。X射線透視機已成為醫院的基本設備之。
1972年英國EMI公司的電子工程師洪斯菲爾得(G.H.Hounsfield)在美國物理學家柯馬克(A.M.Comack)1963年發表的數據重建圖像數學方法的基礎上,發明了X-CT,使醫學影像技術發生重大變革。現在X-CT在全世界得到廣泛應用,成為舉世公認的重大科技成就。柯馬克和洪斯菲爾得兩人也因此獲得1979年諾貝爾醫學生理獎。X-CT是利用X射線穿透人體某層面進行逐行掃描,探測器測量和記錄透過人體後的射線強度值,將這些強度值轉換為數碼信號,送進計算機進行處理,經過排列重建。在顯示器上就能顯示出該層面的「切片」圖。使用X-CT裝置,醫生可以在顯示器上看到各種臟器、骨骼形狀和位置的「切片」,病變的部位、形狀和性質在圖像上清晰可見,大大提高了診斷的精度。
X-CT的優越性在於它可以清晰地顯示人體器官的各種斷面,避免產生影像的重疊。X-CT具有相當高的密度解析度和一定的空間解析度,對腦瘤的確診率可達95%。對腹部、胸部等處的肝、胰、腎等軟組織器官是否病變有特殊功用,對於已有病變腫瘤的大小和范圍顯示也很清楚,在一定程度上X-CT還可以區分腫瘤的性質。目前,醫用X-CT已成為臨床醫學診斷中最有效的手段之一。而正電子發射斷層掃描(PET)是一種先進的核醫學技術,它的解析度高,用生理性核素示蹤,是目前唯一的活體分子生物學顯示技術,PET可以從生命本原——基因水平作出疾病的早期珍斷。PET不僅可生產放射性核素,還可用於腫瘤學、神經病學和心病學的研究,它可為病變的早期診斷、療效觀察提供可靠的依據。
放射性在臨床中主要用於癌腫治療,針對對常規外科手術來說困難的疾病和部位(如腦瘤)而設計的粒子手術刀已得到了推廣,其中常用的有X光刀和γ光刀。快中子、負π介子和重離子治癌也在進行,它們對某些抗拒γ射線的腫瘤有良好的效果,但是價格高昂,世界上已有許多實驗室在臨床使用。其次,粒子手術刀對許多功能性疾病如腦血管病、三叉神經病、麻痹、惡痛、癲癇等也有很好的療效。另外,利用放射性可對醫療用品、器械進行輻射消毒,具有殺菌徹底、操作簡單等優點。
3、電磁學對醫學的影響
磁共振斷層成像是—種多參數、多核種的成像技術。目前主要是氫核( H)密度弛豫時間T 、T 的成像。其基本原理是利用一定頻率的電磁波向處於磁場中的人體照射,人體中各種不同組織的氫核在電磁波作用下,會發生核磁共振,吸收電磁波的能量,隨後又發射電磁波,MRI系統探測到這些來自人體中的氫核發射出來電磁波信號之後,經計算機處理和圖像重建,得到人體的斷層圖像.由於氫核吸收和發射電磁波時,受周圍化學環境的影響,所以由磁共振信號得到的人體斷層圖像,不僅可以反映形態學的信息,還可以從圖像中得到與病理有關的信息。經過比較和判斷就可以知道成像部分人體組織是否正常。因此MRI被認為是一種研究活體組織、診斷早期病變的醫學影像技術。
MRI與X- CT和B超比較,X- CT及B超只能顯示切面的密度分布圖像,而MRI圖像可以顯小切面的某一原子核同位素的濃度分布或某一參量(如弛豫時間)分布。因此MRI要比X- CT和B超獲得更多的人體內部信息,尤其是對於腦部病變和早期腫瘤病變的診斷,MRI更具有優越性。
由於人體內存在電磁場,可為醫學疾病的診斷提供重要的檢測依據。故腦電圖、心電圖早已用於腦部疾病、心臟疾病的診斷,與之相對應的腦磁圖、心磁圖在醫學診斷上更為准確有效,但由於技術和價格等原因在臨床診斷上尚未得到廣泛應用。對肺磁圖的認識則較晚,它對肺部疾病(如塵肺病等)的診斷比X射線更為有效。目前,有些發達同家已把它作為肺部疾病診斷的重要手段。
由於原有X射線造影劑(鋇餐)效果不夠理想,人們研製了磁性X射線造影劑,現在已用於臨床診斷。這是一種具有磁性的流動液體,對X射線具有較好吸收率,通過改變外部磁場,它幾乎可到達身體內的任何待查部位,而且不會在體內凝固。
