医学物理学绪论[新版]
合集下载
医用物理学绪论
课程考核方式：平时30%、期末 70%
1、平时成绩30%=10%（出勤率，作业、课 堂练习、讨论、问答等）+20%物理活动 2、物理活动：介绍一名物理学家；学会一 种物理方法；解释一个物理现象；了解一个 著名实验；查找一个应用案例；提出一个创 新设想等。 3、要求：作业提交不少于5次，物理活动不 少于2次，课堂点名不少于3次。
◆关于物质存在的基本形式
场和粒子——是两种？抑或统一？
量子场论：
某种粒子的场处于基态
每种粒子对应一种场； ——无粒子
场有不同能量状态
某种场处于激发态
（量子化）
出现相应的粒子
场与粒子是统一体 的两种表现形式！
◆关于基本相互作用
已认识：四种：电磁 强 弱 引力
探讨：相互作用的统一： 电弱及强作用的统一； 引力作用的统一——大统一？ 第五种力？
之谜 ——弱相互作用的宇称不守恒…
20世纪的“乌云”：夸克的禁闭 对称性的自发破缺
0.4 物理学与高素质人才
一.物理教育是培养高素质人才的重要环节
爱因斯坦：“科学对于人类事务的影响有两种方式：
第一方式是大家都熟悉的：科学直接地、并在更 大程度上间接地生产出完全改变了人类生活的工
具；第二种方式是教育的性质——它作用
计算机发展的新途径？！新的课题！
0.3 物理学与科学思维
一. 物理学的研究方法 以实验为基础，理论 和实践高度结合。
◆从方法论看：
观察、实验 模型、假设
演绎法
——定律 推理 推导
归纳法
——综合 类比
推测、推理 实验检验
猜想 假设 模型
修改理论
应用
物理学还有许多有特色的方法， 如：定性和半定量分析
1、平时成绩30%=10%（出勤率，作业、课 堂练习、讨论、问答等）+20%物理活动 2、物理活动：介绍一名物理学家；学会一 种物理方法；解释一个物理现象；了解一个 著名实验；查找一个应用案例；提出一个创 新设想等。 3、要求：作业提交不少于5次，物理活动不 少于2次，课堂点名不少于3次。
◆关于物质存在的基本形式
场和粒子——是两种？抑或统一？
量子场论：
某种粒子的场处于基态
每种粒子对应一种场； ——无粒子
场有不同能量状态
某种场处于激发态
（量子化）
出现相应的粒子
场与粒子是统一体 的两种表现形式！
◆关于基本相互作用
已认识：四种：电磁 强 弱 引力
探讨：相互作用的统一： 电弱及强作用的统一； 引力作用的统一——大统一？ 第五种力？
之谜 ——弱相互作用的宇称不守恒…
20世纪的“乌云”：夸克的禁闭 对称性的自发破缺
0.4 物理学与高素质人才
一.物理教育是培养高素质人才的重要环节
爱因斯坦：“科学对于人类事务的影响有两种方式：
第一方式是大家都熟悉的：科学直接地、并在更 大程度上间接地生产出完全改变了人类生活的工
具；第二种方式是教育的性质——它作用
计算机发展的新途径？！新的课题！
0.3 物理学与科学思维
一. 物理学的研究方法 以实验为基础，理论 和实践高度结合。
◆从方法论看：
观察、实验 模型、假设
演绎法
——定律 推理 推导
归纳法
——综合 类比
推测、推理 实验检验
猜想 假设 模型
修改理论
应用
物理学还有许多有特色的方法， 如：定性和半定量分析
医学物理第三版知识点总结
医学物理第三版知识点总结第一章绪论1、物理与医学物理2、医学物理的发展历程3、医学物理学的研究内容4、医学物理在医学教学和临床中的作用第二章力学基础1、运动学2、静力学3、动力学4、流体力学5、能量守恒定律第三章声学基础1、声波的基本性质2、声波的传播3、超声波的产生与检测4、超声波在医学中的应用第四章光学基础1、光的基本性质2、光的传播3、光的干涉和衍射4、医学光学的应用第五章热学基础1、温度与热量2、热力学循环3、理想气体的热力学过程4、传热学基础5、生物热力学第六章物质结构与辐射1、元素的结构2、原子结构3、辐射的基本性质4、辐射的生物效应第七章核物理基础1、放射性核素的性质2、放射性核素的衰变3、核反应4、核物理在医学中的应用第八章射线物理与辐射防护1、射线的产生2、射线的基本性质3、辐射测量4、辐射防护第九章医学成像技术1、X线成像技术2、CT成像技术3、MRI成像技术4、超声成像技术5、核医学成像技术第十章医学光子学1、医学光子学的基本原理2、光学诊断技术3、光学治疗技术4、光学成像技术第十一章医学声子学1、医学声子学的基本原理2、超声诊断技术3、超声治疗技术4、超声成像技术第十二章医学生物热学1、热生物效应2、生物冷冻技术3、生物热治疗技术4、生物热成像技术第十三章医学核物理学1、核医学的基本原理2、放射性标记技术3、核医学诊断技术4、核医学治疗技术第十四章医学辐射学1、X线诊断技术2、CT诊断技术3、MRI诊断技术4、辐射治疗技术第十五章医学物理学在临床医学中的应用1、医学物理学在放射学中的应用2、医学物理学在核医学中的应用3、医学物理学在超声学中的应用4、医学物理学在光学中的应用5、医学物理学在生物热学中的应用第十六章医学物理学在医学教学中的应用1、医学物理学在临床医学教学中的应用2、医学物理学在医学研究中的应用3、医学物理学在医学实验室中的应用结语医学物理作为一门辅助临床医学的学科，以其独特的视角和方法为医学科学的发展做出了巨大的贡献。
