Физиката в медицината и нейната роля. История на развитието на медицинската физика Каква е връзката между физиката и медицината

1. 1. МЕДИЦИНСКА ФИЗИКА Защо е необходима физиката в медицината? Проектът е изпълнен от ученика от 10 клас Иван Васяев
2. 2. КАКВО Е МЕДИЦИНСКАТА ФИЗИКА И КАКВА Е НЕЙНАТА ЦЕЛ?  Медицинската физика е наука за система, състояща се от физически инструменти и изследване на терапевтични и диагностични устройства и технологии. Целта на науката: изучаването на системи за профилактика и диагностика на заболявания с помощта на методи на физиката, математиката и технологиите.
3. 3. КАК ЗАКОНИТЕ НА ФИЗИКАТА СЕ ПРИЛАГАТ ЗА ЖИВИТЕ СЪЩЕСТВА? Например: Свиване и еластичност на мускулите, човешкият скелет е връзка от лостове, която държи човек в равновесие. Тези примери демонстрират биомеханика. Движението на кръвта през съдовете показва хемодинамика.
4. 4. РЕНТГЕН.  Рентгенът е несистемна единица на рентгеновото и гама лъчение. Методи, използващи рентгенови лъчи, са открити от Вилхелм Рьонтген. През 1921 г. се появява първата рентгенова снимка. Рентгеновото лъчение се характеризира с проникване през мека тъкан и изобразяване на твърда тъкан на рентгенография. Рентгеновите лъчи се използват в травматологията, стоматологията, флуорографията и др. С помощта на рентгенови лъчи можете да диагностицирате заболявания като рак на белите дробове, туберкулоза, пневмония, костни заболявания, наранявания и др.
5. 5. УЛТРАЗВУКОВА ДИАГНОСТИКА. УЛТРАЗВУК. Ултразвукът е вибрация с честота, надхвърляща човешката чуваемост, над 20 000 херца. Открит през 1880 г. от братята Пиер и Жак Кюри. Ултразвукът има възможност да се разпространява през меките тъкани, което позволява визуализиране на състоянието на вътрешните органи. Тази способност ви позволява да диагностицирате различни заболявания на органите. Използва се в терапията, хирургията, акушерството и др.
6. 6. ЕЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ. Електрокардиографията (ЕКГ) е метод за регистриране на електрически потенциали по време на сърдечна дейност. ЕКГ е открита през 19 век от Габриел Липман. Той откри, че когато сърцето бие, се генерира определено количество електричество. С помощта на този метод могат да се диагностицират много сърдечни заболявания.
7. 7. ОПТИКА Оптиката е наука за светлината. Спектърът на светлината от атомите може да помогне за определяне на различни химични елементи в тъканите и течностите. Оптиката се използва за осветителни устройства, устройства за пречупване на светлината, ендоскопи, лазерни инсталации. Такива инструменти се използват в очните науки и диагностичните техники за наблюдение.
8. 8. МАГНИТНО РЕЗОНАНСНА ТОМОГРАФИЯ (MRI).  ЯМР е метод за изследване на вътрешните органи и тъкани чрез методи за измерване на електромагнитния отговор на водородните ядра към възбуждането на техните електромагнитни вълни при високо напрежение. През 1973 г. MRI е основана от професор химик Paul Lauterburg. С помощта на ЯМР можете точно да определите различни процеси в тялото.
9. 9. ГАЛВАНИЗАЦИЯ.  Галванизацията е метод на обработка с постоянен ток с ниска сила и напрежение. Този метод е кръстен на учения, който го е открил, Луиджи Галвани. Под въздействието на метода настъпва релаксация в тъканите, т.е. промяна в концентрацията на йони, следователно промяна в биохимичните процеси.
10. 10. ЛАЗЕРНА ТЕРАПИЯ.  Лазерната терапия е метод за използване на светлинната енергия на лазерното лъчение. Първото изследване започва в Казанския университет през 1964 г. За първи път се използва за лечение на заболявания на ставите, гръбначния стълб и нервната система при деца. Когато е изложен на тъкан, той разширява микросъдовете и образува нови, стимулира редокс процесите, активира ензимите и променя потенциала на мембраната. При облъчване на кръвта с лазер се нормализират реологичните параметри на кръвта, увеличава се снабдяването на тъканите с кислород, намалява се исхемията в тъканите на тялото, намалява се нивото на холестерола и захарта, освобождаването на хистамин и други възпалителни медиатори от мастоцитите се инхибират и имунитетът се нормализира. При сравняване на традиционното лечение и лазерното лечение се оказва, че лазерното лечение е по-ефективно и с 28% по-евтино.
11. 11. МАГНИТОТЕРАПИЯ.  Магнитотерапията е въздействието на постоянни или променливи магнитни полета върху човешкото тяло за лечение и профилактика на заболявания и поддържане на тялото в добра форма. Когато тъканта е изложена на статично магнитно поле, възникват електрически полета, които променят физикохимичните свойства на
12. 12. ЕЛЕКТРОСТИМУЛАЦИЯ.  Електростимулацията е дозирано въздействие на електрически ток върху органи или системи от органи за стимулиране на тяхната дейност. За превантивни цели електростимулацията се използва за поддържане на жизнената активност и хранене на мускула, за предотвратяване на неговата атрофия по време на принудително обездвижване и хипокинезия поради други причини (заболявания на ставите и др.), Както и за предотвратяване на постоперативна флеботромбоза. За терапевтични цели електрическата стимулация най-често се използва за възстановяване на функцията на увреден двигателен нерв, с пареза и парализа поради неврит, мускулите на лицето, както и със спастична парализа. Трябва да се отбележи, че напоследък електростимулацията се използва все по-често за нормализиране на функциите при заболявания на вътрешните органи и системи.
13. 13. ИМПУЛСЕН ТОК.  Импулсен ток – ток, който периодично се повтаря в различни импулси (импулси). Импулсният ток се използва за: нормализиране на функционалното състояние на централната нервна система и нейния регулаторен ефект върху различни системи на тялото; получаване на аналгетичен ефект при засягане на периферната нервна система; стимулиране на двигателните нерви, мускулите и вътрешните органи; засилване на кръвообращението, трофиката на тъканите, постигане на противовъзпалителен ефект и нормализиране на функциите на различни органи и системи.
14. 14. ЙОНИЗИРАЩИ ЛЪЧЕНИЯ.  Йонизиращото лъчение е поток от микрочастици, способен да йонизира дадено вещество. Този вид радиация помага да се види картината на вътрешните органи и скелета, улеснявайки лечението на тумори с помощта на лъчева терапия.
15. 15. РАДИОАКТИВНО ЛЪЧЕНИЕ  Радиоактивното лъчение е явление, което предполага поток от елементарни радиоактивни частици. Първото откритие на това явление е направено през 1896 г. от химика Бекерел. Този феномен е допълнително проучен от Пиер и Мария Кюри. В съвременната медицина лъчетерапията е едно от трите ключови лечения за рак (другите две са химиотерапията и традиционната хирургия). В същото време, въз основа на тежестта на страничните ефекти, лъчевата терапия се понася много по-лесно.
16. 16. ЗАКЛЮЧЕНИЕ  Така,

