Индивидуальный проект по теме "Математические методы исследования в педиатрии""

Управление образования и науки Липецкой области

Государственное областное автономное

профессиональное образовательное учреждение

«Липецкий металлургический колледж»

13.02.11 (код и наименование специальности)			УТВЕРЖДАЮ Председатель цикловой комиссии МОЕН дисциплин
Техническая эксплуатация и обслуживание			Красникова Л.Н.
электрического и   электромеханического оборудования			(подпись)                           (Фамилия И. О.)
			(дата)

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В ПЕДИАТРИИ

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

по дисциплине/дисциплинам	ОУД.04 Математика

Руководитель индивидуального проекта (подпись)		Болдырева Т.В.  (Фамилия И. О.)
(дата)
Студент (подпись)		(Фамилия И. О.)   Корбут Д.М.
(дата)

2021 г.

Содержание

Введение...........................................................................................3

1.Метрическая система единиц…………………..........................5

2.Математика в педиатрии..............................................................6

3.Оценки индивидуального здоровья............................................8

4.Исследование отклонений роста и веса среди студентов…...11

Заключение.....................................................................................13

Список источников........................................................................14

Введение

Роль математического образования в профессиональной подготовке медицинских работников очень велика.

Процессы, происходящие в настоящее время во всех сферах жизни общества, предъявляют новые требования к профессиональным качествам специалистов. Современный этап развития общества характеризуется качественным изменением деятельности медицинского персонала, которое связано с широким применением математического моделирования, статистики и других важных явлений, имеющих место в медицинской практике математика, медицинский работник статистика

На первый взгляд медицина и математика могут показаться несовместимыми областями человеческой деятельности. Математика, по общему признанию, является "царицей" всех наук, решая проблемы химии, физики, астрономии, экономики, социологии и многих других наук. Медицина же, долгое время, развиваясь "параллельно" с математикой, оставалась практически неформализованной наукой тем самым подтверждая, что "медицина — это искусство".

Основная проблема заключается в том, что нет общих критериев здоровья, а совокупность показателей для одного конкретного пациента (условия, когда он чувствует себя комфортно) может существенно отличаться от таких же показателей для другого.

Актуальностью выбранной темы проекта является то, что часто медики сталкиваются с общими проблемами, сформулированными в медицинских терминах, с целью помочь больному, они не приносят готовых задач и уравнений, которые нужно решать.

При правильном применении математический подход не отличается существенно от подхода, основанного просто на здравом смысле. Математические методы просто более точны, и в них используются более чёткие формулировки и более широкий набор понятий, но, в конечном счете, они должны быть совместимы с обычными словесными рассуждениями, хотя, вероятно, идут дальше их.

Этап постановки задачи бывает трудоёмким и занимает достаточно много времени, а зачастую продолжается практически до получения решения. Но именно разные взгляды на проблему математиков и медиков, являющихся представителями двух отличных по своей методологии наук, помогают получить результат.

Цель индивидуального проекта:

Показать виды использования математики в педиатрии, а также провести исследование отклонений в весе и росте среди студентов.

Задачи индивидуального проекта:

1.     определить значимость математики в педиатрии;

2.     показать какое значение имеет математика в современной медицине;

3.     провести исследование отклонений в весе и росте среди студентов.

1.Метрическая система единиц

Метрическая система единиц – общее название международной десятичной системы единиц, основанной на использовании метра и килограмма. В течении двух веков существовали разные варианты систем, сейчас же международной принята система СИ и элементы системы одинаковы во всём мире.

Метрические единицы широко используются по всему миру в научных целях, так и в повседневной жизни. В настоящие время система принята во всех государствах кроме США, Либерии и Мьянмы.

