Mis on suhe meditsiinilise pildistamise ja füüsika vahel?

Meditsiinilise pildistamise ja füüsika vahel on tugev seos, sest enamik pildistamistehnikaid nõuavad kõrgetasemelisi teaduslikke teadmisi. Näiteks ultraheliaparaate poleks saanud leiutada ilma kõrgsagedusliku heli omaduste üksikasjaliku mõistmiseta. Tuuma- ja magnetresonantstomograafia (MRI) skaneerimine eeldab ka sügavaid teadmisi selle kohta, kuidas erinevad materjalid erinevates olukordades, näiteks tugeva magnetvälja mõjul, reageerivad.

Paljusid meditsiinilise pildistamise tehnikaid oleks saanud välja töötada alles siis, kui konkreetne tehnoloogia oli hästi mõistetav, mistõttu on meditsiiniline pildistamine ja füüsika nii tihedalt seotud. Teaduslikud uuringud on andnud rohkem teadmisi suure energiaga elektromagnetlainete, tugevate magnetväljade ja ultraheli kohta. See alusuuring on võimaldanud meditsiinifüüsikutel uurida ja arendada nende loodusnähtuste jaoks meditsiinilisi rakendusi. Samuti on ohutuskaalutlustel oluline, et enne meditsiinilistes olukordades kasutamist teataks teatud tüüpi tehnoloogiatest (nt MRI-skaneeringute tugevad magnetväljad) palju.

Ultraheli on üks näide sellest, kuidas meditsiiniline pildistamine ja füüsika on omavahel tihedalt seotud. Ultraheli skaneerimise teostamiseks kasutatakse kõrgsagedusliku heli tekitamiseks masinat. See heli on inimesele kuulmiseks liiga kõrge, kuid tänu teaduslikele uuringutele on palju teada, kuidas see erinevatele materjalidele reageerib. Ultraheli eeliseks on see, et see suudab materjalist läbi tungida ja sealt tagasi peegeldada, mis võimaldab luua kehast sisemise pildi. Ultraheli masinate jaoks on palju muid meditsiinilisi rakendusi, sealhulgas neerukivide purustamine ja spordivigastuste ravi.

Tuumameditsiin on üks parimaid näiteid meditsiinilise pildistamise ja füüsika vahelise seose kohta. Viimase sajandi jooksul on radioaktiivsete ainete kohta tehtud tohutul hulgal uuringuid. See tähendab, et teadlastel on palju teadmisi selle kohta, kuidas erinevad radioaktiivsed ained erinevates olukordades reageerivad. Tuumameditsiini skaneerimisel kasutatakse kehast üksikasjaliku kujutise moodustamiseks radioaktiivsete materjalide väljakujunenud lagunemiskiirust, mida on võimalik väga täpselt ennustada seni, kuni ainet leidub mõistlikus koguses. Teaduslikud teadmised selle kohta, kuidas radioaktiivsed materjalid lagunevad, seavad piirangud ka kogustele, mis on inimestele ohtlikud.

MRI-skaneeringud näitavad ka seost meditsiinilise pildistamise ja füüsika vahel. MRI-skanner kasutab magnetvälju, mis on kuni 30,000 XNUMX korda suuremad kui Maa magnetvälja tugevus, et mõjutada aatomite aatomi pöörlemist kehas. Seda tüüpi skaneerimine ühendab teaduslikud teadmised magnetväljade, elektromagnetlainete ja kvantmehaanika kohta, et luua väga üksikasjalik pilt. Sellised skaneeringud poleks võimalikud ilma paljude füüsikavaldkondade tohutute uuringuteta.