Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 273
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ГАПОУ Оренбургский областной медицинский колледжРефератНа тему: «Роль математики в медицине»Подготовила: Иванова А. А.Оренбург, 2022Содержание1. Введение2. Леонардо Да Винчи – математик и анатом3. Математика в медицине4. Области применения математических методов5. Математика и фармакология6. История развития понятия «деонтология»7. Заключение8. Список литературыВведениеВыдающийся итальянский физик и астроном, один из основателей точного естествознания, Галилео Галилей (1564-1642) говорил, что "Книга природы написана на языке математики". Почти через двести лет родоначальник немецкой классической философии Иммануил Кант (1742-1804) утверждал, что "Во всякой науке столько истины, сколько в ней математики". Наконец, ещё через почти сто пятьдесят лет, практически уже в наше время, немецкий математик и логик Давид Гильберт (1862-1943) констатировал: "Математика - основа всего точного естествознания"Приведенные высказывания великих ученых дают полное представление о роли и значении математики во всех областях жизни людей.Математика имеет почти такое же значение для остальных наук, как и логика. Роль математики заключается в построении и анализе количественных математических моделей, а также в исследовании структур, подчинённых формальным законам. Обработка и анализ экспериментальных результатов, построение гипотез и применение научных теорий в практической деятельности требует использования математики.Степень разработанности математических методов в научнойдисциплине служит объективной характеристикой глубины знаний обизучаемом предмете. Явления в физики и химии описываютсяматематическими моделями достаточно полно, в результате эти наукидостигли высокой степени теоретических обобщений.Математическое моделирование как нормальных физиологических, таки патологических процессов является в настоящее время одним из самыхактуальных направлений в научных исследованиях. Дело в том, чтосовременная медицина представляет собой в основном экспериментальнуюнауку с огромным эмпирическим опытом воздействия на ход тех или иныхболезней различными средствами. Что же касается подробного изучения
процессов в биосредах, то их экспериментальное исследование являетсяограниченным, и наиболее эффективным аппаратом их исследованияпредставляется математическое моделирование.Попытки использовать математическое моделирование вбиомедицинских направлениях начались в 80-х гг. 19 в. Идея корреляционного анализа, выдвинутая английским психологом иантропологом Гальтоном и усовершенствованная английским биологом иматематиком Пирсоном, возникла как результат попыток обработкибиомедицинских данных. Начиная с 40-х гг. 20 в. математические методыпроникают в медицину и биологию через кибернетику и информатику.Первым примером упрощенного описания живых систем в медицине ибиологии была модель черного ящика, когда все выводы делались только наоснове изучения реакций объекта (выходов) на те или иные внешниевоздействия (входы) без учета внутренней структуры объекта.Соответствующее описание объекта в понятиях вход— выход оказалосьнеудовлетворительным т.к. оно не учитывало изменения его выходныхреакций на одно и то же воздействие из-за влияния внутренних изменений вобъекте. Поэтому метод черного ящика уступил место методам пространствасостояний, в которых описание дается в понятиях вход — состояние —выход. Наиболее естественным описанием динамической системы в рамкахтеории пространства состояний является компартментальное моделирование,где каждому компартменту соответствует одна переменная состояния. В тоже время соотношения вход — выход по-прежнему широко используютсядля описания существенных свойств биологических объектов.Выбор тех или иных математических моделей при описании иисследовании биологических и медицинских объектов зависит как отиндивидуальных знаний специалиста, так и от особенностей решаемых задач.Например, статистические методы дают полное решение задачи во всехслучаях, когда исследователя не интересует внутренняя сущность процессов,лежащих в основе изучаемых явлений. Когда знания о структуре системы,механизмах ее функционирования, протекающих в ней процессах ивозникающих явлениях могут существенно повлиять на решенияисследователя, прибегают к методам математического моделированиясистем.