Абрамова Уляна

Въведение.

Медицина и физика- това са две структури, които ни заобикалят в ежедневието. Всеки ден медицината се модернизира благодарение на физиката, благодарение на която все повече и повече хора могат да се отърват от болестите.

Цел на работата:очертават основните идеи и въвеждат съществуващото разнообразие, свързано с използването на физиката в медицината.

За постигане на целта в работата са заложени: задачи:

1. Направете анализ на литературата, за да проучите проблема.
2. Разберете какво е физика и медицина?
3. Разберете как знанията по физика се прилагат в медицината.
4. Разберете какви устройства помагат в медицината.
5. Да докаже, че с помощта на знанията по физика в медицината медицината е станала много по-успешна.

Уместност на темата:е да разберем какво значение има физиката в медицината и каква е връзката им с днешния прогрес.

Изтегли:

Преглед:

Общинска автономна образователна институция Средно училище № 5 със задълбочено изучаване на химия и биология в град Старая Руса, Новгородска област.

Образователна работа в рамките на Менделеевските четения.

Тема: „Физиката в медицината“.

Изпълнител: Абрамова Уляна, ученичка от 9А клас

Ръководител: Надежда Александровна Куракова

Г. Старая Руса

2018 г

1. Въведение. страница 3
2. Главна идея. страница 4
3. Физика в медицината. страница 5
4. Използване на постиженията на физиката при лечението на заболявания. страница 6
5. рентгенови лъчи. страница 7
6. Ултразвуково изследване. страница 8
7. Иридология. страница 9
8. Рентгенова диагностика. страница 9
9. Лазерът като физическо устройство. стр.9
10. Плазмен скалпел. страница 10
11. Машина сърце-бял дроб стр. 10
12. Физиотерапия. страница 11
13. Заключение. страница 12
14. Използвани източници. страница 13

Въведение.

Медицина и физика- това са две структури, които ни заобикалят в ежедневието. Всеки ден медицината се модернизира благодарение на физиката, благодарение на която все повече и повече хора могат да се отърват от болестите.

Цел на работата: очертават основните идеи и въвеждат съществуващото разнообразие, свързано с използването на физиката в медицината.

За постигане на целта в работата са заложени:задачи:

1. Направете анализ на литературата, за да проучите проблема.
2. Разберете какво е физика и медицина?
3. Разберете как знанията по физика се прилагат в медицината.
4. Разберете какви устройства помагат в медицината.
5. Да докаже, че с помощта на знанията по физика в медицината медицината е станала много по-успешна.

Уместност на темата:е да разберем какво значение има физиката в медицината и каква е връзката им с днешния прогрес.

Главна идея.

Физика (от старогръцки „природа“) е наука, която изучава най-общите основни закони на материалния свят. Законите на физиката са в основата на цялата естествена наука.

Терминът "физика" се появява за първи път в писанията на един от най-големите мислители на древността - Аристотел, живял през 4 век пр.н.е.

