11.1 C
Athens
Πέμπτη, 2 Δεκεμβρίου, 2021
ΑρχικήΚοινωνίαΥγείαΙατρική Φυσική: Σταυροδρόμι επιστημών με χιλιάδες εφαρμογές

Ιατρική Φυσική: Σταυροδρόμι επιστημών με χιλιάδες εφαρμογές


Της Άννας Νικολέτας Γρίβα,

Η Ιατρική Φυσική αποτελεί κλάδο της Εφαρμοσμένης Φυσικής, που χρησιμοποιεί αρχές, μεθόδους και τεχνικές της επιστήμης της Φυσικής, τόσο στην έρευνα, όσο και στην πρακτική τους εφαρμογή, με σκοπό την πρόληψη, διάγνωση και θεραπεία ασθενειών, βελτιώνοντας παράλληλα την ανθρώπινη υγεία και ευεξία.

Η Ιατρική Φυσική χωρίζεται σε πληθώρα υποτομέων, με κυριότερους την Ακτινοφυσική στην Ογκολογία, τη Φυσική Ιατρικών Απεικονίσεων, τη Φυσική Πυρηνικής Ιατρικής, τη Φυσική Ραδιοπροστασίας στην Ιατρική και τη Φυσική Μη-Ιοντίζουσας Ακτινοβολίας στην Ιατρική. Σχετίζεται ακόμα με άλλες επιστήμες, όπως η Βιοφυσική. Οι ειδικοί του τομέα εργάζονται συνήθως σε κλινικά, ακαδημαϊκά, ή ερευνητικά περιβάλλοντα και ιδρύματα.

Η επιστήμη της Ιατρικής Φυσικής έχει οδηγήσει στην ανακάλυψη πληθώρας μεθόδων, τεχνικών και μηχανημάτων που χρησιμοποιούνται για τη διάγνωση ασθενειών. Χαρακτηριστικό παράδειγμα τέτοιου είδους απεικονιστικού μηχανήματος αποτελεί ο μαγνητικός τομογράφος, στον οποίο πραγματοποιούνται εφαρμογές της μαγνητικής τομογραφίας, όπως η μαγνητική φασματοσκοπία εγκεφάλου (MRspectroscopy), η λειτουργική μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου (fMRI) και η μαγνητική δεσμιδογραφία (MRtractography). Εφαρμογές της Ιατρικής Φυσικής αποτελούν, επίσης, η τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PETscan) και η αξονική τομογραφία (CTscan), καθώς και η δοσιμετρία ακτινοβολίας, δηλαδή η μέτρηση, ο υπολογισμός και η αξιολόγηση της δόσης ιοντίζουσας ακτινοβολίας που απορροφά ένα αντικείμενο, όπως το ανθρώπινο σώμα.

Μέσω της μαγνητικής φασματοσκοπίας εγκεφάλου, ο ιατρός μπορεί να λάβει χρήσιμες πληροφορίες που αφορούν τη μεταβολική δραστηριότητα των ιστών, με τη χαρτογράφηση της κατανομής και της συγκέντρωσης των μεταβολιτών (ενδιάμεσων ή τελικών προϊόντων του κυτταρικού μεταβολισμού) σε φυσιολογικούς και παθολογικούς ιστούς. Έτσι, μέσω αυτής, επιτυγχάνεται ακριβέστερος χαρακτηρισμός αλλοιώσεων του εγκεφάλου.

Πηγή Εικόνας: physicsworld.com

Με τη μαγνητική δεσμιδογραφία, καθίσταται δυνατή η τρισδιάστατη απεικόνιση των νευρικών οδών του εγκεφάλου, η οποία συμβάλλει στη διάγνωση και θεραπεία νευρολογικών ασθενειών, όπως τα ισχαιμικά επεισόδια και διάφορα νευροεκφυλιστικά νοσήματα.

Τέλος, η λειτουργική μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου παρέχει τη δυνατότητα αξιολόγησης της λειτουργίας ζωτικών κέντρων του εγκεφάλου και βελτιωμένου προεγχειρητικού σχεδιασμού, μέσω της λήψης πληροφοριών για την ανατομική σχέση ζωτικών κέντρων και όγκων του εγκεφάλου.

Οι διαγνωστικές μέθοδοι, όμως, που η επιστημονική κοινότητα οφείλει στην Ιατρική Φυσική δεν περιορίζονται εκεί. Ο υπέρηχος Doppler αποτελεί ίσως μία απ’ τις πιο γνωστές και σημαντικές εφαρμογές της Φυσικής στην Ιατρική, καθώς, αξιοποιώντας την αντανάκλαση ηχητικών κυμάτων, μελετά τη ροή του αίματος μέσα σε ένα αγγείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, βοηθά τους ιατρούς να αξιολογήσουν τη ροή του αίματος μέσα σε μεγάλες αρτηρίες και φλέβες. Παραδείγματος χάρη, μπορεί να φανερώσει τη μειωμένη κυκλοφορία του αίματος σε στενές περιοχές των μεγάλων αρτηριών στον λαιμό, που μπορούν να προκαλέσουν έμφραγμα, ή να εντοπίσει θρόμβους στις φλέβες των ποδιών (εν τω βάθει φλεβική θρόμβωση – DVT), οι οποίοι δύνανται να μεταφερθούν στους πνεύμονες και να προκαλέσουν πνευμονική εμβολή.

