ฟิสิกส์ในการแพทย์มีบทบาทสำคัญเช่นเดียวกับวิทยาศาสตร์อื่นๆ ในบทความนี้ เราจะมาดูตัวอย่างมากมายว่าวิทยาศาสตร์นี้ส่งผลต่อสุขภาพและชีวิตของผู้คนอย่างไร เราจะตกลงทันทีว่าเราจะไม่ลงรายละเอียดทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคที่ซับซ้อนเพื่อไม่ให้ใครเข้าใจผิด เริ่มจากตัวอย่างกันก่อน
อุณหภูมิ ชีพจร และความดันโลหิตของคุณคืออะไร
การแพทย์จะไม่สมบูรณ์หากไม่มีพารามิเตอร์สำคัญสามตัวที่เป็นพื้นฐานสำหรับการประเมินสุขภาพของมนุษย์: อุณหภูมิ ความดัน และบ่อยครั้งที่ชีพจร
อย่างที่คุณทราบ อุณหภูมิวัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์ (เรียกขานว่า "เทอร์โมมิเตอร์") ตัวชี้วัดที่ควรจะเป็นคืออะไร? บรรทัดฐานของบุคคลคือ T=36, 60C ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามันได้รับอนุญาต ตัวอย่างเช่น 36, 30С และ 36, 80С แต่ถ้าอุณหภูมิร่างกายสูงกว่า 36.90C เราก็บอกได้เลยว่าคนๆ นั้นไม่แข็งแรง
ฟิสิกส์กับการแพทย์ที่นี่มีอะไรบ้าง? ผู้ที่เรียนตั้งแต่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 ถึงชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 (หรืออย่างน้อยชั้นประถมศึกษาปีที่ 9) ทราบดีว่าอุณหภูมิเป็นปริมาณทางกายภาพ มันถูกวัดในหลายหน่วย แต่ในรัสเซียเป็นเรื่องปกติที่จะวัดเป็นเซลเซียส เทอร์โมมิเตอร์เป็นปรอท อิเล็กทรอนิกส์ (พร้อมเซ็นเซอร์พิเศษ)
ความดันก็เป็นตัวแปรสำคัญเช่นกัน แต่ก็มีความแตกต่างกันอยู่บ้าง ไม่ใช่สำหรับทุกคน ความกดดัน 120 มากกว่า 80 นั้นมีประโยชน์ บางคนมีแรงกดดันในการทำงาน 110 ถึง 70 ซึ่งเป็นบรรทัดฐานเช่นกัน วัดโดยใช้ tonometer (ข้อมือ, ลูกแพร์สำหรับสูบลม, เกจวัดแรงดัน) นอกจากนี้ยังมีอิเล็กทรอนิกส์ tonometers ของคอมพิวเตอร์ ตามกฎแล้วเทคโนโลยีสมัยใหม่จะวัดความดันโลหิตและชีพจรพร้อมกัน สำหรับหน่วยวัดความดันนั้นมีหลายหน่วยในวิชาฟิสิกส์ ในทางการแพทย์ ความดันมีหน่วยเป็นมิลลิเมตรปรอท (mmHg) การวัดชีพจรด้วยตนเองจะง่ายกว่าและเชื่อถือได้มากกว่า เนื่องจากคุณต้องคำนวณจำนวนครั้งต่อนาทีที่รับรู้
อุปกรณ์วินิจฉัย
การใช้ฟิสิกส์ในการแพทย์เป็นสิ่งจำเป็นในโลกปัจจุบัน แม้แต่สถาบันทางการแพทย์ที่ยากจนที่สุดก็สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ตรวจวินิจฉัย ทุกที่ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด:
- ภาพรังสี;
- เครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ
อัลตราซาวนด์ กล้องส่องทางไกล จักษุแพทย์มีความต้องการไม่น้อย
แน่นอนว่าในการสร้างอุปกรณ์บางอย่าง นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากจำเป็นต้องรวมกันเป็นหนึ่ง ใช้เวลามากกว่าหนึ่งปีในการสร้างอุปกรณ์ที่เหมาะสม จำเป็นเทคนิคจะต้องโต้ตอบกับสิ่งมีชีวิตโดยไม่ก่อให้เกิดอันตราย น่าเสียดายที่อุปกรณ์บางตัวไม่สามารถทำได้ ดังนั้นแพทย์จึงแนะนำให้สังเกตขนาดยา เวลาในการตรวจหรือการรักษาอย่างเคร่งครัด
Wonder Research: อัลตร้าซาวด์
หลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนประกอบด้วยส่วน "การสั่นและคลื่น" - หัวข้อ "เสียง" มีสามประเภท: อินฟาเรด (จาก 16 ถึง 20 เฮิรตซ์), เสียง (จาก 21 ถึง 19,999 เฮิรตซ์), อัลตราซาวนด์ (จาก 20,000 เฮิรตซ์ขึ้นไป) "เฮิรตซ์" คืออะไร? นี่คือความถี่ของการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในเวลาเพียงหนึ่งวินาที เรากำลังพูดถึงคลื่นเสียงที่แทรกซึมจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางด้วยความถี่ที่แน่นอน บทบาทของฟิสิกส์ในการพัฒนายาในกรณีนี้มีดังนี้ นักชีวฟิสิกส์และนักออกแบบได้คิดค้นและคิดค้นอุปกรณ์อันทรงพลังสำหรับการศึกษาอวัยวะภายในอย่างต่อเนื่อง
วันนี้ การวินิจฉัยด้วยอัลตราซาวนด์เป็นวิธีการวิจัยที่รวดเร็ว ไม่เจ็บปวด และปลอดภัยที่สุดวิธีหนึ่ง แต่มีข้อเสียคือคุณสามารถตรวจสอบอวัยวะภายในของช่องท้อง, กระดูกเชิงกรานขนาดเล็ก, ไต, ต่อมไทรอยด์เท่านั้น การค้นหาว่ากระดูกหักหรือเกิดอะไรขึ้นกับตาหรือฟันที่เจ็บจะไม่ทำงาน
คลื่นสนามแม่เหล็กและเอกซเรย์คอมพิวเตอร์
ความอัศจรรย์ของเทคโนโลยีทางการแพทย์สมัยใหม่ก็คือการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) การตรวจดังกล่าวให้ภาพที่ชัดเจนขึ้นว่าเกิดอะไรขึ้นในอวัยวะใดอวัยวะหนึ่ง สามารถพูดได้ทันทีว่า MRI กำลังมาแทนที่อัลตราซาวนด์ ทำไม ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น อัลตราซาวนด์สามารถตรวจเฉพาะอวัยวะในช่องท้อง กระดูกเชิงกรานขนาดเล็ก และต่อมไทรอยด์เท่านั้น ไม่สามารถตรวจสอบสภาพของกระดูกและหลอดเลือดได้ MRI สามารถทำได้ ทางเลือกสำหรับสองวิธีนี้ (อัลตราซาวนด์และ MRI) สามารถคำนวณเอกซ์เรย์ (CT) ได้
หมายเหตุ อัลตร้าซาวด์และ CT จำเป็นต้องใช้ยาเพิ่มเติมเพื่อการตรวจคุณภาพ
กายภาพบำบัด
กายภาพบำบัดมีบทบาทสำคัญในสุขภาพของผู้คน: ความร้อน รังสีอัลตราไวโอเลต อิเล็กโตรโฟรีซิส และอื่นๆ
ฟิสิกส์ช่วยอะไรอีก? ในด้านการแพทย์ มีอุปกรณ์ เครื่องมือมากมาย ไม่เพียงแต่สำหรับคลินิกและโรงพยาบาลเท่านั้น ปัจจุบันโรงงานบางแห่งผลิตเครื่องใช้สำหรับใช้ในบ้าน ตัวอย่างเช่น เครื่องช่วยหายใจประเภทต่างๆ สำหรับการบำบัดระบบทางเดินหายใจ รวมถึงอัลตราโซนิก อินฟราเรด อุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้า
ช่วยชีวิต
การรักษาพยาบาลฉุกเฉินสำหรับสภาวะที่รุนแรงนั้นสมเหตุสมผลเมื่อมีผู้ช่วยชีวิตอย่างมืออาชีพ หากการหายใจของคนหยุดกะทันหัน การเต้นของหัวใจของเขาจะหยุดลง ตามกฎแล้วพวกเขาจะพยายามทำให้เขาฟื้นคืนชีพ การกดหน้าอกไม่ได้สะดวกเสมอไป แต่ก็อันตรายเช่นกัน
เพื่อช่วยเหลือแพทย์อุปกรณ์ดังกล่าวซึ่งเรียกว่า "เครื่องกระตุ้นหัวใจ" นี่เป็นอีกหนึ่งการประยุกต์ใช้ฟิสิกส์ในการแพทย์ ผู้สร้างอุปกรณ์คำนวณว่ากระแสต้องผ่านหัวใจมนุษย์เพื่อเริ่มต้น ปัจจัยสำคัญคือวัสดุ กฎการใช้อย่างปลอดภัย อุปกรณ์ช่วยหายใจด้วยปอดเทียม (IVL) ก็เป็นข้อดีของฟิสิกส์เช่นกัน
วิชาฟิสิกส์: "เลนส์และแสง"
คนที่สองในโลกสมัยใหม่สวมแว่นตาหรือคอนแทคเลนส์ เพื่อเลือกความเหมาะสมไดออปเตอร์ คุณต้องใช้เวลามาก เลนส์ที่ใช้ในกล้องจุลทรรศน์
