Вводная лекция по курсу медицинской и биологической физики

Вводная лекция

по курсу медицинской и биологической физики для студентов первого курса

В течение многих веков основным «оружием» медика был его врачебный опыт и разнообразные химические препараты растительного и животного происхождения. Но, начиная с XIX века, ситуация стала меняться, появились физические приборы и методы, с помощью которых медики во-первых, получали информация о функциональном состоянии пациентов, а, во-вторых, оказывали желаемое воздействие на отдельные органы человека и организм в целом. Кроме того, развитие физики привело к выяснению механизмов многих процессов, происходящих в организме человека

В связи с этим современному медику необходим определенный объем знаний физики и биофизики, что в дальнейшем позволит работать с физическими приборами, корректно интерпретировать информацию, полученную с использованием физических методов и выбирать оптимальные способы воздействия на организм человека с помощью физических методов. Появление все новых физических методов и приборов в медицине вынуждает медиков знакомиться с основами действия этих приборов, и теми возможностями, которые эти приборы представляют. Все это невозможно сделать без знаний фундаментальных основ физики.

Курс медицинской и биологической физики включает в себя целый комплекс предметов: основы дифференциального интегрального исчисления, теория вероятностей и математическая статистика, основы информатики, собственно курс биологической физики, который включает в себя разделы, посвященные рассмотрению механики, гидродинамики, сопромата, теории колебаний и волн, теории электромагнетизма, оптики, термодинамики, процессов диффузии и мембранных процессов, квантовой теории. Все эти разделы   физики   в   нашем   курсе   излагаются   с   учетом   специализации  слушателей, то есть в рамках соответствующих разделов физического курса анализируются особенности структуры и функционирования различных органов человека

Так, важнейшее значение для жизнедеятельности человека имеют сенсорные органы, с помощью которых человек получает информацию об окружающей среде. Для того, чтобы исследовать и лечить заболевания соответствующих сенсорных органов, врачу необходимы знания физических основ процессов, протекающих в этих органах. В связи с этим в программе курса введены разделы, посвященные изучению процессов поглощения квантов света клетками сетчатки глаза и восприятия звуковых волн органами слуха.

Физические процессы, связанные с функционированием организма человека, такие, как генерация биопотенциалов, процессы мышечного сокращения сопровождаются генерацией электрического магнитного полей. В настоящее время характеристики электрического поля, генерируемого в процессе сокращения сердца, используются для получения информации о состоянии этого органа. Методы электрокардиографии и в более отдаленной перспективе, магнитокардиографии, позволяют оценить состояние сердца, выявить различные нарушения его деятельности. Знание физических механизмов, приводящих к генерации переменных электрических полей в процессе сердечного сокращения, понимание физических основ регистрации электрических полей сердца, безусловно, важны для врача - и поэтому в курс медицинской и биологической физики включен раздел, посвященный этому вопросу.

В последние десятилетия идет процесс насыщения медицины разнообразными физическими приборами, предназначенными как для анализа  состояния  пациента,  так  и для дозированного  воздействия на различные органы человека. Среди этих приборов такие устройства, как лазеры, рентгеновские и магнитные компьютерные томографы. Для успешного применения всех этих приборов врач должен понимать, какого рода информацию о функциональном состоянии пациента можно получить с помощью новой техники, и как, используя новые физические методы, можно воздействовать на организм человека.

Кроме непосредственной работы с пациентами, современный врач сталкивается с большим объемом работы по анализу историй болезней, статистическому анализу особенностей распространения и протекания различных заболеваний. В настоящее время для подобного рода работы все шире применяется компьютерная техника. Современный врач должен быть овладеть основами компьютерного дела, уметь работать с базовыми компьютерными программами, уметь производить с помощью компьютера разнообразные статистические вычисления. Компьютер представляет собой физический прибор и в связи с этим именно в курс медицинской и биологической физики включен раздел, посвященный основам информатики и статистических методов анализа, практические занятия в компьютерном классе. Кроме этого, в процессе обучения с помощью компьютера осуществляется тестовый контроль уровня знаний студентов.