《医学物理学》(2024)
现状
目前，医学物理学已经成为一个相对成熟的学科领域，涵盖了医学影像技术、放射治疗技术、生物医学光子学、 生物力学等多个研究方向。同时，随着医疗技术的不断进步和人们对健康需求的不断提高，医学物理学在医学领 域的应用前景将更加广阔。
2024/1/29
6
02
医学物理学基础知识
2024/1/29
7
力学基础
神经科学应用
光遗传学技术可用于研究学习、记忆 、情感等认知过程，以及神经退行性 疾病、精神疾病等的发生机制。
28
生物光子学在诊断和治疗中应用
生物光子学技术
利用光与生物组织的相互作用，发展出一系列诊断和治疗技术，如光动力疗法、光热疗法等。
诊断和治疗应用
生物光子学技术可用于癌症、心血管疾病、眼科疾病等的诊断和治疗，具有非侵入性、高灵敏度等优 点。
分子影像学
利用物理学原理和技术，在分子水平上研究生物体内的生理 和病理过程，为疾病的早期诊断和治疗提供新的手段。
2024/1/29
纳米医学物理学
将纳米技术应用于医学领域，通过设计和制造纳米级的药物 、诊断和治疗设备，实现对疾病的精准治疗。
27
光遗传学在神经科学中应用
2024/1/29
光遗传学技术
利用光敏蛋白和基因工程技术，实现 对神经元活动的精确控制，为研究神 经回路和功能提供了有力工具。
放射治疗发展历史
自19世纪末发现X射线和放射性元素以来，放射治 疗逐渐成为肿瘤治疗的重要手段。
放射治疗适应症
适用于多种肿瘤，如头颈部肿瘤、肺癌、乳腺癌 等。
2024/1/29
22
放射治疗设备与方法
放射治疗设备
包括医用直线加速器、钴-60治疗机、后装治疗机等。
医学医学物理实验绪论
热疗
• 古埃及:加温治疗过乳腺肿瘤 • 希波克拉底:“药物不能治愈的可用
手术治，手术不能治愈的可用热疗治 ，热疗不能治的就确实无法治了”。 • 奥地利医生Jauregg发明了治疗中枢神 经系统梅毒感染的标准疗法
德国医学家:热疗加化疗 治癌更见效
在土耳其穆拉省达尔扬的苏丹尼耶热疗 馆，一名游客正在洗泥浴
拉比 1944年获得了诺贝尔物理学奖 伯塞尔&布洛赫 1952年度诺贝尔物理学奖
广泛地用于确定分子结构，用于对生 物在组织与活体组织的分析、病理分 析、医疗诊断、产品无损检测等诸多 方面。
医生在为患者做核磁共振检查
用核磁共振技术拍摄的脑截面图像
超声波
Sonogram of a fetus at 14 weeks (Profile) A fetus, aged 29 weeks, in a "3D ultrasound"
x2
)
u
2 B2
(
x)
多次测量：
u(x) uA2 (x) uB22 (x)
测量结果的表示方法：
1、测量Байду номын сангаас果的一般表示法： x u(x)
如，长度为（1.05±0.02）cm。
u(x) 2、测量结果的百分比表示法： x
100%
如，长度为1.05cm，相对不确定度2% 。
3、测量结果的有效数字表示法(简略表示)
40%的癌症可以用放疗根治。
放疗机制
直接损伤 :主要由射线直接作用于有机分子而产生自由基引起DNA分子出现断裂、 交叉。
间接损伤: 主要由射线对人体组织内水发生电离，产生自由基，这些自由基再和生 物大分子发生作用，导致不可逆损伤。
医用物理学绪论-医用物理学精品PPT教学课件
医用物理学
绪
论
“探索未知”
《医用物理学》绪论
(一)什么是物理学 (二)物理学与医学的关系 (三)怎样学习物理学
绪论
一、 什么是物理学
物理学是研究自然界中物质的基本结构、基本运 动形式以及相互作用规律的科学 地位：物理学是自然科学的基础,是带头科学。
中国科学院院士冯端教授说：“物理学作为严格 的、定量的自然科学的带头科学，一直在科学技 术发展中发挥极其重要的作用，过去是如此，现 在是如此，展望将来还将是如此。”
物理学的分类及其层次结构