Основные метрические единицы:

В медицине используются 3 основные метрические единицы:

грамм (г) – мера массы

метр (м) – мера длины

литр (л) – мера объёма

производная единица	значение
микрограмм (мкг)	0,000001 г
миллиграмм (мг)	0,001 г
сантиграмм (сг)	0,01 г
дециграмм (дг)	0,1 г
декаграмм (даг)	10 г
гектограмм (гг)	100 г
килограмм (кг)	1000 г
производная единица	значение
дециметр (дм)	0,1 м
сантиметр (см)	0,01 м
миллиметр (мм)	0,001 м
микрометр (мкм)	0,000001 м

Приставка	Коэффициент	Обозначение	Пример
Дека-	10	да…	2 даг = 2⋅10 = 20 г
Гекто-	100	г…	3 гл = 3⋅100 = 300 л
Кило-	1000	к…	4 кг = 4⋅1000 = 4000 г
Деци-	0,1	д…	5 дг = 5⋅0,1 =0,5 г
Санти-	0,01	с…	6 сл = 6⋅0,01 = 0,06 л
Милли-	0,001	м…	8 мг =8⋅0,001 =0,008 г
Микро-	0,000 001	мк…	9 мкм = 9⋅0,000 001 = 0,000 009 м
Нано-	0,000 000 001	н…	8 000 нм = =8 000⋅0,000 000 001 = 0,000008 м

2.Математика в педиатрии

Математика в педиатрии имеет широкое распространение, так как благодаря довольно простым математическим подсчётам можно узнать отклонения от веса в соответствии с ростом, а также рассчитать суточный объём питания ребёнка и др.

Долженствующий вес детей до года:
m = m при рождении + месячные прибавки

месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
прибавка (г)	600	800	800	750	700	650	600	550	500	450	400	350
всего прибавка	600	1400	2200	2950	3650	4300	4900	5450	5950	6400	6800	7150

Долженствующий вес у детей старше 1 года: ДВ = 10, + 2n(кг), n- число лет после года. Где 10,5 кг- средний вес ребенка в 1 год, 2 кг- среднестатистическая прибавка в весе за 1 год

Долженствующий вес ребенка после 10 лет:

ДВ = 30+4(n-10), n-число лет после года

Долженствующий рост детей до года: ДР = L при рождении +прирост

месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
прирост (см)	3	3	3	2,5	2,5	2,5	1,5	1,5	1,5	1	1	1
всего прибавка	3	6	9	11,5	14	16,5	18	19,5	21	22	23	24

Долженствующий рост детей от 1 года до 10 лет                                                                                                      

ДР= 75 + 5n (см), n –число лет после года, где 75(см) –средний рост ребенка в 1 год, 5 (см) –среднестатистическая прибавка роста за 1 год.

Расчет питания (объемный способ)

Суточное количество молока от 0 до 10-14 дней жизни можно рассчитать: - по формуле Зайцевой Г.И.: суточное количество молока = 2% от массы ребенка при рождении xn, n-дни жизни ребенка - по формуле Финкельштейна: суточное количество молока (мл)

V=70⋅n (при массе тела ниже 3200г)

V = 80⋅n (при массе тела выше 3200г) где n –дни жизни ребенка.

Для определения разовой потребности в пище суточный объём пищи делят на число кормлений.

Суточный объем питания ребенка до 1 года составляет:

Возраст (мес.)	Доля от массы тела ребенка
до 2 –х мес.	1/5
2-4	1/6
4-6	1/7
>6	1/8
После 6 мес. суточный объем не более 1 литра

Расчет питания (калорийный способ)

Возраст (мес.)	Потребность в ккал/кг в сутки
до 3 – х мес.	120
4-6	115
7-9	110
10-12	100
1 литр женского молока содержит около 700 ккал

3.Оценки индивидуального здоровья

Индивидуальное здоровье – здоровье отдельного человека. Его оценивают по персональному самочувствию, наличию или отсутствию заболеваний, физическому состоянию и т.д.

В практической медицине для оценки индивидуального здоровья используют понятие нормы. Норма – есть биологический оптимум живой системы. Нормальная система – это всегда оптимально функционирующая система. Нормально для человека то, что является для него оптимальным.

Уровень здоровья индивида не должен сравниваться с уровнем здоровья других людей, а рассматриваться в динамике относительно исходных обследования. Для оценки индивидуального здоровья существует большое количество инструментальных и лабораторных методов.

