مجالات الفيزياء الطبية
الفيزياء الطبية هو فرع من فروع الفيزياء التطبيقية يختص بتطبيق مبادىء وطرق الفيزياء لتشخيص الأمراض وعلاجها.
التشخيص بالأشعة هو تشخيص طبي يقوم على استخدام أنواع مختلفة من الاشعاع في التصوير الطبي لتشخيص وأحيانا لعلاج الأمراض وهناك العديد من أنواع الأشعة المستخدمة مثل : الأشعة العادية و الأشعة المقطعية والموجات الصوتية والطب النووي(استخدام المواد المشعة) وقد تستخدم هذه الأشعة في عمل اجراء طبي تداخلي(داخل الجسم)لتشخيص أو علاج بعض الأمراض.
هي اشعة كهرومغناطيسية ذات طول موجي تستخدم بشكل واسع في التصوير الشعاعي وفي العديد من المجالات التقنية والعلمية.
اكتشفها العالم الألماني وليام رونتجن عام 1895 في جامعة فورتسبورغ ونال منها جائزة نوبل في الفيزياء في عام 1901.
تصدر الأشعة السينية بطريقتين:-
الموجات فوق الصوتية: موجات صوت تنتشر في الأوساط المادية (الماء، الهواء، المواد الصلبة) بشكل إهتزازات طولية بعيدا عن مصدر الصوت مكونة موجات مثل أمواج البحر.
، أي أنها أعلى من الموجات الصوتية المسموعة، فمن المعروف بأن الموجات الصوتية يتراوح ترددها بين 20 هيرتز و20،000هيرتز.الرنين المغناطيسي: هي وسيلة تصوير طبي لتوضيح التغيرات الباثولوجية في الأنسجة الحية وللرنين المغناطيسي استخدامات غير طبية ومن الناحية الفيزيائية فهي تعتمد على الحقول المغناطيسية والموجات الراديوية.
يوجد أنواع مختلفة ومتعددة اليوم بأفكار مختلفة كثيرة لأجهزة الرنين المغناطيسي وبشكل عام يوجد ثلاثة أنواع رئيسية لأجهزة الرنين المغناطيسي:-
_ جهاز الرنين المغناطيسي بشكل عام يحتوي على جزء يعطي الحقل المغناطيسي القوي & جزء يصدر موجات الراديو لتحفيز البروتونات ويلتقط الإشارات القادمة منها & وجزء النظام المتدرج.
_ المسح الذي يستخدم في المجالات الطبية يتكلف مليون دولار لكل تسلا وعدة مئات الالاف من الدولارات تنفق سنويا في الصيانة .
_تستخدم أجهزة الحاسب الالي بشكل أساسي في فحوصات الرنين المغناطيسي وبرامجها المتقدمة تساعد بشكل فعال في على إعطاء أفضل النتائج.
_استخدام الرنين المغناطيسي hهو لغرض تشخيصي مثل تصوير الأوردة والشرايين، أو تصوير التغيرات العصبية في الدماغ, والرنين المغناطيسي يعتبر أفضل أنواع التصوير في توضيح الأنسجة وسوائل الجسم، وكذلك يستخدم لتخطيط الخطط العلاجية القائمة على العلاج الإشعاعي. قبل الفحص بالرنين المغناطيسي يجب مراجعة التاريخ المرضي والتأكد بشكل تام من عدم وجود جراحات سابقة أو حوادث أدت إلى تواجد معادن في الجسم مثل الشظايا، ويتم التأكد من ذلك عبر الفحص بالأشعة العامة الروتينية & مرور المريض من خلال كاشف معادن. يعطي المريض في الغالب صبغة خاصة تحقن في الجسم وذلك لزيادة التباين وتوضيح الأجزاء المتقاربة.
يعمل بواسطة مسح غير غازي للجسم لأغراض التشخيص الطبي، بحث الدماغ، علم النفس، الطب النفسي، البحوث البيولوجية وغير ذلك هذا الفحص فعال لا سيما لتصوير الجهاز العصبي المركزي - الدماغ والحبل الشوكي - والمفاصل، مثل الركبة والكتف. في صور الرنين المغناطيسي لا ترى سوى الأنسجة الرخوة - لا ترى العظام نفسها وانما فقط نخاع العظام.الألياف الضوئية:hهي ألياف شفافة مرنة مصنوعة من الزجاج النقي أو البلاستيك بقطر أثخن قليلا من قطر شعرة الإنسان وتستخدم في الإتصالات الضوئية البصرية لما تتميز به من قدرة على البث لمسافات أبعد وبأمواج طولية أعلى من كبلات الأسلاك العادية.