• 按分支学科分类： 力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、核物理学
• 按物质形态分类： 实物粒子、场物质 微观客体（电子、质子、光子等） 具有波粒二象性
• 按物质形体大小分类： 粒子物理、核物理、原子物理、分子物理 原子簇物理、凝聚态物理、天体物理、宇宙学物理
• 按物理常数c、h分类
2.各类物理因子的生物效应
激光、超声、红外线、紫外线、微波、X 射线、 γ射线、磁场等物理因子对人体都会产生生物作 用，用于临床上的治疗和保健。
3.物理学所提供的技术和方法将基础医学研究、临 床诊断和治疗水平推向新的高度
超声技术、激光技术、纳米材料技术、电磁波技 术、磁共振技术、同位素技术、光源和射线探测 器技术
c2.9971908ms1 h6.6261170634Js
v<<c
v≈c
h→0 经典理论 相对论
h≠0 量子论
相对论性量子论
物理学与科学技术
物理学既是伴随着人类的生存、生产活动发展起来 的，同时也是科学技术和社会发展的巨大推动力。 物理学的发展与生产力的提高总是相辅相成的。如 当今世界公认的六大高新技术（信息技术、新材料 技术、新能源技术、生物技术、空间技术、海洋技 术）均是以物理学为基础的，反过来，高新技术的 迅猛发展促进了物理学研究的进一步深入。
绪
论
“探索未知”
《医用物理学》绪论
(一)什么是物理学 (二)物理学与医学的关系 (三)怎样学习物理学
绪论
一、 什么是物理学
物理学是研究自然界中物质的基本结构、基本运 动形式以及相互作用规律的科学 地位：物理学是自然科学的基础,是带头科学。
中国科学院院士冯端教授说：“物理学作为严格 的、定量的自然科学的带头科学，一直在科学技 术发展中发挥极其重要的作用，过去是如此，现 在是如此，展望将来还将是如此。”
物理学的分类及其层次结构
• 按分支学科分类： 力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、核物理学
• 按物质形态分类： 实物粒子、场物质 微观客体（电子、质子、光子等） 具有波粒二象性
• 按物质形体大小分类： 粒子物理、核物理、原子物理、分子物理 原子簇物理、凝聚态物理、天体物理、宇宙学物理
• 按物理常数c、h分类
2.各类物理因子的生物效应
激光、超声、红外线、紫外线、微波、X 射线、 γ射线、磁场等物理因子对人体都会产生生物作 用，用于临床上的治疗和保健。
3.物理学所提供的技术和方法将基础医学研究、临 床诊断和治疗水平推向新的高度
超声技术、激光技术、纳米材料技术、电磁波技 术、磁共振技术、同位素技术、光源和射线探测 器技术
c2.9971908ms1 h6.6261170634Js
v<<c
v≈c
h→0 经典理论 相对论
h≠0 量子论
相对论性量子论
物理学与科学技术
物理学既是伴随着人类的生存、生产活动发展起来 的，同时也是科学技术和社会发展的巨大推动力。 物理学的发展与生产力的提高总是相辅相成的。如 当今世界公认的六大高新技术（信息技术、新材料 技术、新能源技术、生物技术、空间技术、海洋技 术）均是以物理学为基础的，反过来，高新技术的 迅猛发展促进了物理学研究的进一步深入。
《医用物理学》绪论 ppt课件
器官内壁
*激光：眼科手术（例如：准分子激光治疗 近视）、溶栓术、美容等；
*X射线：X光摄影、X光透视、X-CT、 X光子刀治疗肿瘤等； *物理断层技术：B超、X-CT、ECT、核磁共振等；
注意几个问题：
1.学习中自学能力的培养； 2.重视实验; 3.作好习题, 老师随时抽查; 4.期评成绩：平时测验和实验占20%, 期考占80%； 5.下列情况者可在期评成绩中加1--5分： 能写出较好的科普文章；
第一章
流体的运动
Chapter 1. The Motion of Fluid
教学内容： • 第一节 理想流体 连续性方程 • 第二节 伯努利方程 • 第三节 粘性流体的运动 • 第四节 泊肃叶定律 • 第五节 血流动力学与流变学基础 * 流体（fluid）： 气体和液体都具有流动性，统称为流体。 * 流体静力学(hydrostatics)： 研究静止流体规律. * 流 体 动 力 学 ( fluid dynamics) ： 研究流体运动. *人体中的流体运动现象：血液流动，呼吸气体运动
物理学的研究对象
* 物理学：是研究物质世界的普遍性质和基本规律的科学。 * 物理学的研究对象： 机械运动、分子热运动、电磁运动、光学、 原子与原子核及其内部运动等。 *医学物理学：学习医学所必需的物理学基础知识。
二.
