Место и роль математики в медицине. Лекция.
учебно-методический материал

Лекция 1.

Место и роль математики в медицине

«Математику уже затем учить надо, что она ум в порядок приводит»

М.В. Ломоносов

«Математика – гимнастика ума»

А.В. Суворов

«Математика – царица наук, арифметика – царица математики»

К.Ф. Гаусс

Математика – наука абстрактная, но она является неотъемлемой частью жизни каждого из нас.

Ежедневно, даже не подозревая об этом, каждый человек сталкивается с математикой. Уже утром думает над тем, во сколько нужно выйти из дома, чтобы успеть добраться до места работы или учебы вовремя. Например, после работы, зайдя в магазин, подсчитывает, хватит ли средств на те или иные продукты, или сколько именно необходимо купить продуктов для приготовления трех порций ужина, или хватит ли бензина, чтобы добраться до места назначения и многое другое. Как говорил русский и советский математик Крылов А. Н. «Рано или поздно всякая правильная математическая идея находит применение в том или ином деле». Получается, что математика необходима каждому человеку, чем бы он ни занимался в повседневной жизни или в профессиональной деятельности. Не смотря на то, что математика фундаментальная наука, она до сих пор не относится к группе естественных наук, но является при этом неотъемлемой их частью, помогая описывать точное необходимое содержание и получать новые знания.

«Еще в 15 веке основатель точного естествознания известный астроном и физик Галилео Галилей отметил в одном из своих трудов — «Книга природы написана на языке математики», его слова подтвердил немецкий философ Иммануил Кант в 17 веке следующими словами — «Во всякой науке столько истины, сколько в ней математики», точку поставил немецкий математик Давид Гильберт в 19 веке — «Математика — основа всего точного естествознания». [2, с.2]

В современном мире, когда основой образования является ценностная парадигма, когда здоровье человека зависит от его творческих способностей, душевного равновесия, нравственных качеств и еще целого ряда причин, медицина, как никогда, становится близка с фундаментальными науками. Медицина играет важную роль в структуре образовании, определяя вариативность учебных планов на всех ступенях образования будь то дошкольное образование или университет, дополнительное образование или образование для взрослых. Математика и медицина связаны прочной незримой нитью между собой. Но несведущим в этих областях людям кажется, что эти науки несовместимы.

Где же все-таки можно применять математику в медицине? Зачем математика медикам?

Конечно, при постановке диагноза врач напрямую не использует математику, но даже при сборе анамнестических данных, например, проверить пульс и сравнить его с нормой для данного пациента, нужны математические знания, так как пульс является квадратным корнем из роста пациента. А если говорить о назначениях врача и манипуляциях, которые выполняет медицинская сестра, то здесь связь проявляется, например, в расчете суточной дозировки препарата, или в расчете концентрации препарата при его разведении. Ведь если неверно выполнить расчет дозировки, то пациент может получить осложнения, анафилактический шок, или еще хуже, умереть. Это далеко не все области применения математики в медицине, их спектр гораздо больше. Уже опираясь на вышесказанное, можно сказать о том, что связь математики с медициной есть, и роль и влияние математики на профессиональную деятельность медицинских работников очень велика.

Большое место в современной медицине занимает математическая статистика. Статистика (от латинского status — состояние дел) - изучение количественной стороны массовых общественных явлений в числовой форме. Связь математики и статистики – это не только исследование демографических показателей. Прежде всего математическая статистика направлена на вопросы повышения качества оказания медицинской помощи населению, которые способствуют снижению показателей заболеваемости и смертности, а также увеличению продолжительности жизни.

Математика широко применяется в кардиологии. Расшифровка кардиограммы, использование компьютеного томографа, аппарата УЗИ – всё это невозможно правильно применять и читать без математичесих знаний. Современные приборы позволяют врачам «видеть» человека изнутри, правильно устанавливать диагноз и назначать эффективное лечение. Созданием таких приборов занимаются инженеры, использующие аппарат физико-математических исследований. Ритмы сердца и движение математического маятника, рост бактерий и геометрическая прогрессия, формула ДНК - все это примеры применения математических расчетов в медицине.

Математика играет одну из главных ролей при создании и применении лекарств в фармакологии. Лечебный эффект лекарства зависит не только от вида составляющих, но и от пропорций, в которых они входят в него. Фармацевт должен уметь решать задачи на пропорцию и концентрацию растворов. На упаковке лекарства мы можем прочитать состав и количественные показатели ингредиентов, активных веществ, указания о норме и времени приема лекарства – и это тоже математика.

Связь математики и гигиены также очень важна. Все расчеты и анализ данных, связанные с качеством окружающей среды, расчет питания человека с учетом разных факторов, всё это невозможно без математических знаний и навыков.

Математика тесно связана с педиатрией. Ребенок только появился, а первые цифры в его жизни уже звучат: дата рождения, рост, вес. Кормление ребёнка также требует подсчёта формул.

В акушерстве также используется математика, например, чтобы узнать какой срок беременности, мы подсчитываем по формуле данные взятые у мамы.

Составим таблицу, в которой отразим связь разных областей медицины и математики.

Таблица 1.

Данную таблицу предлагаем продолжить самостоятельно, записав в неё и другие области медицины, а также значимость математических знаний для каждого указанного раздела медицинских наук.

В настоящее время широко применяются математические методы в биофизике, биохимии, генетике, физиологии, медицинском приборостроении, создании биотехнических систем. Развитие математических моделей и методов способствует: расширению области познания в медицине; появлению новых высокоэффективных методов диагностики и лечения, которые лежат в основе разработок систем жизнеобеспечения; созданию медицинской техники.

Такие области медицины, как теория эпидемии, даже организация медицинской службы, так же сложно представить без знаний математики. Значимость математики для медицинских профессий очевидна.

В последние годы активное внедрение в медицину методов математического моделирования и создание автоматизированных, в том числе и компьютерных, систем существенно расширило возможности диагностики и терапии заболеваний.

Подводя итог вышесказанного, можно сказать, что математическая компетентность будущего медицинского работника складывается не столько из математической подготовки, а сколько из математических знаний, которые он будет использовать в профессиональной деятельности при решении задач.

Литература:

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/ 
2. Место и роль математики в медицине / Т.И. Сологубова, Е.И. Кондратьева // Бюллетень науки и практики. — 2017. — № 11. — С. 201-204. — ISSN 2414-2948. — Текст: электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/journal/issue/302713