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Física médica

La física médica [ 1 ] se ocupa de la aplicación de los conceptos y métodos de la física a la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades humanas con el obje...

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La física médica [ 1 ] se ocupa de la aplicación de los conceptos y métodos de la física a la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades humanas con el objetivo específico de mejorar la salud y el bienestar humanos. [ 2 ] Desde 2008, la física médica se ha incluido como una profesión de la salud según la Clasificación Internacional Uniforme de Ocupaciones de la Organización Internacional del Trabajo . [ 3 ]

Aunque la física médica a veces también se denomina física biomédica , biofísica médica , física aplicada en medicina , aplicaciones de la física en ciencias médicas , física radiológica o radiofísica hospitalaria , un " físico médico " es específicamente un profesional de la salud [ 4 ] con educación y capacitación especializada en los conceptos y técnicas de aplicación de la física en medicina y competente para ejercer de forma independiente en uno o más de los subcampos de la física médica. [ 5 ] Tradicionalmente, los físicos médicos se encuentran en las siguientes especialidades de atención médica: oncología radioterápica (también conocida como radioterapia o terapia de radiación), radiología diagnóstica e intervencionista (también conocida como imagen médica), medicina nuclear y protección radiológica . La física médica de la terapia de radiación puede incluir trabajo como dosimetría , garantía de calidad del linac y braquiterapia . La física médica aplicada a la radiología diagnóstica e intervencionista abarca técnicas de imagen médica como la resonancia magnética , la ecografía , la tomografía computarizada y la radiografía . La medicina nuclear incluye la tomografía por emisión de positrones , la tomografía computarizada por emisión de fotón único y la terapia con radionúclidos. Sin embargo, los físicos médicos también trabajan en muchas otras áreas, como la monitorización fisiológica, la audiología, la neurología, la neurofisiología, la cardiología, entre otras.

Los departamentos de física médica se encuentran en instituciones como universidades, hospitales y laboratorios. Existen dos tipos de departamentos universitarios. El primero se centra principalmente en la formación de estudiantes para la carrera de físico médico clínico, y su investigación se enfoca en mejorar la práctica de la profesión. El segundo tipo (conocido cada vez más como «física biomédica») tiene un alcance mucho más amplio y abarca la investigación en cualquier aplicación de la física a la medicina, desde el estudio de la estructura biomolecular hasta la microscopía y la nanomedicina.

Declaración de misión de los físicos médicos

En los departamentos de física médica de los hospitales, la declaración de misión para los físicos médicos adoptada por la Federación Europea de Organizaciones de Física Médica (EFOMP) es la siguiente: [ 6 ] [ 7 ]

Los físicos médicos contribuirán a mantener y mejorar la calidad, la seguridad y la rentabilidad de los servicios sanitarios mediante actividades orientadas al paciente que requieran la intervención, participación o asesoramiento de expertos en relación con la especificación, selección, pruebas de aceptación, puesta en marcha, garantía/control de calidad y uso clínico optimizado de dispositivos médicos, así como en relación con los riesgos para el paciente y la protección frente a agentes físicos asociados (p. ej., rayos X, campos electromagnéticos, luz láser, radionúclidos), incluida la prevención de exposiciones no intencionadas o accidentales; todas las actividades se basarán en la mejor evidencia disponible o en la propia investigación científica cuando la evidencia disponible no sea suficiente. El alcance incluye los riesgos para los voluntarios en la investigación biomédica, los cuidadores y las personas que brindan apoyo emocional. El alcance a menudo incluye los riesgos para los trabajadores y el público, en particular cuando estos afectan al riesgo del paciente.

El término "agentes físicos" se refiere a radiaciones electromagnéticas ionizantes y no ionizantes , campos eléctricos y magnéticos estáticos , ultrasonidos , luz láser y cualquier otro agente físico asociado con la medicina, por ejemplo, rayos X en tomografía computarizada (TC), rayos gamma /radionúclidos en medicina nuclear, campos magnéticos y radiofrecuencias en imágenes por resonancia magnética (IRM), ultrasonidos en imágenes por ultrasonido y mediciones Doppler .