物理学与医学的关系
物理学是生命科学的基础： *生理过程：肌肉收缩、神经电传导、视觉调节、血 液循环、能量代谢、心电和脑电、细胞膜通道的物 质输运、蛋白质的合成等。 *生存环境：大气电离层、电磁污染、放射线污染等。 *物理学与生命科学的交叉科学：生物物理学、生物 医学工程学、血液流动力学、超声医学、放射医学、 激光医学、医学影像物理学等。
若流速分布不随时间 变化，即为定常流动：
医学物理学绪论
挑战
然而，随着医学物理学的发展和应用，也面 临着一些挑战和问题。例如，如何确保技术 的安全性和有效性、如何解决伦理和法律问 题、如何提高技术的普及率和可及性等。因 此，医学物理学需要在发展的同时，注重技 术的规范化和标准化，加强跨学科的合作与
交流，以推动医学物理学的可持续发展。
04 医学物理学的学习方法与要求
题。
提高综合素质
在学习过程中，应注重培养学习者的批判性思维、创新能力和 跨学科整合能力，以适应医学领域对复合型人才的需求。
学习资源与参考书目
教材
《医学物理学》、《医用物理学》等教材是学习医学物理学的主要参考书目，其中包含 了丰富的知识点和习题，有助于学习者系统掌握相关知识。
学术期刊
如《物理学报》、《中国物理C》等学术期刊上发表的论文，可以帮助学习者了解最新 的学术动态和研究成果。
医学治疗技术
利用物理原理和技术手段，对病变组织和器官进行治疗 ，以达到治愈疾病的目的。
放射治疗
利用放射线杀死癌细胞或抑制其生长，如X射线和伽马 射线治疗。
物理疗法
利用物理因子刺激组织再生和缓解疼痛，如光疗、电疗 和超声治疗。
医学物理设备与仪器
01
医学影像设备
如X光机、核磁共振仪、超声诊 断仪等。
02
网络资源
如中国大学MOOC、网易公开课等在线课程平台上有许多与医学物理学相关的课程， 可以作为学习的补充资源。
谢谢
THANKS
诊断与治疗设备
如心电图机、呼吸机、血液透析 机等。
03
实验仪器与测量装 置
如生物电信号放大器、光谱分析 仪、辐射剂量计等。
医学物理实验与测量
实验设计
根据研究目的和问题，设计合理的实验方案 和测量方法。
绪论(医用物理学)
一.物质世界的空间尺度——宇宙的42个台阶
宇宙学、粒子物理的奇妙衔接
哈勃半径： 星系团：
10 26 m 10 23 10 21 1011 1AU 10 9 10 7 10 6 10 4 10 9 10 10 10 14 10 16
银河系：
地球轨道半径： 太阳半径：
地球半径：
月球半径： 大分子：
天文学：
•创制了反射望远镜； •解释了潮汐的现象； •推测出地球不是球体，而是两极稍扁、赤道略鼓；
•用数学解释了哥白尼的日心说和天体运动的现象。
苹果的下落 月球的绕地球旋转
万有引力定律 合”
“天与地的综
人类认识自然的历史上的一个重大里程碑——《自然哲学中的数学原理》
第二次理论大综合
由迈尔、焦尔、克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼 等人建立的热现象理论（即热力学和统计物理学） ， 揭示了热运动的本质及其与其他运动形式之间的相互 联系和转化，创立了能量守恒和转化定律，找到了宏 观现象与微观粒子运动之间的联系，一方面找到了各 种自然运动的公共量度---能量；另一方面又从质上表 明了各种运动形式之间相互转化的可能性。实现了物 理学认识领域的“功和能量的大统一” . 没有其它任 何一个定律能如此广泛地把物理学的各个部门乃至整 个自然科学的各个学科如此本质地联系在一起。
Medical Physics
医用物理学 主编：王振华
主要讲三个问题：三W
什么是物理学 what
为什么要学物理学 why
如何学好物理
how
1.什么是物理学
物理学的历史可以上溯到古希腊的自然 哲学。事实上，在英文中的物理学 “Physics”源于希腊文中的“Фνσικα”。 意思是“自然”，从这可以看出，物理 学在早期是广泛研究自然界的一切事物 并对它们的演化、发展以及伴随它们发 生的种种现象进行讨论
医科大学《物理学-绪论》课件
英国·曼斯菲尔德(Mansfield) 进一步开拓了磁场梯度的应用，更 精确地显示出共振中的差异
3、物理学的研究方法有利于培养科学思维
物理学作为一门最古老的自然科学以及研究最基 本、最普遍的运动，其研究问题的方法最具普遍性、 科学性。物理学研究问题的方法：
观察----抽象-----假说----实践-----理论
热烈欢迎你们---------各位新同学
惜日天之娇子，明天中华良医。 学习、学习、再学习！ 努力、努力、再努力！
绪论
医学生为什么学习要物理学? 怎样才能学好物理学？
一、医学生为什么学习要物理学? 1. 物理学是学习一些医学基础课程的基础
世界是物质的, 物质是运动的, 而物质的运动形式是多种多样的.
