Fizyka w medycynie, jak w każdej innej nauce, odgrywa ważną rolę. W tym artykule przyjrzymy się wielu przykładom wpływu tej nauki na zdrowie i życie ludzi. Natychmiast zgodzimy się, że nie będziemy wchodzić w skomplikowane szczegóły naukowe i techniczne, aby nikogo nie wprowadzać w błąd. Zacznijmy od kilku przykładów.
Jaka jest Twoja temperatura, puls i ciśnienie krwi
Medycyna nie jest kompletna bez trzech ważnych parametrów, które są podstawą oceny zdrowia człowieka: temperatury, ciśnienia, a często także tętna.
Jak wiesz, temperaturę mierzy się za pomocą termometru (potocznie nazywanego „termometrem”). Jakie powinny być wskaźniki? Norma dla osoby to T=36, 60C. Niewątpliwie dopuszczalne jest na przykład 36, 30С i 36, 80С. Ale jeśli temperatura ciała przekracza 36,90C, możemy śmiało powiedzieć, że dana osoba jest niezdrowa.
Jaka jest tutaj rola fizyki w medycynie? Ci, którzy uczyli się od 7 do 11 (lub przynajmniej 9) klasy doskonale wiedzą, że temperatura jest wielkością fizyczną. Jest mierzony w kilku jednostkach. Ale w Rosji zwyczajowo mierzy się w stopniach Celsjusza. Termometry rtęciowe, elektroniczne (ze specjalnym czujnikiem).
Ciśnienie jest również ważnym parametrem, ale są pewne niuanse. Nie dla wszystkich presja 120 na 80 jest przydatna. Ktoś ma ciśnienie robocze od 110 do 70, co również jest normą. Jest mierzony za pomocą tonometru (mankiet, gruszka do pompowania powietrza, manometr). Istnieją również tonometry elektroniczne, komputerowe. Z reguły nowoczesna technologia mierzy jednocześnie ciśnienie krwi i puls. Jeśli chodzi o jednostki miary ciśnienia, w fizyce jest ich kilka. W medycynie ciśnienie mierzy się w milimetrach słupa rtęci (mmHg). Łatwiej jest samodzielnie zmierzyć puls i jest bardziej niezawodny, ponieważ musisz obliczyć, ile uderzeń na minutę zostało zrealizowanych.
Sprzęt diagnostyczny
Wykorzystanie fizyki w medycynie jest koniecznością w dzisiejszym świecie. Żadna, nawet najbiedniejsza placówka medyczna nie może obejść się bez sprzętu diagnostycznego. Wszędzie są najpopularniejsze z nich:
- radiograficzne;
- elektrokardiografy.
Urządzenia ultradźwiękowe, gastroskopy, sprzęt okulistyczny są nie mniej poszukiwane.
Oczywiście, aby stworzyć pewne urządzenia, wielu naukowców musi się zjednoczyć. Stworzenie odpowiedniego sprzętu zajmuje ponad rok. Koniecznie technika musi wchodzić w interakcje z żywym organizmem bez powodowania szkód. Niestety nie każde urządzenie jest do tego zdolne, dlatego lekarze zalecają ścisłe przestrzeganie dawki, czasu badania lub terapii.
Wonder Research: USG
Program szkolny z fizyki obejmujesekcja „Drgania i fale” - temat „Dźwięk”. Istnieją trzy jego rodzaje: infradźwięki (od 16 do 20 Hz), dźwięk (od 21 do 19 999 Hz), ultradźwięki (od 20 000 Hz i więcej). Co to jest „herc”? Jest to częstotliwość drgań, które pojawiają się w ciągu zaledwie jednej sekundy. Mówimy o fali dźwiękowej, która przenika z jednego ośrodka do drugiego z określoną częstotliwością. Rola fizyki w rozwoju medycyny w tym przypadku jest następująca: biofizycy i projektanci wynaleźli i nadal wymyślają potężne urządzenia do badania narządów wewnętrznych.
Dziś diagnostyka ultrasonograficzna jest jedną z najszybszych, bezbolesnych i najbezpieczniejszych metod badawczych. Ale jest wada: można badać tylko narządy wewnętrzne jamy brzusznej, miednicy małej, nerki, tarczycę. Dowiedzenie się, czy jest złamana kość lub co dzieje się z bolącym okiem lub zębem, nie zadziała.
Rezonans magnetyczny i tomografia komputerowa
Kolejnym cudem nowoczesnej technologii medycznej jest obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI). Takie badanie daje wyraźniejszy obraz tego, co dzieje się w danym narządzie. Można od razu powiedzieć, że MRI jest w pewnym sensie zamiennikiem USG. Czemu? Jak powiedzieliśmy powyżej, USG może sprawdzić tylko narządy jamy brzusznej, miednicy małej i tarczycy. Nie można sprawdzić stanu kości i naczyń krwionośnych. MRI może to zrobić. Alternatywą dla tych dwóch metod (USG i MRI) może być tomografia komputerowa (CT).
Pamiętaj, że USG i CT wymagają użyciadodatkowe leki w celu zapewnienia jakości badania.
