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Fisica
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CIENCIAS II Con énfasis en Física
PROYECTO FINAL: Demuestra que existe una
relación entre la física y la medicina
Alumna: Nicole Martin Cuellar
Profesor: Ariel Trejo Bahena
GRADO Y GRUPO: 2° “A” FECHA: 16-JUNIO-2016
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INTRODUCCIÓN
Por ser la física la ciencia encargada del estudio de los fenómenos que
ocurren en la naturaleza, se puede aplicar a otras ramas del conocimiento
humano, tales como la química, la ingeniería, la aeronáutica, etc.; en
particular, la que ahora se conoce como física médica.
La física médica se divide en dos grandes ramas: la física de la fisiología,
que es la que se ocupa de las funciones del cuerpo humano, y la
instrumentación médica que es la física aplicada al desarrollo de
instrumentos y aparatos médicos.
Al examinar a un paciente, curiosamente lo primero que el médico le
aplica es un examen "físico", que consiste en medir el pulso, la
temperatura, la presión, escuchar los sonidos del corazón y pulmones. Si
recapacitamos un poco, nos podemos dar cuenta de que todos estos
términos son magnitudes de la física.
En el presente trabajo trataré de demostrar que efectivamente la física y la
medición se encuentran en relación muy estrecha, a través de diferentes
ejemplos, todo esto para acreditar el examen final de la asignatura de
Ciencias II Con énfasis en Física, espero sirva para todo tipo de personas
interesadas en el tema.
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LA FISICA MÉDICA
La rama de la medicina conocida como "medicina física" se encarga de
la diagnosis y el tratamiento de las enfermedades y lesiones por medio de
agentes físicos, como son la manipulación, el masaje, el ejercicio, el calor,
el frío, el agua, etcétera. La terapia física es el tratamiento por medios
exclusivamente físicos.
A la física aplicada se le acostumbra dar el nombre de ingeniería, por lo
que algunas veces, al aplicarse a la medicina se le llama ingeniería
médica; este nombre es usado generalmente para la física aplicada a la
instrumentación médica más que para la física de la fisiología.
Es importante entender cómo funciona el cuerpo humano, de esta forma
podremos saber cuándo no está funcionando bien, por qué, y en el mejor
de los casos podremos saber cómo corregir el daño.
Al tratar de entender un fenómeno físico, lo que hacemos es seleccionar
los factores principales e ignorar aquellos que creemos menos
importantes. La descripción será sólo parcialmente correcta pero esto es
mejor que no tenerla.
Para entender los aspectos físicos del cuerpo humano frecuentemente
recurrimos a las analogías, pero debemos tener en cuenta que las
analogías nunca son perfectas, la situación real siempre es más compleja
que la que podemos describir; por ejemplo, en muchas formas el ojo es
análogo a una cámara fotográfica, sin embargo, la analogía es pobre
cuando la película, que debe ser remplazada, se compara con la retina
que es el detector de luz del ojo.
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ANTECEDENTES HISTÓRICOS
La física médica fue creada cuando los avances en la física pudieron ser aplicados
en el área médica. Leonardo da Vinci, hacia el siglo XVI, puede ser considerado
como el primer físico médico por sus estudios en biomecánica sobre el movimiento
del corazón y la sangre en el sistema cardiovascular.
Los conocimientos físicos de la óptica hicieron posible la invención del microscopio
en el siglo XVII, que ayudo a los médicos a comprender las estructuras biológicas,
así como descubrir la existencia de microorganismos.
Hacia el siglo XVIII, el científico y médico italiano Luigi Galvani descubrió que los
músculos y células nerviosas eran capaces de producir electricidad. A partir de
esa relación entre electricidad y cuerpo humano, así como los avances de la
ciencia en electromagnetismo en el siglo XIX, fueron desarrolladas nuevas
contribuciones al tratamiento o diagnóstico médico por científicos como Arsène
d'Arsonval. El descubrimiento del electrocardiograma y del electroencefalograma
fue posible gracias a nuevas tecnologías como los voltímetros con sensibilidad o
galvanómetros creados por Willem Einthoven. Estos conocimientos dieron origen a
nuevas áreas científicas como la bioelectricidad y bioelectromagnetismo.
