Государственноебюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Троицкий медицинский колледж»
Доклад
на ЗАСЕДАНИЕ ЦМК
на тему: «ФИЗИКА вМЕДИЦИНЕ»
Докладчик: ЩербининаЕ.П.,
преподавательфизики
г.Троицк, 2021 г.
Самая распространенная жалоба студентовмедицинского колледжа звучит так: «Зачем мне нужна физика, если я медик?!»
Действительно, а нужно ли студенту медицинского колледжаучить формулы и разбираться с законами И.Ньютона и Фарадея? Некоторые не видятсвязи между этой занимательной наукой и медициной.
Физика и медицина… Наука о явлениях природы и наука оболезнях человека, их лечении и предупреждении…
Применение физики в медицине неоспоримо. Фактически каждыйинструмент, используемый медиками, начиная со скальпеля и заканчиваясложнейшими установками для установления точного диагноза, функционирует илиизготовлен благодаря достижениям в мире физики.
Созданные физиками аппараты позволяют проводитьисследования любого рода. С помощью этих исследований врачи определяют болезньи находят пути ее решения. Первым внушительным вкладом в медицину, со стороны физики, было открытие ВильгельмаРентгена в области лучей, которые получили его имя. Сегодня благодарярентгеновским лучам можно без труда проверить человека на ряд заболеваний,узнать подробную информацию о проблемах на уровне костей и многое другое.
Работа медицинского термометра основана на тепловомрасширении ртути, в основе устройства стетоскопа (фонендоскопа), используемогопри аускультации, лежат свойства колебаний и волн.
Физика в медицину внесла свой вклад еще и благодаря открытиюультразвука. Ультразвук – это механические колебания, частота которыхсоставляет больше двадцати тысяч герц. Частенько ультразвук еще называютдробящим звуком. С его помощью возможно смешивать масло и воду, формируя приэтом нужную эмульсию. Ультразвук пропускается через человеческое тело иотражается от внутренних органов, а это позволяет сформировать макет организмачеловека и установить имеющиеся заболевания. Ультразвук помогает готовитьразличные лекарственные вещества, применяется для разрыхления тканей идробления почечных камней. Используется ультразвук для безосколочной резки исварки костей. Активно применяется он и для дезинфекции хирургическихприспособлений, ингаляции. Именно ультразвук поспособствовал тому, что былсоздан эхолот – прибор для установления глубины моря под корабельным днищем.Также это явление поспособствовало тому, что в последнее время было созданоогромное количество чувствительных приборов, фиксирующих отраженные тканямиорганизма слабые сигналы ультразвука. Вот так и появилась биолокация.Биолокация позволяет обнаруживать опухоли, инородные тела в теле и тканяхорганизма. Ультразвуковое исследование, или, другими словами, УЗИ, позволяетрассмотреть камни или песок в почках, желчном пузыре, зародыша в утробе материи даже определить пол ребенка. УЗИ открывает большие перспективы для будущихродителей и ни один центр современной медицины не обходится без этого аппарата.
Одним из основных достижений нашего времени являются лазерныетехнологии, которые продуктивно используются в медицине. Примером может стать хирургия. Используя лазерныелучи, хирурги проводят очень сложные операции. Мощный пучок исходящий излазера, когда прибор работает на нужной частоте, позволяет удалитьзлокачественную опухоль, для этого даже не нужно резать тело человека, как этобыло несколько лет назад.
В помощь хирургам созданы специальные скальпели на основеплазмы. Это образцы, которые работают с очень высокими температурами. При ихиспользовании кровь моментально сворачивается, и хирург не испытывает неудобствиз-за кровотечений. Доказано, что после таких скальпелей раны заживают быстрее.
В том, что роль физики в медицине велика, наверное, никто ине сомневается. Обычный электрический ток также повсеместно используетсямедиками. Небольшие импульсы узкой направленности в определенную точкупозволяют избавиться от тромбов, опухолей, и при этом стимулируется притоккрови. Опять же никого резать при этом не нужно.
Неотложнаямедицинская помощь при тяжелых состояниях имеет смысл там, где естьпрофессиональные реаниматоры. Если у человека внезапно остановилось дыхание,прекратилось сердцебиение, то, как правило, его стараются вернуть к жизни.Проводить непрямой массаж сердца не всегда удобно, но еще и опасно.
Поможет медикамтакой прибор, который имеет название «дефибриллятор». Вот еще одно применениефизики в медицине. Создатели прибора рассчитывали, какие токи должны проходитьчерез человеческое сердце, чтобы запустить его. Немаловажными факторамиявляются и материал, правила безопасного применения. Аппараты искусственноговентилирования легких (ИВЛ) — тоже заслуга физики.
Ещеодно чудо современной медицинской техники — это магнитно-резонансная томография(МРТ). Подобное обследование дает более четкую картину того, что происходит вконкретном органе. Можно сказать сразу, что МРТ в своем роде является заменойУЗИ. Почему? Как мы говорили выше, ультразвуком можно проверить только органыбрюшной полости, малого таза и щитовидки. Состояние костей, сосудов проверитьне получится. Это может сделать МРТ. Альтернативой этих двух методов (УЗИ иМРТ) может стать компьютерная томография (КТ)
Каждый второй человек в современном мире носиточки или контактные линзы. Чтобы подобрать правильно нужные диоптрии, нужнопотратить много времени. Здесь также поможет раздел физики: Оптика и свет. Оптика также применяется в микроскопах.