電子顯微鏡在醫學中應用廣泛,可用來觀察普通光學顯微鏡不能分辨的精細結構。如生物中的病毒、蛋白質分子結構等。電子顯微鏡根據電子束照射物體井成像的原理,利用電子束通過磁透鏡(基於磁聚焦原理)進行聚焦,然後通過加速電壓能產生波長很短的電子波,其放大倍數是普通光學顯微鏡的幾十倍甚至幾十萬倍。
另一方面,在醫學中利用電磁原理可改善人體內部的微循環,達到治病保健的作用,如血液循環機和各種磁療儀等;根據人體與電磁波的相互作用,在醫學上利用電磁能的熱效應進行腫瘤的高溫治療和一般熱療。粒子加速器在醫學中用來產生用於診斷或治療的射線,也可用來生產注入人體內利於顯像的放射性物質,它是利用帶電粒子在磁場中的運動規律製成的。
4、聲學對醫學的影響
超聲在醫學中用於診斷和治療,由此形成了超聲醫學。超聲波在臨床診斷上的應用相當廣泛,它主要是利用超聲良好指向性和與光學相似的反射、散射、衰減和多普勒效應等物理規律,利用超聲發生器把超聲波發射到體內,並在組織內傳播。病變組織的聲阻抗與正常組織有差異,用接受器把反射和散射波接受下來,經過處理顯像後就可對病變進行診斷,比如A超、B超和多普勒血流儀等。
B超與X射線透視相比其結果的主要差別是:X射線透視所得出的是體內縱向投射的陰影像,而B超得出的是縱切面的結構像,在切面方向沒有重疊。可以准確判斷切面的情況。
為了提高某些微小病灶(例如小肝癌等)的檢出水準,聲學中的非線性問題引起了人們的關注。近來,非線性參量成像已成為超聲診斷的—個研究熱點,二次諧波成像是最新發展的方法之一。二次諧波的應用基於聲學造影劑,在超聲診斷時預先注入人體待查部位超聲造影劑,這樣可增加血流信息,有利於病灶的顯示,二次諧波成像在冠狀動脈疾病診斷中已受到廣泛的重視。
超聲在治療方面的應用是基於超聲在人體內的機械效應、溫熱效應和一些理化效應。有超聲碎石、超聲升溫治癌、超聲外科手術刀以及超聲葯物透入療法,超聲可用於治療硬皮症、血管疾患、腰腿疼、精神病等許多種疾病。臨床上使用的有多種超聲治療機。另外,超聲在美容中用於超聲潔牙、超聲減肥等。
在醫學上用來進行活體觀察的聲學顯微鏡,是利用聲波來獲得微觀物質結構的可見圖像技術,它是集聲學、壓電、光學、電子學和計算機等成果於一體的高科技儀器。
目前,物理學在醫學應用中的深度和廣度正在進一步拓展,往往需要綜合利用多種知識,比如能迅速緩解疼痛病狀的聲電療法,就是綜合利用了超聲和交流電。在其他方面,液晶在醫學上已用於醫療熱譜圖(診斷乳癌、血液疾病等)和其他顯像技術中。超導等技術在醫學中也有應用。
總之,物理學極大地促進了醫學的發展,現代醫學對物理學的依賴程度也越來越高。我們相信物理學在醫學中將會獲得更多的應用,並為醫學的發展做出更大貢獻。
⑶ 物理和醫學哪種學問更重要
物理主要研究物質的性質,而醫學是根據性質判斷物質是否正常。物理的發展帶動醫學的發展,核磁共振,激光刀就是例子。如果沒有物理的發展,很多疾病是無法有效治療的。醫學,物理都屬於自然科學。醫學難題的解決也促進物理的發展,應該說兩者是相互促進的。物理的某些分支本身就是與醫學息息相關的。像光子醫學,就是光學在醫學上的應用的
⑷ 醫學物理的就業方向
醫學物理學在中國的發展前景
1. 醫學物理學在中國發展的前提和基礎
在21世紀,人類面臨各種心血管疾病、各類腫瘤疾病、呼吸疾病、肝膽疾病、艾滋病等惡疾的嚴重威脅。早期診斷、准確診斷、及時治療、精確治療是現代臨床醫學發展及造福人類的必由之路,這就必須應用現代先進的醫學影像診斷設備和先進的治療設備,這些高新技術設備必須由現代化的醫師、現代化的醫學物理師充分合作,互相配合,有效地使用大批現代化數字化的醫療器械為病人有效地服務。這是時代的要求。中國的醫院也應該適應這一時代要求。醫學物理學在中國的發展也是時代的要求,醫學物理學家或醫學物理師在中國醫院中應有重要的職位和地位,也是時代的要求。忽視培養中國的醫學物理學家,不建立醫學物理師在醫院的職位編制,將不符合時代的要求,並妨礙著現代化醫院的發展。我們必須清醒地認識到,時代前進是不可阻擋的,與時俱進才是我們應走之路。
