نقش فیزیک در پزشکی
پرتوهاى ايكس قدرت نفوذ و عبور بسيار زياد دارند. به آسانى از كاغذ، مقوا، چوب، گوشت و حتى فلزهاى سبك مانند آلومينيوم مى گذرند، ليكن فلزهاى سنگين مانند سرب مانع عبور آنها مى شود. اشعه ايكس از استخوان هاى بدن كه از مواد سنگين تشكيل شده اند عبور نمى كنند در صورتى كه از گوشت بدن به آسانى مى گذرند. همين خاصيت سبب شده كه آن را براى عكسبردارى از استخوان هاى بدن به كار برند و محل شكستگى استخوان ها را مشخص كنند. براى عكسبردارى از روده و معده هم از پرتوهاى ايكس استفاده مى شود ليكن براى اين كار ابتدا به شخص مايعاتى مانند سولفات باريم مى خورانند تا پوشش كدرى اطراف روده و معده را بپوشاند و سپس راديوگرافى صورت مى دهند.
كشف پرتوهاى ايكس كه به وسيله رنتيگن عملى شد سرآغاز فعاليت هاى دانشمندانى مانند تامسون، بور، رادرفورد، مارى كورى، پيركورى، باركلا و بسيارى ديگر شد به طورى كه نه فقط چگونگى توليد، تابش و اثرهاى پرتو ايكس و گاما و نور شناخته شد بلكه خود اشعه ايكس يكى از ابزارهاى شناخت درون ماده شد و انسان را با جهان بى نهايت كوچك ها آشنا كرد و انرژى عظيم اتمى را در اختيار بشر قرار داد.
پرتوهاى ايكس در پزشكى و بهداشت براى پيشگيرى، تشخيص و درمان به كار مى رود به طورى كه در فناورى هاى مربوطه يكى از ابزارهاى اساسى است.
وسايل الكتروپزشكى
بخشى از وسايل تشخيص بيمارى ها، دستگاه هايى هستند كه براساس قانون هاى مربوط به الكتريسيته و الكترونيك ساخته و به كار گرفته مى شوند. نمونه اى از اين دستگاه ها عبارتند از الكتروكارديوگراف، الكتروبيوگراف و الكترو آنسفالوگراف. اين دستگاه ها مى توانند با رسم نمودارهايى وضع سلامت يا بيمارى را براى پزشك مشخص كنند. ممكن است اين دستگاه ها مجهز به نوسان نگار باشند و در نتيجه نمودارها مستقيماً بر روى يك صفحه تلويزيون مشاهده شود. نمونه اين دستگاه ها كارديوسكوپ است كه معمولاً در اتاق بيمار قرار مى گيرد و بر آن منحنى ضربان قلب بيمار مشاهده مى شود. در الكتروكارديوگراف به جاى آنكه منحنى ها مستقيماً ديده شود آن منحنى ها (نمودارها) بر روى نوارى از كاغذ ثبت و ضبط مى شود و پزشك از روى آنها مى تواند وضعيت قلب و نوع بيمارى را تشخيص دهد.
