Ιατρική φυσική

Η Ιατρική Φυσική (γνωστή και ως βιοϊατρική φυσική, ιατρική βιοφυσική, εφαρμοσμένη φυσική στην ιατρική, εφαρμογές της φυσικής στην ιατρική επιστήμη, ραδιολογική φυσική ή νοσοκομειακή ραδιοφυσική) είναι, σε γενικές γραμμές, η εφαρμογή των φυσικών εννοιών, θεωριών και μεθόδων πάνω στην ιατρική. Παραρτήματα ιατρικής φυσικής μπορούν να βρεθούν σε νοσοκομεία ή πανεπιστήμια. Στην περίπτωση των νοσοκομείων, ο όρος "Φυσικός ιατρικής" είναι ο τίτλος ενός συγκεκριμένου ειδικού πάνω στην ιατρική. Οι φυσικοί ιατροί βρίσκονται συνήθως στις εξής ειδικότητες: διαγνωστική και μεσολαβητική ραδιολογία, πυρηνική ιατρική, ραδιενεργειακή προστασία και ραδιενεργειακή ογκολογία. Τα πανεπιστημιακά τμήματα χωρίζονται σε δύο είδη. Το πρώτο δίνει μεγαλύτερη έμφαση στο να προετοιμάσει τους φοιτητές για την επαγγελματική τους σταδιοδρομία ως φυσικοί ιατρικής ενώ η έρευνα επικεντρώνεται στην αναβάθμιση της πρακτικής και του επαγγέλματος. Το δεύτερο είδος (που απαντάται ως «βιοϊατρική φυσική» όλο και πιο συχνά) έχει ένα αρκετά ευρύτερο πεδίο εφαρμογής και μπορεί να περιλαμβάνει έρευνες πάνω σε κάθε εφαρμογή της φυσικής πάνω στην ιατρική, μέσω της μελέτης της βιομοριδιακής δομής στην μικροσκοπία και στην νανοϊατρική. Για παράδειγμα, ο φυσικός Ρίτσαρντ Φάινμαν έκανε προβλέψεις για το μέλον της νανοϊατρικής. Έγραψε για την ιδέα της χρήσης βιολογικών μηχανών για ιατρική χρήση (νανοβιοτεχνολογία). Ο Ρίτσαρντ Φάινμαν και Albert Hibs προέβλεψαν οτι συγκεκριμένες συσκευές "περίθαλψης", ίσως μια μέρα γίνουν τόσο μικρές, που θα μπορεί κανείς να "καταπιεί τον γιατρό του". Η ιδέα αναλύθηκε στην έκθεση του Ρίτσαρντ Φάινμαν, το 1959, "There's Plenty of Room at the Bottom".

 Στην περίπτωση των νοσοκομειακών τμημάτων της ιατρικής φυσικής, η περιγραφή των καθηκόντων όπως έχει τεθεί από την Ευρωπαϊκή Ομοσπονδία Φυσικών Ιατρικής (European Federation of Medical Physicists), είναι η εξής:"Οι φυσικοί ιατρικής θα συνεισφέρουν στην διατήρηση αλλά και στην αναβάθμιση της ποιότητας, της ασφάλειας αλλά και της αποδοτικότητας των ιατρικών υπηρεσιών, μέσω δραστηριοτήτων προσανατολισμένων προς τον ασθενή που απαιτούν εξειδικευμένη δράση, περιπλοκή ή εξειδικευμένες συμβουλές όσων αφορά την διασαφήνιση, την διαλογή, τον έλεγχο, την ανάθεση, τον έλεγχο ποιότητας και την βελτιστοποιημένη κλινική χρήση των ιατρικών συσκευών και μηχανημάτων, και όσων αφορά τα ρίσκα που πρέπει να πάρει ο ασθενής αλλά και την προστασία του από φυσικούς παράγοντες (για παράδειγμα: ηλεκτρομαγνητικά πεδία, ακτίνες λέιζερ, ραδιονουκλίδια) συμπεριλαμβανομένης της πρόληψης μη-σκόπιμων ή ατυχείς εκθέσεων. Όλες οι δραστηριότητες πρέπει να είναι βασισμένες σε τεκμηριωμένες θεωρίες ή ακόμη και έρευνες όταν οι