中國的醫院建立醫學物理師的職位編制,醫院的領導重視醫學物理師在臨床診療中的重要作用,是醫學物理學科在中國發展的前提和基礎。任何一門學科的發展,都是以國家、社會和專業職位的需求為基礎,才能在培養人才、科學研究和專業應用等方面全面發展的。例如國家、社會和醫院需要大批各類醫師治病救人,臨床醫師的大批職位需要大批醫學院培養大批臨床醫師,這是顯而易見的。醫學物理學的發展也不例外。
為此,我們建議國家衛生部重視醫學物理學科的發展,並給予發展的前提和基礎,並支持有關的高等院校及醫院培養醫學物理學的人才。這是醫療改革的大事。
2. 名牌大學與名牌醫院合作培養新一代醫學物理學家
醫學物理學在中國的發展,首先應該通過名牌大學與名牌醫院的物理學家和醫學家充分合作,培養既掌握物理學的理論和技術,也掌握臨床醫學的知識和技術的新一代醫學物理學家。醫學物理學是一門應用物理學,以物理學的理論知識為基礎,其特點是把物理學的理論知識及方法、技術應用於臨床醫學和醫學研究,其服務對象是病人,同醫師一樣,負有治病救人的責任。例如放射腫瘤醫師對癌症病人進行診斷後,開出處方與醫學物理師共同制定放射治療方案,由醫學物理師實施治療方案,共同對病人負責。醫學物理師雖然沒有開處方權,但他們實施治療計劃,面對病人,與醫院的工程師責任不同,責任更重大。必須認清,醫學物理學是一門物理學,而生物醫學工程學是一門工程學,兩者的性質不同,作用也不同。
據了解,美國、英國、德國、加拿大、日本的醫學物理學家,大部分都具有博士學位(Ph.D),少數為碩士,掌握物理學理論知識較深厚,都是在醫院與醫師一起工作,熟悉有關臨床醫學技術。他們在醫學物理學雜志發表的論文,都是理論性、技術性與醫用性並重的高水平創作,而不是一般的技術性文章。在美國,醫學物理學家不參加生物醫學工程學會的會議,生物醫學工程學家也不參加醫學物理學會的會議,只有三年一度的「醫學物理與生物醫學工程世界大會」(World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering)才共同參加,發表論文,交流經驗,但設有兩個主席,一個代表IOMP,一個代表IFMBE。可見,這是兩個獨立的學科,兩個獨立的學會。
為什麼發達國家的醫學物理學家都是具有哲學博士學位?因為同他們合作的醫師也都具有醫學博士學位,而且美國的醫學博士都是8年制的醫學院畢業的,前四年在綜合大學學習理工課程,數理化、電腦與電子學都有較好的基礎,他們需要與高水平的醫學物理學博士合作進行診療工作。而我國的醫師是5~6年制醫學院畢業生,數理化、電腦與電子學基礎較差,對使用高科技醫療設備難免有一定困難,經過短期培訓也難以全面掌握高檔設備的技術參數和性能,更需要具有高水平的醫學物理師合作,掌握好高檔設備的技術性能進行診療。例如一般CT的技術參數有20個之多,高檔CT更復雜,只有醫師與醫學物理師合作才能真正全面掌握CT的技術性能。其他更高級復雜的現代化醫療器械,更加需要臨床醫師與醫學物理師合作,才能充分利用高檔設備治病救人。否則,進口價值昂貴的醫療器械未能充分利用,是一大浪費。
為什麼中國新一代醫學物理學家需要名牌大學與名牌醫院合作培養呢?因為醫學物理學這門新興邊緣學科,需要名牌大學開設醫學物理學專業,講授醫學物理學的各門課程,還需要名牌醫院的名牌醫師講授臨床應用的課程及指導學生在醫院實習使用高檔醫療器械,名牌大學和名牌醫院合作培養出來的醫學物理學學士、碩士、博士,才是真正符合現代醫院需要的人才。例如,清華大學與協和醫科大學強強合作,屬下有協和醫院,阜外醫院和腫瘤醫院等名牌醫院,就完全具備培養新一代醫學物理學家的條件。其他各大城市也有類似的條件,也可培養醫學物理學家。
