Фізика в медицині. Вплив фізики на розвиток медицини. Винаходи фізиків, що використовуються в медицині

Медицина та фізика – це дві області, що постійно оточують нас у повсякденності. Щодня вплив фізики на розвиток медицини тільки збільшується, медична галузь за рахунок цього модернізується. Це призводить до того, що багато хвороб вдається вилікувати або зупинити їх поширення і контролювати. Застосування фізики в медицині незаперечно. Фактично кожен інструмент, який використовується медиками, починаючи з скальпеля і закінчуючи складними установками для встановлення точного діагнозу, функціонує або виготовлений завдяки досягненнями в світі фізики. Варто зазначити, що фізика в медицині завжди відігравала важливу роль і коли ці два напрямки були єдиною наукою.

Відоме відкриття

Багато апарати, виготовлені фізиками, дозволяють проводити медикам обстеження будь-якого роду. Дослідження дозволяють ставити точні діагнози пацієнтам і знаходити різні шляхи для одужання. Першим повномасштабним внеском у медицину було відкриття Вільгельма Рентгена в області променів, які тепер називаються його ім'ям. Рентгенівські промені сьогодні дозволяють без особливих труднощів визначати той чи інший недуга у людини, дізнатися детально відомості на рівні кісток і так далі.

Ультразвук та його вплив на медицину

Фізика в медицину внесла свій вклад ще й завдяки відкриттю ультразвуку. Що це таке? Ультразвук – це механічні коливання, частота яких становить більше двадцяти тисяч герц. Частенько ультразвук ще називають дробящим звуком. З його допомогою можливо змішувати масло і воду, формуючи при цьому потрібну емульсію. Ультразвук пропускається через людське тіло і відбивається від внутрішніх органів, а це дозволяє сформувати макет організму людини і встановити наявні захворювання. Ультразвук допомагає готувати різні лікарські речовини, що застосовується для розпушення тканин і дроблення ниркових каменів. Використовується ультразвук для безосколочной різання і зварювання кісток. Активно застосовується він і для дезінфекції хірургічних пристосувань, інгаляції.


Саме ультразвук посприяв тому, що був створений ехолот – прилад для встановлення глибини моря під корабельним днищем. Також це явище посприяло тому, що останнім часом було створено величезну кількість чутливих приладів, які фіксують відображені тканинами організму слабкі сигнали ультразвуку. Ось так і з'явилася біолокація. Біолокація дозволяє виявляти пухлини, сторонні тіла в тілі і тканинах організму. Ультразвукове дослідження, або, іншими словами, УЗД, дозволяє розглянути камені або пісок в нирках, жовчному міхурі, зародка в утробі матері і навіть визначити стать дитини. УЗД відкриває великі перспективи для майбутніх батьків і ні один центр сучасної медицини не обходиться без цього апарату.

Лазер в медицині

Активно в сучасному світі застосовуються лазерні технології. Ні один центр сучасної медицини вже не обійдеться без них. Найяскравішим прикладом може стати хірургія. За допомогою лазерних променів хірургам вдається проводити вкрай складні операції. Потужний потік світла лазера дозволяє видаляти злоякісні пухлини, а для цього не потрібно різати навіть тіло людини. Потрібно лише підібрати потрібну частоту. Багато винаходи фізиків, що використовуються у медицині, пройшли випробування часом і вельми успішно.

Унікальний інструмент для хірурга

Багато сучасні хірурги користуються спеціальними скальпелями на основі плазми. Це інструменти, що функціонують з високими температурами. Якщо їх застосовувати на практиці, то кров буде згортатися в одну мить, а значить, у хірурга не буде жодних незручностей із-за кровотеч. Також було доведено, що після застосування таких інструментів рани людини заживають швидше.
Плазмовий скальпель також знижує ризик попадання в рану інфекції до мінімальної позначки, при такій температурі мікроби просто гинуть один момент.

Електричний струм і медицина

У тому, що роль фізики в медицині велика, напевно, ніхто і не сумнівається. Звичайний електричний струм також повсюдно використовується медиками. Невеликі імпульси вузької спрямованості в певну точку дозволяють позбутися від тромбів, пухлин, і при цьому стимулюється приплив крові. Знову ж нікого різати при цьому не треба.

Оптичні прилади та їх роль в медицині

Не знаєте, як вивчення фізики допоможе в медицині? Яскравий тому приклад – оптичні прилади. Це і джерела світла, і лінзи, світловоди, і мікроскопи, лазери і так далі. Мікроскоп ще в сімнадцятому столітті дозволив вченим заглянути у мікросвіт і вивчити клітини, найпростіші організми, будова тканин, крові і так далі. Завдяки фізики в медицині використовуються оптичні мікроскопи, що надають збільшення зображення до тисячі разів. Це головний інструмент біолога і медика, що досліджує мікросвіт людини.

