Medizinische Physik

Nuklearmedizin ist eine medizinische Disziplin, die unter Anwendung elektromagnetischer Strahlung eine Abbildung des menschlichen Körpers, seiner gesunden und erkrankten Organe, ermöglicht. Die Entwicklung der bildgebenden Diagnostik ist eng mit physikalischen Pionierleistungen verknüpft:

• Ab 1891 untersuchte Henri Becquerel die Phosphoreszenzspektren von Mineralien, indem er sie Licht aussetzte und dann mit einer Photoplatte in lichtdurchlässiges Papier wickelte. Damit hatte er, ungefähr zeitgleich mit Röntgens Entdeckung der X-Strahlen, die natürliche Radioaktivität entdeckt. Becquerel tauschte seine Ergebnisse mit dem befreundeten Ehepaar Curie aus, das die Erforschung dieses Phänomens fortsetzte. 1903 erhielten die drei Naturwissenschaftler gemeinsam den Nobelpreis für Physik.

• Georg de Hevesy entwickelt das Tracer-Prinzip, mit der funktionelle Untersuchungen mit offenen radioaktiven Stoffen durchführbar sind, und begründet damit die nuklearmedizinische Diagnostik (Nobelpreis für Chemie 1943).

• Godfrey Newbold Hounsfield führt eine erweiterte Röntgendiagnostik durch rechnerische Analyse vieler tomographischer Aufnahmen ein (Nobelpreis für Medizin 1979). Diese heute als Computertomographie bezeichnete Untersuchungsverfahren bildet auch die Grundlage für die tomographischen, nuklearmedizinischen Untersuchungsverfahren SPECT (Single-Photon-Emission-Computed-Tomographie) und PET (Positronen-Emissions-Tomographie). Alle tomographischen Untersuchungsverfahren haben gemeinsam, dass beliebige Schichten durch den menschlichen Körper überlagerungsfrei dargestellt werden können.

Die Nuklearmedizin leitet sich damit von naturwissenschaftlichen Entdeckungen und Entwicklungen ab und zeigt auch heute noch eine Nähe zu den Grundlagenfächern der Physik und Informationsverarbeitung.

Der Medizinphysiker ist heute vielfältig in den gesamten Bereich der bildgebenden Diagnostik und Therapie einbezogen. In Zusammenarbeit mit den Ärzten kümmert er sich um den Strahlenschutz, legt Aufnahmeprotokolle fest, überprüft Gerätefunktionen, sorgt er für eine hohe technische Bildqualität und kümmert sich um die bildgebende EDV. Besondere Bedeutung kommt dabei den Untersuchungstechniken mit ionisierender Strahlung zu.

Ionisierende Strahlung in Umwelt und Medizin

Strahlung, die aufgrund der Energie der Strahlungsteilchen die Fähigkeit besitzt, umgebende Atome und Moleküle zu ionisieren, wird ionisierende Strahlung genannt. Dabei kann es sich um eine Teilchenstrahlung oder Wellenstrahlung handeln. Die Strahlung entsteht entweder bei der Kernumwandlung instabiler Nuklide (Radioaktivität) oder in Strahlungsgeneratoren, wie z.B. der Röntgenröhre.
Damit bietet die Anwendung ionisierender Strahlung - neben dem enorm großen Nutzen für die diagnostische Bildgebung und Therapie - potentiell auch die Möglichkeit gesundheitlicher Risiken. So entstand in den vergangenen Jahrzehnten ein gesetzliches Regelwerk, das darauf bedacht ist, negative gesundheitliche Effekte zu minimieren. Zur Erfüllung dieser Vorgaben ist heute die Zusammenarbeit mit Medizinphysikern (Medizinphysik-Experten) in nuklearmedizinischen und strahlentherapeutischen Bereichen gesetzlich vorgeschrieben.

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