Лекарство [Латинска медицина (ars) - медицина, лечение (наука и изкуство)] - област на науката и практическата дейност, насочена към запазване и укрепване на здравето на хората, профилактика и лечение на заболявания.

Физика в медицината.

В момента широката линия на контакт между тези науки непрекъснато се разширява и укрепва. Няма нито една област на медицината, където да не се използват физически устройства. Като:

• Оборудване за анестезия и реанимация

• Хирургично оборудване:

1. Електрохирургични апарати
2. Лазерни хирургически устройства
3. Безсенчести хирургически лампи

• Терапевтично оборудване

1. Инхалатори
2. Микровълнова терапия
3. Високочестотна терапия
4. Терапия с ударна вълна
5. Нискочестотна терапия
6. Многофункционални апарати за физиотерапия
7. Ултразвукова терапия
8. Магнитотерапия
9. Лазерна терапия

• Бактерицидни облъчватели и др.

Използване на постиженията на физиката при лечението на заболявания.

Развитието на научната медицина би било невъзможно без напредъка в областта на природните науки и технологиите, методите за обективно изследване на пациента и методите на лечение.

В процеса на развитие медицината се обособява в редица независими отрасли.

Постиженията на физиката и техниката се използват широко в терапията, хирургията и други области на медицината. Физиката помага при диагностициранетозаболявания.

рентгенови лъчи.

рентгенови лъчи- електромагнитно излъчване, невидимо за окото.

радиология - област от медицината, която изучава използването на рентгенови лъчи за изследване на структурата и функциите на органи и системи и за диагностициране на заболявания.

Рентгеновите лъчи са открити от немски физикВилхелм Рентген (1845 – 1923).

Прониквайки през меките тъкани, рентгеновите лъчи осветяват костите на скелета и вътрешните органи. В изображенията, получени с помощта на рентгеново оборудване, е възможно да се идентифицира заболяването в ранните етапи и да се предприемат необходимите мерки.

Ето как изглежда рентгеновото изследване на човешки органи.

Ултразвуково изследване.

Ултразвуково изследване- изследване, при което високочестотен звуков лъч изследва тялото ни, подобно на ехолот - морското дъно и създава своя „карта“, като отбелязва всички отклонения от нормата.

Ултразвук - еластични вълни, недоловими за човешкото ухо.

Ултразвукът се съдържа в шума на вятъра и морето, излъчва се и се възприема от редица животни (прилепи, риби, насекоми и др.) и присъства в шума на автомобилите.

Използва се в практиката на физичните, физико-химичните и биологичните изследвания, както и в техниката за целите на дефектоскопията, навигацията, подводната комуникация и други процеси, а в медицината - за диагностика и лечение.

Иридология.

Метод за разпознаване на човешки заболявания чрез изследване на ириса на окото. Тя се основава на идеята, че някои заболявания на вътрешните органи са придружени от характерни външни промени в определени области на ириса.

Рентгенова диагностика.

Въз основа на използването на радиоактивни изотопи. Например, радиоактивни изотопи на йод се използват за диагностициране и лечение на заболявания на щитовидната жлеза.

Лазерът като физическо устройство.

Лазер (оптичен квантов генератор) - усилване на светлината в резултат на стимулирано излъчване, източник на оптично кохерентно излъчване, характеризиращ се с висока насоченост и висока енергийна плътност.

Лазерите се използват широко в научните изследвания (физика, химия, биология и др.), в практическата медицина (хирургия, офталмология и др.), както и в технологиите (лазерна технология).

Плазмен скалпел.

Кървенето е неприятна пречка по време на операции, тъй като влошава видимостта на хирургичното поле и може да доведе до кървене на тялото.

В помощ на хирурга са създадени миниатюрни генератори на високотемпературна плазма.

Плазмен скалпел разрязва тъкани и кости без кръв. Раните заздравяват по-бързо след операция.

Машини сърце-бял дроб.

В медицината широко се използват устройства и устройства, които могат временно да заменят човешки органи. В момента лекарите използват:

Машини за кардиопулмонален байпас Изкуственото кръвообращение е временно изключване на сърцето от кръвообращението и циркулацията на кръвта в тялото с помощта на машина за кардиопулмонален байпас (ACB).

Физиотерапия.

Това е област от клиничната медицина, която изучава терапевтичните ефекти на естествени и изкуствено създадени природни фактори върху човешкото тяло.

Физиотерапията е една от най-старите терапевтични и превантивни области на медицината, която включва много раздели. Сред най-големите раздели на физиотерапията са:

• лечение слазерна терапия , нискочестотна лазерна терапия,
• диадинамична терапия ,
• амплипулсна терапия в

Почти всеки медицински инструмент, от скалпел до сложно устройство за определяне на заболявания в човешките органи, работи или е създаден благодарение на напредъка на физиката. Струва си да се отбележи, че медицината някога е била една и едва с течение на времето се разделя на отделни клонове.

Важни връзки между науките

Устройствата, създадени от физиците, позволяват провеждането на всякакъв вид изследвания. С помощта на тези изследвания лекарите идентифицират заболяването и намират начини за разрешаването му. Първият впечатляващ принос към физиката е откритието на Вилхелм Рьонтген за лъчите, което получава неговото име. Днес, благодарение на рентгеновите лъчи, можете лесно да проверите човек за редица заболявания, да разберете подробна информация за проблеми на ниво кост и много повече.