θεωρίες αυτές δεν επαρκούν. Το πεδίο αυτό περιλαμβάνει κινδύνους προς τους εθελοντές στην βιοϊατρική έρευνα, φροντιστές και παρηγορητές. Το πεδίο αυτό συχνά περιλαμβάνει κινδύνους προς τους εργαζομένους και το κοινό, ιδιαίτερα όταν αυτό επηρεάζει τον κίνδυνο για τον ασθενή." Ο όρος "φυσικοί παράγοντες" αναφέρεται σε ιοντικές, αλλά και μη ιοντικές ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες, ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, υπερήχους, ακτίνες λέιζερ και κάθε άλλο φυσικό παράγοντα που συσχετίζεται με την ιατρική, για παράδειγμα, η ακτίνες Χ στην αξονική τομογραφία, ακτίνες Γ/ραδιονουκλίδια στην πυρηνική ιατρική, τα μαγνητικά πεδία και οι ραδιοσυχνότητες στην μαγνητική τομογραφία, υπέρηχους στην απεικόνιση μέσω υπέρηχων και μετρήσεις Doppler. Η αποστολή αυτή περιλαμβάνει τις εξής 11 δραστηριότητες: Επιστημονική υπηρεσία επίλυσης προβλημάτων: Είναι μια πλήρης υπηρεσία επίλυσης προβλημάτων η οποία περιλαμβάνει την αναγνώριση των μη άριστων ιατρικών συσκευών, την αναγνώριση και την εξάλειψη των αιτίων ή της λανθασμένης χρήσης και επιβεβαίωση ότι οι λύσεις που προτάθηκαν επανέκτησαν την απόδοση και την χρήση της συσκευής. Όλες οι δραστηριότητες βασίζονται στην τρέχουσα καλύτερη επιστημονική τεκμηρίωση και απόδειξη ή έρευνα όταν οι αποδείξεις δεν είναι επαρκείς. Μετρήσεις δοσομετρίας: Η μέτρηση των δόσεων που δίνονται στους ασθενείς, στους εθελοντές της βιοϊατρικής έρευνας, τους φροντιστές και τα άτομα που υποβάλλονται σε εκθέσεις μη ιατρικής απεικόνισης (π.χ. για νομικούς ή επαγγελματικούς λόγους). Η επιλογή, η βαθμονόμηση και συντήρηση των δοσομετρικών οργάνων. Η μέτρηση των ποσοτήτων που είναι σχετικές με την δόση, η οποία παρέχεται από συγκεκριμένα μηχανήματα (αλλά και λογισμικά). Οι μετρήσεις είναι βασισμένες στις τρέχουσες προτεινόμενες τεχνικές και πρωτόκολλα. Περιλαμβάνει την δοσομετρία όλων των φυσικών παραγόντων. Η διαχείριση της ασφάλειας και του κινδύνου των ασθενών (συμπεριλαμβανομένων των εθελοντών στην βιοϊατρική έρευνα, των φροντιστών και των ατόμων που υποβάλλονται σε εκθέσεις μη ιατρικής απεικόνισης): Η επιτήρηση ιατρικών συσκευών και η αξιολόγηση των κλινικών πρωτοκόλλων ώστε να εξασφαλιστεί η διαρκής προστασία των ασθενών, των εθελοντών, των φροντιστών και των ατόμων που υποβάλλονται σε εκθέσεις μη ιατρικής απεικόνισης, από τις επιβλαβείς επιδράσεις των φυσικών παραγόντων σύμφωνα με τα τελευταία δημοσιευμένα στοιχεία ή έρευνα σε περίπτωση που τα στοιχεία αυτά δεν είναι επαρκή. Περιλαμβάνει την ανάπτυξη πρωτοκόλλων αξιολόγησης κινδύνου. Διαχείριση επαγγελματικής και δημόσιας ασφάλειας ή κινδύνου (όταν υπάρχει αντίκτυπο στην ιατρική έκθεση ή στην ασφάλειά).