الكتروآنسفالوگرافى دستگاهى است كه با آن بيمارى هايى چون صرع، تومورهاى مغزى، ضربه، اعتياد به دارو و الكل تشخيص داده مى شود و كار اين دستگاه با استفاده از فعاليت هاى الكتريكى كه در سطح بدن ظاهر مى شود، صورت مى گيرد. اندازه گيرى ها نشان مى دهد كه در قشر مغز تغييرات پتانسيل الكتريكى منظمى انجام مى شود. ?اين پتانسيل هاى الكتريكى به استثناى حالت بيهوشى عميق يا قطع جريان خون به مغز هميشه وجود دارند. هنگامى كه قشر مغز خراب شود، اين نقش تغيير مى كند. با قرار دادن الكترودهاى پهن يا الكترودهاى سوزنى شكل بر روى پوست سر مى توان امواج را از پوست سر به سمت دستگاه ثبات هدايت كرد… اين امواج نتيجه پتانسيل هاى كار نورون هاى عصبى قشر مغزند كه در سطح مغز ظاهر مى شوند … خاصيت مهم اين امواج بسامد آنها است. گستره معمولى اين بسامد از يك تا ۶۰ هرتز تغيير مى كند… اين امواج برحسب بسامد، ولتاژ، محل هاى تلاقى، شكل امواج و نقش هايى كه دارند، ارزيابى مى شوند.?۵
تهيه طرح هاى سه بعدى از بدن
در سال هاى ۷۰-۱۹۶۰ براى تشخيص بيمارى ها چهار روش جديد ابداع شد:
الف _ گرمانگارى: نخستين روش گرمانگارى بود كه در سال ۱۹۶۲ عرضه شد. مى دانيم كه هر جسمى كه دمايش بالاتر از صفر مطلق (۲۷۳- درجه سلسيوس) باشد از خود امواجى تابش مى كند كه به نام امواج گرمايى معروف است. از اين خاصيت يعنى انتشار امواج گرمايى از بدن انسان استفاده شده و اختلاف دماى قسمتى از بدن را به صورت تصويرى رنگى تهيه مى كنند. اين روش براى تحقيق و بررسى رگ هاى خونى سطحى بدن مفيد است و با آن مى توان از وجود تومورها نيز باخبر شد.
ب- توموگرافى: پرتوهاى ايكس مى توانند از بافت هاى نرم بگذرند، ليكن ميزان جذب يا عبور آنها به غلظت بافت بستگى دارد. چنانچه پرتو?ايكس در مسير خود از غده اى بگذرد، ميزان جذب آن نسبت به وضعيتى كه غده وجود نداشته باشد، تفاوت مى كند. به كمك كامپيوتر مى توانند تصويرى را كه از بدن گرفته اند، پردازش كنند و اطلاعات دقيق مربوط به ساختمان بدن و وجود غده را مشخص نمايند. عملى كه با كمك پرتو ايكس و كامپيوتر براى تعيين غده ها صورت مى گيرد را توموگرافى مى نامند.
پ- هولوگرافى (تمام نگارى): دنيس گابور فيزيكدان نوع جديدى از عكاسى را در سال ۱۹۴۷ ابداع كرد كه بعداً در موارد گوناگون از جمله در پزشكى از آن استفاده شد. هولوگرافى براساس خواص امواج متكى است و تصويرى كه از ريزشىء گرفته مى شود، سه بعدى است. در اين طريقه تصويرى كه از هر عضو بدن گرفته مى شود، كاملاً همه قسمت هاى اطراف آن عضو ديده مى شود. براى تهيه عكس سه بعدى معمولاً از پرتوهاى ليزر استفاده مى شود.
ت- دستگاه تشديد مغناطيسى (NMR ) :اساس اين دستگاه بر اين خاصيت است كه هسته اتم هاى خاصى در صورت قرار گرفتن در ميدان مغناطيسى امواجى از خود تابش مى كنند كه قابل رديابى است. اين پديده در سال ۱۹۴۰ شناخته شد و كاربرد آن در پزشكى براى نخستين بار در سوئد توسط ?اريش اودبلاد?۶ و از دهه ۱۹۵۰ شروع شد.
در سال ۱۹۷۳ در انگليس از طريق رديابى تابش تراكم اتم هاى هيدروژن در بافت هاى مختلف بدن نخستين تصوير NMR تهيه شد. از سال ۱۹۷۷ به بعد تصوير از مغز نيز به اين وسيله گرفته شد.
شما در لينك زير می توانيد تصاوير زيبای برخی از كاربرد های فيزيك در پزشكی را ببينيد.
http://www.insidestory.iop.org/insidestory_flash1.html
منابع و مآخذ:
۱- ايزديان، حبيب الله _ بيوفيزيك، حفاظت در مقابل اشعه _ دانشگاه تهران
۲- ترور آى. ويليامز _ اختراعات و اكتشافات در قرن بيستم _ ترجمه لاله ص
احبى _ انتشارات يگانه – ۱۳۷۵
۳- بلت، فرانك.ج _ فيزيك پايه _ ترجمه: ناصر مقبلى، محمد خرمى _ انتشارات فاطمى.
