浅谈物理学与现代医学的关系

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1、浅谈物理学与现代医学的关系　　摘要：医用物理学是把物理学的原理和方法应用于人类疾病预防、诊断、治疗和保健的交叉学科。该学科以放射治疗、医学影像学、核医学，以及其他非电离辐射等为主要内容。医用物理学可归纳为物理学应用的一个支脉，它是将物理学的理论、方法和技术应用于医学而形成的一门新兴边缘学科，应用于医学上，尤其是放射医学或激光医学。医用物理学的出现大大提高了医学教育水平，推动了临床诊断、治疗、预防和康复手段的改进和更新进程。因此，物理学与医学有密切的关系。　　关键词：物理学现代医学关系应用6　　随着近代物理学和医学的迅速发展，人们对生命现象的认识逐步深入，医学的各分支学科已

2、愈来愈多地把它们的理论建立在精确的物理科学基础上，物理学的技术和方法，在医学研究和医疗实践中的应用也越来越广泛。光学显微镜和X射线透视对医学的巨大贡献是大家早已熟悉的。光导纤维做成的各种内窥镜已淘汰了各种刚性导管内镜，计算机和X射线断层扫描术（X-CT）、超声波扫描仪（B超）和核磁共振断层成像（MRI）、正电子发射断层显像术（PET）等的制成和应用，不仅大大减少了病人的痛苦和创伤，提高了诊断的准确度，而且直接促进了现代医学影像诊断学的建立和发展，使临床诊断技术发生质的飞跃。物理学的每一新的发现或是技术发展到每一个新的阶段，都为医学研究和医疗实践提供更先进、更方便和更精密的

3、仪器和方法。现代的医学研究和医疗单位都离不开物理学方法和设备，随着医学科学的发展，物理学和医学的关系必将越来越密切。　　一、光学对医学的影响　　激光在医学上已广为应用，它是利用了激光在活体组织传播过程中会产生热效应、光化效应、光击穿和冲击波作用。紫外激光已用于人类染色体的微切割，这有助于探索疾病的分子基础。在诊断方面，随着各项激光光谱技术在医学领域运用研究的广泛开展，比如生物组织自体荧光、药物荧光光谱和拉曼光谱在癌肿诊断及白内障早期诊断等方面的研究正在发展之中。激光光学层析（断层）造影（OT）技术正在兴起，它是替代X-CT的新兴的医疗诊断技术。在治疗方面，激光手术已成为常

4、用的实用技术，人们可选用不同波长的激光以达到高效、小损伤的目的。激光已用于心血管斑块切除、眼角膜消融整形、结石粉碎、眼科光穿孔、子宫肌瘤、皮肤痣瘤、激光美容和光动力学治癌（PDT）等方面。　　在诊断中使用的内窥镜如胃镜、直肠镜、支气管镜等，都是根据光在纤维表面多次发生全反射的原理制成的。医用无影灯、反光镜等也是利用光学原理制成的。近场光学扫描显微镜可直接在空气、液体等自然条件下研究生物标本等样品，分辨率高达20nm以上，已用于研究单个分子，有望在医学领域获得重要应用。利用椭圆偏振光可以鉴定传染病毒和分析细胞表面膜。全息显微术在医学上的应用也很广泛。　　二、放射性对医学的影

5、响6　　放射性在临床诊断上的应用已很普及，例如X光机和医用CT。1895年伦琴在研究稀薄气体放电时发现X射线。X射线发现后仅3个月就应用于临床医学研究，X射线透视是根据不同组织或脏器对X射线的衰减本领不同，强度均匀的X射线透过身体不同部位后的强度不同，透过人体的X射线投射到照相底片上，显像后就可以观察到各处明暗不同的像。X射线透视可以清楚地观察到骨折的程度、肺结核病灶、体内肿瘤的位置和大小、脏器形状以及断定体内异物的位置等。　　放射性在临床中主要用于癌肿治疗，针对常规外科手术来说困难的疾病和部位（如脑瘤）而设计的粒子手术刀已得到了推广，其中常用的有X光刀和γ光刀。快中子、

6、负π介子和重离子治癌也在进行，它们对某些抗拒γ射线的肿瘤有良好的效果，但是价格高昂，世界上已有许多实验室在临床使用。其次，粒子手术刀对许多功能性疾病，如脑血管病、三叉神经病、麻痹、恶痛、癫痫等也有很好的疗效。另外，利用放射性可对医疗用品、器械进行辐射消毒，具有杀菌彻底、操作简单等优点。　　三、电磁学对医学的影响　　磁共振断层成像是―种多参数、多核种的成像技术。目前主要是氢核（H）密度弛豫时间T的成像。其基本原理是利用一定频率的电磁波向处于磁场中的人体照射，人体中各种不同组织的氢核在电磁波作用下，会发生核磁共振，吸收电磁波的能量，随后又发射电磁波，MRI系统探测到这些来自人

7、体中的氢核发射出来电磁波信号之后，经计算机处理和6图像重建，得到人体的断层图像。由于氢核吸收和发射电磁波时，受周围化学环境的影响，因此由磁共振信号得到的人体断层图像，不仅可以反映形态学的信息，还可以从图像中得到与病理有关的信息。经过比较和判断就可以知道成像部分人体组织是否正常。因此MRI被认为是一种研究活体组织、诊断早期病变的医学影像技术。MRI与X-CT和B超比较，X-CT及B超只能显示切面的密度分布图像，而MRI图像可以显小切面的某一原子核同位素的浓度分布或某一参量（如弛豫时间）分布。因此MRI要比X-CT和B超获得更多的