Quel est le rôle de la physique en médecine nucléaire?
Dans les termes les plus larges, les études de physique portent sur les objets physiques, leur composition, leurs interactions et leurs mouvements dans l’espace et dans le temps. La physique est utilisée pour expliquer les événements et les situations qui se produisent dans le monde naturel. Les théories de la physique sont donc un élément important de plusieurs disciplines scientifiques, notamment l'astronomie, la biologie et les études nucléaires. L'utilisation de la physique en médecine nucléaire implique l'application de principes et de théories de la physique tels que la décroissance radioactive et la fusion ou la fission pour générer des technologies médicales. L'étude de la matière au niveau le plus élémentaire des cellules de particules est la pierre angulaire de la physique en médecine nucléaire. Les principes de physique nucléaire sont le plus souvent utilisés à des fins médicales dans les tests d’image et la création pharmaceutique.
La médecine nucléaire est une forme de physique appliquée. Les applications de la physique en médecine nucléaire utilisent les théories et les sous-disciplines de la physique pour concevoir et créer des objets de travail ou de nouvelles méthodes pour effectuer des tâches. Ils utilisent des méthodes scientifiques rigoureusement testées et tentent d'appliquer des lois scientifiques stables et immuables. La mécanique quantique, par exemple, est un sous-domaine de la physique qui explique comment des particules telles que celles générées par la désintégration radioactive ont également des propriétés ondulatoires et comment leurs particules interagissent à la fois entre elles et avec les forces énergétiques.
La physique nucléaire est le fondement de la technologie nucléaire, y compris de la médecine nucléaire. Ce vaste champ est centré sur les noyaux trouvés dans les atomes, en particulier leur structure et leurs interactions. Les scientifiques peuvent manipuler les parties internes de ces cellules et créer des réactions puissantes, qui produisent généralement des radiations - principe physique de base de l'énergie se déplaçant dans l'espace. Les activités de recherche nucléaire pouvant générer de l’énergie incluent l’accélération, le réchauffement, le transfert, la dégradation, la division et la fusion. Ces dernières activités sont particulièrement importantes en médecine nucléaire.
La fission et la fusion sont des réactions nucléaires pouvant être utilisées pour générer de l'énergie pour la physique en médecine nucléaire. Le premier événement implique la division des particules atomiques, tandis que le second implique la combinaison de matériel atomique. Les physiciens induisent ces réactions dans des dispositifs appelés réacteurs nucléaires. Dans le domaine médical, les réacteurs de recherche sont souvent utilisés pour des analyses, des tests et la production de radio-isotopes, ou du matériau nucléaire d'atomes.
L'un des principaux composants de la physique nucléaire en médecine concerne l'imagerie diagnostique. Ces processus - également appelés imagerie de nucléides - ont lieu lorsque le médecin injecte des particules de nucléides dans le corps. Lorsque ces particules se désintègrent, elles génèrent des formes d'énergie radioactives appelées rayons gamma. Des équipements spécifiques tels que des caméras gamma détectent ensuite les différences de radioactivité. Les variations donnent souvent un aperçu des capacités fonctionnelles de différentes régions et parties du corps.
Dans la désintégration radioactive telle que celle trouvée dans les pratiques d'imagerie, les activités des particules sont connues en physique sous le nom d'interactions faibles car elles ne créent pas d'effet contraignant et contraignant. L'électromagnétisme et la gravité sont d'autres types d'interactions de base en physique. Les médecins utilisent les interactions de particules chargées électriquement dans l'électromagnétisme pour créer des machines d'imagerie par résonance magnétique (IRM).
Une autre application de la physique en médecine nucléaire se produit lorsque des matériaux nucléides sont utilisés pour des traitements médicaux. Par exemple, lorsque des radionucléides sont combinés avec certains types de médicaments, le résultat de cette interaction est un produit radiopharmaceutique. Ces traitements sont utilisés le plus souvent pour des types d'affections spécifiques, tels que le cancer. Les sources de rayonnement à énergie directe peuvent également être utilisées dans les traitements de radiothérapie anticancéreuse, dans lesquels des faisceaux de rayons de rayonnement sont dirigés vers des zones cibles du corps dans l’espoir de pouvoir détruire des substances nocives.