Esta misión incluye las siguientes 11 actividades clave:

  1. Servicio de resolución de problemas científicos: Servicio integral de resolución de problemas que incluye la identificación de un rendimiento subóptimo o un uso inadecuado de los dispositivos médicos, la identificación y eliminación de posibles causas o usos indebidos, y la confirmación de que las soluciones propuestas han restablecido el rendimiento y el uso del dispositivo a un estado aceptable. Todas las actividades se basarán en la mejor evidencia científica disponible o en investigaciones propias cuando la evidencia disponible sea insuficiente.
  2. Mediciones de dosimetría: Medición de las dosis recibidas por pacientes, voluntarios en investigación biomédica, cuidadores, acompañantes y personas sometidas a exposiciones a imágenes no médicas (por ejemplo, con fines legales o laborales); selección, calibración y mantenimiento de la instrumentación relacionada con la dosimetría; verificación independiente de las magnitudes relacionadas con la dosis proporcionadas por los dispositivos de registro de dosis (incluidos los dispositivos de software); medición de las magnitudes relacionadas con la dosis necesarias como datos de entrada para los dispositivos de registro o estimación de dosis (incluido el software). Las mediciones se basarán en las técnicas y protocolos recomendados actualmente. Incluye la dosimetría de todos los agentes físicos.
  3. Seguridad del paciente/gestión de riesgos (incluidos voluntarios en investigación biomédica, cuidadores, acompañantes y personas sometidas a exposiciones a imágenes no médicas). Vigilancia de dispositivos médicos y evaluación de protocolos clínicos para garantizar la protección continua de pacientes, voluntarios en investigación biomédica, cuidadores, acompañantes y personas sometidas a exposiciones a imágenes no médicas frente a los efectos nocivos de agentes físicos de acuerdo con la evidencia publicada más reciente o la propia investigación cuando la evidencia disponible no sea suficiente. Incluye el desarrollo de protocolos de evaluación de riesgos.
  4. Gestión de riesgos y seguridad laboral y pública (cuando existe un impacto en la exposición médica o la seguridad personal). Vigilancia de dispositivos médicos y evaluación de protocolos clínicos en lo que respecta a la protección de trabajadores y público cuando afecta la exposición de pacientes, voluntarios en investigación biomédica, cuidadores, acompañantes y personas sometidas a exposiciones a imágenes no médicas o la responsabilidad en materia de seguridad personal. Incluye el desarrollo de protocolos de evaluación de riesgos en colaboración con otros expertos en riesgos laborales y públicos.
  5. Gestión clínica de dispositivos médicos: Especificación, selección, pruebas de aceptación, puesta en marcha y control/garantía de calidad de los dispositivos médicos de acuerdo con las últimas recomendaciones europeas o internacionales publicadas, así como la gestión y supervisión de los programas asociados. Las pruebas se basarán en las técnicas y protocolos recomendados vigentes.
  6. Participación clínica: Llevar a cabo, participar y supervisar los procedimientos diarios de protección radiológica y control de calidad para garantizar un uso continuo, eficaz y optimizado de los dispositivos radiológicos médicos, incluyendo la optimización específica para cada paciente.
  7. Desarrollo de la calidad del servicio y la rentabilidad: Liderar la introducción de nuevos dispositivos radiológicos médicos en el servicio clínico, la introducción de nuevos servicios de física médica y participar en la introducción/desarrollo de protocolos/técnicas clínicas, prestando la debida atención a las cuestiones económicas.
  8. Consultoría especializada: Prestación de asesoramiento especializado a clientes externos (por ejemplo, clínicas que no cuentan con personal experto en física médica).
  9. Formación de profesionales sanitarios (incluidos los estudiantes de física médica): Contribuir a la formación de calidad de los profesionales sanitarios mediante actividades de transferencia de conocimientos sobre los conocimientos, habilidades y competencias técnico-científicas que sustentan el uso clínicamente eficaz, seguro, basado en la evidencia y económico de los dispositivos radiológicos médicos. Participación en la formación de estudiantes de física médica y en la organización de programas de residencia en física médica.
  10. Evaluación de tecnologías sanitarias (ETS): Asumir la responsabilidad del componente físico de las evaluaciones de tecnologías sanitarias relacionadas con dispositivos radiológicos médicos y/o los usos médicos de sustancias/fuentes radiactivas.
  11. Innovación: Desarrollo de dispositivos nuevos o modificación de los existentes (incluido el software) y protocolos para la solución de problemas clínicos hasta ahora sin resolver.

Biofísica médica y física biomédica

Un ribosoma es una máquina biológica que utiliza la dinámica de dominios proteicos , lo que llevó a Richard Feynman a sugerir una aplicación médica para la nanofísica.