Откриването на ултразвука има голям принос в медицината. Ултразвукът преминава през човешкото тяло и се отразява от вътрешните органи, което ви позволява да създадете модел на тялото, който ви позволява да проверите за заболявания.

Струва си да се отбележи, че след отстраняването на тумора ще трябва да се подложите на курс на превантивни процедури, тъй като вашето здраве ще бъде подкопано поради действието на лазерните лъчи. Не забравяйте, че тази технология далеч не е перфектна.

Едно от основните постижения на нашето време е лазерната технология, която се използва продуктивно. Пример може да бъде операцията. Използвайки лазерни лъчи, хирурзите извършват много сложни операции. Мощен лъч, излъчван от лазер, когато устройството работи на желаната честота, ви позволява да премахнете злокачествен тумор; за това дори не е необходимо да режете човешкото тяло, както беше преди няколко години.

В помощ на хирурзите са създадени специални скалпели на плазмена основа. Това са проби, които работят при много високи температури. Когато ги използвате, кръвта незабавно се съсирва и хирургът не изпитва неудобства поради кървене. Доказано е, че след такива скалпели раните заздравяват по-бързо.

При използване на плазмен скалпел рискът от навлизане на инфекция в раната е сведен до минимум, при такива температури микробите умират незабавно.

Електрическите токове се използват също така, например, малки импулси на ток се подават в тясна посока към определена точка. По този начин можете да се отървете от тумори, кръвни съсиреци и да стимулирате притока на кръв.

Медицината и физиката са две области, които постоянно ни заобикалят в ежедневието. Всеки ден влиянието на физиката върху развитието на медицината само се увеличава и поради това медицинската индустрия се модернизира. Това води до излекуване на много заболявания или спиране и контролиране на тяхното разпространение.

Приложението на физиката в медицината е неоспоримо. На практика всеки инструмент, използван от лекарите, от скалпела до най-сложното оборудване за поставяне на точна диагноза, функционира или е направен благодарение на напредъка в света на физиката. Заслужава да се отбележи, че физиката в медицината винаги е играла важна роля и в даден момент тези две области са били една наука.

Известно откритие

Много устройства, направени от физици, позволяват на лекарите да извършват изследвания от всякакъв вид. Изследванията позволяват на пациентите да бъдат поставени точни диагнози и различни пътища за възстановяване. Първият пълномащабен принос към медицината е откритието на Вилхелм Рьонтген на лъчи, които сега са кръстени на него. Рентгеновите лъчи днес позволяват лесно да се определи определено заболяване при човек, да се намери подробна информация на ниво кост и т.н.

Ултразвукът и неговото влияние върху медицината

Физиката също има своя принос към медицината благодарение на откриването на ултразвука. Какво е? Ултразвукът е механични вибрации, чиято честота е повече от двадесет хиляди херца. Ултразвукът често се нарича смазващ звук. С негова помощ е възможно да се смесват масло и вода, като по този начин се образува желаната емулсия.

Ултразвукът преминава през човешкото тяло и се отразява от вътрешните органи, което дава възможност да се формира модел на човешкото тяло и да се установят съществуващи заболявания. Ултразвукът помага за приготвянето на различни лекарствени вещества и се използва за разхлабване на тъканите и раздробяване на камъни в бъбреците. Ултразвукът се използва за рязане и заваряване на кости без раздробяване. Също така се използва активно за дезинфекция на хирургически устройства и инхалации.

Именно ултразвукът допринесе за създаването на ехолот - устройство за определяне на дълбочината на морето под дъното на кораб. Това явление също допринесе за факта, че наскоро бяха създадени огромен брой чувствителни устройства, които записват слаби ултразвукови сигнали, отразени от тъканите на тялото. Така се появи радиестезията. Радиестезията ви позволява да откривате тумори и чужди тела в тялото и тъканите на тялото. Ултразвуковото изследване или с други думи ултразвукът ви позволява да изследвате камъни или пясък в бъбреците, жлъчния мехур, плода в утробата и дори да определите пола на детето. Ултразвукът отваря големи перспективи за бъдещите родители и нито един съвременен медицински център не може без това устройство.

Лазер в медицината

Лазерните технологии се използват активно в съвременния свят. Нито един център на съвременната медицина не може без тях. Най-яркият пример е операцията. С помощта на лазерни лъчи хирурзите могат да извършват изключително сложни операции. Мощен поток от светлина от лазер ви позволява да премахнете злокачествени тумори и това дори не изисква рязане на човешкото тяло. Просто трябва да изберете желаната честота. Много изобретения на физици, използвани в медицината, са издържали проверката на времето и са много успешни.

Уникален инструмент за хирурга

Много съвременни хирурзи използват специални плазмени скалпели. Това са инструменти, които работят при високи температури. Ако се използват на практика, кръвта ще се съсири за миг, което означава, че хирургът няма да има неудобства поради кървене. Също така е доказано, че след използване на такива инструменти човешките рани заздравяват многократно по-бързо.

