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Physik und Medizin: Die Bedeutung der Medizinphysik und ihre Wegbereiter

Hinter jedem Bild, das die moderne Medizin sieht, und jeder Dosis, die sie berechnet, steht die Physik. Was ist Medizinphysik, warum ist sie so wichtig, und welche wegweisenden Arbeiten haben uns hierher gebracht? Mit belegten Daten und Quellen.

Physik bringt Zahlen in die Medizin

Messen heißt Wissen
1883 sagte Lord Kelvin: „Wenn Sie das, worüber Sie sprechen, messen und in Zahlen ausdrücken können, dann wissen Sie etwas darüber; wenn Sie es aber nicht messen, nicht in Zahlen ausdrücken können, ist Ihr Wissen dürftig und unbefriedigend.“1

Dieser Satz fasst das Wesen der Medizinphysik zusammen. Die Medizin beruht bis zu einem gewissen Punkt auf Beobachtung; doch in Bildgebung und Therapie müssen wir zuverlässig, reproduzierbar, quantifizierbar sein. Die Disziplin, die in eine Zahl überführt, wie viel Strahlung ein Tumor erhält, wie viel Dosis ein CT einem Patienten zuführt, wie scharf ein Bild ist — das ist die Medizinphysik.

Was ist Medizinphysik?

Die Medizinphysik ist eine angewandte Wissenschaft, die die Prinzipien der Physik in den Dienst der Medizin stellt. Hinter nahezu jedem Bild, das die moderne Medizin erzeugt — und jeder Dosis, die sie berechnet — steht ein physikalisches Prinzip: die Schwächung der Röntgenstrahlung im Gewebe bei Radiographie und CT, die magnetische Resonanz der Kerne im MRT, das Echo der Schallwellen im Ultraschall, der radioaktive Zerfall in der Nuklearmedizin.5

Die wichtigsten Felder der klinischen Medizinphysik sind die diagnostische Bildgebung (Dosis und Bildqualität), die Strahlentherapie (die richtige Dosis an die richtige Stelle im Tumor bringen) und die Nuklearmedizin — begleitet von Strahlenschutz, Qualitätssicherung, Dosimetrie, Aus- und Weiterbildung sowie Forschung. Der gemeinsame Nenner in allen ist derselbe — messen, verifizieren, optimieren.

Wegweisende Arbeiten

Jede große Bildgebungsmethode, die wir heute nutzen, ist im Grunde die Entdeckung eines Physikers (oder Ingenieurs oder Chemikers), die zur Medizin geworden ist. Eine kurze Zeitleiste:

Ein roter Faden
Röntgen und Becquerel waren Physiker; die Curies arbeiteten in Physik und Chemie; Hounsfield war Ingenieur, Cormack Physiker; Mansfield war Physiker. Die Augen der modernen Medizin entstanden aus der Neugier von Grundlagenforschern.

Die Medizinphysik-Expert:in heute

Diese Wegbereiter öffneten die Tür; die heutige Medizinphysik-Expert:in hält diese Technologie sicher und wirksam. In der diagnostischen Bildgebung bedeutet das in der Praxis:

Hinzu kommt die Optimierung der Protokolle auf die niedrigste Dosis, die die diagnostische Qualität noch erhält.

Das „Messen“ aus Kelvins Worten geht also heute in den Krankenhausfluren weiter. Auch DoseSave ist Teil dieser Tradition: Dosis und Bildqualität sichtbar, messbar und verständlich zu machen.

Weitere Artikel
Warum die Dosis wichtig ist: Warum ist die Dosis wichtig?. Zu den Komponenten der Bildqualität: Was ist Bildqualität?.

Quellen

  1. Thomson W (Lord Kelvin). “Electrical Units of Measurement”, Institution of Civil Engineers'a sunulan konferans, 3 Mayıs 1883; Popular Lectures and Addresses, Cilt 1 (Macmillan, 1889) içinde yayımlandı.
  2. The Nobel Prize in Physics 1901 (W. C. Röntgen) ve 1903 (H. Becquerel, P. Curie, M. Curie). nobelprize.org
  3. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1979 (A. M. Cormack ve G. N. Hounsfield) — “for the development of computer assisted tomography”. nobelprize.org
  4. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003 (P. C. Lauterbur ve P. Mansfield) — “for their discoveries concerning magnetic resonance imaging”. nobelprize.org
  5. Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, Boone JM. The Essential Physics of Medical Imaging, 3rd ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2011. (Görüntüleme modalitelerinin fiziksel temelleri.)
Hinweis: Dieser Inhalt dient der Ausbildung; für klinische Entscheidungen oder die Einhaltung von Vorschriften konsultieren Sie eine qualifizierte Medizinphysik-Expertin bzw. einen Experten sowie die geltenden Bestimmungen.

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