Algunas instituciones educativas albergan departamentos o programas con el título de "biofísica médica", "física biomédica" o "física aplicada a la medicina". Generalmente, estos se dividen en dos categorías: departamentos interdisciplinarios que integran biofísica , radiobiología y física médica; [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] y programas de pregrado que preparan a los estudiantes para estudios posteriores en física médica, biofísica o medicina. [ 11 ] [ 12 ] La mayoría de los conceptos científicos en bionanotecnología se derivan de otros campos. Los principios bioquímicos que se utilizan para comprender las propiedades materiales de los sistemas biológicos son fundamentales en bionanotecnología porque esos mismos principios se emplearán para crear nuevas tecnologías. Las propiedades y aplicaciones de los materiales estudiadas en bionanociencia incluyen propiedades mecánicas (por ejemplo, deformación, adhesión, falla), eléctricas/electrónicas (por ejemplo, estimulación electromecánica, capacitores , almacenamiento de energía/baterías), ópticas (por ejemplo, absorción, luminiscencia , fotoquímica ), térmicas (por ejemplo, termomutabilidad, gestión térmica), biológicas (por ejemplo, cómo interactúan las células con los nanomateriales, defectos moleculares, biodetección, mecanismos biológicos como la mecanosensación ), nanociencia de enfermedades (por ejemplo, enfermedades genéticas, cáncer, falla de órganos/tejidos), así como computación (por ejemplo, computación de ADN ) y agricultura (administración dirigida de pesticidas, hormonas y fertilizantes. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]

Áreas de especialización

La Organización Internacional de Física Médica (IOMP) reconoce las principales áreas de empleo y enfoque de la física médica. [ 17 ] [ 18 ]

Física de imágenes médicas

Resonancia magnética parasagital de la cabeza en un paciente con macrocefalia familiar benigna.

La física de imágenes médicas también se conoce como física de radiología diagnóstica e intervencionista. Los físicos clínicos (tanto internos como consultores) [ 19 ] suelen trabajar en áreas de pruebas, optimización y garantía de calidad de la física de radiología diagnóstica, como rayos X radiográficos , fluoroscopia , mamografía , angiografía y tomografía computarizada , así como modalidades de radiación no ionizante, como ultrasonido y resonancia magnética . También pueden participar en cuestiones de protección radiológica, como la dosimetría (para el personal y los pacientes). Además, muchos físicos de imágenes suelen estar involucrados con sistemas de medicina nuclear , incluyendo la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) y la tomografía por emisión de positrones (PET). En ocasiones, los físicos de imágenes pueden trabajar en áreas clínicas, pero con fines de investigación y docencia, [ 20 ] como la cuantificación del ultrasonido intravascular como posible método de imagen de un objeto vascular específico.

Física médica terapéutica

La física de la radioterapia también se conoce como física de la radioterapia o física de la radiooncología . La mayoría de los físicos médicos que trabajan actualmente en EE. UU., Canadá y algunos países occidentales pertenecen a este grupo. Un físico de radioterapia suele trabajar diariamente con sistemas de aceleradores lineales (Linac) y unidades de tratamiento de rayos X de kilovoltaje, así como con otras modalidades como TomoTherapy , bisturí gamma , Cyberknife , terapia de protones y braquiterapia . [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] El ámbito académico y de investigación de la física terapéutica puede abarcar campos como la terapia de captura de neutrones de boro , la radioterapia de fuente sellada , la radiación de terahercios , el ultrasonido focalizado de alta intensidad (incluida la litotricia ), los láseres de radiación óptica , la radiación ultravioleta , etc., incluida la terapia fotodinámica , así como la medicina nuclear , incluida la radioterapia de fuente no sellada , y la fotomedicina , que es el uso de la luz para tratar y diagnosticar enfermedades.