Не существует точного определения понятия "идеальный вес". Есть много методов расчета нормальной массы тела, причем результат каждого из них будет различаться. Однако эти расхождения незначительны. Идеальный вес — это усредненный эталон, который вычисляется на основе данных о большом количестве людей. Вот пример двух самых популярных способов измерения идеальной массы человека:

1 Способ:

ИМ мужчин =(рост-100) – (рост-100) 0,1

ИМ женщин=(рост-100) – (рост-100) ⋅ 0,15

2 Способ

Индекс КЕТЛЕ (Индекс массы тела)

ИМТ= Вес / Рост                                             

Тип телосложения	Индекс массы тела
Дефицит массы тела	<20
Нормальное	20-24,9
Избыточное питание	25-29,9
Ожирение 1 степени	30-34,9
Ожирение 2 степени	35-39
Ожирение 3 степени	>39

Если реальная масса тела пациента превышает нормальную, необходимо рассчитать на сколько процентов, чтобы определить степень ожирения.

Определение типа телосложения и суточной потребности в энергии:

Тип телосложения	% отклонения массы тела от идеальной	Суточная потребность в энергии (в ккал/кг массы тела)
Худой	Дефицит 5% и более	25
Нормальное	Избыток 10%	20
Ожирение 1,2 степени	Избыток 11-49%	17
Ожирение 3 степени	Избыток 50% и более	15

Расчёт необходимой энергии с учётом энергозатрат на трудовую деятельность в течение одних суток:

Группа	Характер трудовой деятельности	Общее количество энергии необходимой в сутки (ккал)
1	Очень лёгкая	A+ A
2	Лёгкая	A+ A
3	Среднетяжёлая	A+ A
4	Тяжёлая	A+A
5	Очень тяжёлая	2A

Газообмен в лёгких

Жизненная емкость лёгких (ЖЕЛ) – это объём воздуха, выдохнутого из лёгких после максимального вдоха при максимальном выдохе:

ЖЕЛ = ДО = РОвд + РОвыд

ДО – дыхательный объём (0,5 л)

РОВД – резервный объём вдоха (1,5 л)

РОВЫД – резервный объём выдоха (1,5 л)

ЖЕЛ составляет у мужчин 3,5 – 5,0 л, у женщин – 3,0-4,0л   

Количество характеристикой лёгочной вентиляции служит минутный объём дыхания (МОД) – объём воздуха, проходящий через лёгкие за 1 минуту. При относительном покое взрослый человек совершает примерно 16 дыхательных движений в 1 минуту, а объём выдыхаемого воздуха – около 500 мл.

Минутный объём дыхания (МОД):

МОД = ЧД ⋅ ДО

ЧД – частота дыхания в минуту, а ДО – дыхательный объём воздуха.

Состав вдыхаемого воздуха

Вдыхаемый воздух – это смесь газов, поступающая при вдохе в легкие. В норме в нем содержится 79,03 % азота и инертных газов, 20,94% кислорода, 0,03% углекислого газа.

На это процентное соотношение влияет:

Местонахождение. В лесу или в горах больше кислорода и меньше вредных примесей, чем в городе;

Пространство. Воздух на улице и в помещении отличается процентным содержанием углекислого газа;

Погода и время года влияют на концентрацию газов.

Состав выдыхаемого воздуха

Выдыхаемый воздух – это смесь газов, выходящая при выдохе из органов дыхания.

В легких происходит процесс газообмена и вследствие этого пропорции веществ в выдыхаем воздухе будут отличатся от вдыхаемого. Изменяется содержание кислорода и углекислого газа, а остальные газы не усваиваются и не выводятся, поэтому их содержание меняется не существенно.

Поскольку кислород участвует в окислительных процессах, то часть его остается в организме и его доля на выдохе меняется с 20,94% до 16,4%. При обмене веществ органы выделяют углекислый газ, который выходит при дыхании и изменяется с 0,03% до 4,1%.

На газовое соотношение оказывают влияние: здоровье организма, скорость обмена веществ, состояние покоя или активности.

	Кислород	Углекислый газ
Во вдыхаемом воздухе	20,97%	0,03%
Во выдыхаемом воздухе	16%	4%

Состав альвеолярного воздуха.

Альвеолярный воздух – это газовая смесь, которая остается в легких после выдоха и участвует в газообмене.

Химический состав воздуха, находящегося внутри организма, изменяется. Потому что, из альвеол легких кислород постепенно поступает в кровь, а из крови обратно в альвеолы попадает углекислый газ.