Роль офтальмоскопа

В медицині використовуються різні оптичні прилади. Наприклад, всі були на прийомі у офтальмолога (лікаря-окуліста). Спочатку він перевіряє зір за допомогою спеціальної таблиці, а потім запрошує людини в темну кімнату, де через очне дзеркало або офтальмоскоп розглядає ваші очі. Це наочний приклад застосування фізики в медицині. Офтальмоскоп – це увігнуте сферичне дзеркало, в якому є маленький отвір у центральній частині. Якщо промені від лампи, що розташовується збоку, направити за допомогою приладу в досліджуваний ока, то промені пройдуть до сітківки, частина з них відіб'ється і назад вийде. Відбиті промені потрапляють через отвір в дзеркалі в око лікаря, і він бачить зображення очного дна людини. Щоб збільшити зображення, лікар розглядає очей через збирає лінзу і використовує її в якості лупи. Таким же чином лікар-оториноларинголог розглядає вуха, ніс і горло.

Поява ендоскопа і його роль в медицині

Основні завдання фізики в медицині – це винахід корисних приладів і технологій, що дозволять ефективніше лікувати людей. У кінці двадцятого століття фізики створили унікальний прилад для медиків – ендоскоп, або «телевізор». Прилад дозволяє побачити зсередини трахеї, бронхи, стравохід, шлунок людини. Пристрій складається з мініатюрного світлового джерела і оглядового трубки – складного приладу з призм і лінз. Для проведення дослідження шлунка пацієнту потрібно проковтнути ендоскоп, прилад буде просуватися по стравоходу поступово опиниться в шлунку. Завдяки джерелу світла шлунок буде освітлено зсередини, а промені, відбиті від стінок шлунка, пройдуть через оглядовий трубку і виведуться в очі доктора з допомогою спеціальних світловодів. Світловоди являють собою волоконні оптичні трубки, товщина яких порівнянна з товщиною людського волоса. Ось так світловий сигнал повністю і без спотворень передається в око лікаря, формуючи в ньому зображення освітленої ділянки в шлунку. Доктор зможе спостерігати і фотографувати виразки на стінках шлунка, кровотечі. Дослідження цим приладом називається ендоскопією.
Ендоскоп можна ввести певну кількість ліків у потрібній ділянці і зупинити таким чином кровотеча. З допомогою ендоскопів також можливо опромінювати злоякісну пухлину.

Поговоримо про тиск

Для чого потрібна фізика в медицині, вже зрозуміло, адже саме фізика сприяє появі інноваційних методик лікування в медицині. Колись інновацією було вимірювання кров'яного тиску. Як все відбувається? На праву руку пацієнта доктор одягає манжету, що з'єднана з манометром, і цю манжету накачують повітрям. До артерії прикладається фонендоскоп, і при поступовому зниженні тиску в манжеті прослуховуються удари звуків у фонендоскопе. Значення тиску, при якому удари починаються, називають верхнім, а значення, при якому звуки припиняються, – нижнім. Нормальний тиск у людини – 120 на 80. Цей спосіб виміру тиску був запропонований в 1905 році російським лікарем Миколою Сергійовичем Коротковим. Він був учасником Російсько-японської війни і з тих пір, як він винайшов методику, чутні в фонендоскопе удари іменуються звуками Короткова. Природа цих звуків була неясна майже до кінця двадцятого століття, поки механіками не було допущено таке пояснення: кров рухається по артерії під дією серцевих скорочень, а зміна тиску крові поширюється по стінок артерії у вигляді пульсової хвилі. Спочатку доктор накачує повітря в манжету до рівня, що перевищує верхню тиск. Артерія під манжетою знаходиться в сплющенном стані протягом усього циклу серцевих скорочень, після починається поступове випускання повітря з манжети, і коли тиск в ній стає рівним верхньої позначки, то артерія бавовною розправляється і пульсації кровотоку коливання приводять в навколишні тканини. Лікар чує при цьому звук і зазначає верхнє тиск. При зниженні тиску в манжеті збігу всі будуть чути в фонендоскопе, але як тільки тиск в манжеті досягне нижньої позначки, звуки припиняться. Ось так лікар реєструє нижню межу.

Думки можна «побачити»?

Вже багато років вчених цікавить, як влаштований мозок людини і його робота. Сьогодні дослідники мають реальну можливість спостерігати на екрані роботу людського мозку, а також простежити за перебігом думки». Все стало можливим завдяки прекрасному приладу – томографа. Виявилося, що, наприклад, при обробці зорових даних збільшується кровотік в потиличну зону мозку, а при обробці звукових даних – скроневі частки і так далі. Ось так один прилад дозволяє вченим використовувати принципово нові можливості для вивчення мозку людини. Зараз томограми широко застосовуються в медицині, вони допомагають діагностувати різні захворювання, неврози.

Все для людей

Людей турбує їх особисте здоров'я і благополуччя близьких їм людей. У сучасному світі багато різної техніки, яку можна застосовувати навіть вдома. Приміром, є вимірювачі нітратів в овочах і фруктах, глюкометри, дозиметри, електронні тонометри, метеостанції для будинку і так далі. Так, не всі вищезазначені прилади відносяться безпосередньо до медицини, але вони допомагають людям підтримувати здоров'я на належному рівні. Допомогти людині розібратися в пристрої приладів і їх роботі може шкільна фізика. У медицині вона функціонує за тими ж законами, що і в житті. Фізика і медицина пов'язані між собою міцними узами, які не зруйнувати.