Статья "Математика в медицине"

МАТЕМАТИКА В МЕДИЦИНЕ

Кириченко Ю. В. - преподаватель математики  ГПОУ «ГМК», специалист первой категории.

Аннотация: В данной работе рассматривается роль математики в медицине. Рассматриваются практические задачи в фармацевтике, педиатрии, терапии.

Ключевые слова: математика, медицина.

Немецкий математик и логик Давид Гильберт писал: «Математика – основа всего точного естествознания». В своей работе Сологубова Т.И. и Кондратьева Е.И. пишут: «Математика является неотъемлемой частью всех происходящих процессов в любой сфере человеческой деятельности, медицина также не является исключением».

Галилей утверждал, что вся сущность природы зависит от математики. Того же мнения придерживались и Кант, Леонардо да Винчи. Итальянский художник применял методы математики для того, чтобы изучить все аспекты анатомии. Первые связанные цепочки между двумя науками удалось обнаружить в рисунке «Витрувианский человек», на котором изображены мужчина, круг и квадрат. Он наглядно иллюстрирует канонические пропорции, соотношение частей тела.

В современном мире медицина играет большую роль. В зависимости от уровня развития медицины, зависит наше здоровье и продолжительность нашей жизни. В медицинских образовательных учреждениях роль теоретических дисциплин, в том числе математики отодвигается на второй план, поскольку во всех случаях на первый план, естественно, выдвигаются медицинские и клинические дисциплины. Однако без математических знаний невозможно представить качественную медицину. Таким образом, данная тема является актуальной.

Объект исследования: математика в различных областях медицины.

Предмет исследования: связь математики и медицины.

Методы исследования: теоретические - изучение литературы, ресурсов удалённого доступа; практические: интервьюирование, проверка интересных фактов на практике.

Цель исследования: выявление и установление взаимосвязи математики и медицины.

Задачи:

1) изучить литературу и ресурсы удаленного доступа;

2) провести интервью с медицинскими работниками; и

3) доказать значимость математики в современной медицине.

Посетив аптеку, мы узнали значимость математики для работы фармацевта. Математика им необходима при приготовлении лекарственных препаратов, определении их дозировки, для ведения учета лекарственных препаратов, определении стоимости лекарственных препаратов, а также для работы за кассой. Фармацевты, опытным путем, используя теоретическое знание, составляют растворы лекарственных веществ в таких пропорциях, чтобы оказать помощь организму человека, и в то же время, не нанести вред. Поэтому фармацевты должны хорошо разбираться в понятиях отношение, пропорции и проценты. Эти понятия необходимы также в работе фармацевта и тогда, когда им необходимо рассчитывать наценки и скидки на товары аптечного ассортимента.
Задача 1 По назначению врача пациенту прописан препарат 10 мг по 3 таблетки в день. У него в наличии препарат по 20 мг. Сколько таблеток должен выпить пациент, не нарушая указания врача?

Решение:

10 мг. - 1 таблетка 10*3= 30 мг в день.

Дозировка превышена в 2 раза. (20:10=2)

30-20= 10 мг не хватает

10:20= 0.5

0.5+1таб.=1.5

Таким образом, пациент должен выпить 1.5 по 20 мг вместо 3 по 10 мг, не нарушая прописанной дозы.

Пообщавшись с педиатром, мы узнали значимость математики в педиатрии. При рождении ребенка фиксируется вес и рост. Математические расчеты позволяют педиатрам оценить уровень и особенности физического развития ребенка.
Масса.

Задача 2 Вычислить массу 3-х месячного ребенка, если при рождении его масса составила 3.300 г.

Решение.

Эту задачу можно решить двумя способами.

Т.к. ребенку 3 месяца, то для определения его массы тела, воспользуемся формулой прибавки в массе в течение первого полугодия. М = m + 800 х П, где т = 3.300 г

1 способ

П = 3 месяца, следовательно, М = 3.300 + 800 х 3 = 3.300 + 2400 = 5700 (г)

Ответ: 5 кг 700 г.

2 способ ( решаем задачу используя опорную схему)

Эту же задачу можно было бы решить и используя таблицу прибавок.

М = 3300 + 600 + 800 + 800 = 5500 (г)

После разговора с знакомым хирургом-офтальмологом  мы узнали о том, что математика используется в микрохирургии глаза. При лазерной коррекции зрения проводятся точные расчеты. Все действия лазера управляются компьютером, в который закладывается программа, с данными рассчитанными индивидуально для каждого пациента с максимальной точностью, определяющая объем лазерной коррекции. Математика нужна и при правильном подборе очков.

После общения со знакомым терапевтом стало понятно, что в его обязанности входит измерение температуры тела больного, измерение артериального давления, нормы сердечного биения, сокращения мышц сердца, удары сердца в минуту, расчет в зависимости от веса больного правильной дозировки лекарственных средств. Чтобы вводить лекарственные препараты, необходимо рассчитать концентрацию раствора лекарственное вещество развести перед инъекцией.

Задача 3 Среднее содержание железа в организме человека массой 70 кг составляет 5 г. А сколько же этого вещества в моем организме?

Решение:

70 кг – 5 г

36 кг – х г

Значит в моем организме всего 2,57 г железа.

Х = 5×36:70=2,57 г

Мы часто слышим об артериальном давлении. А какое артериальное давление должно быть у человека? Вот формулы, по которым можно рассчитать  АД:

АД(систола) = 1,7 × возраст + 83

АД(диастола) = 1,6 × возраст + 42

Вот что получилось: АД(систола) = 1,7 × 15 + 83 = 108,5

АД(диастола) = 1,6 × 15 + 42 = 66

Роль математического образования в профессиональной подготовке медицинских работников очень велика.

Заключение: 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.

Думаю, что медики должны и могут опираться на  математические методы, которые  позволяют  быстро и  качественно организовать  работу и помочь в решении большого круга задач. Каждый студент должен с первого курса обучения отметить для себя: знания математики важны и намного упрощают жизнь.

Информационные источники

1.     Лободюк, Е. В. Значимость математических знаний для медицинских работников / Е. В. Лободюк. - Текст : непосредственный // Молодой ученый. - 2020. - № 21 (311). - С. 19-21. -URL: https://moluch.ru/archive/311/70555/ (дата обращения: 06.02.2023).

2.     Сологубова Т. И., Кондратьева Е. И. Место и роль математики в медицине // Бюллетень науки и практики. Электрон. журн. 2017. №11 (24). С. 201-204. Режим доступа: http://www.bulletennauki.com/sologubova (дата обращения 06.02.2023).

3.    Саркисова А. А. Материал на тему «Место и роль математики в медицине» // VIDEOUROKI.NET, 20.05.2015. Режим доступа: https://goo.gl/KoVs1x (дата обращения 13.09.2017).