На газообмен влияют: химический состав крови, эмоциональное состояние и физическая нагрузка.

4. Исследование отклонений роста и веса среди студентов

Выдвинутая гипотеза о том, что математические расчеты позволяют педиатрам оценить уровень и особенности физического развития человека, оказалась верной. И я заинтересовался задачами по прогнозированию динамики веса и роста. Для решения этих задач я обратился к ребятам своей группы и провел следующие исследования:

1.                 выяснил рост и вес;

2.                 выполнил оценку роста тела, сравнил их с таблицами;

3.                 сравнил среднюю массу тела с её фактическим значением;

4.                 сделал вывод по отклонению показателей роста и веса учащихся.

Результаты исследования:

В результате исследования я сделал две таблицы:

Таблица роста студентов

	Возраст	Фактический рост	По норме	Оценка роста тела
Илья	17	172	178	Средний
Никита	17	180	178	Средний
Ваня	17	177	178	Средний
Максим	17	179	178	Средний
Дима	17	177	178	Средний
Данил	17	168	178	Ниже нормы
Никита	17	178	178	Идеальный
Данил	17	184	178	Выше нормы
Гена	17	173	178	Средний
Юра	17	176	178	Средний

Исходя из таблицы видно, что большинство опрошенных мною студентов не имеют проблем с ростом. Так же лишь 1 имеет идеальный в рост, 1 имеет рост выше нормы и 1 не превышает средних показателей.

	Возраст	Фактический вес	По норме	Оценка веса тела
Илья	17	85	68	Выше нормы
Никита	17	72	68	Средний
Ваня	17	80	68	Выше нормы
Максим	17	90	68	Выше нормы
Дима	17	66	68	Средний
Данил	17	56	68	Ниже нормы
Никита	17	67	68	Средний
Данил	17	69	68	Средний
Гена	17	60	68	Ниже нормы
Юра	17	70	68	Средний

Таблица веса студентов:

Из этой таблицы видно, что отклонений в весе больше, чем в росте. 50% опрошенных не имеют отклонений от норм веса среди своего возраста.

Понятно, что коэффициент отклонения от нормы различен. Это связано с тем, что у учащихся впереди экзамены, проблемы в коллективе. Можно сделать вывод о том, что отклонения в физическом развитии среди учащихся колледжа есть, поэтому нужно следить за своим здоровьем.

Заключение

Медицинская наука, конечно, не поддаётся тотальной формализации, как это происходит, скажем, с физикой, но колоссальная эпизодическая роль математики в медицине несомненна. Все медицинские открытия должны опираться на численные соотношения.

А методы теории вероятности (учёт статистики заболеваемости в зависимости от различных факторов) - и вовсе вещь в медицине необходимая. В медицине без математики шагу не ступить. Численные соотношения, например, учёт дозы и периодичности приёма лекарств. Численный учёт сопутствующих факторов, таких как: возраст, физические параметры тела, иммунитет и пр.

Мое мнение твердо стоит на том, что медики не должны закрывать глаза хотя бы на элементарную математику, которая просто необходима для организации быстрой, четкой и качественной работы. Каждый студент должен с первого курса обучения отметить для себя значение математики. И понять, что не только в работе, но и в повседневной жизни эти знания важны и намного упрощают жизнь.

Список источников

1.                 Тулчинская В.Д., Сестринское дело в педиатрии / Тульчинская В.Д., Соколова Н.Г., Шеховцова Н.М.; под ред. Р.Ф. Морозовой. – Изд. 20-е, испр. – Ростов н./Д Феникс, 2015.

2.                 Методическое руководство МЗ РК «Физическое и психосоциальное развитие детей раннего возраста», Астана 2014г.

3.                 Ежова Н. В., Русакова Е.М., Кащеева Г.И. «Педиатрия» - учебник М: Оникс, 2008.

Краткое описание документа:

Индивидуальный проект по теме "Математические методы исследования в педиатрии" по математике. Работа содержит следующие разделы:Метрическая система единиц Математика в педиатрии Оценки индивидуального здоровьяИсследование отклонений роста и веса среди студентов