医学物理学绪论.ppt

医学物理学,海南医学院物理教研室,医学物理学是把物理学的原理和方法应用于人类疾病预防、诊断、治疗和保健的交叉学科。,一 什么是物理学二 物理学的发展三 物理学的应用以及和医学的关系,什么是物理学？物理学是研究物质的结构、相互作用和物质基本的、普遍的运动形式及其科学相互转化规律的。,1、物质的基本结构,2、物质间的相互作用,引力作用、电磁作用、强相互作用、弱相互作用,3、物质最基本、最普遍的运动形式及转化规律,二、物理学的发展,2600年前 古希腊的自然科学。,1687年 牛顿自然哲学的数学原理发表 物理学真正成为一门精确的科学；,17 世纪 在伽利略、开普勒工作基础上，牛顿建立了完整的经典力学理论；,18-19世纪 在大量实验基础上，卡诺、焦耳、开尔文、克劳修斯，建立了宏观热力学论；克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼建立了 气体分子动理论；（热学）库仑、奥斯特、安培、法拉第、麦克斯 韦建立了电磁学理论。,20世纪 爱因斯坦独立创立了相对论;普朗克、爱因斯坦、玻尔 德布罗意、海森伯、薛定谔、玻恩等人共同努力 创立了量子论和量子力学。相对论和量子力学 奠定了近代物理学的理论基础。,至此，经典物理学理论体系的大厦巍然耸立!,惠更斯、菲涅尔等建立了波动光学,三 物理学是一切自然科学的基础 2021世纪物理学深入渗透到其它学科,工业应用 激光 半导体器件 纳米材料 医学应用 X射线 核磁共振,20世纪物理学重大贡献-激光,激光切割,精确，高温，功率大,激光手术(光刀),精确，无痛，止血，抗感染,晶体管（transistor）一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。,1 947年12月，美国贝尔实验室的研究小组，研制出一种点接触型的锗晶体管。晶体管的问世，是20世纪的一项重大发明，是微电子革命的先声。,集成电路：集成电路或称微电路、微芯片、芯片是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，,第一支晶体管的诞生,1956年获诺贝尔物理奖,在一毫米见方的单晶硅片上制成的集成电路可以穿过针眼。,90年代中期Intel公司 奔腾(Pentium)芯片上包含500万个晶体管，刻蚀线宽不到微米。,举世瞩目的2008年夏季奥运会8月8日晚开幕，开幕式吸引了全球观众的目光，最引人注目的是其大量使用了LED科技.,LED(发光二极管)，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。,纳米材料,纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。,“纳米级的结构可以和活细胞、蛋白质兼容，可以量身定制用来制造纳米药物、纳米器械，以进行疾病的诊断和防治。”,碳纳米管宏观体的宏观照片和高分辨透射电镜照片,磁流体(磁性纳米材料)能被磁铁吸引,一百多年前，德国科学家伦琴发现X射线，这一发现对20世纪初期的物理学带来了深远的影响，它开创了医学检查的新局面，在不需要切开人体的情况下，观察人体的内部结构,X 射线,物理学与医学,现存最早的X射线图像，由伦琴摄于1895年12月22日，是伦琴夫人的手，无名指上带有图章戒指。,超声波检查-B超 将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面时会发生反射及折射，并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同，医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变，便可诊断所检查的器官是否有病。,核磁共振,核磁共振(NMR)基本原理：是将人体置于特殊的磁场中(产生塞曼效应)，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振吸收。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被体外的接受器收录.电信号经电子计算机处理获得图像，这就叫做核磁共振成像(MRI)。,核磁共振 正常 肿瘤,人体不同组织之间,正常组织与该组织中的病变组织之间氢核密度和T1,T2(纵向与横向驰豫时间)三个参数的差异,是MRI用于临床诊断最主要的物理学基础,学习的主要内容:,教材:胡新珉 第七版(附光盘)人民卫生出版社,授课计划,参考教材:大学物理华中科技大学出版大学物理华东理工大学出版光学姚启钧，高等教育出版,成绩要求:理论(50%)+实验(30%)+作业和考勤(20%),注意:理论部分统一考试(闭卷),物理教研室 综合楼北楼607 授课教师:吴晓,实验部分在大学物理实验室完成,