Микроскоп еще в семнадцатом веке позволил ученым заглянуть вмикромир и изучить клетки, самые простые организмы, строение тканей, крови итак далее. Благодаря физике в медицине используются оптические микроскопы,предоставляющие увеличение изображения до тысячи раз. Это главный инструментбиолога и медика, что исследует микромир человека.
В медицине используются самые разные оптические приборы.Например, все бывали на приеме у офтальмолога (врача-окулиста). Вначале онпроверяет зрение при помощи специальной таблицы, а затем приглашает человека втемную комнату, где через глазное зеркало или офтальмоскоп рассматривает вашиглаза. Это наглядный пример применения физики в медицине. Офтальмоскоп – этосферическое вогнутое зеркало, в котором имеется маленькое отверстие вцентральной части. Если лучи от лампы, что располагается сбоку, направить спомощью прибора в исследуемый глаз, то лучи пройдут до сетчатки, часть из нихотразится и выйдет обратно. Отраженные лучи попадают через отверстие в зеркалев глаз врача, и он видит изображение глазного дна человека. Чтобы увеличитьизображение, врач рассматривает глаз через собирающую линзу и использует ее вкачестве лупы. Таким же образом врач-оториноларинголог рассматривает уши, нос игорло.
В конце двадцатого столетия физики создали уникальный прибордля медиков – эндоскоп, или «телевизор». Прибор позволяет увидеть изнутритрахеи, бронхи, пищевод, желудок человека. Состоит устройство из миниатюрногосветового источника и смотровой трубки – сложного прибора из призм и линз. Дляпроведения исследования желудка пациенту потребуется заглотить эндоскоп, приборбудет продвигаться по пищеводу постепенно и окажется в желудке. Благодаряисточнику света желудок будет освещен изнутри, а лучи, отраженные от стенокжелудка, пройдут через смотровую трубку и выведутся в глаза доктора с помощьюспециальных световодов. Световоды являют собой волоконные оптические трубки, укоторых толщина соизмерима с толщиной человеческого волоса. Вот так световойсигнал полностью и без искажений передается в глаз врачу, формируя в немизображения освещенного участка в желудке. Доктор сможет наблюдать ифотографировать язвы на стенках желудка, кровотечения. Исследование этимприбором называется эндоскопией.
Эндоскоп позволяет также ввести определенное количестволекарства в нужном участке и остановить таким образом кровотечение. С помощьюэндоскопов также возможно облучать злокачественную опухоль.
Для чего нужна физика в медицине, уже ясно, ведь именнофизика способствует появлению инновационных методик лечения в медицине.Когда-то инновацией было измерение кровяного давления. Как все происходит? Направую руку пациента доктор надевает манжету, что соединена с манометром, и этуманжету накачивают воздухом. К артерии прикладывается фонендоскоп, и при постепенномпонижении давления в манжете прослушиваются удары звуков в фонендоскопе.Значение давления, при котором удары начинаются, называют верхним, а значение,при котором звуки прекращаются, – нижним. Нормальное давление у человека – 120на 80. Этот способ измерения давления был предложен в 1905 году русским врачомНиколаем Сергеевичем Коротковым. Он был участником Русско-японской войны и стех пор, как он изобрел методику, слышимые в фонендоскопе удары именуютсязвуками Короткова. Природа этих звуков была неясна почти до конца двадцатоговека, пока механиками не было допущено следующее пояснение: кровь движется поартерии под действием сердечных сокращений, а изменение давления кровираспространяется по стенкам артерии в виде пульсовой волны.
Вначале доктор накачивает воздух в манжету до уровня, чтопревышает верхнее давление. Артерия под манжетой находится в сплющенномсостоянии на протяжении всего цикла сердечных сокращений, после начинаетсяпостепенное выпускание воздуха из манжеты, и когда давление в ней становитсяравным верхней отметке, то артерия хлопком расправляется и пульсации кровотокаприводят в колебание окружающие ткани. Врач слышит при этом звук и отмечаетверхнее давление. При понижении давления в манжете совпадения все будут слышныв фонендоскопе, но как только давление в манжете достигнет нижней отметки,звуки прекратятся. Вот так врач регистрирует нижнюю границу.
Уже много лет ученых интересует, как устроен мозг человека иего работа. Сегодня исследователи имеют реальную возможность наблюдать наэкране работу человеческого мозга, а также проследить за «течением мысли». Всестало возможным благодаря прекрасному прибору – томографу. Оказалось, что, кпримеру, при обработке зрительных данных увеличивается кровоток в затылочнуюзону мозга, а при обработке звуковых данных – в височные доли и так далее. Воттак один прибор позволяет ученым использовать принципиально новые возможностидля изучения мозга человека. Сейчас томограммы широко применяются в медицине,они помогают диагностировать разные заболевания, неврозы.
Из изложенного выше можно сделать вывод, что физика имеетважное значение для медицины, а следовательно, и для здоровья человека. Поэтомуфизику нужно изучать студентам медицинского колледжа и способствовать еёразвитию.
