Física Médica

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

Aunque la física médica a veces también puede denominarse física biomédica, biofísica médica, física aplicada a la medicina, aplicaciones de la física en ciencias médicas, física radiológica o radiofísica hospitalaria, un "físico médico" es específicamente un profesional de la salud con educación y formación especializada en los conceptos y técnicas de la aplicación de la física en la medicina y competente para ejercer de forma independiente en uno o más de los subcampos de la física médica. Tradicionalmente, los físicos médicos se encuentran en las siguientes especialidades sanitarias: oncología radioterápica (también conocida como radioterapia o radioterapia), radiología diagnóstica e intervencionista (también conocida como imágenes médicas), medicina nuclear y protección radiológica. La física médica de la radioterapia puede implicar trabajos como dosimetría, control de calidad del acelerador lineal y braquiterapia. La física médica de la radiología diagnóstica e intervencionista implica técnicas de imagen médica como la resonancia magnética, la ecografía, la tomografía computarizada y la radiografía. La medicina nuclear incluirá la tomografía por emisión de positrones y la terapia con radionúclidos. Sin embargo, uno puede encontrar físicos médicos en muchas otras áreas, como monitoreo fisiológico, audiología, neurología, neurofisiología, cardiología y otras.

Los departamentos de física médica se pueden encontrar en instituciones como universidades, hospitales y laboratorios. Los departamentos universitarios son de dos tipos. El primer tipo se ocupa principalmente de preparar a los estudiantes para una carrera como físico médico hospitalario y la investigación se enfoca en mejorar la práctica de la profesión. Un segundo tipo (cada vez más llamado "física biomédica") tiene un alcance mucho más amplio y puede incluir 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 la misión de los físicos médicos adoptada por la Federación Europea de Organizaciones de Física Médica (EFOMP) es la siguiente:

"Los físicos médicos contribuirán a mantener y mejorar la calidad, seguridad y eficacia en función de los costos de los servicios de salud mediante actividades orientadas al paciente que requieren acción experta, participación o asesoramiento en relación con la especificación, selección, pruebas de aceptación, puesta en marcha, control de calidad y uso clínico optimizado de los dispositivos médicos y en relación con los riesgos y la protección de los agentes físicos asociados (por ejemplo, radiografías, campos electromagnéticos, luz láser, radionética suficiente El alcance incluye riesgos para los voluntarios en investigación biomédica, cuidadores y consoladores. El alcance a menudo incluye riesgos para los trabajadores y el público especialmente cuando estos riesgos de impacto del paciente"

El término "agentes físicos" se refiere a radiaciones electromagnéticas ionizantes y no ionizantes, campos magnéticos y eléctricos estáticos, ultrasonido, 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 (MRI), ultrasonido en imágenes por ultrasonido y mediciones Doppler.

Esta misión incluye las siguientes 11 actividades clave:

