Física y Medicina por Dr. Rodolfo Figueroa.

Física y Medicina Dr. Rodolfo Gabriel Figueroa S.
Resumen de la presentación 1. Física en el funcionamiento del cuerpo humano. 2. Grandes descubrimientos de la Física aplicados en Medicina. 3. Físicos en los hospitales. 4. La Física Médica.
Física en el funcionamiento del cuerpo humano Ø Ø Ø Ø Ø Ø Movimiento del sistema músculo esquelético Sistema cardiovascular Sistema respiratorio Sistema nervioso Sistema auditivo Sistema visual
Movimiento del sistema músculo esquelético •Desplazamiento •Velocidad •Aceleración •Fuerza •Brazo •Torque •Giro •Trabajo
•Potencia •Energía El sistema cardiovascular Dos bombas electromecá­ nicas pulsantes de fluido sanguíneo autónomas con auto­regulación. ¢ Circuito serie­paralelo. ¢ Ec. Bernoulli, Ley Boyle, Ec Poseilleux, ley de Laplace ¢ Realiza trabajo mecánico gracias al combustible celular (ATP).
¢ Entrada de O2 Salida de CO2 Alveolos Traquea Arterias pulmonares Venas pulmonares Bronquios Corazón Arteria Pulmones
Capilares Vena Tejido celular Paredes capilares Simil mecánico­hidraúlico
El sistema respiratorio Bomba aspirante de gas movida por músculos de comando dual. ¢ Con filtros diferenciales. ¢ Intercambiador gaseoso. O2 del aire por CO2 del organismo. ¢ Ec. Bernoulli, Ley Boyle, Ec Poseilleux, Ley de Laplace.
¢ El sistema nervioso ¢ Formado “supercomputador” central que se “auto reconoce” con red de bio­ conductores eléctricos, con sistemas de control y sensores múltiples autóno­ mos, semiautónomos y voluntarios. ¢ Funcionamiento bioeléctrico.
El sistema auditivo ¢ Un detector y amplificador diferencial mecáçnico de ondas sonoras. ¢ Transductor de ondas mecánicas a impulsos eléctricos. ¢ Coresponsable del equili­ brio y sensor de movi­ miento.
La visión, el ojo ¢ Sistema óptico Esteorescópico que detecta y procesa la luz emitida y reflejada por objetos ¢ Ojo, Instrumento óptico tipo cámara, con autoenfoque y diafragma autorregulable. ¢ Retina, Sistema transductor diferencial foto­bio­eléctrico formado por bastones y conos. ¢ Similar a una cámara con CCD
Grandes descubrimientos e inventos de la Física aplicados en Medicina. Ø La bomba de cobalto El microscopio Ø El láser Ø El estetoscopio Ø El electrocardiograma Ø El acelerador lineal Ø El electro encéfalo grama Ø El ciclotrón Ø Los rayos­X Ø El sincrotrón Ø La radiactividad Ø Detectores de radiación Ø La gamma cámara Ø La tomografía computada Ø El transistor Ø El televisor Ø El ultrasonido Ø El computador Ø La resonancia magnética nuclear
Ø El microscopio El microscopio fue inventado hacia los años 1610, por Galileo Galilei, según los italianos, o por, Zacharías Jansen en 1595, en opinión de los holandeses. Para acercarnos a lo pequeño
Microscopio de 1751 Microscopio actual convencional Microscopios más modernos ¢ ¢ Òptico Digital Electrónico
El estetoscopio ¢ Amplificador de ondas sonoras generadas en el organismo, altamente confiable. ¢ Inventado por René Laënnec en 1816, Médico Francés. . El estetoscopio, inauguró una ¢ nueva época en la exploración física La actividad eléctrica Carlo M atteucci, profesor de Física en la Universidad de P isa, en 1845 demuestra que una corriente eléctrica acompaña cada latido del corazón. En el cuerpo humano y seres vivos en general se generan una amplia variedad de señales eléctricas, provocadas por la actividad química que tiene lugar en los nervios y músculos que lo conforman. ( R ichard Caton M édico de Liverpool UK 1875)
El electrocardiograma viendo las señales eléctricas del corazón El electrocardiógrafo fue inventados W illem Einthoven. M édico Holandés, en 1893(1903) P remio Nobel de Fisiología y M edicina en 1924
Los rayos­X una forma de ver el interior Rayos X radiación descubierta por Wilhelm Röntgen en 1895, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de impresionar las películas fotográficas r
Primera Radiografía Humana (Berta Esposa de Röntgen)
Antiguo Tubo de rayos­X
El invento de Röntgen
Toma de una radiografía
El LASER Light Amplifier Stimulated Emission Radiation ¢ Luz coherente monocromática de alta intensidad ¢ Con grandes aplicaciones en Medicina Cirugía córnea 1951. El físico Charles H. Townes y sus colegas conciben el Máser, el primer dispositivo basado en la emisión estimulada. Son galardonados con el premio Nobel de Física en 1964. Cirugía de próstata
El Electroencefalograma Hans Berger Médico Neurólogo Alemán , comenzó sus estudios sobre electroencefalografía en humanos, en 1920 Trabajo con Oskar Vogt un Físico y Neurólogo
La electroencefalografía (EEG) es una exploración neurofisiológica que se basa en el registro de la actividad bioeléctrica cerebral La Radioactividad rayos de vida o Radiación ionizante Descubierta por Bequerel en
1896
¢ Isótopos radiactivos naturales y artificiales. ¢ Grandes aplicaciones en Medicina Nuclear. ¢ Principalmente formada por partículas a, b y rayos
g.