介绍自然科学研究方法的教程---《自然辩证法》 中的典型案例大都是物理学中研究问题的事例。
因而，学习物理学，在学习物理学知识的同时，还 可以培养科学思维能力。
二、怎样才能学好物理学？ 1、课前预习、课后复习 2、打破中学的一些习惯思维
静-----动 直------曲 3、熟悉基本内容外，适当做些练习
可以这样说， 没有物理学的进步和发展，就不会 有今天的医学。
纵观医学发展史，医学是伴随物理学发展而发展的。
微生物、寄生虫、 组织胚胎学
解剖学
细胞学
亚细胞学分ຫໍສະໝຸດ 学光学显微镜 电子显微镜波谱技术
从诺贝尔生理或医学奖看物理学在生物医学中的作用
1903年 丹麦·芬森(Finsen) 利用光辐射治疗狼疮及他皮肤病
循环系统病理变化的研究
1961年 美籍匈牙利·贝凯西(Bekesy) 发现耳蜗感音的物理机制
1962年 英国·克里克(Crick) 、 美国·沃森(Watson) 、英籍新西 兰·威尔金斯(Wilkins) 分析了DNA的X射线照片推测出它的双 螺旋结构， Crick揭示了其对生物遗传信息传递的意义 1977年 美国·耶洛(Yalow) 创造放射免疫分析法
3、物理学的研究方法有利于培养科学思维
物理学作为一门最古老的自然科学以及研究最基 本、最普遍的运动，其研究问题的方法最具普遍性、 科学性。物理学研究问题的方法：
观察----抽象-----假说----实践-----理论
热烈欢迎你们---------各位新同学
惜日天之娇子，明天中华良医。 学习、学习、再学习！ 努力、努力、再努力！
绪论
医学生为什么学习要物理学? 怎样才能学好物理学？
一、医学生为什么学习要物理学? 1. 物理学是学习一些医学基础课程的基础
世界是物质的, 物质是运动的, 而物质的运动形式是多种多样的.
介绍自然科学研究方法的教程---《自然辩证法》 中的典型案例大都是物理学中研究问题的事例。
因而，学习物理学，在学习物理学知识的同时，还 可以培养科学思维能力。
二、怎样才能学好物理学？ 1、课前预习、课后复习 2、打破中学的一些习惯思维
静-----动 直------曲 3、熟悉基本内容外，适当做些练习
可以这样说， 没有物理学的进步和发展，就不会 有今天的医学。
纵观医学发展史，医学是伴随物理学发展而发展的。
微生物、寄生虫、 组织胚胎学
解剖学
细胞学
亚细胞学分ຫໍສະໝຸດ 学光学显微镜 电子显微镜波谱技术
从诺贝尔生理或医学奖看物理学在生物医学中的作用
1903年 丹麦·芬森(Finsen) 利用光辐射治疗狼疮及他皮肤病
循环系统病理变化的研究
1961年 美籍匈牙利·贝凯西(Bekesy) 发现耳蜗感音的物理机制
1962年 英国·克里克(Crick) 、 美国·沃森(Watson) 、英籍新西 兰·威尔金斯(Wilkins) 分析了DNA的X射线照片推测出它的双 螺旋结构， Crick揭示了其对生物遗传信息传递的意义 1977年 美国·耶洛(Yalow) 创造放射免疫分析法
医用物理学课件：01绪论
将癌症设想为细胞内一种古老程序的执行，这 些程序事先加载在各种细胞基因组。这就像 windows系统遭受到某种损害后默认成‘安 全模式’
癌症是一种激进的机体“安全模式”？
当生命的形式发生了重大变化，从单细胞生物 进化成多细胞生物时，地球上的低氧水平使得 癌细胞恢复到最古老的代谢形式，即无氧呼吸。 无氧呼吸可消耗很少的氧气产生很大的能量， 但需要大量的能源物质糖类。
A. M. Cormack
1924-1998
X 射线电子计算机断层成像
1972 年 英 国 工 程 师亨斯菲尔德研制 成 第 一 台 头 部 XCT ， 在 临 床 上 使 用并获得清晰的诊 断影像
G.N.Hounsfield 1919~2004
Marconi生产的MX8000多层螺旋CT扫描系统
CT 扫描图像
X光日历
X光艺术
2.X 射线用于肿瘤的放射治疗
1896年1月发现X射线后仅几周，芝加哥电气技 师Emil Grubbe（1875-1960）即利用X射线对一 名55岁患乳腺癌的妇女进行了放射治疗
癌症是一种激进的机体“安全模式”？
传统观点认为，癌症是由一 系列偶然发生的突变导致的， 并且是在有机体上重新产生 出来的 。新观点则认为癌 症实际是机体应对某种压力 或物理挑战的系统性、组织 性的响应。
原子力显微镜：化学键首次肉眼可见
含
有
碳
C26H14
原
子
的
环
状
分
子