Η παρακολούθηση ιατρικών βοηθημάτων και η αξιολόγηση κλινικών πρωτοκόλλων όσον αφορά την προστασία των εργαζομένων αλλά και του κοινού, όταν αυτά επηρεάζουν την έκθεση ασθενών, εθελοντών πάνω στη βιοϊατρική έρευνα, φροντιστών και ατόμων που υποβάλλονται σε μη ιατρικές απεικονίσεις, ή ευθύνη σε σχέση με την ασφάλειά τους. Περιλαμβάνει την ανάπτυξη πρωτοκόλλων αξιολόγησης κινδύνου σε συνδυασμό με άλλους ειδικούς που εμπλέκονται σε επαγγελματικούς / δημόσιους κινδύνους. Διαχείριση κλινικών ιατρικών συσκευών: Προδιαγραφή, επιλογή, δοκιμή αποδοχής, θέση σε λειτουργία και διασφάλιση ποιότητας και ελέγχου των ιατρο-τεχνολογικών προϊόντων, σύμφωνα με τις πιο πρόσφατες ευρωπαϊκές ή και διεθνείς συστάσεις και τη διαχείριση και επίβλεψη σχετικών προγραμμάτων. Η δοκιμή πρέπει να βασίζεται στις τρέχουσες συνιστώμενες τεχνικές και πρωτόκολλα. Κλινική συμμετοχή: Διεξαγωγή, συμμετοχή και εποπτεία καθημερινών διαδικασιών ακτινοπροστασίας και ελέγχου ποιότητας για την εξασφάλιση της αποτελεσματικής και βελτιστοποιημένης χρήσης των ιατρικών ακτινολογικών συσκευών και της βελτιστοποίησης των ασθενών, δίνοντας έμφαση σε κάθε ξεχωριστή περίπτωση. Ανάπτυξη της ποιότητας των υπηρεσιών και της σχέσης κόστους-αποτελεσματικότητας: Καθιέρωση νέων ιατρικών ακτινολογικών συσκευών στις κλινικές υπηρεσίες, η εισαγωγή νέων υπηρεσιών ιατρικής φυσικής και συμμετοχή στην εισαγωγή, στην ανάπτυξη κλινικών πρωτοκόλλων και τεχνικών, ενώ δίνεται προσοχή και στα οικονομικά ζητήματα. Συμβουλευτικές υπηρεσίες ειδικών: Παροχή συμβουλών από ειδικούς, σε εξωτερικούς πελάτες (π.χ. σε κλινικές που δεν διαθέτουν εξειδικευμένους ιατρούς φυσικούς). Εκπαίδευση των επαγγελματιών του τομέα της υγείας (συμπεριλαμβανομένων των ασκούμενων ιατρών φυσικών): Συμβολή στην ποιοτική επαγγελματική εκπαίδευση στον τομέα της υγείας μέσω δραστηριοτήτων μετάδοσης γνώσεων σχετικά με τις τεχνικές/επιστημονικές γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες που υποστηρίζουν την κλινικά αποτελεσματική, ασφαλή, τεκμηριωμένη αλλά και οικονομική χρήση των ιατρικών ακτινολογικών συσκευών, την εκπαίδευση των σπουδαστών της ιατρικής φυσικής και την οργάνωση των προγραμμάτων παραμονής στην ιατρική φυσική. Αξιολόγηση της τεχνολογίας υγείας: Ανάληψη ευθύνης για τη φυσική πλευρά των αξιολογήσεων τεχνολογίας της υγείας που σχετίζονται με τις ιατρικές ακτινολογικές συσκευές ή/και τις ιατρικές χρήσεις των ραδιενεργών ουσιών/πηγών. Καινοτομία: Ανάπτυξη νέων ή τροποποίηση ήδη υπάρχων συσκευών (συμπεριλαμβανομένου και του λογισμικού) και πρωτοκόλλων για τη λύση των μέχρι τώρα ανεπίλυτων κλινικών προβλημάτων. Κάποια εκπαιδευτικά ιδρύματα (ή τμήματα τους) φέρουν τα ονόματα "Ιατρική Βιοφυσική", ή "Βιοϊατρική Φυσική" ή "Εφαρμογές της Φυσικής πάνω