1. Servicio de solución de problemas científicos: Servicio completo de solución de problemas que implica el reconocimiento de un rendimiento menos óptimo o el uso optimizado de dispositivos médicos, la identificación y eliminación de posibles causas o mal uso, y confirmación de que las soluciones propuestas han restaurado el rendimiento del dispositivo y el uso de un estado aceptable. Todas las actividades deben basarse en las mejores pruebas científicas actuales o en investigaciones propias cuando las pruebas disponibles no sean suficientes.
2. Medidas de dosimetría: La medición de dosis tuvo por pacientes, voluntarios en investigación biomédica, cuidadores, consoladores y personas sometidas a exposiciones de imágenes no médicas (por ejemplo, para fines legales o laborales); selección, calibración y mantenimiento de instrumentación relacionada con la dosimetría; control independiente de las cantidades relacionadas con la dosis proporcionadas por dispositivos de presentación de dosis (incluidos dispositivos de software); medición de las cantidades relacionadas con la dosis requeridas como entrada a dispositivos de notificación o estimación (incluido). Medidas que deben basarse en técnicas y protocolos recomendados actuales. Incluye dosimetría de todos los agentes físicos.
3. Gestión de la seguridad y el riesgo del paciente (incluidos los voluntarios en investigación biomédica, cuidadores, consoladores y personas sometidas a exposiciones no médicas por imágenes. Vigilancia de dispositivos médicos y evaluación de protocolos clínicos para garantizar la protección continua de pacientes, voluntarios en investigación biomédica, cuidadores, consoladores y personas sometidas a exposiciones de imágenes no médicas de los efectos perjudiciales de los agentes físicos de acuerdo con las últimas pruebas publicadas o investigaciones propias cuando la evidencia disponible no es suficiente. Incluye la elaboración de protocolos de evaluación de riesgos.
4. Seguridad ocupacional y pública/gestión de riesgos (cuando hay un impacto en la exposición médica o la seguridad propia). Vigilancia de dispositivos médicos y evaluación de protocolos clínicos con respecto a la protección de trabajadores y públicos al afectar la exposición de pacientes, voluntarios en investigación biomédica, cuidadores, consoladores y personas sometidas a exposiciones de imágenes no médicas o responsabilidad con respecto a su seguridad. Incluye la elaboración de protocolos de evaluación de riesgos conjuntamente con otros expertos que se ocupan de los riesgos profesionales y públicos.
5. Gestión de dispositivos médicos clínicos: Especificación, selección, pruebas de aceptación, puesta en marcha y control de calidad de los dispositivos médicos de conformidad con las últimas recomendaciones europeas o internacionales publicadas y la gestión y supervisión de los programas asociados. Pruebas basadas en técnicas y protocolos recomendados actuales.
6. Participación clínica: Llevar a cabo, participar y supervisar los procedimientos diarios de protección contra la radiación y control de calidad para asegurar un uso eficaz y optimizado continuo de dispositivos radiológicos médicos e incluir la optimización específica del paciente.
7. Desarrollo de la calidad de los servicios y la eficacia en función de los costos: La introducción de nuevos dispositivos médicos radiológicos en el servicio clínico, la introducción de nuevos servicios de física médica y la participación en la introducción/desarrollo de protocolos clínicos/técnicas, prestando la debida atención a los problemas económicos.
8. Consultoría de expertos: prestación de asesoramiento especializado a clientes externos (por ejemplo, clínicas sin experiencia médica interna).
9. Educación de profesionales de la salud (incluyendo aprendices de física médica: Contribuir a la calidad de la educación profesional de la salud mediante actividades de transferencia de conocimientos relacionados con el conocimiento técnico-científico, habilidades y competencias que apoyan el uso clínico eficaz, seguro, basado en evidencia y económico de dispositivos radiológicos médicos. Participación en la educación de estudiantes de física médica y organización de programas de residencia de física médica.
10. Evaluación de la tecnología de la salud (HTA): Asumir la responsabilidad del componente de física de las evaluaciones de la tecnología de la salud relacionadas con dispositivos radiológicos médicos y/o los usos médicos de sustancias/fuentes radiactivos.
11. Innovación: Desarrollar nuevos dispositivos o modificarlos (incluyendo software) y protocolos para la solución de problemas clínicos hasta ahora no resueltos.

Biofísica médica y física biomédica

Algunas instituciones educativas albergan departamentos o programas que llevan el título "biofísica médica" o "física biomédica" o "física aplicada a la medicina". En general, estos se dividen en una de dos categorías: departamentos interdisciplinarios que albergan biofísica, radiobiología y física médica bajo un solo paraguas; y programas de pregrado que preparan a los estudiantes para estudios posteriores en física médica, biofísica o medicina. 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 centrales en la bionanotecnología porque esos mismos principios se utilizarán para crear nuevas tecnologías. Las propiedades de los materiales y las aplicaciones estudiadas en bionanociencia incluyen propiedades mecánicas (p. ej., deformación, adhesión, falla), eléctricas/electrónicas (p. ej., estimulación electromecánica, capacitores, almacenamiento de energía/baterías), ópticas (p. ej., absorción, luminiscencia, fotoquímica), térmicas (p. ej., termomutabilidad, manejo térmico), biológica (p. ej., cómo las células interactúan con los nanomateriales, fallas/defectos moleculares, biodetección, mecanismos biológicos como la mecanosensación), nanociencia de la enfermedad (p. ej., enfermedad genética, cáncer, falla de órganos/tejidos), así como computación (p. ej., ADN computación) y agricultura (entrega objetivo de pesticidas, hormonas y fertilizantes.

Áreas de especialidad

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

Física de imágenes médicas

IRM para-agittal 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 de 'consultoría') generalmente se ocupan de las áreas de prueba, optimización y garantía de calidad de las áreas de 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 ocuparse de cuestiones de protección radiológica, como la dosimetría (para el personal y los pacientes). Además, muchos físicos de imágenes a menudo también están involucrados con los sistemas de medicina nuclear, incluida la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) y la tomografía por emisión de positrones (PET). A veces, los físicos de imágenes pueden participar en áreas clínicas, pero con fines de investigación y enseñanza, como la cuantificación del ultrasonido intravascular como un método posible para obtener imágenes de un objeto vascular en particular.