Плазменият скалпел също намалява до минимум риска от навлизане на инфекция в раната; при тази температура микробите просто умират мигновено.

Електрически ток и медицина

Вероятно никой не се съмнява, че ролята на физиката в медицината е голяма. Обикновеният електрически ток също се използва широко от лекарите. Малки, тясно насочени импулси към определена точка помагат да се отървете от кръвни съсиреци и тумори, като същевременно стимулират притока на кръв. Отново няма нужда да режете никого.

Оптични инструменти и тяхната роля в медицината

Не знаете как изучаването на физика ще помогне в медицината? Ярък пример за това са оптичните инструменти. Това са източници на светлина, лещи, световоди, микроскопи, лазери и т.н. Още през седемнадесети век микроскопът позволява на учените да гледат в микросвета и да изучават клетките, най-простите организми, структурата на тъканите, кръвта и т.н. Благодарение на физиката в медицината се използват оптични микроскопи, които осигуряват увеличение на изображението до хиляда пъти. Това е основният инструмент на биолога и лекаря, който изследва човешкия микрокосмос.

Ролята на офталмоскопа

В медицината се използват различни оптични инструменти. Например, всеки е бил на среща с офталмолог (очен лекар). Първо, той тества зрението ви с помощта на специална маса, след което кани човека в тъмна стая, където изследва очите ви през огледало или офталмоскоп. Това е ярък пример за приложението на физиката в медицината. Офталмоскопът е сферично вдлъбнато огледало, което има малък отвор в централната част. Ако лъчите от лампата, която се намира отстрани, се насочат с помощта на устройството в изследваното око, тогава лъчите ще преминат към ретината, част от тях ще се отразят и ще излязат обратно. Отразените лъчи влизат в окото на лекаря през дупка в огледалото и той вижда изображение на очното дъно на човека. За да увеличи изображението, лекарят гледа окото през събирателна леща и я използва като лупа. По същия начин отоларингологът преглежда ушите, носа и гърлото.

Появата на ендоскопа и неговата роля в медицината

Основните задачи на физиката в медицината са изобретяването на полезни устройства и технологии, които ще направят възможно по-ефективното лечение на хората. В края на ХХ век физиците създадоха уникално устройство за лекари - ендоскоп или "телевизор". Устройството ви позволява да видите отвътре трахеята, бронхите, хранопровода и стомаха на човек. Устройството се състои от миниатюрен източник на светлина и зрителна тръба - сложно устройство, съставено от призми и лещи. За да се извърши изследване на стомаха, пациентът ще трябва да погълне ендоскопа, устройството ще се движи постепенно по хранопровода и ще се окаже в стомаха. Благодарение на източника на светлина стомахът ще бъде осветен отвътре, а лъчите, отразени от стените на стомаха, ще преминат през зрителната тръба и ще достигнат очите на лекаря с помощта на специални световоди.

Световодите са тръби от оптични влакна, чиято дебелина е сравнима с дебелината на човешки косъм. Така светлинният сигнал напълно и без изкривяване се предава на окото на лекаря, образувайки в него изображения на осветената зона в стомаха. Лекарят ще може да наблюдава и снима язви по стените на стомаха и кървене. Изследването с този апарат се нарича ендоскопия.

Ендоскопът също така ви позволява да инжектирате определено количество лекарство в желаната област и по този начин да спрете кървенето. С помощта на ендоскопи също е възможно да се облъчи злокачествен тумор.

Да поговорим за натиска

Защо физиката е необходима в медицината вече е ясно, защото именно физиката допринася за появата на иновативни методи на лечение в медицината. Измерването на кръвното налягане някога е било иновация. Как върви всичко? Лекарят поставя маншет на дясната ръка на пациента, който е свързан с манометър, и този маншет се надува с въздух. Върху артерията се прилага фонендоскоп и докато налягането в маншета постепенно се понижава, се чуват звуците във фонендоскопа. Стойността на налягането, при която звуците започват, се нарича горно налягане, а стойността на налягането, при което звуците спират, се нарича долно налягане. Нормалното кръвно налягане при човек е 120 на 80. Този метод за измерване на налягането е предложен през 1905 г. от руския лекар Николай Сергеевич Коротков. Той е участник в Руско-японската война и тъй като той е изобретил техниката, ударите, които се чуват във фонендоскоп, се наричат ​​звуци на Коротков. Природата на тези звуци беше неясна почти до края на двадесети век, докато механиците не дадоха следното обяснение: кръвта се движи през артерията под влияние на сърдечните контракции и промените в кръвното налягане се разпространяват по стените на артерията под формата на на пулсова вълна.

Първо, лекарят изпомпва въздух в маншета до ниво, което надвишава горното налягане. Артерията под маншета е в сплескано състояние през целия цикъл на сърдечен ритъм, след което въздухът започва постепенно да излиза от маншета и когато налягането в него стане равно на горната маркировка, артерията се изправя с пукане и пулсациите на кръвният поток кара околните тъкани да вибрират. Лекарят чува звук и отбелязва горното налягане. Тъй като налягането в маншета намалява, всички съвпадения ще бъдат чути във фонендоскопа, но веднага щом налягането в маншета достигне долната маркировка, звуците ще спрат. Така лекарят регистрира долната граница.