στην Ιατρική". Γενικά, αυτά χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: διεπιστημονικά τμήματα που φιλοξενούν τη βιοφυσική, τη ραδιοβιολογία και την ιατρική φυσική κάτω από έναν ενιαίο κύκλο, και προπτυχιακά προγράμματα που προετοιμάζουν τους φοιτητές για μετέπειτα σπουδές πάνω στην ιατρική φυσική, βιοφυσική ή ιατρική. Αυτά είναι: Η ιατρική φυσική απεικόνισης είναι επίσης γνωστή ως "διαγνωστική και επεμβατική φυσική ακτινολογίας". Οι κλινικοί (τόσο οι "εσωτερικοί" όσο και οι "σύμβουλοι") φυσικοί συνήθως ασχολούνται με δοκιμές, βελτιστοποιήσεις και με την διασφάλιση της ποιότητας των πεδίων της φυσικής διάγνωσης ακτινολογίας όπως είναι οι ακτινογραφικές ακτίνες Χ, η φθοριοσκόπηση, η μαστογραφία, η αγγειογραφία και η υπολογιστική τομογραφία , καθώς και μορφές μη ιονίζουσας ακτινοβολίας όπως αυτή των υπερήχων και της μαγνητικής τομογραφίας. Επίσης ασχολούνται και με το ζήτημα περί ακτινοπροστασίας όπως η δοσιμετρία (για το προσωπικό και τους ασθενείς). Επιπλέον, πολλοί ιατροί φυσικοί απεικόνισης συχνά ασχολούνται επίσης και με πυρηνικά ιατρικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένης της υπολογιστικής τομογραφίας εκπομπών μεμονωμένων φωτονίων (SPECT) και της τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίων (PET). Μερικές φορές, οι ιατροί φυσικοί απεικόνισης μπορεί να εμπλέκονται σε κλινικές περιοχές, αλλά για σκοπούς έρευνας και διδασκαλίας, όπως η ποσοτικοποίηση του ενδοαγγειακού υπερήχου ως πιθανή μέθοδος απεικόνισης ενός συγκεκριμένου αγγειακού αντικειμένου. Η ακτινοθεραπευτική φυσική είναι επίσης γνωστή και ως "φυσική ακτινοθεραπείας" ή "φυσική ακτινοβολίας ακτινοβολίας". Η πλειοψηφία των ιατρών φυσικών που εργάζονται σήμερα στις ΗΠΑ, τον Καναδά και σε ορισμένες δυτικές χώρες ανήκουν σε αυτόν τον συγκεκριμένο κλάδο. Ένας φυσικός ακτινοθεραπευτής ασχολείται συνήθως με συστήματα γραμμικού επιταχυντή (Linac) και με μονάδες επεξεργασίας ακτίνων Χ σε καθημερινή βάση, καθώς και με άλλους τρόπους όπως η τομοθεραπεία, η ραδιοχειρουργική, το "cyberknife", την πρωτονιακή θεραπεία και την βραχυθεραπεία. Η ακαδημαϊκή και ερευνητική πλευρά της θεραπευτικής φυσικής μπορεί να περιλαμβάνει πεδία όπως η θεραπεία σύλληψης νετρονίων βορίου, η σφραγισμένη ακτινοθεραπεία πηγής, η ακτινοβολία "terahertz", το υπερηχογράφημα εστίασης υψηλής έντασης (συμπεριλαμβανομένης της λιθοτριψίας), τα λέιζερ οπτικής ακτινοβολίας, την υπεριώδη ακτινοβολία κλπ. συμπεριλαμβανομένης και της φωτοδυναμικής θεραπείας, καθώς και της πυρηνικής ιατρικής, της ακάλυπτης πηγής ακτινοθεραπείας, και της "φωτομεδικής" (photomedicine), η οποία είναι η χρήση φωτός για τη θεραπεία και τη διάγνωση ασθενειών. Η πυρηνική ιατρική είναι κλάδος της ιατρικής