Fizjoterapia
Fizjoterapia odgrywa ważną rolę w zdrowiu ludzi: ogrzewanie, promieniowanie ultrafioletowe, elektroforeza i tak dalej.
Jaki jeszcze wkład wniosła fizyka? W medycynie istnieje ogromna ilość rodzajów sprzętu, urządzeń, nie tylko dla przychodni i szpitali. Obecnie niektóre fabryki produkują urządzenia do użytku domowego. Na przykład różne rodzaje inhalatorów do terapii oddechowej. Obejmuje to również urządzenia ultradźwiękowe, na podczerwień i elektromagnetyczne.
Ratowanie życia
Opieka medyczna w nagłych wypadkach w przypadku poważnych schorzeń ma sens tam, gdzie są profesjonalni resuscytatorzy. Jeśli oddech człowieka nagle się zatrzymuje, jego bicie serca zatrzymuje się, a następnie z reguły starają się przywrócić go do życia. Kompresja klatki piersiowej nie zawsze jest wygodna, ale też niebezpieczna.
Aby pomóc lekarzom takie urządzenie, które nazywa się "defibrylatorem". Oto kolejne zastosowanie fizyki w medycynie. Twórcy urządzenia obliczyli, jakie prądy muszą przejść przez ludzkie serce, aby je uruchomić. Ważnymi czynnikami są materiał, zasady bezpiecznego użytkowania. Urządzenia do sztucznej wentylacji płuc (IVL) są również zasługą fizyki.
Sekcja fizyki: "Optyka i światło"
Co druga osoba we współczesnym świecie nosi okulary lub soczewki kontaktowe. Aby wybrać właściwydioptrii, musisz spędzić dużo czasu. Optyka jest używana w mikroskopach.
Znaczenie fizyki w medycynie jest bardzo duże, a nawet pozornie małe. Optyka zaczęła być używana kilka wieków temu. To bardzo złożona nauka. Jak wiecie, istnieją soczewki zbieżne i rozbieżne. A ich parametry można oceniać przez długi czas. Czy zwykły człowiek będzie w stanie odróżnić dioptrię „-1,0” od np. „-1,5”? Dla pacjenta z krótkowzrocznością bardzo ważne jest dobranie odpowiednich okularów.
Laserowa korekcja wzroku i ogólnie chirurgia laserowa to bardzo złożone i poważne zadanie. Naukowcy są zobowiązani do jak najdokładniejszych obliczeń, aby uzyskać wynik pozytywny, a nie tragiczny.
Chemioterapia i radioterapia
Dla pacjentów onkologicznych bardzo ważne jest znalezienie odpowiedniego leczenia. Prawie żaden pacjent nie jest oszczędzony chemioterapii. Niewątpliwie wymagana jest tutaj większa wiedza chemiczna. Niemniej jednak lekarz musi wiedzieć, czy napromieniać pacjenta.
Fizyka atomowa i radiologiczna w medycynie dla pacjentów onkologicznych może być sposobem na ratowanie życia, jeśli nie tylko prawidłowo stosowana w praktyce, ale także do tworzenia bardzo precyzyjnych urządzeń i instrumentów.
Wszystko dla ludności
Wiele osób martwi się o swoje zdrowie osobiste, a także o zdrowie bliskich. Współczesny świat jest pełen różnych przydatnych technologii. Dostępne na rynku np. mierniki azotanów w warzywach i owocach, dozymetry, glukometry elektroniczne (urządzenia do pomiaru poziomu cukru we krwi),elektroniczne ciśnieniomierze, domowe stacje pogodowe i tak dalej. Oczywiście niektóre z tych urządzeń nie są medyczne, ale pomagają ludziom zachować zdrowie.
Pomóc osobie zrozumieć różne odczyty instrumentów pomoże nie tylko instrukcje, ale także fizyka w szkole. W medycynie ma te same prawa, jednostki miary, jak w innych dziedzinach życia.
Jak przygotować streszczenie
Jeśli szkoła, technikum lub instytut zostanie poproszony o napisanie eseju (raportu) na temat „Rola fizyki w medycynie”, jest kilka wskazówek na ten temat:
- napisz krótkie wprowadzenie na ten temat;
- opracować plan pisania tekstu (ważne jest, aby rozbić wszystko na logiczne podtytuły, akapity);
- niech będzie jak najwięcej źródeł literatury.
Najlepiej pisać tylko o tym, co rozumiesz. Niepożądane jest wstawianie do abstraktu/raportowania czegoś, czego nie rozumiesz, na przykład bardzo złożonego naukowego opisu działania ultrasonografu lub aparatu EKG.
Jeśli streszczenie/raport został podany z fizyki, weź tylko temat, który już znasz i dobrze rozumiesz. Na przykład optyka. Jeśli jesteś słabo zorientowany w radiofizyce, lepiej nie pisać o urządzeniach do leczenia pacjentów z rakiem.
Niech temat będzie interesujący przede wszystkim dla Ciebie, a także zrozumiały. W końcu dodatkowe pytania mogą zadawać nie tylko nauczyciele, ale także koledzy z klasy/koleżanki z klasy.
