Фізика в медицині і її роль

Фізика в медицині, як і в будь-якій іншій науці, грає важливу роль. У цій статті ми розглянемо безліч прикладів того, як ця наука впливає на здоров'я та життя людей. Відразу ж домовимось, що вдаватися в складні науково-технічні подробиці не будемо, щоб не вводити нікого в оману. Приступимо до розгляду прикладів.

Які у вас температура, пульс і тиск

Медицина не обходиться без трьох важливих параметрів, які є основою для оцінки здоров'я людини: температура, тиск, а нерідко ще й пульс. Як відомо, температуру вимірюють термометром (в народі називають «градусником»). А які показники повинні бути? Нормою для людини є Т=366 0 С. Безсумнівно, припустимо, наприклад, 363 0 З і 368 0 С. Але якщо температура тіла вище 369 0 З, то можна сміливо говорити, що людина хвора.
Яка тут роль фізики в медицині? Хто вчився з 7-го по 11-й (або хоча б по 9-й) клас, ті чудово знають, що температура – це фізична величина. Вимірюється в декількох одиницях. Але в Росії прийнято вимірювати в Цельсіях. Термометри бувають ртутні, електронні (зі спеціальним датчиком). Тиск також є важливим параметром, але існують нюанси. Не для всіх тиск 120 на 80 корисно. У кого-то робочий тиск 110 на 70 що теж є нормою. Вимірюється за допомогою тонометра (манжета, груша для накачування повітря, манометр). Є й електронні, комп'ютерні тонометри. Як правило, сучасна техніка одночасно вимірює тиск і пульс. Що стосується одиниць вимірювання тиску, то у фізиці їх існує кілька. У медицині тиск вимірюється в міліметрах ртутного стовпа (мм рт.ст.). Пульс ж виміряти простіше самостійно і надійніше, так як потрібно порахувати, скільки ударів в хвилину здійснилося.

Діагностичне обладнання

Використання фізики в медицині – це необхідність в сучасному світі. Ні одне, навіть саме бідне медична установа не обходиться без діагностичного обладнання. Скрізь є найбільш затребувані з них:

рентгенографічне;

електрокардіографи.

Не менш затребувані апарати УЗД, гастроскопы, офтальмологічне обладнання. Зрозуміло, щоб створити ті або інші прилади, потрібно об'єднатися разом багатьом ученим. Не один рік йде на те, щоб створити відповідне обладнання. Обов'язково техніка повинна взаємодіяти з живим організмом, не завдаючи шкоди. На жаль, далеко не кожен прилад на це здатний, тому медики рекомендують строго дотримуватися дозу, час проведення обстеження або терапії.

Диво-дослідження: ультразвук

У шкільну програму з фізики входить розділ «Коливання і хвилі» - тема «Звук». Існує три виду: інфразвук (від 16 до 20 Герц), звук (від 21 до 19999 Герц), ультразвук (від 20000 Герц і вище). Що таке «герц»? Це частота коливань, що відбуваються всього за одну секунду. Мова йде про звукової хвилі, яка проникає з одного середовища в іншу з певною частотою. Роль фізики в розвитку медицини в даному випадку наступна: вчені біофізики, конструктори винайшли і продовжують винаходити потужні апарати для дослідження внутрішніх органів.
На сьогоднішній день УЗД-діагностика є однією з найшвидших, безболісних і безпечних способів дослідження. Але є недолік: обстежити можна тільки внутрішні органи черевної порожнини, малого тазу, нирок, щитовидної залози. Дізнатися, чи є перелом кісток або що відбувається з хворим оком або зубом, не вийде.

Магнітно-резонансна та комп'ютерна томографії

Ще одне диво сучасної медичної техніки – це магнітно-резонансна томографія (МРТ). Таке обстеження дає більш чітку картину того, що відбувається у конкретному органі. Можна сказати відразу, що МРТ у своєму роді є заміною УЗД. Чому? Як ми говорили вище, ультразвуком можна перевірити тільки органи черевної порожнини, малого тазу та щитовидки. Стан кісток, судин перевірити не вийде. Це може зробити МРТ. Альтернативою цих двох методів (УЗД і МРТ) може стати комп'ютерна томографія (КТ). Потрібно враховувати, що УЗД і КТ вимагають застосування додаткових препаратів, щоб забезпечити якісне обстеження.

