занятие  на  тему:

«Физика в профессии врача».

(из цикла занятий по элективному курсу «Физика в твоей будущей профессии».)

Автор – составитель:

педагог дополнительного образования

Хабибуллина Н.Т.

Физика в профессии врача.

Цель: Определение роли и места науки физика в работе медицинских работников.

Задачи:

- объяснение и наглядная демонстрация значения физики в диагностике и   лечении   заболеваний.

  - навыки работы с некоторыми медицинскими приборами.

   - воспитание интереса к профессии врача и медицинской сестры.

Организация достижения целей:

Целенаправленная внеклассная и внешкольная воспитательная работа;

Связь с социосредой (родителями, культурой и природой).

Основной материал: сердце и кровеносная система, биотоки, скорость кровотока, радиоактивный физраствор, рентгеновские лучи, импульсный ток, плазменный скальпель,лазер,очки.

Демонстрации: прибор для измерения давления крови, массажная кровать, электрокардиограмма, рентгеновские снимки, импульсы тока с помощью осциллографа.

Приборы и материалы:

                                                   План занятия.

1.

2. Выставка приборов.

3. Кровеносная система и сердце.

 4.  Практическая часть: измерение давления крови.

      Как делают укол и закапывают капли?

        шприц, пипетка.

     Практическая часть: опыт- поднятие воды за поршнем.

5. Физика в диагностике заболеваний:

   - биотоки.

   - скорость кровотока.

   - рентгеновские лучи.

   - импульсный ток – Электросон.

   - плазменный скальпель.

   - лазер.

   - очки.

                                                   Ход урока.

1.Приветствие.

   Ознакомление с целями занятия.

2. Выставка приборов.

Физика и медицина... Наука о явлениях природы и наука о болезнях человека, их лечении и предупреждении...

В настоящее время обширна линия соприкосновения этих наук, и их контакты все время расширяются и упрочняются. Нет ни одной области медицины, где бы не применялись физические приборы для установления заболеваний и их лечений. (Демонстрирует и объясняет действие простейших медицинских приборов: термометра, шприца, капельницы, медицинских банок, стетоскопа и т. д., показывает опыты, на основе которых устроены приборы.)

3. Кровеносная система и сердце.

Важнейшей частью организма человека является кровеносная система. Действие кровеносной системы человека можно сравнить с работой гидравлической машины. Сердце работает подобно насосу, который гонит кровь через кровеносные сосуды. Во время сжатия сердца кровь выталкивается из сердца в артерии, проходит через клапаны, не пускающие ее обратно в сердце. Затем оно расслабляется и в продолжение этого времени наполняется кровью из вен и легких. (Демонстрация наглядного пособия из кабинета биологии.) Открытие простых способов измерения кровяного давления облегчило врачам возможность распознавать болезни, признак которых — ненормальное давление крови. Тот факт, что жидкость производит давление, которое можно измерить, доказывается с помощью простого опыта. В сосуд с подкрашенной водой опускают круглую коробочку, одна сторона которой затянута резиновой пленкой. Эта коробочка соединяется с манометром. Опуская ее в жидкость, мы убеждаемся в том, что на различных глубинах жидкость производит различное давление. Прибор для измерения давления крови состоит из манжеты, нагревателя и манометра. При измерении кровяного давления манжету обертывают вокруг руки выше локтевого сустава. Затем в манжету накачивают воздух до тех пор, пока ток крови в главной артерии не прекращается. Врач при помощи стетоскопа выслушивает эту артерию, одновременно постепенно выпуская воздух из манжеты. Когда давление в манжете станет меньше давления крови, врач снова услышит пульсацию крови в артерии. Это будет наибольшее давление крови (время сжатия сердца). Изменение звука покажет, что манжета больше не препятствует току крови, тогда снова замечают показание манометра. Это давление будет наименьшим. У здоровых людей кровяное давление 120—125 мм рт. ст./ 70—75 мм рт. ст.

А теперь расскажем о другом физическом явлении в организме человека. Оказывается, что при напряжении мышцы в ней появляется электрический потенциал, отрицательный по отношению к другим ненапряженным мышцам. Возникают токи, называемые биотоками. Биотоки имеют применение в диагностике заболеваний сердечной мышцы. При работе сердца происходят периодические ослабления и напряжения различных частей сердечной мышцы — миокарды. Это связано с возникновением разности потенциалов между ее возбужденной и невозбужденной частью. Вследствие этого на поверхности тела появляются области с различными потенциалами, разность между которыми можно регистрировать при помощи малоинерционного вибрационного гальванометра с фотографической записью. Эта установка называется электрокардиографом. (Показывает фотографию прибора и сравнивает его на опыте с работой осциллографа, показывает различные электрокардиограммы.)

Физика помогает диагностике заболеваний. Мы уже говорили о том, что у больного человека происходят всевозможные изменения скорости кровотока.

Скорость кровотока можно определить по наблюдениям (при помощи специальных счетчиков излучений) за перемещением порции радиоактивного физического раствора, введенного в вену. В вену ноги вводится раствор радиоактивного хлористого натрия (изотоп натрия —Na²⁴— γ-излучатель). На другой ноге устанавливается гамма-счетчик, снабженный автоматической засечкой времени с момента введения изотопа в организм человека до момента регистрации излучения счетчиком (показ действия счетчика Гейгера).