۴- كارل آرنيو، برندا سى نيو _ فيزيك در خدمت علوم بهداشت _ ترجمه على اصغر تكالو _ آستان قدس
۵- معتمدى، اسفنديار _ فيزيك زنده _ انتشارات مدرسه
۶- معتمدى، اسفنديار _ ماوراى صوت _ انتشارات مدرسه
۷- هشترودى، دكتر محسن _ جهان انديشه، دانش و هنر _ كتابفروشى دهخدا
۸- هسل هوارد فليتر _ آشنايى با فيزيك در پرستارى _ ترجمه جهانشاه ميرزابيگى، پروين عزالدين زنجانى _ مركز نشر دانشگاهى
?برگرفته از:
http://www.knowclub.com
بیشتر...
پزشكان براى تشخيص بيمارى ها از انواع وسايل ساده مانند دماسنج و فشارسنج، گوشى طبى (استتوسكوپ) تا دستگاه هاى بسيار پيچيده مانند ميكروسكوپ الكترونى، ليزر و هولوگراف كه همه براساس قانون هاى فيزيك طراحى و ساخته شده استفاده مى كنند. در اين قسمت به ساختمان و طرز كار برخى از آنها مى پردازيم.
راديوگرافى و راديوسكوپى
راديوگرافى عكسبردارى از بدن با پرتوهاى ايكس و راديوسكوپى مشاهده مستقيم بدن با آن پرتوها است. در عكاسى معمولى از نورى كه از چيزها بازتابش مى شود و بر فيلم عكاسى اثر مى كند استفاده مى شوند در صورتى كه در راديوگرافى پرتوهايى را كه از بدن مى گذرند به كار مى برند.
پرتوهاى ايكس را نخستين بار در سال ۱۸۹۵ ميلادى، ويلهلم كنراد رنتيگن استاد فيزيك دانشگاه ورتسبورگ آلمان كشف كرد. اين كشف بسيار شگفت انگيز بود و خبر آن با سرعت در روزنامه هاى جهان منتشر شد. جالب است كه رنتيگن بر روى پرتوهاى كاتدى كار مى كرد و به طور اتفاقى متوجه شد كه وقتى اين پرتوها، كه همان الكترون هاى سريع هستند به مواد سخت و فلزات سنگين برخورد مى كنند پرتوهاى ناشناخته اى توليد مى شود او اين پرتوها را پرتو ايكس به معنى مجهول ناميد.
راديوگرافى و راديوسكوپى
راديوگرافى عكسبردارى از بدن با پرتوهاى ايكس و راديوسكوپى مشاهده مستقيم بدن با آن پرتوها است. در عكاسى معمولى از نورى كه از چيزها بازتابش مى شود و بر فيلم عكاسى اثر مى كند استفاده مى شوند در صورتى كه در راديوگرافى پرتوهايى را كه از بدن مى گذرند به كار مى برند.
پرتوهاى ايكس را نخستين بار در سال ۱۸۹۵ ميلادى، ويلهلم كنراد رنتيگن استاد فيزيك دانشگاه ورتسبورگ آلمان كشف كرد. اين كشف بسيار شگفت انگيز بود و خبر آن با سرعت در روزنامه هاى جهان منتشر شد. جالب است كه رنتيگن بر روى پرتوهاى كاتدى كار مى كرد و به طور اتفاقى متوجه شد كه وقتى اين پرتوها، كه همان الكترون هاى سريع هستند به مواد سخت و فلزات سنگين برخورد مى كنند پرتوهاى ناشناخته اى توليد مى شود او اين پرتوها را پرتو ايكس به معنى مجهول ناميد.
پرتوهاى ايكس قدرت نفوذ و عبور بسيار زياد دارند. به آسانى از كاغذ، مقوا، چوب، گوشت و حتى فلزهاى سبك مانند آلومينيوم مى گذرند، ليكن فلزهاى سنگين مانند سرب مانع عبور آنها مى شود. اشعه ايكس از استخوان هاى بدن كه از مواد سنگين تشكيل شده اند عبور نمى كنند در صورتى كه از گوشت بدن به آسانى مى گذرند. همين خاصيت سبب شده كه آن را براى عكسبردارى از استخوان هاى بدن به كار برند و محل شكستگى استخوان ها را مشخص كنند. براى عكسبردارى از روده و معده هم از پرتوهاى ايكس استفاده مى شود ليكن براى اين كار ابتدا به شخص مايعاتى مانند سولفات باريم مى خورانند تا پوشش كدرى اطراف روده و معده را بپوشاند و سپس راديوگرافى صورت مى دهند.