Фізіотерапія

Фізіотерапія грає важливу роль у здоров'ї людей: прогрівання, ультрафіолетове опромінення, електрофорез і так далі. Який внесок внесла фізика? У медицині існує величезна кількість видів обладнання, приладів не тільки для поліклінік і лікарень. В даний час деякі заводи виготовляють прилади для домашнього користування. Наприклад, інгалятори різного виду для проведення терапії органів дихання. Сюди ж можна віднести і ультразвукові, інфрачервоні, електромагнітні прилади.

Порятунок життя

Невідкладна медична допомога при важких станах має сенс там, де є професійні реаніматори. Якщо у людини раптово зупинилося дихання, припинилося серцебиття, то, як правило, його намагаються повернути до життя. Проводити непрямий масаж серця не завжди зручно, але ще й небезпечно. Допоможе медикам такий прилад, який має назву «дефібрилятор». Ось ще одне застосування фізики в медицині. Творці приладу розраховували, які струми повинні проходити через людське серце, щоб запустити його. Важливими чинниками є і матеріал, правила безпечного застосування. Апарати штучного вентилювання легенів (ШВЛ) - теж заслуга фізики.

Розділ фізики: Оптика та світло"

Кожна друга людина в сучасному світі носить окуляри або контактні лінзи. Щоб правильно підібрати потрібні діоптрії, потрібно витратити багато часу. Оптика застосовується в мікроскопах. Значення фізики в медицині дуже велике навіть, здавалося б, у малому. Оптика почала застосовуватися ще кілька століть тому. Це дуже складна наука. Як відомо, існують збирають і розсіюють лінзи. А про їх параметрах можна судити довго. Чи зможе звичайна людина відрізнити «-10» диоптрию від, наприклад, «-15»? Для хворого на короткозорість дуже важливо підібрати правильні окуляри. Лазерна корекція зору, так і в цілому лазерна хірургія, є дуже складною і серйозною завданням. Вчені зобов'язані проводити максимально точні розрахунки, щоб отримати позитивний результат, а не трагічний результат.

Хіміотерапія і радіотерапія

Дуже важливо для хворих онкологічними захворюваннями підібрати правильне лікування. Не обходить стороною практично жодного хворого хіміотерапія. Безсумнівно, що тут потрібно більше знань хімії. Але тим не менш лікар повинен знати, потрібно опромінювати хворого. Атомна і радіологічна фізика в медицині для пацієнтів з онкологією може стати шляхом порятунку життя, якщо не тільки правильно застосовувати на практиці, але і створювати дуже точне обладнання і прилади.

Все для населення

Багатьох людей турбує особисте здоров'я, а також здоров'я близьких. Сучасний світ рясніє різною корисною технікою. У продажу є, наприклад, вимірювачі нітратів в овочах і фруктах, дозиметри, електронні глюкометри (прилади для вимірювання цукру в крові), електронні тонометри, домашні метеостанції і так далі. Звичайно, деякі з перелічених приладів не належать до медичних, але вони допомагають людям підтримувати здоров'я. Допомогти людині розібратися в різних показаннях приладів допоможуть не тільки інструкції, але і шкільна фізика. У медицині вона має ті ж закони, одиниці виміру, що і в інших сферах життя.

Як підготувати реферат

Якщо в школі, технікумі чи інституті попросять написати на тему «Роль фізики в медицині» реферат (доповідь), тобто на цей рахунок кілька порад:

написати короткий вступ по темі;

розробити план написання тексту (важливо розбити на логічні підзаголовки, абзаци);

нехай джерел літератури буде якомога більше.

Найкраще писати тільки про те, що ви розумієте. Небажано вставляти в реферат/доповідь те, що вам незрозуміло, наприклад, дуже складне наукове опис того, як діє УЗД або апарат ЕКГ. Якщо реферат/доповідь поставили з фізики, то беріть тільки ту тему, яку ви вже вивчили і добре розумієте. Наприклад, оптика. Якщо ви погано розбираєтеся в радіофізиці, то краще не пишіть про прилади для лікування онкохворих. Нехай тема буде цікавою в першу чергу для вас самих, а також зрозумілою. Адже додаткові питання може задати не тільки педагог, але і однокласники/однокурсники.