Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,570

РОЛЬ ФИЗИКИ В МЕДИЦИНСКОМ ОБРАЗОВАНИИ

Хабибулина О.Л. 1
1 ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава России
1. Биография ученых физиков [Электронный ресурс] / - Режим доступа – URL: http://www.all-fizika.com/article/index.php?id_article=13.
2. Ольшанский В. Алессандро Вольта и Луиджи Гальвани: неоконченный спор [Электронный ресурс] / В. Ольшанский // Наука и жизнь. – 2004. – №12. – Режим доступа – URL: http://www.nkj.ru/archive/ articles/915/
3. Открытая лекция доцента ФФ МГУ Парфенова К.В.: Физика и медицина [Электронный ресурс] / – Режим доступа – URL: http: // www.youtube.com/ watch?v=9mx0BO0GMys
4. Ремизов, А.Н. Медицинская и биологическая физика: учебник / А.Н. Ремизов. – 4-е изд., испр. и перераб. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 648 с.
5. Физика и медицина. Проект «Университетские субботы» Департамента образования г. Москвы [Электронный ресурс] / – Режим доступа – URL:https://www.youtube.com/watch?v=8wGQQW2RXU4

Физика и медицина – науки, тесно связанные: многие важнейшие открытия в области физики были сделаны медиками – факт, на первый взгляд кажущийся довольно необычным. К примеру, в 40-х годах. XIX в. Ю. Р. Майер, будучи судовым врачом, во время плавания в тропиках, обнаружил различие в цвете венозной крови между жителями стран с жарким и холодным климатом. Причина заключалась в том, что вследствие высокой температуры организм вырабатывает меньше теплоты, в результате артериальная кровь меньше окисляется и остается почти такой же алой при переходе в вены. Было выявлено, что между потреблением вещества и образованием теплоты существует связь. Майером был сформулирован принцип «Из ничего ничего не бывает» как основа I закона термодинамики, который рассматривает обмен энергией между системой и окружающей средой в форме работы и теплоты. Это всеобщий закон природы, закон сохранения и превращения энергии, объясняющий положение диалектического материализма о вечности и неуничтожимости движения и материи, впоследствии математически обоснованный Г. Гельмгольцем – немецким физиологом, проводившим исследования в области процессов брожения и теплообразования в живых организмах [1].

Первый закон термодинамики представляет собой обобщение огромного человеческого опыта, а установили его немецкий врачЮлиус Роберт фон Майер (1842), английский физик Джеймс Джоуль (1842), немецкий физик, врач, физиолог и психолог Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (1847): «Энергия в изолированных системах не может увеличиваться или уменьшаться, а может переходить из одного вида в другой».

Многие электрические явления были открыты в опытах физиологов над животными: эксперименты Л. Гальвани – итальянского физиолога и анатома – над скелетными мышцами лягушки легли в основу исследований А. Вольта, закончившихся изобретением Вольтова столба [2]. Даниил Бернулли, профессор анатомии Петербургской академии наук, написав свои знаменитые уравнения для объяснения системы кровообращения, стал основателем гидродинамики. Парацельс – профессор физики, медицины и хирургии. Авиценна – лекарь, естествоиспытатель, сделавший ряд важных открытий в механике и т.д.

Как говорит профессор Твердислов В.А., заведующий кафедрой биофизики физического факультета МГУ: «В Европе физику сначала делали медики, а в наше время физика отдает медицине свои долги» [3].

Будущему врачу знать физику необходимо, так как опора на физические законы позволяет изучать функционирование живого организма, объяснять нормальные физиологические и патологические процессы. Несмотря на сложность и взаимосвязь различных процессов в организме человека очень многие из них близки к физическим.

Кровообращение – процесс, связанный с работой сердца (механика), генерацией биопотенциалов (электричество), течением жидкости (гидродинамика), распространением упругих колебаний по сосудам (колебания и волны). Дыхание связано с теплообменом (термодинамика), испарением (фазовые превращения) [4].

Кроме того, в организме, помимо физических макропроцессов, происходят молекулярные процессы, определяющие в конечном итоге поведение биологических систем. Понимание физики этих микропроцессов необходимо для корректной оценки состояния организма, природы ряда заболеваний, воздействия (в том числе и побочного) лекарственных препаратов.

Некоторые физические понятия являются базовыми для понимания строения и функционирования человеческого тела. К примеру, с позиции общих законов механики, опорно-двигательный аппарат представляет собой систему рычагов: тазобедренный сустав – рычаг I рода, голеностопный сустав – рычаг II рода, предплечье – рычаг III рода. Ровное положение головы (атлантозатылочное сочленение есть также рычаг I рода) обусловлено равенством моментов силы тяжести, приложенной к центру тяжести черепа, и силы мышечной тяги. Изменение любой из этих сил приводит к изменению положения головы [5].

Рычаги широко используются и в медицинском инструментарии: ножницы различных видов, щипцы, кусачки и др. Некоторые манипуляции, совершаемые врачом, также есть реализация рычага (врач-стоматолог при удалении зуба использует закон сохранения момента силы). 

Многие методы диагностики и лечения базируются на использовании физических принципов: работа медицинского термометра основана на тепловом расширении ртути, в основе устройства стетоскопа (фонендоскопа), используемого при аускультации, лежат свойства колебаний и волн.

Еще в 19 веке студенты-медики изучали физику на очень серьезном уровне. В настоящее время физика также присутствует в ряде изучаемых дисциплин, но студенты зачастую не считают ее изучение столь уж важным. Эта ситуация должна быть исправлена, поскольку физика внедряется в медицину все более и более ускоренными темпами: лазерная хирургия, ультразвуковые исследования мягких тканей, магнитно-резонансная томография, рентген, операции с помощью гамма-скальпеля и др.

В настоящее время диагностические исследования разной степени сложности и максимально безопасные оперативные вмешательства можно проводить лишь с использованием современных технических устройств, разрабатываемых и обслуживаемых физиками. В компетенцию врача, разумеется, не входит настройка и ремонт используемого оборудования, но понимать принципы, лежащие в основе работы устройства, он должен.

Вот почему в процессе обучения студентов физике в медицинском вузе необходимо освещать разделы, непосредственно связанные с медициной. Важную роль в образовательном процессе играют современные мультимедийные технологии. Используемые на лекционных и практических занятиях демонстрационные устройства позволяют усовершенствовать процесс обучения и детально ознакомить будущих медиков с физическими методами, используемыми в современной медицинской диагностике, лечении.


Библиографическая ссылка

Хабибулина О.Л. РОЛЬ ФИЗИКИ В МЕДИЦИНСКОМ ОБРАЗОВАНИИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 4-1. – С. 302-304;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=8914 (дата обращения: 29.05.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074