كشف پرتوهاى ايكس كه به وسيله رنتيگن عملى شد سرآغاز فعاليت هاى دانشمندانى مانند تامسون، بور، رادرفورد، مارى كورى، پيركورى، باركلا و بسيارى ديگر شد به طورى كه نه فقط چگونگى توليد، تابش و اثرهاى پرتو ايكس و گاما و نور شناخته شد بلكه خود اشعه ايكس يكى از ابزارهاى شناخت درون ماده شد و انسان را با جهان بى نهايت كوچك ها آشنا كرد و انرژى عظيم اتمى را در اختيار بشر قرار داد.
پرتوهاى ايكس در پزشكى و بهداشت براى پيشگيرى، تشخيص و درمان به كار مى رود به طورى كه در فناورى هاى مربوطه يكى از ابزارهاى اساسى است.
وسايل الكتروپزشكى
بخشى از وسايل تشخيص بيمارى ها، دستگاه هايى هستند كه براساس قانون هاى مربوط به الكتريسيته و الكترونيك ساخته و به كار گرفته مى شوند. نمونه اى از اين دستگاه ها عبارتند از الكتروكارديوگراف، الكتروبيوگراف و الكترو آنسفالوگراف. اين دستگاه ها مى توانند با رسم نمودارهايى وضع سلامت يا بيمارى را براى پزشك مشخص كنند. ممكن است اين دستگاه ها مجهز به نوسان نگار باشند و در نتيجه نمودارها مستقيماً بر روى يك صفحه تلويزيون مشاهده شود. نمونه اين دستگاه ها كارديوسكوپ است كه معمولاً در اتاق بيمار قرار مى گيرد و بر آن منحنى ضربان قلب بيمار مشاهده مى شود. در الكتروكارديوگراف به جاى آنكه منحنى ها مستقيماً ديده شود آن منحنى ها (نمودارها) بر روى نوارى از كاغذ ثبت و ضبط مى شود و پزشك از روى آنها مى تواند وضعيت قلب و نوع بيمارى را تشخيص دهد.
الكتروآنسفالوگرافى دستگاهى است كه با آن بيمارى هايى چون صرع، تومورهاى مغزى، ضربه، اعتياد به دارو و الكل تشخيص داده مى شود و كار اين دستگاه با استفاده از فعاليت هاى الكتريكى كه در سطح بدن ظاهر مى شود، صورت مى گيرد. اندازه گيرى ها نشان مى دهد كه در قشر مغز تغييرات پتانسيل الكتريكى منظمى انجام مى شود. ?اين پتانسيل هاى الكتريكى به استثناى حالت بيهوشى عميق يا قطع جريان خون به مغز هميشه وجود دارند. هنگامى كه قشر مغز خراب شود، اين نقش تغيير مى كند. با قرار دادن الكترودهاى پهن يا الكترودهاى سوزنى شكل بر روى پوست سر مى توان امواج را از پوست سر به سمت دستگاه ثبات هدايت كرد… اين امواج نتيجه پتانسيل هاى كار نورون هاى عصبى قشر مغزند كه در سطح مغز ظاهر مى شوند … خاصيت مهم اين امواج بسامد آنها است. گستره معمولى اين بسامد از يك تا ۶۰ هرتز تغيير مى كند… اين امواج برحسب بسامد، ولتاژ، محل هاى تلاقى، شكل امواج و نقش هايى كه دارند، ارزيابى مى شوند.?۵
تهيه طرح هاى سه بعدى از بدن
در سال هاى ۷۰-۱۹۶۰ براى تشخيص بيمارى ها چهار روش جديد ابداع شد:
الف _ گرمانگارى: نخستين روش گرمانگارى بود كه در سال ۱۹۶۲ عرضه شد. مى دانيم كه هر جسمى كه دمايش بالاتر از صفر مطلق (۲۷۳- درجه سلسيوس) باشد از خود امواجى تابش مى كند كه به نام امواج گرمايى معروف است. از اين خاصيت يعنى انتشار امواج گرمايى از بدن انسان استفاده شده و اختلاف دماى قسمتى از بدن را به صورت تصويرى رنگى تهيه مى كنند. اين روش براى تحقيق و بررسى رگ هاى خونى سطحى بدن مفيد است و با آن مى توان از وجود تومورها نيز باخبر شد.