Могат ли мислите да се „видят“?

От много години учените се интересуват от това как работи човешкият мозък и как работи. Днес изследователите имат реална възможност да наблюдават работата на човешкия мозък на екран, както и да проследят „потока на мисълта“. Всичко стана възможно благодарение на един отличен апарат - томограф.

Оказа се, че например при обработката на визуални данни кръвотокът се увеличава в тилната зона на мозъка, а при обработка на аудио данни - в темпоралните лобове и т.н. Ето как едно устройство позволява на учените да използват принципно нови възможности за изследване на човешкия мозък. Сега томограмите се използват широко в медицината, те помагат за диагностициране на различни заболявания и неврози.

Всичко за хората

Хората са загрижени за личното си здраве и благосъстоянието на близките си. В съвременния свят има много различни технологии, които могат да се използват дори у дома. Например, има измерватели на нитрати в зеленчуци и плодове, глюкомери, дозиметри, електронни апарати за кръвно налягане, метеорологични станции за дома и т.н. Да, не всички горепосочени устройства са свързани пряко с медицината, но те помагат на хората да поддържат здравето си на правилното ниво. Училищната физика може да помогне на човек да разбере структурата на устройствата и тяхната работа. В медицината тя функционира по същите закони, както в живота.

Физиката и медицината са свързани със силни връзки, които не могат да бъдат разрушени.

Доктор на биологичните науки Ю. ПЕТРЕНКО.

Преди няколко години в Московския държавен университет беше открит факултетът по фундаментална медицина, който обучава лекари с обширни познания по природни дисциплини: математика, физика, химия, молекулярна биология. Но въпросът колко фундаментални знания са необходими на лекаря продължава да предизвиква разгорещен дебат.

Наука и живот // Илюстрации

Сред символите на медицината, изобразени на фронтоните на сградата на библиотеката на Руския държавен медицински университет, са надеждата и изцелението.

Стенопис във фоайето на Руския държавен медицински университет, който изобразява велики лекари от миналото, седнали замислени на една дълга маса.

У. Гилбърт (1544-1603), придворен лекар на кралицата на Англия, натуралист, открил земния магнетизъм.

Т. Йънг (1773-1829), известен английски лекар и физик, един от създателите на вълновата теория на светлината.

Ж.-Б. Л. Фуко (1819-1868), френски лекар, любител на физическите изследвания. С помощта на 67-метрово махало той доказва въртенето на Земята около оста си и прави много открития в областта на оптиката и магнетизма.

Й. Р. Майер (1814-1878), немски лекар, който установява основните принципи на закона за запазване на енергията.

Г. Хелмхолц (1821-1894), немски лекар, изучава физиологичната оптика и акустика, формулира теорията за свободната енергия.

Трябва ли бъдещите лекари да се учат на физика? Напоследък този въпрос вълнува мнозина и не само тези, които обучават медицински специалисти. Както обикновено съществуват и се сблъскват две крайни мнения. Поддръжниците рисуват мрачна картина, която е плод на пренебрежително отношение към основните дисциплини в обучението. Тези, които са „против“, смятат, че в медицината трябва да доминира хуманитарният подход и че лекарят трябва да бъде преди всичко психолог.

МЕДИЦИНСКА КРИЗА И КРИЗА НА ОБЩЕСТВОТО

Съвременната теоретична и практическа медицина е постигнала големи успехи, а физическите знания са й помогнали много. Но в научните статии и публицистиката продължават да се чуват гласове за кризата на медицината като цяло и в частност на медицинското образование. Определено има факти, сочещи криза - това е появата на "божествени" лечители и възраждането на екзотичните лечебни методи. Заклинания като "абракадабра" и амулети като жабешкия бут отново се използват, точно както в праисторически времена. Неовитализмът набира популярност, един от основателите на който, Ханс Дрийш, вярва, че същността на жизнените явления е ентелехия (вид душа), действаща извън времето и пространството, и че живите същества не могат да бъдат сведени до набор от физически и химични явления. Признаването на ентелехията като жизнена сила отрича значението на физикохимичните дисциплини за медицината.

Има много примери за това как псевдонаучните идеи заместват и изместват истински научните знания. Защо се случва това? Според нобеловия лауреат Франсис Крик, откривателят на структурата на ДНК, когато едно общество стане много богато, младите хора проявяват нежелание да работят: предпочитат да живеят лесен живот и да се занимават с дреболии като астрология. Това важи не само за богатите страни.

Що се отнася до кризата в медицината, тя може да бъде преодоляна само чрез повишаване нивото на фундаменталност. Обикновено се смята, че фундаменталността е по-високо ниво на обобщение на научни идеи, в този случай идеи за човешката природа. Но дори и по този път може да се стигне до парадокси, например да се разглежда човек като квантов обект, напълно абстрахиран от физическите и химичните процеси, протичащи в тялото.

ДОКТОР-МИСЛИТЕЛ ИЛИ ДОКТОР-ГУРУ?

