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医療物理学[ 1 ]は、人間の健康と幸福の向上を具体的な目標として、人間の病気の予防、診断、治療に物理学の概念と方法を応用する分野です。[ 2 ] 2008年以降、医療物理学は国際労働機関の国際標準職業分類において医療専門職として分類されています。[ 3 ]
医療物理学は、生物医学物理学、医療生物物理学、医学応用物理学、医学科学における物理学の応用、放射線物理学、または 病院放射線物理学とも呼ばれることがあるが、「医療物理学者」とは、医学に物理学を応用する概念と技術に関する専門的な教育と訓練を受け、医療物理学の1つ以上のサブ分野で独立して実践できる能力を持つ医療専門家である[4]。[ 5 ]従来、医療物理学者は、放射線腫瘍学（放射線療法とも呼ばれる）、診断および介入放射線学（医用画像とも呼ばれる）、核医学、および放射線防護といった医療専門分野に見られる。放射線療法の医療物理学には、線量測定、リニアック品質保証、および近接照射療法などの作業が含まれる。診断および介入放射線学の医療物理学には、磁気共鳴画像法、超音波、コンピュータ断層撮影、およびX線などの医用画像技術が含まれる。核医学には、陽電子放出断層撮影（PET）、単光子放出コンピューター断層撮影（SPECT）、放射性核種療法などが含まれます。しかし、生理学的モニタリング、聴覚学、神経学、神経生理学、心臓病学など、他の多くの分野でも医療物理学者を見つけることができます。
医用物理学部門は、大学、病院、研究所などの機関に設置されています。大学の部門は大きく2種類に分けられます。1つ目は、主に臨床医用物理学者としてのキャリアを目指す学生の育成を目的とし、研究は専門職の実践の向上に重点を置いています。2つ目は（近年「生物医学物理学」と呼ばれることが増えています）より広範な分野を対象とし、生体分子構造の研究から顕微鏡学、ナノ医療に至るまで、医学への物理学のあらゆる応用に関する研究を含みます。
病院の医療物理部門では、欧州医療物理組織連盟（EFOMP）が採択した医療物理士の使命声明は次のとおりです。[ 6 ] [ 7 ]
医療物理学者は、医療機器の仕様、選択、受入試験、試運転、品質保証/管理、最適化された臨床使用、および関連する物理的因子（例：X線、電磁場、レーザー光、放射性核種）からの患者リスクと保護に関する専門的な行動、関与、または助言を必要とする患者中心の活動を通じて、医療サービスの質、安全性、費用対効果の維持と向上に貢献します。これには、意図しないまたは偶発的な被ばくの防止も含まれます。すべての活動は、入手可能な証拠が不十分な場合は、現在の最良の証拠または独自の科学的研究に基づきます。範囲には、生物医学研究のボランティア、介護者、および付き添い者に対するリスクが含まれます。範囲には、特に患者のリスクに影響を与える場合、労働者および一般市民に対するリスクが含まれることがよくあります。
「物理的因子」という用語は、電離放射線および非電離電磁放射線、静電気および静磁場、超音波、レーザー光、および医療に関連するその他の物理的因子を指します。例えば、コンピュータ断層撮影（CT）におけるX線、核医学におけるガンマ線／放射性核種、磁気共鳴画像法（MRI）における磁場および無線周波数、超音波画像法およびドップラー測定における超音波などです。
このミッションには、以下の11の主要な活動が含まれます。
教育機関の中には、「医用生物物理学」または「生物医学物理学」または「医学における応用物理学」という名称の学科やプログラムを設けているところもある。一般的に、これらは次の2つのカテゴリーのいずれかに分類される。生物物理学、放射線生物学、医用物理学を1つの傘下に収める学際的な学科[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]と、医用物理学、生物物理学、または医学のさらなる研究のために学生を準備する学部プログラム[ 11 ] [ 12 ]である。 バイオナノテクノロジーの科学的概念のほとんどは、他の分野から派生している。生物システムの物質特性を理解するために使用される生化学的原理は、バイオナノテクノロジーの中心となる。なぜなら、同じ原理が新しい技術を作成するために使用されるからである。バイオナノサイエンスで研究されている材料特性と応用には、機械的特性（変形、接着、破壊など）、電気的/電子的特性（電気機械的刺激、コンデンサ、エネルギー貯蔵/電池など）、光学的特性（吸収、発光、光化学など）、熱的特性（熱変性、熱管理など）、生物学的特性（細胞とナノ材料の相互作用、分子欠陥、バイオセンシング、機械感覚などの生物学的メカニズムなど）、疾患のナノサイエンス（遺伝性疾患、癌、臓器/組織不全など）、コンピューティング（ DNAコンピューティングなど）、農業（農薬、ホルモン、肥料の標的送達）などがあります。[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