C26H14 C26H14
原子力显微镜：分子间氢键首次肉眼可见
铜晶体表面8-羟基喹啉分子的qPlus原子力 显微镜图像（颜色渲染） 中国国家纳米科学中心：自制核心部件qPlus 型力传感器
癌症是一种激进的机体“安全模式”？
当生命的形式发生了重大变化，从单细胞生物 进化成多细胞生物时，地球上的低氧水平使得 癌细胞恢复到最古老的代谢形式，即无氧呼吸。 无氧呼吸可消耗很少的氧气产生很大的能量， 但需要大量的能源物质糖类。
A. M. Cormack
1924-1998
X 射线电子计算机断层成像
1972 年 英 国 工 程 师亨斯菲尔德研制 成 第 一 台 头 部 XCT ， 在 临 床 上 使 用并获得清晰的诊 断影像
G.N.Hounsfield 1919~2004
Marconi生产的MX8000多层螺旋CT扫描系统
CT 扫描图像
X光日历
X光艺术
2.X 射线用于肿瘤的放射治疗
1896年1月发现X射线后仅几周，芝加哥电气技 师Emil Grubbe（1875-1960）即利用X射线对一 名55岁患乳腺癌的妇女进行了放射治疗
癌症是一种激进的机体“安全模式”？
传统观点认为，癌症是由一 系列偶然发生的突变导致的， 并且是在有机体上重新产生 出来的 。新观点则认为癌 症实际是机体应对某种压力 或物理挑战的系统性、组织 性的响应。
原子力显微镜：化学键首次肉眼可见
含
有
碳
C26H14
原
子
的
环
状
分
子
C26H14 C26H14
原子力显微镜：分子间氢键首次肉眼可见
铜晶体表面8-羟基喹啉分子的qPlus原子力 显微镜图像（颜色渲染） 中国国家纳米科学中心：自制核心部件qPlus 型力传感器
医用物理学课件：01绪论
2003年诺贝尔生理学及医学奖获得者
保罗·劳特伯尔(Paul C. Lauterbur)
彼得·曼斯菲尔(Peter
Mansfield) 1962年获伦敦大学物理学博士 学位
第一台3T MRI系统 第三代超高场MRI系统
3T MRI 图像
功能性磁共振成像(fMRI)
Kassam KS, Markey AR, Cherkassky VL, Loewenstein G, Just MA. Identifying Emotions on the Basis of Neural Activation. PLoS ONE, June 19, 2013; doi:10.1371/journal.pone.0066032
不出数分钟即以 475万美元成交
拍卖所得一部分将 捐给母校芝加哥大 学和曾任职的剑桥 大学克莱尔学院
P2Y12R的三维结构是新一代抗血栓病 药物研发的关键
2014年4月30日，中国科学 院上海药物研究所赵强研究 员研究组在嘌呤能受体 P2Y12R结构生物学领域取得 重大突破性进展。P2Y12R与 拮抗剂以及激动剂的三维结 构将作为两篇独立文章于5 月1日同期发表在Nature上 。这是国内研究组极为罕见 地在顶级杂志上背靠背同期 发表科研论文。
1953 沃 森 和 克里克在碱 基互补配对 原则的基础 上，构建了 DNA 分 子 双 螺旋结构模 型
1953 年 4 月 25 日 《nature》
克里克
英国伦敦的弗朗西斯克里克研究院将在 2015年正式运行，耗资11亿美元
将会有1250名工作人员，其中1/5属于物 理、化学、数学和工程师，使用各自的 研究方法和技术，转行从事生物医学研
M. Wilkins R. Franklin
医学物理学实验绪论-PPT幻灯片
即：测量总是存在一定的误差。 怎么办？
误差
• 通常将相同条件下，进行多次重复测量的 算术平均值 称为 测量的最佳值或近真值。
二、误差及分类
真值 Z ： 反映物质自身各种各样特性的物理
量所具有的客观真实数据。
误差 ：测量值 N 与真值 Z 之间总存在一定
差异，这种差异称为测量误差，表示为： 绝对误差
相对误差公式：
(2)式及(3)式偏导数之值均为以
代入计算。 (2)、
(3)和(4)式为以后实验中常用的求间接测量值的最佳值、平
均绝对误差和相对误差公式。
(3)式是考虑各项误差同时出现最不利情况时，取 绝对值相加而得到的。实际这种几率不大，因而这样 估计误差有些偏大。更为精确的方法是将各误差平方 后相加再开方。
1206cm 2.0000mm 0.000125cm 0.001206mm
四位
五位
三位
四位