تستخدم الألياف عوضا عن الأسلاك المعدنية لأن الإشارات تسافر فيها بأقل قدر من خطر فقدانها كما أن الألياف محصنة ضد التداخلات ضد الإلكترومغناطيسية التي تعاني منها الأسلاك المعدنية بشكل كبير.
ينتقل الضوء بواسطة الانعكاس المستمر عن الجدار المحاذي للقالب الزجاجي (cladding) انعكاسا داخليا كليا. و لان هذا الجدار لا يمتص أي من الضوء الساقط عليه فان الإشارة الضوئية يمكن أن تسافر مسافات طويلة. و لكن يحدث أحيانا أن يفقد جزء من الضوء حيث تمتصه الشوائب الموجودة في القلب الزجاجي.
لكي تحدث الانعكاسات المستمرة على جدار الغلاف الواقي داخل الآلياف الضوئية فإن هذا يعتمد على ظاهرة فيزيائية تسمى ظاهرة الإنعكاس الداخلي الكلي.
يتكون المنظار الضوئي من ثلاثة أجزاء رئيسية:يستخدم العلاج الإشعاعي الطاقة لتقليص الاورام وقتل الخلايا السرطانية ومن أنواعه الأشعة السينية وأشعة جاما والجسيمات المشحونة والأشعة فوق البنفسجية وقد يتم التعامل مع الإشعاع بواسطة الة خارج الجسم(العلاج الإشعاعي الخارجي) أو قد تأتي من وضع المواد المشعه في الجسم بالقرب من الخلايا السرطانية(العلاج الإشعاعي الداخلي).
أشعة جاما هي أشعة كهرومغناطيسية، تنتقل على هيئة أمواج أو جسيمات بأطوال موجية وترددات مختلفة، تعرف على نطاقٍ واسعٍ باسم الطيف الكهرومغناطيسي، ينقسم هذا الطيف إلى سبعة أقسام على حسب ترتيب طول الموجة المتناقص وزيادة الطاقة والتردد، ويُطلق على كلّ قسمٍ من أقسام الطيف الكهرومغناطيسي اسم كما يأتي: موجات الراديو، أو الميكروويف، أو الأشعة تحت الحمراء IR، أو الضوء المرئي، أو الأشعة فوق البنفسجية UV، أو الأشعة السينية.
استخدم أشعة جاما في بعض الأحيان لعلاج الأورام السرطانية في الجسم عن طريق إتلاف الحمض النووي للخلايا السرطانية، وتجدر الإشارة إلى ضرورة توخي الحذر عند إعطاء جرعات العلاج بأشعة جاما، عن طريق توجيه أشعة جاما من معجل خطي على المنطقة المستهدفة من العديد من الاتجاهات المختلفة، حيث يمكن أن تضر أشعة جاما ببعض الأنسجة السليمة المحيطة بالحمض النووي في حال تمّ استخدامها بطريقةٍ خاطئة.
تعرف الأشعة فوق البنفسجية بأنها إحدى الموجات الكهرومغناطيسية التي تمتلك طولاً موجياً قصيراً أقصر من الضوء المرئي، وقد سميت بهذا الاسم نسبةً إلى اللون البنفسجي في ألوان الطيف الذي يُعتبر الأقصر من ضمن ألوان الطيف، ويتراوح طول الأشعة فوق البنفسجية ما بين 10 نانومتر إلى 400 نانومتر، أما طاقتها فتتراوح ما بين 3 إلكترون فولت إلى 124 إلكترون فولت، والجدير بالذكر أن الأشعة فوق البنفسجية أطول من الأشعة السينية، كما تأتينا الأشعة فوق البنفسجية من عدة مصادر طبيعية وأهمها الشمس، حيث تنبعث بواسطة الضوء الأسود أو التقوس الكهربي.