1. Positron Emission Tomography (PET)
* Elementär partikel: Positron (Antimatter motsvarighet till elektronen)
* Fysikprincip: Positron-Electron Annihilation, producerar gammastrålar
* Hur det fungerar: En radioaktiv spårare, som emitterar positroner, injiceras i kroppen. Positroner interagerar med elektroner i vävnader, vilket resulterar i förintelse och utsläpp av två gammastrålar i motsatta riktningar. Detektorer som omger kroppen fångar dessa gammastrålar, och deras plats och timing används för att rekonstruera bilder av spårningsfördelningen, vilket avslöjar metabolisk aktivitet i olika organ.
2. Magnetisk resonansavbildning (MRI)
* Elementär partikel: Proton (en komponent i atomkärnan)
* Fysikprincip: Kärnmagnetisk resonans (NMR)
* Hur det fungerar: MRI utnyttjar de magnetiska egenskaperna hos protoner i vattenmolekyler i kroppen. Ett starkt magnetfält anpassar protonsnurrens snurr, och radiofrekvenspulser får dem att tillfälligt anpassa sig i en annan riktning. När pulserna är avstängda återgår protonerna till sin ursprungliga inriktning och avger radiovågor som upptäcks och används för att skapa detaljerade bilder av interna strukturer.
3. Datortomografi (CT)
* Elementär partikel: Röntgenfotoner (elektromagnetisk strålning)
* Fysikprincip: Dämpning av röntgenstrålar genom olika vävnader
* Hur det fungerar: CT använder en roterande röntgenkälla och detektorer för att få flera bilder av kroppen från olika vinklar. Dämpningen av röntgenstrålar när de passerar genom vävnader avslöjar deras densitet och sammansättning, vilket möjliggör detaljerade tvärsnittsbilder.
4. Protonterapi
* Elementär partikel: Protoner
* Fysikprincip: Brachyterapi (lokal strålbehandling)
* Hur det fungerar: Protonstrålar riktas exakt till att rikta in cancervävnader, vilket minimerar skador på omgivande friska vävnader. Protonerna avsätter det mesta av sin energi i slutet av sin väg och ger en hög dos till tumören medan de sparar omgivande frisk vävnad.
5. Strålterapi
* Elementär partikel: Olika former av strålning (gammastrålar, röntgenstrålar, elektroner)
* Fysikprincip: Jonisering och excitation av atomer och molekyler i cancerceller
* Hur det fungerar: Olika typer av strålning används för att rikta in och skada cancerceller, vilket förhindrar deras tillväxt och spridning. Denna terapi använder interaktion mellan strålning med materia för att döda cancerceller.
Detta är bara några exempel på medicinsk teknik som förlitar sig på fysiken för elementära partiklar. Förståelsen och manipulationen av dessa grundläggande byggstenar av materia fortsätter att driva innovationer inom medicinsk avbildning och behandling, vilket leder till betydande framsteg vid diagnos och behandling av sjukdomar.
