Jaká je role fyziky v nukleární medicíně?

Studie fyziky se v nejširším smyslu zaměřují na fyzikální objekty, jejich kompoziční hmotu a jejich interakce a pohyb v prostoru a čase. Fyzika se používá jako prostředek k vysvětlení událostí a situací, které se vyskytují v přírodním světě, a proto jsou teorie fyziky silnou součástí několika vědeckých disciplín, včetně astronomie, biologie a jaderných studií. Použití fyziky v nukleární medicíně zahrnuje aplikaci fyzikálních principů a teorií, jako je radioaktivní rozpad a fúze nebo štěpení, na generování lékařské technologie. Studium hmoty na nejzákladnějších úrovních buněčných částic je základním kamenem fyziky v nukleární medicíně. Principy v jaderné fyzice se nejčastěji používají lékařsky při testování obrazu a farmaceutické tvorbě.

Nukleární medicína je forma aplikované fyziky. Aplikace fyziky v nukleární medicíně využívají při navrhování a vytváření pracovních objektů nebo nových metod pro plnění úkolů fyzikální teorie a subdisciplíny. Používají přísně testované vědecké metody a snaží se aplikovat stabilní a neměnné vědecké zákony. Kvantová mechanika je například podpole fyziky, které se zabývá tím, jak částice, jako jsou částice generované při radioaktivním rozpadu, mají také vlnové vlastnosti a jak tyto částice interagují jak navzájem, tak s energetickými silami.

Jaderná fyzika je základem jaderné technologie, včetně nukleární medicíny. Toto široké pole je zaměřeno na jádra nalezená v atomech, zejména na jejich strukturu a interakce. Vědci mohou manipulovat s vnitřními částmi těchto buněk a vytvářet silné reakce, které obvykle produkují záření - základní fyzikální princip energie pohybující se vesmírem. Činnosti jaderného výzkumu, které mohou vytvářet energii, zahrnují zrychlení, zahřátí, přenos, rozpad, rozdělení a roztavení. Posledně jmenované činnosti jsou zvláště významné v nukleární medicíně.

Štěpení a fúze jsou jaderné reakce, které lze použít k výrobě energie pro fyziku v nukleární medicíně. První událost zahrnuje rozdělení atomových částic, zatímco druhá zahrnuje kombinaci atomového materiálu dohromady. Fyzici indukují tyto reakce v zařízeních zvaných jaderné reaktory. V lékařské oblasti se výzkumné reaktory často používají pro analýzu, testování a výrobu radioizotopů nebo jaderného materiálu atomů.

Hlavní složka jaderné fyziky v medicíně se týká diagnostického zobrazování. Tyto procesy - nazývané také zobrazování nuklidů - probíhají, když lékař vstřikuje částice nuklidů do těla. Jak se tyto částice rozkládají, vytvářejí radioaktivní formy energie zvané gama paprsky. Specifická zařízení, jako jsou gama kamery, pak detekují rozdíly v radioaktivitě. Varianty často umožňují nahlédnout do funkčních kapacit různých oblastí a částí těla.

V radioaktivním rozpadu, jako je tomu v zobrazovacích postupech, jsou částicové aktivity ve fyzice známé jako slabé interakce, protože nevytvářejí silný a vazebný účinek. Jiné typy základních interakčních typů ve fyzice zahrnují elektromagnetismus a gravitaci. Lékaři používají interakce elektricky nabitých částic v elektromagnetismu k vytvoření strojů pro zobrazování magnetickou rezonancí (MRI).

Další aplikace fyziky v nukleární medicíně nastává, když se pro léčbu používají nuklidové materiály. Například, když je radionuklidový materiál kombinován s určitými typy léčiv, výsledkem této interakce jsou radiofarmaka. Tato léčba se nejčastěji používá pro specifické typy stavů, jako je rakovina. Přímé zdroje záření energie mohou být také použity při terapiích radiační terapie rakoviny, při nichž paprsky paprsků záření směřují do cílových oblastí těla v naději, že zničí škodlivé látky.