МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА

Все известные достижения в области физики применимы в медицине, будь то механика, оптика, звуковые колебания, термодинамические процессы, электродинамика, ядерная физика.

С древнейших времён «сила» шамана или искусство жреца определялась тем, насколько он знал физику человеческого организма, то есть тем, насколько он правильно мог поставить диагноз и вылечить человека. Но первым медицинским физиком был назван знаменитый Леонардо да Винчи, поскольку после него остались серьёзные исследования механики передвижения человеческого тела (так его оценила Американская ассоциация медицинских физиков).

Медицинская физика — самостоятельная наука о системе, состоящей из физических излучений и приборов, человеческого организма и его болезней, а также лечебно-диагностических аппаратов и технологий. Её цель — изучение этой системы, профилактика и диагностика заболеваний, а также лечение больных с помощью методов и средств физики, математики и техники.

Вообще, развитие медицинской физики можно разделить на несколько периодов. Первый период характеризуется активным изучением механических, теплофизических, электрических, оптических, акустических явлений в человеческом организме и созданием соответствующих приборов.

Нужно вспомнить имена нескольких великих учёных и их эпохальные открытия.

Томас Юнг — английский учёный, один из создателей волновой оптики, он объяснил явление аккомодации глаза изменением кривизны хрусталика, первый объяснил явление интерференции света, ввёл количественную характеристику упругих свойств материалов.

Юлиус Роберт Майер — немецкий врач-естествоиспытатель. Первым сформулировал закон сохранения энергии и теоретически рассчитал механический эквивалент теплоты.

Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц — немецкий врач, физиолог и физик; математически обосновал закон сохранения энергии, впервые измерил скорость распространения нервного импульса, изобрёл офтальмоскоп и офтальмометр, что вписало его имя яркими буквами в историю офтальмологии.

Вообще, этими яркими фигурами в науке первый период взаимодействия медицины и физики не ограничивался. Было много других известных учёных, работавших на стыке этих наук. Это Мюллер, Магнус, Дюбуа-Реймон, Марей, Дюлонг, Герман, Рэлей.

Второй период взаимодействия медицины и физики связан с открытиями рентгеновских лучей и радиоактивности, развитием теории строения атома, атомного ядра, электромагнитных излучений и т.д. Эти великие открытия связаны с именами Рентгена, Беккереля, Складовской-Кюри, Томсона, Планка, Бора, Резерфорда, Эйнштейна. Особо в этом ряду надо выделить Рентгена. Именно благодаря его открытию началось развитие лучевой диагностики и лучевой терапии.

Вильгельм Кондрад Рентген — немецкий физик, сделавший великое открытие Х-лучей в ноябре 1895 года, названных впоследствии его именем. 23 января 1896 года он перед изумленной аудиторией научного общества продемонстрировал рентгеновский снимок кисти руки. За выдающийся вклад в науку он получил первую нобелевскую премию по физике. Научный мир после открытия Рентгена был словно наэлектризован и заражён лихорадкой открытий, поисками новых таинственных излучений.

Но по-настоящему медицинская физика начала утверждаться как самостоятельная наука и профессия лишь во второй половине ХХ века с наступлением «атомной эры».

Одним из ярких событий этого периода является открытие в 1946 г. ядерно-магнитного резонанса Блохом и Парселом — лауреатами Нобелевской премии. После этого открытия началось интенсивное развитие и проникновение в медицину ЯМР-спектроскопии и
ЯМР-визуализации. Когда в 1980 году получили первое изображение патологического образования у человека, многие исследователи шаг за шагом продвигались в совершенствовании этого метода и техники. Сегодня магнитно-резонанская томография, как теперь называют этот метод, очень широко распространён в клиниках, открывая огромные диагностические возможности.

В настоящее время в клиниках широко применяются гамма-терапевтические аппараты для лечения. Старейшим из таких терапевтически пригодных элементов является радий, открытый в 1898 году Пьером Кюри. В апреле 1902 года Анри Беккерель по просьбе Пьера Кюри подготовил препарат радия для демонстрации его свойств на конференции. Он положил стеклянную трубочку с радием в карман жилета, где она находилась почти 6 часов. Спустя 10 дней на коже под карманом появилось покраснение, а ещё через несколько дней образовалась язва. Так физики впервые столкнулись с влиянием гамма-излучения радионуклидов на организм человека.

Одной из наиболее ярких страниц в истории медицинской физики можно считать появление и широкое внедрение в медицину лазеров. Россия здесь оказалась на передовых позициях.

В начале 50-х годов ХХ века Таунсом, Басовым и Прохоровым была разработана теория и заложены основы создания лазеров, за что в 1964 году они получили Нобелевскую премию. Уже с 1965 г. начался буквально вал работ по исследованию действия лазерного излучения на биоткани и бурное развитие лазерной хирургии. В конце 60-х годов в СССР зародилась и в дальнейшем получила широкое распространение лазерная терапия. Был создан Институт лазерной терапии.

В заключении, можно отметить, что самые современные исследования только частично помогают человеку познать самого себя, поэтому сейчас во всех странах ведутся разработки в области нано-технологий, с целью на самом микроскопическом уровне проследить, а значит и найти пути к лечению неизлечимых болезней на данный момент времени.  

Автор:  Петрова Виктория, 10ЛГ класс
Научный руководитель — Петряшова Ольга Николаевна