Física de la medicina nuclear

La medicina nuclear es una rama de la medicina que utiliza la radiación para obtener información sobre el funcionamiento de órganos específicos o para tratar enfermedades. La tiroides , los huesos , el corazón , el hígado y muchos otros órganos pueden visualizarse fácilmente, revelando así trastornos en su funcionamiento. En algunos casos, las fuentes de radiación pueden utilizarse para tratar órganos enfermos o tumores. Cinco premios Nobel han estado estrechamente relacionados con el uso de trazadores radiactivos en medicina. Más de 10 000 hospitales en todo el mundo utilizan radioisótopos en medicina, y aproximadamente el 90 % de los procedimientos se destinan al diagnóstico. El radioisótopo más común utilizado en diagnóstico es el tecnecio-99m , con unos 30 millones de procedimientos al año, lo que representa el 80 % de todos los procedimientos de medicina nuclear a nivel mundial. [ 24 ]

Física de la salud

La física de la salud, también conocida como seguridad radiológica o protección radiológica , es la física aplicada a la protección radiológica con fines sanitarios y de atención médica. Se trata de la ciencia que se ocupa del reconocimiento, la evaluación y el control de los riesgos para la salud, a fin de permitir el uso y la aplicación seguros de la radiación ionizante. Los profesionales de la física de la salud promueven la excelencia en la ciencia y la práctica de la protección y la seguridad radiológica.

Física de la radiación médica no ionizante

Algunos aspectos de la física de la radiación no ionizante pueden considerarse dentro de la protección radiológica o la física de imágenes diagnósticas. Las modalidades de imagen incluyen resonancia magnética , imágenes ópticas y ultrasonido . Las consideraciones de seguridad incluyen estas áreas y los láseres.

Medición fisiológica

Las mediciones fisiológicas también se han utilizado para monitorizar y medir diversos parámetros fisiológicos. Muchas técnicas de medición fisiológica no son invasivas y pueden utilizarse junto con otros métodos invasivos o como alternativa a ellos. Entre los métodos de medición se incluye la electrocardiografía. Muchas de estas áreas pueden estar cubiertas por otras especialidades, como la ingeniería biomédica o la ciencia vascular. [ 25 ]

Informática sanitaria y física computacional

Otros campos estrechamente relacionados con la física médica incluyen aquellos que se ocupan de los datos médicos, la tecnología de la información y la informática aplicada a la medicina.

Áreas de investigación y desarrollo académico

trazado de ECG

Los físicos no clínicos pueden o no centrarse en las áreas mencionadas desde un punto de vista académico y de investigación, pero su ámbito de especialización también puede abarcar láseres y sistemas ultravioleta (como la terapia fotodinámica ), resonancia magnética funcional y otros métodos de imagen funcional, así como imagen molecular , tomografía de impedancia eléctrica , imagen óptica difusa , tomografía de coherencia óptica y absorciometría de rayos X de doble energía .