3、参与计算的常数，如 4，π，e等，其有效数字的位数可以认 为是无限的。在运算时可根据需要取适当的位数。
4、如遇到测量结果是用科学记数法表示时，指数部分不计入有 效数字的位数。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
例如：电子的电荷
库仑，四位有效数字
引 子：
测量：就是借助一定的仪器、量具将待测量与选定的 标准量进行比较的过程。
测量结果：包括数值和单位两部分， 单位：选定的标准量， 数值：被测量与标准量的比值（倍数）。
1.11cm？
0.5 1.0 1.5
引 子：
• 测量的目的：力图得到待测量的真值。
• 真值：反映物质自身各种各样特性的物理量所具有 的客观、真实的数值。
1.11cm？
0.5 1.0 1.5
测量要 依据一定的理论或方法， 使用一定的仪器， 在一定的环境中， 由具体的人进行。
误差
• 通常将相同条件下，进行多次重复测量的 算术平均值 称为 测量的最佳值或近真值。
二、误差及分类
真值 Z ： 反映物质自身各种各样特性的物理
量所具有的客观真实数据。
误差 ：测量值 N 与真值 Z 之间总存在一定
差异，这种差异称为测量误差，表示为： 绝对误差
相对误差公式：
(2)式及(3)式偏导数之值均为以
代入计算。 (2)、
(3)和(4)式为以后实验中常用的求间接测量值的最佳值、平
均绝对误差和相对误差公式。
(3)式是考虑各项误差同时出现最不利情况时，取 绝对值相加而得到的。实际这种几率不大，因而这样 估计误差有些偏大。更为精确的方法是将各误差平方 后相加再开方。
1206cm 2.0000mm 0.000125cm 0.001206mm
四位
五位
三位
四位
3、参与计算的常数，如 4，π，e等，其有效数字的位数可以认 为是无限的。在运算时可根据需要取适当的位数。
4、如遇到测量结果是用科学记数法表示时，指数部分不计入有 效数字的位数。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
例如：电子的电荷
库仑，四位有效数字
引 子：
测量：就是借助一定的仪器、量具将待测量与选定的 标准量进行比较的过程。
测量结果：包括数值和单位两部分， 单位：选定的标准量， 数值：被测量与标准量的比值（倍数）。
1.11cm？
0.5 1.0 1.5
引 子：
• 测量的目的：力图得到待测量的真值。
• 真值：反映物质自身各种各样特性的物理量所具有 的客观、真实的数值。
1.11cm？
0.5 1.0 1.5
测量要 依据一定的理论或方法， 使用一定的仪器， 在一定的环境中， 由具体的人进行。
医学物理学绪论
第四十一页，共44页。
三、怎么学？
物理学的研究方法
大学物理学习方法
第四十二页，共44页。
怎么学？
转变观念，适应大学课程 弄清物理概念和物理量的准确含义
积极和主动学习
第四十三页，共44页。
物理学照亮世界
Physics Enlightens the World ！
第四十四页，共44页。
•中间玻色子寿命：10－24秒
宇宙大爆炸
第八页，共44页。
1 物理学和物质世界：微观
物理学和物质世界：微观
粒子碰撞 （探索原子的内部结构）
第九页，共44页。
物理学和物质世界：微观
1945年7月16日美国在沙漠爆炸的实验性原子弹（裂变反应） 相当于21000吨TNT的爆炸力，汽化了支撑原子弹的钢支架
❖ 第二代显微镜：电子显微镜。TEM的点分 辨率为0.2-0.5nm， 。
❖ 第三代显微镜：扫描探针显微镜。它的分 辨率达到0.01nm。
第三十一页，共44页。
❖ 2 扫描探针显微镜
第三十二页，共44页。
❖2 扫描探针显微镜
Phyllomelittin（抗生素）治疗后的红血球表面血细 胞
第三十三页，共44页。
课程安排
第一单元
上半学期
第二单元
课程安排
绪论 质点运动学 牛顿定律 流体力学
分子物理学基础
热力学基础
第三单元 静电场 恒定电流与电路
第一页，共44页。
课程安排
第四单元
恒定磁场
电磁感应
课程安排
下半学 期
振动和波动
第五单元
光学的应用
第六单元
量子力学基础 现代医学技术仪器原理
第二页，共44页。
三、怎么学？
物理学的研究方法
大学物理学习方法
第四十二页，共44页。
怎么学？
转变观念，适应大学课程 弄清物理概念和物理量的准确含义
积极和主动学习
第四十三页，共44页。
物理学照亮世界
Physics Enlightens the World ！