Ακόμα, το φαινόμενο Doppler, η αλλαγή, δηλαδή, στην παρατηρούμενη συχνότητα ενός κύματος, λόγω της σχετικής κίνησης παρατηρητή-πηγής, αξιοποιεί και το υπερηχογράφημα ανάπτυξης που διεξάγεται στο τελευταίο τρίμηνο της κύησης, προκειμένου να ελεγχθεί η ροή του αίματος στα αγγεία του εμβρύου και του πλακούντα.

Πηγή Εικόνας: emvriomitriki.gr

Τέλος, εξαιρετικά ενδιαφέρουσα εφαρμογή του φαινομένου αποτελεί το Διακρανιακό Doppler (TCD), μια μέθοδος που χρησιμοποιεί υπερήχους χαμηλής συχνότητας, με σκοπό την καταγραφή και τη μελέτη της αιματικής ροής στις μεγάλες αρτηρίες του εγκεφάλου. Χρησιμοποιείται στη διάγνωση στενώσεων των ενδοκρανιακών αγγείων του εγκεφάλου, του αγγειακού σπασμού, που συνοδεύει πολλές φορές την υπαραχνοειδή αιμορραγία και σε πληθώρα άλλων περιπτώσεων.

Παρ’ όλα αυτά, θα ήταν παράλειψη να μην αναφερθεί ο κρίσιμος ρόλος που διαδραματίζει η Ιατρική Φυσική και στην αντιμετώπιση διαφόρων ασθενειών. Τα τελευταία περίπου 50 έτη, φυσικοί που εργάζονται στον τομέα της Ιατρικής Φυσικής έχουν απασχοληθεί με την ανάπτυξη και χρήση επιταχυντών σωματιδίων στο πλαίσιο της θεραπείας για τον καρκίνο. Γραμμικοί επιταχυντές, μηχανήματα, δηλαδή, μεγάλης ενέργειας, που κάποτε παρέμεναν «εγκλωβισμένα» στα εργαστήρια φυσικής, πλέον σημαδεύουν κακοήθεις όγκους με δέσμες ηλεκτρονίων ή ακτίνες Χ, σε ποσότητες ικανές να σκοτώσουν τα καρκινικά κύτταρα και να σταματήσουν την ανάπτυξη του όγκου.

Μάλιστα, τα τελευταία χρόνια, μία εξελιγμένη μέθοδος θεραπείας, η ακτινοθεραπεία διαμορφούμενης έντασης της δέσμης (IMRT) έχει ενισχύσει τον έλεγχο της ακτινοβολίας στους όγκους. Η IMRT χρησιμοποιεί προγράμματα σε υπολογιστή προκειμένου να ελέγξει την προαναφερθείσα δέσμη, για να μεγιστοποιήσει την επίδρασή της στον καρκινικό όγκο και ταυτόχρονα, να ελαχιστοποιήσει τη βλάβη στον υγιή ιστό. Η τεχνική έχει ήδη χρησιμοποιηθεί στη θεραπεία του καρκίνου του προστάτη, καρκίνων του εγκεφάλου, καθώς και άλλων ασθενειών.

Καθίσταται, λοιπόν, σαφές το γεγονός ότι η Ιατρική Φυσική, όπως και πληθώρα άλλων διεπιστημονικών κλάδων που έχουν εμφανισθεί τα τελευταία χρόνια και γνωρίζουν σήμερα ραγδαία εξέλιξη, αποτελούν το μέλλον της επιστήμης. Όταν δίνεται σε ειδικούς από κάθε τομέα της επιστήμης η δυνατότητα για γόνιμο διάλογο και συνεργασία με ομοϊδεάτες, ανθρώπους του πνεύματος, οι μεγάλες ανακαλύψεις είναι βέβαιο πως θα ακολουθήσουν.


ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
  • Medical Physics, International Organization for Medical Physics, iomp.org. Διαθέσιμο εδώ
  • Τμήμα Νευροακτινολογικής Απεικόνισης, bioiatriki.gr. Διαθέσιμο εδώ
  • Metabolite, sciencedirect.com. Διαθέσιμο εδώ
  • Doppler Ultrasound, uofmhealth.org. Διαθέσιμο εδώ
  • The top 5 ways medical physics has changed health care, eurekalert.org. Διαθέσιμο εδώ
  • ΥFact Sheet: What is Radiation Dosimetry?, snmmi.org. Διαθέσιμο εδώ

TA ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΑΡΘΡΑ

Άννα Νικολέτα Γρίβα
Γεννήθηκε το 2002 στην Αθήνα, όπου και μεγάλωσε, και είναι φοιτήτρια του ΕΚΠΑ στο τμήμα Βιολογίας. Την ενδιαφέρουν θέματα που αφορούν την έρευνα και τις επιστήμες, και ιδίως τη βιολογία, την ιατρική, το διάστημα, τη φιλοσοφία και τη βιοηθική, ενώ παράλληλα αγαπά την αρθρογραφία. Στον ελεύθερό της χρόνο διαβάζει λογοτεχνικά βιβλία και επιστημονικά άρθρα, ενώ ταυτόχρονα ασχολείται με τον μοντέρνο χορό και ερασιτεχνικά με την αστροφωτογραφία.