物理学对医学的促进

摘 要：医学和现代物理学密不可分,可以说现代医学院专业课医学物理学就是物理学的重要分支.医学物理学就是物理学的理论方法和技术运用于医学的新型的边缘学科.现代医学,已经是物理学、生物学、工程学等专业知识在医疗领域的应用.本文主要谈物理学对医学的促进.

关 键 词：物理学医学促进

我们国家医学物理学的发展相对滞后,尤其是医学电子学的发展几乎依靠国外技术,特别是激光医学或放射医学领域.生物医学与生物工程、保健物理学与粒子物理学工程力学息息相关.可以说,物理学科的不断进步,大大提高了医学教育和临床医学的发展.

我们知道,医学物理学主要研究或人体系统运行过程的物理解释,人体组织的物理性质和物理因素对人体的作用机理,以及人体内部生物电、磁、声、光、热等物理现象的反应和物理仪器的测量技术在医疗中的应用.中国指导1986年才正式加入国际医学物理学会组织.随着计算机技术的发展,医学物理愈来愈朝着精确物理技术延伸.光学纤维技术在导管影像的医学领域的应用已为大家所熟知.可以说没有物理学就没有现代医学.那么物理学对医学有些什么方面的促进呢?

一、声学对医学的促进

声学是物理学发展初期认识的基本规律.中意望闻问切中就唱采用敲击听音,腹鸣判断等医疗诊断办法.现代诊疗技术中,超声学在医学诊断和治疗中一广泛使用,形成了超声医学.超声波在临床诊断上利用了超声波良好的指向性和反射、折射、衰减和多普勒效应等物理规律,利用超声波发生器发出超声波并发射到人体体内,在组织内传播史,病变组织和正常组织的传播差异,在接收器接受后经过显示器显影,医生才能判断组织现象.譬如B超仪和多普勒血流仪等.另外超声治疗应用也已很普遍.超声医疗是基于超声在人体内的机械反应、热效应和理化反应.譬如超声碎石、超声烧癌、超声外科手术刀、超声药物导入等等.这些技术在治疗血管疾病、癌症、腰腿疼、口腔疾病等方面非常广泛.

二、电磁学对医学的促进

电磁学发展是上个世纪至今对人类发展的贡献可以说是最伟大.医学物理学更是不可忽视.大家所熟知的核磁共振技术就是其一.磁共振断层成像技术是核物理学、光学、粒子物理学、量子物理学等物理学分支在医学中的运用.它是一种多参数、多核种的成像技术.当前医院广泛采用的主要是氢核密度弛豫TT成像.其基本原理就是利用一定频率的电磁波向处于磁场中的人体照射,人体不同组织的氢核在电磁作用下发生共振,吸收部分能量后又发射电磁波,一种被称为MRI的系统探测到这些从人体发射出的电磁波经计算机处理,特别是重建图像而得到人体的断层图像,经医生研究判断病理信息.被广泛采用的X-CT技术的原理与之类似.

大家知道,电子显微镜在医学中可以观察普通光学显微镜不能观察到的现象.技术条件好的医院,可以利用电子显微镜观察生物病毒、蛋白分子结构、细菌细胞的精细分布等.

三、光学对医学的促进

光学堪称医学发展史上最主要的物理专业知识.大家所熟知的伽马射线刀,就是光学技术的运用.

物理学知识告诉我们,激光是60年代初出现的一种新型光源,激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性,引起普遍重视,并很快在工农业生产、科学技术、医疗、国防等各个领域得到广泛应用.激光在活体组织传播过程中会产生热效应、光化效应、击穿和冲击作用.激光医学是激光技术与医疗科学有机结合的产物,激光在70年始广泛用于临床；90年代,随着新型激光器的研制成功,激光与医疗、生物组织科学紧密结合,研究范围日益扩大.Nd：YAG激光器以其增益高、阈值低、量子效率高、热效应小、机械性能良好、适合各种工作模式（连续、脉冲）等特点,在当今各种固体激光器中应用物质相互作用的效果是不同的,不同波长的Nd：YAG激光器采用连续、脉冲等方式工作使激光与不同部位的生物组织相互作用,可以获得良好的疗效.医用Nd：YAG激光器在外科手术、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮肤科、美容等方面应用广泛,特别是治疗皮肤色素性疾病,有创伤小、愈合好、无疤痕等独特优点.紫外线在传播到肌体组织时会产生杀伤性,所以紫外杀菌消毒也被广泛采用.世界上第一台光学显微镜的产生.使人们能够观察到肉眼不能观察到的东西.以往研究者对于细胞结构的探讨局限于固定的样本与生物化学分析.近来,数字影像技术已经发展并可以用于活细胞的观察.现今利用光学影像技术的观察已经可以观察数十纳米（nm）的标本.例如；干涉差显微镜；荧光撷像或是活细胞的操作方面都有长足进步.美国Cutera公司研发的这项技术称Titan技术,其光谱范围在1100-1800nm,靶组织为水.真皮网状层含水是最多,吸收红外光能转化热能,作用于真皮促其产生胶原.此项技术也被形象地称为“光波拉皮”.

特别值得提到的生物医学领域的金纳米棒的光学特性,具有横向等离子共振吸收和纵向等离子共振吸收特性,这一特性在生物和化学传感方面有着广泛而重要的应用前景.

总之,物理学极大的促进了医学的发展,现代医学依赖于物理学融于物理学的程度也越来越高.作为物理学必定在医学中运用的更加广泛,并未人类发展做出更大的贡献.