ب- توموگرافى: پرتوهاى ايكس مى توانند از بافت هاى نرم بگذرند، ليكن ميزان جذب يا عبور آنها به غلظت بافت بستگى دارد. چنانچه پرتو?ايكس در مسير خود از غده اى بگذرد، ميزان جذب آن نسبت به وضعيتى كه غده وجود نداشته باشد، تفاوت مى كند. به كمك كامپيوتر مى توانند تصويرى را كه از بدن گرفته اند، پردازش كنند و اطلاعات دقيق مربوط به ساختمان بدن و وجود غده را مشخص نمايند. عملى كه با كمك پرتو ايكس و كامپيوتر براى تعيين غده ها صورت مى گيرد را توموگرافى مى نامند.
پ- هولوگرافى (تمام نگارى): دنيس گابور فيزيكدان نوع جديدى از عكاسى را در سال ۱۹۴۷ ابداع كرد كه بعداً در موارد گوناگون از جمله در پزشكى از آن استفاده شد. هولوگرافى براساس خواص امواج متكى است و تصويرى كه از ريزشىء گرفته مى شود، سه بعدى است. در اين طريقه تصويرى كه از هر عضو بدن گرفته مى شود، كاملاً همه قسمت هاى اطراف آن عضو ديده مى شود. براى تهيه عكس سه بعدى معمولاً از پرتوهاى ليزر استفاده مى شود.
ت- دستگاه تشديد مغناطيسى (NMR ) :اساس اين دستگاه بر اين خاصيت است كه هسته اتم هاى خاصى در صورت قرار گرفتن در ميدان مغناطيسى امواجى از خود تابش مى كنند كه قابل رديابى است. اين پديده در سال ۱۹۴۰ شناخته شد و كاربرد آن در پزشكى براى نخستين بار در سوئد توسط ?اريش اودبلاد?۶ و از دهه ۱۹۵۰ شروع شد.
در سال ۱۹۷۳ در انگليس از طريق رديابى تابش تراكم اتم هاى هيدروژن در بافت هاى مختلف بدن نخستين تصوير NMR تهيه شد. از سال ۱۹۷۷ به بعد تصوير از مغز نيز به اين وسيله گرفته شد.
شما در لينك زير می توانيد تصاوير زيبای برخی از كاربرد های فيزيك در پزشكی را ببينيد.
http://www.insidestory.iop.org/insidestory_flash1.html
منابع و مآخذ:
۱- ايزديان، حبيب الله _ بيوفيزيك، حفاظت در مقابل اشعه _ دانشگاه تهران
۲- ترور آى. ويليامز _ اختراعات و اكتشافات در قرن بيستم _ ترجمه لاله ص
احبى _ انتشارات يگانه – ۱۳۷۵
۳- بلت، فرانك.ج _ فيزيك پايه _ ترجمه: ناصر مقبلى، محمد خرمى _ انتشارات فاطمى.
۴- كارل آرنيو، برندا سى نيو _ فيزيك در خدمت علوم بهداشت _ ترجمه على اصغر تكالو _ آستان قدس
۵- معتمدى، اسفنديار _ فيزيك زنده _ انتشارات مدرسه
۶- معتمدى، اسفنديار _ ماوراى صوت _ انتشارات مدرسه
۷- هشترودى، دكتر محسن _ جهان انديشه، دانش و هنر _ كتابفروشى دهخدا
۸- هسل هوارد فليتر _ آشنايى با فيزيك در پرستارى _ ترجمه جهانشاه ميرزابيگى، پروين عزالدين زنجانى _ مركز نشر دانشگاهى
?برگرفته از:
http://www.knowclub.com
بیشتر...