Un ejemplo notable de científicos que mezclan lo campos de la física y la medicina
es el de Hermann von Helmholtz. Su primer trabajo científico fue sobre la
conservación de la energía, inspirado en sus estudios sobre el metabolismo
muscular. También revolucionó el campo de la oftalmología con el invento del
Oftalmoscopio y realizó estudios sobre acústica y audición.
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USO EN HOSPITALES
RAYOS X
Los rayos X son en sí una forma de radiación electromagnética, la cual puede
tener una longitud de onda de entre 10 y 0.001 nanómetros, siendo más cortos
que la luz ultravioleta. La letra "X" proviene de su descubrimiento, cuando todavía
eran una forma desconocida de radiación, y por lo tanto le adjudicaron el código
"X" en su nominalización, indicando así que aún eran desconocidos.
Funcionamiento de los rayos X
Los rayos x sonmuy similares a los rayos de luz que puedenpercibir nuestros ojos, con
la excepción de que éstos tienen mucha más energía. Esta potente energía se
corresponde consulongitud de onda más corta. Para generar un rayo X, se emplea un
dispositivo que calienta un cátodo a temperaturas elevadas. El calor hace que los
electrones se quiebrendel cátodo, luego el ánodo, a través del tubo de vacío, tiene una
diferencia potencial que atrae a los electrones a una gran velocidad.
La colisión de los electrones con los ánodos (que generalmente están hechos de
tungsteno) causa un fotón de rayo X. El tubo completo está protegido excepto por una
pequeña abertura que le permite a los rayos escaparse en forma de un solo rayo con
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gran concentración. Este rayo concentrado viaja a través del espacio hasta que toma
contacto con el tejido
ULTRASONIDO
¿Qué instrumentos se utilizan?
Los escáner de ultrasonido consisten de una
base con un ordenador y sistema electrónico,
una pantalla para demostrar la imagen, y un
transductor de mano que se utiliza para
escanear el cuerpo. El transductor emite ondas
sonoras de alta frecuencia y recibe las ondas
que regresan o rebotan (ecos). El ordenador
recopila los datos de los ecos y crea imágenes
en la pantalla. .Para crear la imagen final, el
ordenador utiliza varias características de las
ondas sonoras que regresan (o rebotan):
Amplitud: fuerza de la señal
Frecuencia: el número de ondas recibidas por segundo
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Tiempo de Demora: el tiempo que le toma a la señal regresar al
transductor de una región blanco.
¿Cómo funciona el ultrasonido?
Las imágenes por ultrasonido están basadas en los mismos principios de física
que los murciélagos utilizan para encontrar a su presa. Cuando el transductor
emite una onda sonora y esta choca contra un objeto, la onda rebota. Al medir el
eco de las ondas, el ordenador puede determinar cuán lejos está el objeto, su
tamaño, forma, uniformidad, y consistencia (si el objeto es sólido, lleno de líquido,
o una mezcla de ambos
RESONANCIA MAGNETICA
La resonancia magnética consiste en la obtención de imágenes radiológicas de la
zona anatómica que se desea estudiar mediante el empleo de un campo
electromagnético (imán), un emisor/receptor de ondas de radio (escáner) y un
ordenador.
La base de funcionamiento de la resonancia magnética consiste en la generación
de un campo electromagnético mediante el empleo de un imán de gran tamaño y
la emisión de ondas de radio por parte de un escáner; las ondas de radio y el
campo electromagnético excitan a los protones (núcleos de los átomos de
hidrógeno) que se encuentran en los tejidos que deseen ser estudiados
provocando que se alineen unos con otros. Cuando la radiación electromagnética
deja de emitirse los protones se liberan y regresan a su posición inicial liberando
energía en forma de ondas de radio que serán recogidas por el escáner y
enviadas a un ordenador para su procesamiento en forma de imagen radiológica
que posteriormente será estudiada por el radiólogo.