Física de la radioterapia

La física radioterapéutica también se conoce como física de radioterapia o física oncológica radioterápica. La mayoría de los físicos médicos que trabajan actualmente en los EE. UU., Canadá y algunos países occidentales pertenecen a este grupo. Un físico de radioterapia generalmente se ocupa diariamente de los sistemas de acelerador lineal (Linac) y las unidades de tratamiento de rayos X de kilovoltaje, así como otras modalidades como la tomoterapia, el bisturí gamma, el bisturí cibernético, la terapia de protones y la braquiterapia. El lado 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 enfocado de alta intensidad (incluida la litotricia), los láseres de radiación óptica, ultravioleta, etc., incluida la terapia fotodinámica, así como la nuclear. la medicina, 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 proporcionar información sobre el funcionamiento de órganos específicos de una persona o para tratar enfermedades. La tiroides, los huesos, el corazón, el hígado y muchos otros órganos se pueden visualizar fácilmente y revelar los trastornos en su función. En algunos casos, las fuentes de radiación pueden usarse para tratar órganos enfermos o tumores. Cinco premios Nobel han estado íntimamente involucrados con el uso de trazadores radiactivos en medicina. Más de 10.000 hospitales en todo el mundo utilizan radioisótopos en medicina y alrededor del 90% de los procedimientos son para diagnóstico. El radioisótopo más común utilizado en el diagnóstico es el tecnecio-99m, con unos 30 millones de procedimientos por año, lo que representa el 80% de todos los procedimientos de medicina nuclear en todo el mundo.

Física de la salud

La física de la salud también se conoce como seguridad radiológica o protección radiológica. La física de la salud es la física aplicada de la protección radiológica con fines sanitarios y asistenciales. Es la ciencia que se ocupa del reconocimiento, evaluación y control de los peligros para la salud para permitir el uso y la aplicación seguros de las radiaciones ionizantes. Los profesionales de la física de la salud promueven la excelencia en la ciencia y la práctica de la protección y la seguridad radiológicas.

• Radiación de antecedentes
• Protección contra las radiaciones
• Dosimetría
• Física de la salud
• Protección radiológica de los pacientes

Física de las radiaciones médicas no ionizantes

Algunos aspectos de la física de las radiaciones no ionizantes pueden considerarse bajo la protección radiológica o la física de imágenes de diagnóstico. Las modalidades de imagen incluyen MRI, imágenes ópticas y ultrasonido. Las consideraciones de seguridad incluyen estas áreas y láseres

• Láseres y aplicaciones en la medicina

Medición fisiológica

Las mediciones fisiológicas también se han utilizado para monitorear y medir varios parámetros fisiológicos. Muchas técnicas de medición fisiológica no son invasivas y se pueden utilizar junto con otros métodos invasivos o como alternativa a estos. Los métodos de medición incluyen la electrocardiografía. Muchas de estas áreas pueden estar cubiertas por otras especialidades, por ejemplo, la ingeniería médica o la ciencia vascular.

Informática sanitaria y física computacional

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

• Información y comunicación en medicina
• Equipo médico
• Procesamiento, visualización y visualización de imágenes
• Diagnóstico asistido por computadora
• Sistemas de archivo y comunicación de imágenes (PACS)
• Normas: DICOM, ISO, IHE
• Sistemas de información hospitalaria
• e-Salud
• Telemedicina
• Sala de operaciones digital
• Flujo de trabajo, modelado específico del paciente
• Medicina en Internet de las Cosas
• Control de distancia y atención telefónica

Áreas de investigación y desarrollo académico

ECG trace

Los físicos no clínicos pueden o no centrarse en las áreas anteriores desde un punto de vista académico y de investigación, pero su ámbito de especialización también puede abarcar sistemas de láser y ultravioleta (como la terapia fotodinámica), fMRI y otros métodos para imágenes, así como imágenes moleculares, tomografía de impedancia eléctrica, imágenes ópticas difusas, tomografía de coherencia óptica y absorciometría de rayos X de energía dual.

Órganos legislativos y consultivos

• ICRU: Comisión Internacional sobre Unidades y Medidas de Radiación
• ICRP: International Commission on Radiological Protection
• NCRP: National Council on Radiation Protection &Dimensions
• NRC: Nuclear Regulatory Commission
• FDA: Food and Drug Administration
• OIEA: Organismo Internacional de Energía Atómica
• AMPI: Asociación de Médicos Médicos de la India
• AAPM: Asociación Americana de Médicos en Medicina
• CCPM: Canadian College of Physicists in Medicine
• EFOMP: Federación Europea de Organizaciones de Física Médica
• ACPSEM: Australasian College of Physical Scientists and Engineers in Medicine