Órganos legislativos y consultivos

Internacional

Estados Unidos de América

Reino Unido

Otro

Referencias

  1. ↑ "Física Médica del Estado de Nueva York" . www.op.nysed.gov . Archivado del original el 3 de junio de 2012. Consultado el 3 de febrero de 2022 .
  2. ↑ "Física Médica – Organización Internacional de Física Médica" . 27 de marzo de 2018.
  3. ↑ Directrices para la certificación de físicos médicos clínicamente cualificados . OIEA. Enlace: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TCS-71web.pdf
  4. ↑ "El OIEA publica una guía para promover el reconocimiento de los físicos médicos como profesionales de la salud" . 15 de febrero de 2021.
  5. ↑ Normas de seguridad del OIEA: Requisitos generales de seguridad. Parte 3: Protección radiológica y seguridad de las fuentes de radiación: Normas básicas internacionales de seguridad . OIEA. 2014. Enlace: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1578_web-57265295.pdf
  6. ↑ Guibelalde E., Christofides S., Caruana CJ, Evans S. van der Putten W. (2012). Directrices sobre el Experto en Física Médica: un proyecto financiado por la Comisión Europea.
  7. ↑ Caruana CJ, Christofides S., Hartmann GH (2014) Declaración de política 12.1 de la Federación Europea de Organizaciones de Física Médica (EFOMP): Recomendaciones sobre educación y formación en física médica en Europa 2014 Physica Medica - Revista Europea de Física Médica, 30:6, p598-603
  8. ↑ "Departamento de Biofísica Médica" . utoronto.ca .
  9. ↑ "Biofísica Médica - Western University" . uwo.ca. Archivado del original el 3 de julio de 2013.
  10. ↑ Programa de posgrado en física biomédica de la UCLA
  11. ↑ "Bienvenido" . wayne.edu . Archivado del original el 12 de agosto de 2013. Consultado el 1 de julio de 2013 .
  12. ↑ "Física Médica" . fresnostate.edu .
  13. ↑ GarciaAnoveros, J; Corey, DP (1997). "Las moléculas de la mecanosensación". Annual Review of Neuroscience . 20 : 567–94 . doi : 10.1146/annurev.neuro.20.1.567 . PMID 9056725 . 
  14. ↑ Callaway DJ, Matsui T, Weiss T, Stingaciu LR, Stanley CB, Heller WT, Bu ZM (7 de abril de 2017). "Activación controlable de la dinámica a nanoescala en una proteína desordenada altera la cinética de unión" . Journal of Molecular Biology . 427 (7): 987– 998. doi : 10.1016/j.jmb.2017.03.003 . PMC 5399307. PMID 28285124 .  
  15. ↑ Langer, Robert (2010). "Nanotecnología en la administración de fármacos e ingeniería de tejidos: del descubrimiento a las aplicaciones" . Nano Lett . 10 (9): 3223–30 . Bibcode : 2010NanoL..10.3223S . doi : 10.1021/nl102184c . PMC 2935937. PMID 20726522 .  
  16. ^ Thangavelu, Raja Muthuramalingam; Gunasekaran, Dharanivasan; Jesse, Michael Immanuel; su, Mohammed Riyaz; Sundarajan, Deepan; Krishnan, Kathiravan (2018). "Enfoque de nanobiotecnología que utiliza nanopartículas de plata sintetizadas con hormona de enraizamiento de plantas como" nanobalas "para aplicaciones dinámicas en horticultura: un estudio in vitro y ex vitro" . Revista Árabe de Química . 11 : 48– 61. doi : 10.1016/j.arabjc.2016.09.022 .
  17. ↑ "Física Médica" . Organización Internacional de Física Médica . Consultado el 21 de octubre de 2017 .
  18. ↑ "Declaraciones de posición, políticas y procedimientos de la AAPM - Detalles" . aapm.org .
  19. ↑ "AAPM - ¿Qué hacen los físicos médicos?" . aapm.org .
  20. ↑ "COMP/OCPM - ¿Qué es la física médica?" . Archivado del original el 13-11-2013 . Consultado el 13-11-2013 .
  21. ↑ Hill R, Healy B, Holloway L, Kuncic Z, Thwaites D, Baldock C (2014). "Avances en la dosimetría de haces de rayos X de kilovoltaje". Física en Medicina y Biología . 59 (6): R183–231. Bibcode : 2014PMB....59R.183H . doi : 10.1088/0031-9155/59/6/R183 . PMID 24584183. S2CID 18082594 .  
  22. ↑ Thwaites DI, Tuohy JB (2006). "De vuelta al futuro: la historia y el desarrollo del acelerador lineal clínico". Física en Medicina y Biología . 51 (13): R343–62. Bibcode : 2006PMB....51R.343T . doi : 10.1088/0031-9155/51/13/R20 . PMID 16790912. S2CID 7672187 .  
  23. ↑ Mackie, TR (2006). "La historia de la tomoterapia". Física en Medicina y Biología . 51 (13): R427–53. Bibcode : 2006PMB....51R.427M . doi : 10.1088/0031-9155/51/13/ R24 . PMID 16790916. S2CID 31523227 .  
  24. ↑ "Radioisótopos en Medicina" . Asociación Nuclear Mundial . Octubre de 2017. Consultado el 21 de octubre de 2017 .
  25. ↑ "Ciencia vascular" . NHS Health Careers . 25 de marzo de 2015. Consultado el 21 de octubre de 2017 .
  • Campus de Salud Humana, sitio web oficial del Organismo Internacional de Energía Atómica dedicado a los profesionales de la radiología médica. Este sitio es administrado por la División de Salud Humana del Departamento de Ciencias y Aplicaciones Nucleares.
  • Colegio Australasiático de Científicos Físicos e Ingenieros en Medicina (ACPSEM)
  • Organización Canadiense de Físicos Médicos - Organization canadienne des physiciens médicaux
  • La Asociación Estadounidense de Físicos en Medicina
  • Colegio Rumano de Físicos Médicos
  • medicalphysicsweb.org del Instituto de Física
  • Portal de Física Médica del AIP
  • Instituto de Física e Ingeniería en Medicina (IPEM) - Reino Unido
  • Federación Europea de Organizaciones de Física Médica (EFOMP)
  • Organización Internacional de Física Médica (IOMP)