為此,我們建議國家教育部大力支持名牌大學與名牌醫院合作,採取有效措施,培養新一代醫學物理學家(師),這是教育改革的大事。
3. 科學研究是發展醫學物理學的動力
任何學科的發展,都是以科研為動力,醫學物理學也不例外。1895年倫琴發現X射線,立刻應用於醫學,是最偉大的醫學物理學家,獲得了首屆諾貝爾物理學獎。X射線在醫學診斷與治療的應用及研究,建立了放射學這門偉大的學科,發展至今,開花結果,造福人類。1972年醫學物理學家阿倫·科馬克(Allan M.Cormack)創立了CT的重建圖像理論,發展了放射學,解決了X射線成像無法克服的困難,為數字影像學這門新學科的發展開辟了一條光輝大道,1979年獲得諾貝爾醫學與生理學獎。磁共振成像首先是由英國Aberdeen大學醫學物理學教授John Mallard研製出樣機作人體成像。美國著名醫學物理學家甘美倫教授(John R.Cameron)發明研製了熱釋光劑量儀(TLD)和骨礦物質密度測量儀。還有IMRT、TOMOTHERAPY、γ刀、醫用加速器等等現代醫療器械,都是醫學物理學家與醫學家合作研製的。新的科研成果,引出新的學科,如CT物理學,MR物理學,放射治療物理學,γ刀物理學等。
新一代的中國醫學物理學家,應該在教學、科研及臨床實踐三方面發展。高等醫學院校的物理教授、副教授、講師及研究生,應該按教學、科研、臨床實踐三結合的方向進行工作。中國科學院高能物理研究所、物理研究所與醫學院、醫院合作進行高新醫學科研項目的研究,如正電子發射型斷層掃描儀,醫學直線加速器等高技術醫療器械的研製,實行高等院校、高級研究所、醫院及廠家充分合作,科學家、工程學家、醫學家三結合進行科研工作,這是中國醫學科學技術發展的必由之路。
為此,我們建議國家科技部重視醫學物理學的科研工作,納入國家科研計劃,以促進醫學物理學科的發展。
⑸ 醫學物理學就業前景
物理學專業有較強的社會適應性,畢業生既具有從事基礎科學研究的基礎知識,也具有在應用物理技術、電子信息技術等領域從事高科技開發的實際業務能力,適合在工業、交通、郵電、金融;商業等行業從事科技開發、生產和管理工作。物理學專業學生所特有的專業素養,使他們具有持久的專業發展後勁和較強的開拓能力,因而深受社會各界的歡迎。
⑹ 物理 和醫學 哪個難
這個看個人興趣了。
⑺ 醫學物理學在醫學中的應用
醫學物理學是把物理學的原理和方法應用於人類疾病預防、診斷、治療和保健的交叉學科。該學科以放射治療、醫學影像、核醫學以及其他非電離輻射,如超聲、微波、射頻、激光等在醫學中的應用及應用過程中的質量保證、質量控制和輻射防護與安全等為主要內容。
醫學物理師和臨床醫生配合,工作在腫瘤放射治療、醫學影像、核醫學以及其他非電離輻射,如超聲、核磁、激光等各個領域,從事臨床診斷和治療的物理和技術支持、教學和科研工作,特別是在診療新技術的開發和應用、質量保證和質量控制以及保健物理和輻射防護等方面起著極其重要的作用。
⑻ 物理學在醫學中的應用有哪些
1人體器官或系統的機能以及正常或異樣過程的物理解釋;
2、人體組織的物理性質以及物理因子對人體的作用;
3、人體內生物電、磁、聲、光、熱、力等物理現象的認識;
4、物理儀器(顯微鏡、攝譜儀、X線機、CT、同位素和核磁共振儀等)和物理測量技術的醫學應用.
激光在醫學上已廣為應用,它是利用了激光在活體組織傳播過程中會產生熱效應、光化效應、光擊穿和沖擊波作用.紫外激光已用於人類染色體的微切割,這有助於探索疾病的分子基礎
磁共振斷層成像是—種多參數、多核種的成像技術.目前主要是氫核( H)密度弛豫時間T 、T 的成像.其基本原理是利用一定頻率的電磁波向處於磁場中的人體照射,人體中各種不同組織的氫核在電磁波作用下,會發生核磁共振,吸收電磁波的能量,隨後又發射電磁波
⑼ 選物理可以考醫學嗎
噢,也就是你高中學理科對嗎
可以的
我高中的一個同學也是理科生,她現在就在中國醫科大學讀本科
也就是選物理將來也可以讀醫學~