Никой не отрича, че вярата на пациента в изцелението играе важна, понякога дори решаваща роля (помнете плацебо ефекта). И така, от какъв лекар се нуждае пациентът? Уверено произнасяте: „Ще бъдете здрави“ или дълго мислите кое лекарство да изберете, за да получите максимален ефект, без да причинявате вреда?

Според мемоарите на съвременниците, известният английски учен, мислител и лекар Томас Йънг (1773-1829) често замръзва в нерешителност до леглото на пациента, колебае се в поставянето на диагноза и често мълчи за дълго време, потапяйки се в себе си. Той искрено и болезнено търси истината в една много сложна и объркваща тема, за която пише: "Няма наука, чиято сложност да надминава медицината. Тя надхвърля границите на човешкия ум."

От психологическа гледна точка лекарят мислител не отговаря добре на образа на идеалния лекар. Липсват му смелост, арогантност и категоричност, които често са присъщи на невежите. Вероятно това е човешката природа: когато се разболеете, разчитате на бързите и енергични действия на лекаря, а не на размисъл. Но, както каза Гьоте, „няма нищо по-лошо от активното невежество“. Юнг, като лекар, не спечели голяма популярност сред пациентите, но сред колегите му авторитетът му беше висок.

ФИЗИКАТА Е СЪЗДАДЕНА ОТ ДОКТОРИ

Познай себе си и ще познаеш целия свят. Първото е медицината, второто е физиката. Първоначално връзката между медицината и физиката беше тясна, не напразно до началото на 20 век се провеждаха съвместни конгреси на естествоизпитатели и лекари. И между другото, физиката до голяма степен е създадена от лекарите и те често са били подтиквани да изследват от въпросите, поставени от медицината.

Медицинските мислители от древността са първите, които се замислят върху въпроса какво е топлина. Знаели са, че здравето на човека е свързано с топлината на тялото му. Великият Гален (2 век сл. Хр.) въвежда в употреба понятията „температура“ и „градус“, които стават основни за физиката и други дисциплини. Така древните лекари положили основите на науката за топлината и изобретили първите термометри.

Уилям Гилбърт (1544-1603), лекар на кралицата на Англия, изучава свойствата на магнитите. Той нарича Земята голям магнит, доказва го експериментално и предлага модел за описание на земния магнетизъм.

Томас Йънг, който вече беше споменат, беше практикуващ лекар, но в същото време направи големи открития в много области на физиката. Той с право се счита, заедно с Френел, за създател на вълновата оптика. Между другото, именно Юнг откри един от зрителните дефекти - цветната слепота (неспособността да се прави разлика между червени и зелени цветове). По ирония на съдбата това откритие увековечи в медицината името не на доктора Юнг, а на физика Далтън, който пръв откри този дефект.

Юлиус Робърт Майер (1814-1878), който има огромен принос за откриването на закона за запазване на енергията, служи като лекар на холандския кораб Java. Той лекувал моряците с кръвопускане, което по това време се смятало за лек за всички болести. По този повод дори се пошегуваха, че лекарите пуснали повече човешка кръв, отколкото е пролята по бойните полета в цялата история на човечеството. Майер забеляза, че когато корабът е в тропиците, по време на кръвопускане, венозната кръв е почти толкова светла, колкото артериалната (обикновено венозната кръв е по-тъмна). Той предположи, че човешкото тяло, подобно на парен двигател, в тропиците, при високи температури на въздуха, консумира по-малко „гориво“ и следователно отделя по-малко „дим“, поради което венозната кръв става по-светла. Освен това, като се замисли върху думите на един навигатор, че по време на бури водата в морето се нагрява, Майер стигна до извода, че навсякъде трябва да има определена връзка между работа и топлина. Той изрази принципите, които по същество са в основата на закона за запазване на енергията.

Изключителният немски учен Херман Хелмхолц (1821-1894), също лекар, независимо от Майер формулира закона за запазване на енергията и го изразява в съвременна математическа форма, която все още се използва от всички, които изучават и използват физиката. Освен това Хелмхолц прави големи открития в областта на електромагнитните явления, термодинамиката, оптиката, акустиката, както и във физиологията на зрението, слуха, нервната и мускулната система и изобретява редица важни инструменти. След като е получил медицинско образование и като медицински специалист, той се опитва да приложи физиката и математиката към физиологичните изследвания. На 50-годишна възраст професионалният лекар става професор по физика, а през 1888 г. – директор на Института по физика и математика в Берлин.

Френският лекар Жан-Луи Поазей (1799-1869) експериментално изследва силата на сърцето като помпа, която изпомпва кръвта, и изследва законите на движението на кръвта във вените и капилярите. Обобщавайки получените резултати, той извежда формула, която се оказва изключително важна за физиката. Заради заслугите му към физиката единицата за динамичен вискозитет, поазът, е кръстена на него.