Ejemplos de isótopos rayos de vida I sótopo radiactivos naturales ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ Uranio 235U y 238U Torio 234Th y 232Th Radio 226Ra y 228Ra Carbono 14C Tritio 3H Radón 222Rn Potasio 40K Polonio 210Po isótopos radiactivos artificiales ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ P lutonio 239Pu y 241Pu Curio 242Cm y 244Cm Americio 241Am Cesio 134Cs, 135Cs y 137Cs Yodo 129I, 131I y 133I Antimonio 125Sb Rutenio 106Ru Estroncio 90Sr Criptón 85Kr y 89Kr Selenio 75Se Cobalto 60Co Cloro 36Cl
El Transistor ¢ Amplificador de señales eléctricas, principal responsable de la actual revolución tecnológica, permiten una alta integración John Bardeen El primero Comunes
El Escáner (TAC) Tomografía axial computada por rayos­X ¢ Fue inventado Godfreid Hounsnfiel, Ingeniero Eléctrico, en 1963. ¢ Premio Nobel de Medicina 1979
¢ El prototipo de Hounsnfiel
Adquisición
Resonancia Magnética Nuclear 1971­1980 ¢ ¢ ¢ La resonancia magnética o RM (también conocida por las siglas MRI, es un fenómeno físico basado en las propiedades magnéticas que poseen los núcleos atómicos. La RM permite alinear los campos magnéticos de diferentes átomos en la dirección de un campo magnético externo. La respuesta a este campo externo depende del tipo de núcleos atómicos por lo que esta técnica puede utilizarse para obtener información sobre una muestra e imágenes.
El tomografía ultrasónica
SCAN y PET ¢ Técnicas de Medicina Nuclear ¢ Utilizan radioisótopos
SPECT Single photon emission computed tomography
PET Positron Emission Tomogrphy
El acelerador lineal
El Ciclotrón
Tomógrafo dual
Radioterapia de precisión
Imágenes: El gran salto hacia lo invisible
Imágenes: de alta resolución
Imágenes: tridimensionales
Imágenes: con órganos diferenciados
Imágenes: dinámicas
Físicos en hospitales ¢ Los descubrimientos de los rayos X y de la radiactividad por los físicos Roentgen en 1895 (en Chile 1 año después) y Becquerel en 1896 rápidamente fueron seguidos del uso de radiaciones de ionización al diagnóstico y el tratamiento de enfermedades. Estas actividades han sido las principales respon­ sables de traer físicos al ámbito del hospital. ¢ En 1913, Duane comenzó el trabajo sobre fuentes de radón para el tratamiento de cáncer en un hospital de Boston y fue seguido en 1915 por Failla en Nueva York.
A mediados del siglo XX ¢ La invención de fuentes poderosasde radiación para entregar radioterapia, incluyendo generadores de Van de Graaff, Betatrons, Unidades de cobalto 60. aumentan la presencia de físicos en los hospitales. Donald W. Kerst 1940
Necesidad de Físicos en la Medicina ¢ El creciente número de Físicos en los hospitales hace necesaria la formación de programas especiales. ¢ Durante la década del 60 aproximada­ mente nacen los primeros programas la Física Médica en países desarrollados.
La Física Médica ØLa Física Médica es una rama de la Física Aplicada que tiene relación con el uso de la Física en la Medicina.
ØÉsta generalmente concierne a física aplicada a la imaginología médica y a la radioterapia, apoyando al equipo médico y paramédico, contribuyendo al aseguramiento de la calidad en las prestaciones que actualmente se realizan. ØTambién un Físico Médico puede trabajar en muchas otras áreas de atención de salud. En la actualidad En el mundo existen alrededor de 20000 Físicos Médicos. ¢ Es una actividad claramente establecida y definida. ¢ En USA 4000, en España 500 y Brasil 150. ¢ En los países desarrollados el Físico Médico es reconocido de igual jerarquía que Médico. ¢ En Latinoamérica, Argentina, Brasil y México tienen programas de formación superior desde hace mas de 10 años. Recientemente a partir del nuevo milenio se incorporan Venezuela, Cuba, Colombia y Perú.
¢ Palabras Finales Desde hace siglos la Física y la Medicina han estado relacionadas. ¢ Tanto físicos, como ingenieros y médicos han contribuido al avance de las ciencias médicas. ¢ La importancia de la Física en la Medicina es evidente. ¢ El futuro avizora nuevos desafíos para quienes se deciden a investigar en Física Médica, (nanotecnología, robótica y domótica)
¢ Thomas Young Un Médico­Físico que entendió he hizo mucho de Física y más (13 de junio de 1773 – 10 de mayo, 1829)
¿y que se preguntan los electrones y fotones en la Medicina?
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
¢ ¢ Thomas Young (13 de junio de 1773 – 10 de mayo, 1829) fue un científico inglés. Young pertenecía a una familia quákera de Milverton, Somerset donde nació en 1773 siendo el más joven de diez hermanos.Sus Padres Eran Thomas Young Senior un Banquero y Comerciante y Su Madre Sarah Davis. Young es famoso por su experimento de la doble rendija que mostraba la naturaleza ondulatoria de la luz y por haber ayudado a descifrar los jeroglíficos egipcios a partir de la piedra Rosetta. A la edad de catorce años comenzó estudios de Griego, Latín, Francés, italiano, Hebreo, Caldeo, Sirio, Samaritano, Árabe, Persa, Turco y Amharico. Comenzó estudios de medicina en Londres en 1792 mudándose poco después a Edimburgo (1794) y Gotinga (1795) donde obtuvo el grado de doctor en física en 1796. Entre 1801 y 1803 fue profesor de física en la Royal Institution pero renunció a este cargo temiendo que sus labores docentes interfiriesen con su actividad médica. Murió en Londres el 10 de mayo de 1829.