Az orvosbiológiai fizika definíciója

Az orvosbiológiai fizika egy interdiszciplináris tudományág, amely a fizikai-matematikai tudományok különböző alkalmazásainak tanulmányozásából áll az orvosbiológiai területen.

A jelenlegi igény a biológiai kísérletekből származó kvantitatív eredmények megszerzésére, a különböző módszerekben alkalmazott technológiák fejlesztésére diagnózis vagy a terápiákhoz többek között különböző tudományágak együttműködésére volt szükség és olyan interdiszciplináris képzettséggel rendelkező emberek, akik lehetővé teszik az ilyen típusú behatolást Projektek. Az orvosbiológiai fizika a fizikai-matematikai tudományok biomedicinában történő alkalmazásaiból áll, ezek az alkalmazások a vizsgálat az orvosbiológiai alaptudományok területén az alkalmazott tudományokig az orvosi vagy egészségügyi érdeklődésre számot tartó témákban.

Hogyan függ össze a fizika és a biomedicina?

Bár elsőre úgy tűnik, hogy a fizika és a biomedicina két nagyon távol vannak egymástól, az igazság az, hogy sokszor az őket elválasztó gát a olyan diffúz. Talán az első bizonyíték, amely a fizika és a biológia kapcsolatára utalt, Luigi Galvani kísérletei voltak, amelyek során megfigyelte, hogy egy

elektromos áram egy döglött béka gerincvelője által a béka lábai hasonló módon rángatóztak, mint amikor a béka élt. Ma már tudjuk, hogy az idegjelek nem mások, mint elektromos impulzusok neuronok axonjain keresztül és hogy az izomösszehúzódást a állandó iontranszport az izomrostok membránjain keresztül.

Az elektromos jelenségeknek az élőlényekben fennálló jelentőségéből adódóan a fizika nagymértékben hozzájárult a olyan technikák kidolgozása, amelyek lehetővé teszik a bioelektromos jelek detektálását biológiai rendszerek tanulmányozása vagy diagnosztizálása céljából. betegségek. Ez utóbbi kategóriában kiemelkednek a diagnosztikai technikák, mint például az elektrokardiogram (EKG), amely a szív és az agy elektromos jeleit elemző elektroencefalogram (EEG), mindkét módszer lehetővé teszi a a fent említett szervek elektromos jeleinek rendellenességei, amelyek összefüggésben lehetnek különböző patológiákkal ill. körülmények.

A fizika felfedezései nagy hatással voltak a biológia tanulmányozására is. Röntgen 1895-ben fedezte fel a röntgensugárzást, lehetővé téve a röntgenkristályográfia kifejlesztését, egy olyan technikát, amely röntgensugárzás segítségével fedezi fel bizonyos molekulák atomi szerkezetét. Ezt a technikát használta Rosalind Franklin, James Watson és Francis Crick, hogy véget vesszen a szerkezet felépítésének nagy rejtélyének. DNS és feltárja kettős hélix szerkezetét. Ezenkívül a fizika fontos szerepet játszott az élet létezését lehetővé tevő molekuláris mechanizmusok kvantitatív tanulmányozásában és olyan technikák kifejlesztésében, mint pl. atomerő mikroszkóp (AFM), optikai csipeszek és mikrofluidikus rendszerek, amelyek megkönnyítik a biológiai rendszerek tanulmányozását.

Az orvostudományban bizonyos diagnosztikai technikák, mint például a röntgen, a számítógépes tomográfia (CT) és a képalkotó tomográfia Az optikai koherencia (OCT) nem lehetséges az elektromágneses sugárzás és a testtel való kölcsönhatás ismerete nélkül emberi. Egyéb diagnosztikai módszerek, mint például a mágneses rezonancia (MR) és a pozitronemissziós tomográfia (PET-szkennelés) Pusztán kvantumjelenségeken alapulnak, amelyek megértése lehetővé tette számukra, hogy alkalmazást találjanak a területen orvos. Továbbá olyan kezelések, mint a sugárterápia, amely nagy dózisú sugárzás alkalmazásából áll ionizáló szer a rákos sejtek célzott elpusztítására, folyamatos monitorozást igényel biztosítsa a hatékonyság a kezelésről és a Biztonság a betegé. Fontos megemlíteni, hogy ezeknek a diagnosztikai és kezelési technikáknak a fejlesztése és kezelése a fizika egy másik speciálisabb ágának, az "Orvosi fizika"-nak a feladata.

Jelenleg az orvosbiológiai kutatások egyik jelentős súlyt kapó ága az élettani folyamatok matematikai és számítási modelljeinek fejlesztése. Ezekben a modellekben a fizikát és a matematikát biológiai rendszerek numerikus absztrakcióinak készítésére használják, ezek a modellek bevezethetők egy számítógép szimulációk és az úgynevezett „In Silico Studies” végrehajtása. Az In Silico kísérletek nagyon hasznosak voltak más kísérletek irányítására és ösztönzésére biológiai területen végeznek, és várhatóan a jövőben nagyobb szerepet kapnak olyan tudományágakban, mint pl. a Molekuláris biológia, a Gyógyszertan, többek közt.

A természet nagy rejtélyeire a különböző tudományágak interakciójának köszönhetően születtek meg a válaszok, és minden arra utal, hogy ez a jövőben is így lesz.