ความสำคัญของฟิสิกส์ในการแพทย์นั้นยอดเยี่ยมมาก แม้จะดูเล็กน้อยก็ตาม เลนส์เริ่มถูกใช้เมื่อหลายศตวรรษก่อน นี่เป็นวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนมาก อย่างที่คุณทราบ มีเลนส์มาบรรจบกันและแยกจากกัน และสามารถตัดสินพารามิเตอร์ได้เป็นเวลานาน บุคคลธรรมดาจะสามารถแยกแยะไดออปเตอร์ "-1.0" ออกจาก "-1.5" ได้หรือไม่ เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับผู้ป่วยที่มีสายตาสั้นในการเลือกแว่นตาที่เหมาะสม
การแก้ไขสายตาด้วยเลเซอร์และการผ่าตัดด้วยเลเซอร์โดยทั่วไปเป็นงานที่ซับซ้อนและจริงจังมาก นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องทำการคำนวณที่แม่นยำที่สุดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เป็นบวก ไม่ใช่ผลลัพธ์ที่น่าเศร้า
เคมีบำบัดและรังสีบำบัด
การรักษาที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับผู้ป่วยมะเร็ง เกือบไม่มีผู้ป่วยที่ได้รับเคมีบำบัด ไม่ต้องสงสัยเลยว่าจำเป็นต้องมีความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเคมีที่นี่ แต่ถึงอย่างนั้นหมอก็ต้องรู้ว่าจะฉายรังสีให้คนไข้ดีไหม
ฟิสิกส์ปรมาณูและรังสีในการแพทย์สำหรับผู้ป่วยมะเร็งวิทยา อาจเป็นวิธีที่จะช่วยชีวิต หากไม่เพียงแต่นำไปใช้อย่างถูกต้องในทางปฏิบัติ แต่ยังสร้างอุปกรณ์และเครื่องมือที่แม่นยำมากด้วย
เพื่อประชากรทุกคน
หลายคนกังวลเรื่องสุขภาพส่วนตัวและสุขภาพของคนที่คุณรัก โลกสมัยใหม่เต็มไปด้วยเทคโนโลยีที่มีประโยชน์มากมาย มีจำหน่ายในท้องตลาด เช่น เครื่องวัดไนเตรทในผักและผลไม้ เครื่องวัดปริมาณรังสี เครื่องวัดน้ำตาลในเลือด (อุปกรณ์สำหรับวัดระดับน้ำตาลในเลือด)เครื่องวัดความดันโลหิตแบบอิเล็กทรอนิกส์ สถานีตรวจอากาศภายในบ้าน และอื่นๆ แน่นอนว่าอุปกรณ์เหล่านี้บางอย่างไม่ใช่อุปกรณ์ทางการแพทย์ แต่ช่วยให้ผู้คนมีสุขภาพที่ดี
การช่วยให้บุคคลเข้าใจการอ่านเครื่องดนตรีต่างๆ ไม่เพียงแต่ช่วยสอน แต่ยังช่วยสอนฟิสิกส์ของโรงเรียนด้วย ในทางการแพทย์ก็มีกฎเกณฑ์ หน่วยวัด เช่นเดียวกับด้านอื่นๆ ของชีวิต
วิธีเตรียมบทคัดย่อ
หากโรงเรียน โรงเรียนเทคนิค หรือสถาบันถูกขอให้เขียนเรียงความ (รายงาน) ในหัวข้อ “บทบาทของฟิสิกส์ในการแพทย์” ก็มีเคล็ดลับบางประการในเรื่องนี้:
- เขียนคำนำสั้น ๆ ในหัวข้อ;
- พัฒนาแผนสำหรับการเขียนข้อความ (สิ่งสำคัญคือต้องแบ่งทุกอย่างออกเป็นหัวข้อย่อยตามหลักเหตุผล ย่อหน้า)
- ให้มีแหล่งวรรณกรรมให้ได้มากที่สุด
เขียนเฉพาะสิ่งที่คุณเข้าใจดีที่สุด ไม่ควรใส่บทคัดย่อ / รายงานสิ่งที่คุณไม่เข้าใจ เช่น คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนมากเกี่ยวกับวิธีการทำงานของอัลตราซาวนด์หรือเครื่อง ECG
หากให้บทคัดย่อ/รายงานในวิชาฟิสิกส์ ให้เลือกเฉพาะหัวข้อที่ศึกษาและเข้าใจดีแล้วเท่านั้น ตัวอย่างเช่นเลนส์ หากคุณไม่รอบรู้ด้านรังสีฟิสิกส์ จะดีกว่าที่จะไม่เขียนเกี่ยวกับอุปกรณ์สำหรับการรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็ง
ให้หัวข้อนั้นน่าสนใจก่อนสำหรับตัวคุณเองและเข้าใจด้วย ท้ายที่สุดแล้ว อาจารย์สามารถถามคำถามเพิ่มเติมได้ไม่เฉพาะแต่กับเพื่อนร่วมชั้น/เพื่อนร่วมชั้นด้วย