第四十四页，共44页。
•中间玻色子寿命：10－24秒
宇宙大爆炸
第八页，共44页。
1 物理学和物质世界：微观
物理学和物质世界：微观
粒子碰撞 （探索原子的内部结构）
第九页，共44页。
物理学和物质世界：微观
1945年7月16日美国在沙漠爆炸的实验性原子弹（裂变反应） 相当于21000吨TNT的爆炸力，汽化了支撑原子弹的钢支架
❖ 第二代显微镜：电子显微镜。TEM的点分 辨率为0.2-0.5nm， 。
❖ 第三代显微镜：扫描探针显微镜。它的分 辨率达到0.01nm。
第三十一页，共44页。
❖ 2 扫描探针显微镜
第三十二页，共44页。
❖2 扫描探针显微镜
Phyllomelittin（抗生素）治疗后的红血球表面血细 胞
第三十三页，共44页。
课程安排
第一单元
上半学期
第二单元
课程安排
绪论 质点运动学 牛顿定律 流体力学
分子物理学基础
热力学基础
第三单元 静电场 恒定电流与电路
第一页，共44页。
课程安排
第四单元
恒定磁场
电磁感应
课程安排
下半学 期
振动和波动
第五单元
光学的应用
第六单元
量子力学基础 现代医学技术仪器原理
第二页，共44页。
医学物理学实验绪论
CHAPTER
医学影像技术基础
医学影像技术
利用物理原理和技术手段，获取人体内部结构和 功能信息的过程。
超声成像
利用超声波在人体组织中的反射和折射，形成图 像，用于观察胎儿、肝胆等器官。
ABCD
X射线成像
利用X射线穿透人体组织，通过计算机技术重建 图像，用于诊断骨折、肺部感染等。
核磁共振成像
利用磁场和射频脉冲，获取人体内部结构和功能 信息，用于诊断肿瘤、脑部疾病等。
包括X光机、超声仪、核磁共振 仪等，用于获取人体内部结构 和功能信息。
生理信号采集仪
用于采集人体的生理信号，如 心电图、脑电图等。
医学信号处理仪
用于对医学信号进行采集、分 析和处理。
医学物理实验箱
包含多种医学物理实验所需的 仪器和设备，供学生进行实验
操作和探究学习。
03 医学物理学实验内容与方法
CHAPTER
医学物理学实验绪论
目录
CONTENTS
• 医学物理学实验概述 • 医学物理学实验基础知识 • 医学物理学实验内容与方法 • 医学物理学实验安全与伦理 • 医学物理学实验的未来发展与挑战 • 参考文献
01 医学物理学实验概述
CHAPTER
医学物理学的定义与重要性
医学物理学是物理学与医学的交叉学 科，主要研究医学领域中的物理现象 和物理过程，为医学诊断、治疗和预 防提供技术支持。
人才培养与队伍建设
医学物理学实验需要高素质的专业人才进行操作和管理。如何培养和引进优秀的人才，建立专业的实验 队伍，是医学物理学实验发展的重要基础。需要加强人才培养和队伍建设，提高实验人员的专业素质和 技术水平。
06 参考文献
CHAPTER
参考文献
医学影像技术基础
医学影像技术
利用物理原理和技术手段，获取人体内部结构和 功能信息的过程。
超声成像
利用超声波在人体组织中的反射和折射，形成图 像，用于观察胎儿、肝胆等器官。
ABCD
X射线成像
利用X射线穿透人体组织，通过计算机技术重建 图像，用于诊断骨折、肺部感染等。
核磁共振成像
利用磁场和射频脉冲，获取人体内部结构和功能 信息，用于诊断肿瘤、脑部疾病等。
包括X光机、超声仪、核磁共振 仪等，用于获取人体内部结构 和功能信息。
生理信号采集仪
用于采集人体的生理信号，如 心电图、脑电图等。
医学信号处理仪
用于对医学信号进行采集、分 析和处理。
医学物理实验箱
包含多种医学物理实验所需的 仪器和设备，供学生进行实验
操作和探究学习。
03 医学物理学实验内容与方法
CHAPTER
医学物理学实验绪论
目录
CONTENTS
• 医学物理学实验概述 • 医学物理学实验基础知识 • 医学物理学实验内容与方法 • 医学物理学实验安全与伦理 • 医学物理学实验的未来发展与挑战 • 参考文献
01 医学物理学实验概述
CHAPTER
医学物理学的定义与重要性
医学物理学是物理学与医学的交叉学 科，主要研究医学领域中的物理现象 和物理过程，为医学诊断、治疗和预 防提供技术支持。
人才培养与队伍建设
医学物理学实验需要高素质的专业人才进行操作和管理。如何培养和引进优秀的人才，建立专业的实验 队伍，是医学物理学实验发展的重要基础。需要加强人才培养和队伍建设，提高实验人员的专业素质和 技术水平。
06 参考文献
CHAPTER
参考文献