国際医療物理学会（IOMP）は、医療物理学の雇用と重点分野の主な領域を認識しています。[ 17 ] [ 18 ]
医用画像物理学は、診断放射線物理学および介入放射線物理学とも呼ばれます。臨床物理学者（「院内」と「コンサルタント」の両方）[ 19 ]は通常、放射線撮影X線、透視、マンモグラフィ、血管造影、コンピュータ断層撮影などの診断放射線物理学分野のテスト、最適化、品質保証、および超音波やMRIなどの非電離放射線モダリティを扱います。また、線量測定（スタッフと患者向け）などの放射線防護問題にも携わることがあります。さらに、多くの画像物理学者は、単光子放出コンピュータ断層撮影（SPECT）や陽電子放出断層撮影（PET）などの核医学システムにも関わっています。画像物理学者が臨床分野に携わることもありますが、研究や教育目的の場合[ 20 ]、特定の血管対象物を画像化する可能性のある方法として血管内超音波を定量化する場合などです。
放射線治療物理学は、放射線治療物理学または放射線腫瘍物理学とも呼ばれます。現在、米国、カナダ、および一部の西側諸国で働いている医療物理学者の大多数はこのグループに属しています。放射線治療物理学者は通常、リニアアクセラレータ（Linac）システムとキロボルトX線治療装置を日常的に扱い、TomoTherapy、ガンマナイフ、サイバーナイフ、陽子線治療、および近接照射療法などの他のモダリティも扱います。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] 治療物理学の学術および研究面には、ホウ素中性子捕捉療法、密封線源放射線療法、テラヘルツ放射線、高強度集束超音波（結石破砕術を含む）、光放射線レーザー、紫外線など、光線力学療法を含む分野、非密封線源放射線療法を含む核医学、および光を使用して病気を治療および診断する光医学が含まれる場合があります。
核医学は、放射線を用いて人の特定の臓器の機能に関する情報を提供したり、病気を治療したりする医学の一分野です。甲状腺、骨、心臓、肝臓、その他多くの臓器は容易に画像化でき、その機能障害が明らかになります。場合によっては、放射線源を使用して病気の臓器や腫瘍を治療することができます。5人のノーベル賞受賞者が、医学における放射性トレーサーの使用に深く関わってきました。世界中の10,000以上の病院が医療で放射性同位元素を使用しており、その手順の約90%は診断用です。診断で最も一般的に使用される放射性同位元素はテクネチウム-99mで、年間約3,000万件の手順があり、世界中のすべての核医学手順の80%を占めています。[ 24 ]
保健物理学は、放射線安全または放射線防護とも呼ばれます。保健物理学は、健康と医療を目的とした放射線防護の応用物理学です。電離放射線の安全な使用と適用を可能にするために、健康被害の認識、評価、および管理に関わる科学です。保健物理学の専門家は、放射線防護と安全に関する科学と実践の卓越性を推進します。
非電離放射線物理学の一部の側面は、放射線防護または診断画像物理学の範疇に含まれる場合があります。画像診断法には、MRI、光画像診断、超音波などがあります。安全上の考慮事項には、これらの領域とレーザーが含まれます。
生理学的測定は、さまざまな生理学的パラメータを監視および測定するためにも使用されています。多くの生理学的測定技術は非侵襲的であり、他の侵襲的方法と併用したり、代替として使用したりできます。測定方法には心電図が含まれます。これらの領域の多くは、たとえば医用工学や血管科学などの他の専門分野でカバーされている可能性があります。[ 25 ]
医療物理学と密接に関連する分野としては、医療データ、情報技術、医療のためのコンピュータ科学などを扱う分野が挙げられる。
非臨床物理学者は、学術的および研究的な観点から上記の分野に重点を置く場合もあれば、そうでない場合もあるが、その専門範囲には、レーザーや紫外線システム（光線力学療法など）、fMRIやその他の機能イメージング法、分子イメージング、電気インピーダンス断層撮影、拡散光イメージング、光コヒーレンストモグラフィー、二重エネルギーX線吸収測定法なども含まれる可能性がある。