Картината, показваща приноса на медицината в развитието на физиката, изглежда доста убедителна, но към нея могат да се добавят още няколко щриха. Всеки шофьор е чувал за карданния вал, който предава въртеливо движение под различни ъгли, но малко хора знаят, че е изобретен от италианския лекар Джероламо Кардано (1501-1576). Известното махало на Фуко, което запазва равнината на трептене, е кръстено на френския учен Жан-Бернар-Леон Фуко (1819-1868), лекар по образование. Известният руски лекар Иван Михайлович Сеченов (1829-1905), чието име е дадено на Московската държавна медицинска академия, изучава физикохимията и установява важен физичен и химичен закон, който описва промяната в разтворимостта на газовете във водна среда в зависимост от наличието на електролити в него. Този закон все още се изучава от студентите и то не само в медицинските училища.

„НЕ МОЖЕМ ДА РАЗБЕРЕМ ФОРМУЛИТЕ!“

За разлика от лекарите от миналото, много съвременни студенти по медицина просто не разбират защо им се преподават природни дисциплини. Спомням си една история от моята практика. Напрегнато мълчание, второкурсници от факултета по фундаментална медицина на Московския държавен университет пишат тест. Темата е фотобиология и нейното приложение в медицината. Имайте предвид, че фотобиологичните подходи, базирани на физичните и химичните принципи на действието на светлината върху материята, сега са признати за най-обещаващи за лечение на рак. Непознаването на този раздел и неговите основи е сериозен недостатък в медицинското образование. Въпросите не са много трудни, всичко е в рамките на лекционния и семинарния материал. Но резултатът е разочароващ: почти половината от учениците са получили лоши оценки. А за всички, които не са се справили със задачата, е характерно едно - физиката не се е преподавала в училище или е преподавана небрежно. За някои този артикул носи истински ужас. В купчината изпитни работи попаднах на лист със стихове. Студентка, която не можеше да отговори на въпросите, се оплака в поетична форма, че трябва да тъпче не латински (вечното мъчение на студентите по медицина), а физика и накрая възкликна: "Какво да правим? Все пак ние сме лекари, не можем да разберем формулите!“ Младата поетеса, която в стиховете си нарече изпита „Страшния съд“, се провали на изпита по физика и в крайна сметка се прехвърли във Факултета по хуманитарни науки.

Когато студенти, бъдещи лекари, оперират плъх, на никого дори не му хрумва да се запита защо е необходимо това, въпреки че организмът на човека и плъха е доста различен. Защо бъдещите лекари се нуждаят от физика не е толкова очевидно. Но може ли лекар, който не разбира основните физични закони, да работи компетентно с най-сложната диагностична апаратура, с която са натъпкани съвременните клиники? Между другото, много студенти, след като са преодолели първите си неуспехи, започват да изучават биофизика със страст. В края на учебната година, когато бяха теми като „Молекулни системи и техните хаотични състояния“, „Нови аналитични принципи на рН-метрията“, „Физическа природа на химичните трансформации на веществата“, „Антиоксидантна регулация на процесите на липидна пероксидация“ изучавани, студентите от втора година пишат: "Ние открихме фундаментални закони, които определят основата на живите същества и, вероятно, на Вселената. Открихме ги не на базата на спекулативни теоретични конструкции, а в реален обективен експеримент. Беше трудно за нас, но интересно. Може би сред тези момчета има бъдещи Федорови, Илизарови, Шумакови.

„Най-добрият начин да научите нещо е да го откриете сами", каза немският физик и писател Георг Лихтенберг. „Това, което сте били принудени да откриете сами, оставя пътека в ума ви, която можете да използвате отново, когато възникне необходимост." Този най-ефективен принцип на обучение е стар като времето. Той е в основата на „сократовия метод” и се нарича принцип на активното учене. На този принцип е изградено обучението по биофизика във Факултета по фундаментална медицина.

РАЗВИВАНЕ НА ФУНДАМЕНТАЛНОСТ

Фундаменталността на медицината е ключът към нейната настояща жизнеспособност и бъдещо развитие. Можете наистина да постигнете целта, като разглеждате тялото като система от системи и следвате пътя на по-задълбочено физико-химично разбиране за него. Ами медицинското образование? Отговорът е ясен: да се повиши нивото на знанията на учениците в областта на физиката и химията. През 1992 г. в Московския държавен университет е създаден Факултетът по фундаментална медицина. Целта беше не само да се върне медицината в университета, но и без да се намалява качеството на медицинското обучение, рязко да се засили базата от знания по природни науки на бъдещите лекари. Такава задача изисква интензивна работа както от учители, така и от ученици. Предполага се, че студентите съзнателно избират фундаменталната медицина, а не конвенционалната медицина.

Още по-рано сериозен опит в тази посока беше създаването на медико-биологичен факултет в Руския държавен медицински университет. За 30-годишната работа на факултета са подготвени голям брой медицински специалисти: биофизици, биохимици и кибернетици. Но проблемът на този факултет е, че досега неговите възпитаници можеха да се занимават само с медицински изследвания, без право да лекуват пациенти. Сега този проблем се решава - в Руския държавен медицински университет, съвместно с Института за повишаване на квалификацията на лекарите, е създаден учебно-научен комплекс, който позволява на старшите студенти да преминат допълнително медицинско обучение.

Доктор на биологичните науки Ю. ПЕТРЕНКО.