πάνω στον οποίο χρησιμοποιείται ακτινοβολία η οποία δίνει πληροφορίες σχετικά με τη λειτουργία των οργάνων ενός ατόμου ή για τη θεραπεία ασθενειών. Ο θυρεοειδής, τα οστά, η καρδιά, το ήπαρ και πολλά άλλα όργανα μπορούν να απεικονιστούν εύκολα και να αποκαλυφθούν διαταραχές στη λειτουργία τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις πηγές ακτινοβολίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία ασθενών οργάνων ή όγκων. Πέντε βραβευθέντες με Νόμπελ έχουν εμπλακεί στενά με τη χρήση ραδιενεργών αναζητήσεων στην ιατρική. Πάνω από 10.000 νοσοκομεία παγκοσμίως χρησιμοποιούν ραδιοϊσότοπα στην ιατρική και περίπου το 90% των διαδικασιών είναι για διάγνωση. Το πιο συνηθισμένο ραδιοϊσότοπο που χρησιμοποιείται στη διάγνωση είναι το technetium-99m, με περίπου 30 εκατομμύρια διαδικασίες ετησίως, που αντιπροσωπεύουν το 80% όλων των διαδικασιών της πυρηνικής ιατρικής παγκοσμίως. Η φυσική υγείας είναι επίσης γνωστή ως "ασφάλεια ακτινοβολίας" ή "ακτινοπροστασία". Η φυσική υγείας είναι η εφαρμοσμένη φυσική της ακτινοπροστασίας για σκοπούς υγείας και υγειονομικής περίθαλψης. Είναι η επιστήμη που ασχολείται με την αναγνώριση, την αξιολόγηση και τον έλεγχο των κινδύνων για την υγεία, ώστε να επιτρέπεται η ασφαλής χρήση και η εφαρμογή ιοντίζουσας ακτινοβολίας. Οι επαγγελματίες της φυσικής υγείας προωθούν την αριστεία στην επιστήμη και την πρακτική της ακτινοπροστασίας και της ασφάλειας. Ορισμένες πτυχές της φυσικής της μη ιονίζουσας ακτινοβολίας μπορούν να θεωρηθούν κομμάτι της φυσικής ακτινοπροστασίας ή της διαγνωστικής απεικόνισης. Οι μέθοδοι απεικόνισης περιλαμβάνουν τη μαγνητική τομογραφία, την οπτική απεικόνιση και τον υπέρηχο. Τα θέματα ασφάλειας περιλαμβάνουν αυτέα τα πεδία και τα λέιζερ. Οι φυσιολογικές μετρήσεις έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση αλλά και τη μέτρηση διαφόρων φυσιολογικών παραμέτρων. Πολλές τεχνικές φυσιολογικής μέτρησης δεν είναι επεμβατικές και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό ή εναλλακτικά με άλλες επεμβατικές μεθόδους. Οι μέθοδοι μέτρησης περιλαμβάνουν την ηλεκτροκαρδιογραφία. Πολλά από αυτά τα πεδία μπορεί να καλύπτονται και από άλλες ειδικότητες, όπως για παράδειγμα η ιατρική μηχανική ή η αγγειακή επιστήμη. Οι μη κλινικοί φυσικοί έχουν την δυνατότητα να επικεντρωθούν στα παραπάνω πεδία από ακαδημαϊκή αλλά και από ερευνητική άποψη, αλλά το πεδίο εξειδίκευσης τους μπορεί επίσης να περιλαμβάνει λέιζερ και υπεριώδη συστήματα (όπως η φωτοδυναμική θεραπεία), fMRI και άλλες μεθόδους λειτουργικής απεικόνισης όπως η μοριακή απεικόνιση, η τομογραφία ηλεκτρικής εμπέδησης, η διάχυτη οπτική απεικόνιση, η τομογραφία οπτικής συνοχής και η απορρόφηση με ακτίνες Χ διπλής ενέργειας.