Какова связь между медицинской визуализацией и физикой?

Как связаны физика и медицинская визуализация?

Существует тесная связь между медицинской визуализацией и физикой, потому что большинство методов визуализации требуют передовых научных знаний. Например, ультразвуковые машины не могли бы быть изобретены без детального понимания свойств высокочастотного звука. Ядерная визуализация и магнитно-резонансная томография (МРТ) также требуют глубоких знаний о том, как разные материалы реагируют в различных ситуациях, например, под воздействием сильного магнитного поля.

Многие методы медицинской визуализации могли быть разработаны только после того, как конкретная технология была хорошо понята, поэтому медицинская визуализация и физика так тесно связаны. Научные исследования привели к большему знанию электромагнитных волн высокой энергии, сильных магнитных полей и ультразвука. Это фундаментальное исследование позволило медицинским физикам исследовать и разрабатывать медицинские приложения для этих природных явлений. Также по соображениям безопасности важно, что много известно о конкретном типе технологии, такой как сильные магнитные поля для МРТ-сканирования, до того, как они будут использованы в медицинских ситуациях.

Ультразвук является одним из примеров того, как медицинские изображения и физика тесно связаны между собой. Чтобы выполнить ультразвуковое сканирование, машина используется для создания высокочастотного звука. Этот звук слишком высок, чтобы человек мог его услышать, но благодаря научным исследованиям многое известно о том, как он реагирует на различные материалы. Преимущество ультразвука заключается в том, что он может проникать и отражаться от материала, что позволяет создавать внутреннее изображение тела. Существует множество других медицинских применений для ультразвуковых аппаратов, включая разрушение камней в почках и лечение спортивных травм.

Ядерная медицина - один из лучших примеров связи между медицинской визуализацией и физикой. За прошедшее столетие было проведено огромное количество исследований радиоактивных веществ. Это означает, что ученые имеют большой объем знаний о том, как различные радиоактивные вещества реагируют в различных ситуациях. При сканировании в ядерной медицине используется хорошо установленная скорость распада радиоактивных материалов, которая может быть предсказана очень точно, если вещество найдено в разумных количествах, для формирования детального изображения тела. Научные знания о том, как распадаются радиоактивные материалы, также устанавливают ограничения на количество, безопасное для человека.

МРТ также показывает связь между медицинской визуализацией и физикой. МРТ сканер использует магнитные поля, которые в 30 000 раз превышают силу магнитного поля Земли, чтобы влиять на атомное вращение атомов в теле. Этот тип сканирования объединяет научные знания о магнитных полях, электромагнитных волнах и квантовой механике для создания очень детального изображения. Сканирование, подобное этому, было бы невозможным без огромного количества исследований во многих областях физики.