А в биологии вы по-другому измеряете скорость кровотока.( Выступление ученика).

В диагностике заболеваний широко применяются рентгеновские лучи для определения изменений в костях и мягких тканях.

Кости по химическому составу отличаются от покрывающих их мягких тканей. Молекулы кости поглощают рентгеновские лучи в 150 раз сильнее, чем ткани. Поэтому на экране кость резко выделяется на светлом фоне мышц и все изменения в ней,— трещины, переломы, вывихи — хорошо видны. Особенно хорошо видны инородные тела в теле человека. (Демонстрация рентгеноснимков.)

Менее отчетливо просвечиваются опухоли, туберкулезные изменения в легких. Когда нужно получить изображение стенок полостей (пищевод, желудок), больному дают рентгеноконтрастный состав. «Бариевая каша» (ВаSO₄) имеет рентгеноконтрастные свойства.

Импульсный ток заменяет действие снотворных медикаментов, искусственно подавляющих деятельность клеток мозга. Все снотворные в той или иной мере вредны. Засыпанию может способствовать однообразное, монотонное повторение звуков. Сон наступает из-за торможения такими воздействиями клеток коры больших полушарий мозга. Экспериментально показано, что такое же торможение может быть вызвано импульсивными электрическими токами. Для создания кратковременных токов применяются или специальные прерыватели тока, или индукторы типа катушки Румкорфа. Аппарат «Электросон» —ламповый генератор импульсов, напряжений постоянной полярности, прямоугольной формы с периодом от 0,5 до 0,008 с. Длительность импульсов 1—4 с. Импульсы создаются за счет разряда конденсаторов. Больной лежит в затемненной комнате. Электроды от генератора накладываются на голову («+»—на закрытые глаза, « — » — позади ушных раковин). Под действием импульсов больной засыпает. (Демонстрация импульсов тока с помощью осциллографа.)

Кровотечение — неприятная помеха при операциях, так как око ухудшает обзор операционного поля и может привести к обескровливанию организма.

В помощь хирургу были созданы миниатюрные генераторы высокотемпературной плазмы. Это устройство использует преимущества плазменной струи: ионизированное газообразное состояние и высокую температуру, высокую энергию. Энергия плазмы в этом устройстве может регулироваться. Так как плазма газообразна и высокотемпературна, она может двигаться с большой скоростью. Плазма вовлекает в поток нагретые продукты испарения и ограничивает этим передачу тепла к соседним тканям.

Этот скальпель работает на инертном газе (аргоне) при давлении 300—1000 Па. Электрическое питание подводится от источника постоянного тока мощностью 300—400 Вт. Плазменный скальпель рассекает ткань, кости без крови. Раны после операции заживают быстрее.

Лазеры широко применяются в науке и технике. В медицине они используются в области хирургии. Сложнейшие операции на мозге выполняют с помощью лазеров. Узкий пучок света большой мощности может поразить очень малый Участок больной ткани, не повредив соседние здоровые участки. Это очень ценное свойство для нейрохирургии. Ведь часто хирург не может скальпелем «проложить дорогу» к поврежденному участку мозга.

Лазер используют и онкологи. Мощный лазерный пучок соответствующего диаметра уничтожает злокачественную опухоль.

Высокая монохроматичность и направленность, большая спектральная плотность мощности — вот те качества, которые выделяют лазер среди других источников излучения и которые обеспечили ему такую популярность и славу. (Демонстрация лазера из комплекта L -микро.)

Новый ассистент хирурга — кибернетический «комбайн». Это машина, которая суммирует данные о кровяном давлении, пульсе, дыхании, составе крови, деятельности коры головного мозга и т. д.

Врач-инженер может предупредить хирурга о грозной опасности — остановке сердца. Вовремя принятые меры помогают вывести больного из состояния клинической смерти. Хирург благополучно закончит операцию. При операциях применяют аппарат, вызывающий искусственное движение крови, когда сердце оперируемого на время останавливается и хирург оперирует на «сухом сердце». (Демонстрация действия МК-64.)

В заключение мы покажем вам прибор, которым, к сожалению, пользуются многие из вас, — очки. Обратите внимание на толщину и форму линз различных очков. (Демонстрация преломляющего действия линз и объяснение на схемах хода, лучей света в нормальном, близоруком и дальнозорком глазе.)

4. Наверное, всем из вас делали укол, брали кровь на анализы. Давайте посмотрим на это с физической точки зрения.

     Опыт: поднятие воды за поршнем.

     Есть что-то общее?

     Делаем выводы.

5.А теперь все вместе идем в нашу местную больницу, где нам все это покажут в действии.

    - Идем - те, нас уже ждут.

(моменты экскурсии смотрите  в презентации)

   Таким образом, слова физика и медицина неразделимы. Наука о явлениях природы играет большую роль в науке о болезнях человека, их лечении и предупреждении.

Домашнее задание: найти физическое объяснение применению медицинских банок (термометра).