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La resonancia magnética no emplea radiación ionizante (rayos X)
ni radiofármacos.
ELECTROENCEFALOGRAMA (EEG)
El electroencefalograma,
encefalograma o EEG, es una
prueba que se usa para
estudiar el funcionamiento
del sistema nervioso central,
concretamente de la actividad
de la corteza del cerebro.
Consiste esencialmente en
registrar mediante electrodos
especiales las corrientes
eléctricas que se forman en las neuronas cerebrales, y que son la base del
funcionamiento del sistema nervioso. Gracias a él se pueden diagnosticar
alteraciones de la actividad eléctrica cerebral que sugiera enfermedades como
la epilepsia, la narcolepsia o demencias, entre muchas otras. También es una
prueba imprescindible para certificar una muerte en paciente en coma.
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TERMOGRAFÍA INFRAROJA
La termografía infrarroja se podría definir brevemente como una técnica que
permite, a través de la radiación infrarroja que emiten los cuerpos, la medida
superficial de temperatura. El instrumento que se usa en termografía para medir,
es la cámara de infrarrojos. La principal ventaja de la medida de temperatura
mediante termografía, es que es una técnica de medida sin contacto, por lo que no
afectará a las condiciones de los objetos observados. Esta cualidad la hace
especialmente interesante en el control y mantenimiento de elementos en tensión.
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RADIOTERAPIA
La radioterapia utiliza un equipo
especial para enviar altas dosis
de radiación hacia las células
cancerosas.
La mayoría de las células del
cuerpo crecen y se dividen para formar nuevas células. Sin embargo, las células
cancerosas lo hacen más rápidamente que muchas de las células normales a su
alrededor. La radiación actúa sobre el ADN que se encuentra dentro de las células
produciendo pequeñas roturas. Estas roturas evitan que las células cancerosas
crezcan y se dividan, y a menudo les causan la muerte. Puede que también las
células normales cercanas se afecten con la radiación, pero la mayoría se
recupera y vuelve a tener una función normal.
MEDICINA NUCLEAR
La medicina nuclear se dedica primordialmente al
diagnóstico de patologías o lesiones mediante el
uso de sustancias marcadas con los isotopos
radiactivos o terapia. Incluye el estudio de los
fenómenos biológicos originados por la utilización
de los isotopos radiactivos, así como el empleo de
ciclotrones y reactores nucleares en la producción
de radionúclidos de uso médico.
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CONCLUSIÓN
La Física Medica cada día adquiere mayor importancia en nuestro medio y la
tendencia que se observa, es que el físico medico participe no solo con el personal
médico y paramédico en la terapia y diagnóstico de las radiaciones, sino teniendo
en cuenta que .el cuerpo humano es la máquina más perfecta de la naturaleza”,
las bases físicas permiten investigar las verdaderas razones que explican por qué
y el cómo de muchos de sus procesos fisiológicos.
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REFERENCIAS
[1] Plazas M.C., Ospino R., Mejía A., Ortiz N., Cendales R., Evaluación de los
servicios de radioterapia en Colombia. Editado por el Instituto Nacional de
Cancerología, 2005.
[2] Pan-American Health Organization. Health Situation in the Americas. Basic
Indicators 2002. Washington D. C.: PAHO/WHO, 2002.
[3] Instituto Nacional de Cancerología, Grupo de vigilancia epidemiológica. Bases
de datos de decesos, Departamento Administrativo Nacional de Estadísticas
DANE, 2000. Más información en: http://w2.fisica.unam.mx/fismed
[4] ICMP 2005. 14th International Conference of Medical Physics of the
International Organization for Medical Physics (IOMP), the European Federation of
Organizations in Medical Physics (EFOMP) and the German Society of Medical
Physics (DGMP), Septiembre 2005, Alemania. Más información en:
http://www.unsam.edu.ar/fisicamedica/que-estudia-la-fisica-medica/