Под руководством И.М. Гельфанда был развит целый подход,позволяющий формализовать врачебные знания на основе гипотезыструктурной организации данных о человеке, и таким путем получать вклинической медицине результаты, сравнимые по своей строгости срезультатами экспериментальных наук, при полном соблюдении этическихзаконов медицины.Широко применяются математические методы в биофизике, биохимии,генетике, физиологии, медицинском приборостроении, созданиибиотехнических систем. Развитие математических моделей и методовспособствует: расширению области познания в медицине; появлению новыхвысокоэффективных методов диагностики и лечения, которые лежат в основеразработок систем жизнеобеспечения; созданию медицинской техники.В последние годы активное внедрение в медицину методовматематического моделирования и создание автоматизированных, в томчисле и компьютерных, систем существенно расширило возможностидиагностики и терапии заболеваний.Одной из разновидностей медицинских компьютерныхдиагностических систем является диагностика с постановкой конкретногодиагноза на основе имеющейся информации.При математическом моделировании выделяют два независимых кругазадач, в которых используют модели. Первый носит теоретический характери направлен на расшифровку структуры систем, принципов еефункционирования, оценку роли и потенциальных возможностей конкретныхрегуляторных механизмов.Другой круг задач имеет практическую направленность. В медицинеони применяются, например, с целью получения конкретных рекомендацийдля индивидуального больного или группы однородных больных:определение оптимальной суточной дозы препарата для данного больногопри различных режимах питания и физической нагрузки.Леонардо Да Винчи – математик и анатомЛеонардо Да Винчи говорил: «Пусть не читает меня в основах моих тот, кто не математик». Пытаясь найти математическое обоснование законов природы, считая математику могучим средством познания, он применяет ее даже в такой науке, как анатомия.
Пытаясь найти математическое обоснование законов природы, считая математику могучим средством познания, он применяет ее даже в такой науке, как анатомия. Он изучал труды врачей Авиценны (Ибн-Сины), Витрувия, Клавдия Галена и многих др. Весьма прискорбно, что рукописи Леонардо до середины XVIII века пребывали в неизвестности и дошли до нас не полностью, в разрозненном виде. Леонардо изучал анатомию в ее обширном целом и со всей глубиной. С величайшей тщательностью он изучал каждую часть человеческого тела. И в этом превосходство его всеобъемлющего гения. Леонардо можно считать за лучшего и величайшего анатома своей эпохи. И, более того, он несомненно первый, положивший начало правильному анатомическому рисунку. Труды Леонардо в том виде, в каком мы имеем их в настоящее время, являются результатом огромной работы ученых, которые расшифровали их, подобрали по тематике и объединили в трактаты применительно к планам самого Леонардо.Работа над изображением тел человека и животных в живописи и скульптуре пробудила в нем стремление познать строение и функции организма человека и животных, привела к обстоятельному изучению их анатомии.Еще будучи учеником в мастерской художника Вероккио, Леонардо познакомился с анатомическими воззрениями крупнейших ученых древности от Аристотеля до Галена и Авиценны. Однако Леонардо, основываясь на наблюдении и опыте, приобрел более правильное представление о структуре органов тела человека и животных.Один из современников, посетивший Леонардо в 1517 г., писал: «Этот человек так детально разобрал анатомию человека, показав на рисунках части тела, мышцы, нервы, вены, связки и все остальное, как никто не сделал этого до него. Все это мы видели своими глазами» Преодолев все трудности, Леонардо сам занимался анатомированием и оставил подробное наставление, как производить его. Он изобрел модель из стекла для изучения клапанов сердца. Он первый стал делать распилы костей вдоль и поперек, для подробного изучения их структуры, ввел в практику зарисовку всех изучаемых им органов во время анатомирования. И этим объясняется необычайно правильное и реалистическое изображение людей и животных в его живописи и скульптуре. Точнее всего Леонардо изображает и описывает скелет, впервые совершенно правильно представляя и изображая его пропорции; он также первый точно определяет число позвонков крестца. Все анатомические изображения, сделанные до Леонардо, были условны, да и позднейшие художники не смогли превзойти Леонардо в этом искусстве. Все совершенное Леонардо в анатомии - грандиозно и явилось основой для новых величайших достижений. Леонардо стремился путем опыта выяснить функции отдельных частей человеческого тела. Изучая каждую часть, Леонардо воспринимал человеческий организм как нераздельное целое и называл его «прекрасным инструментом». Интересуясь движениями человеческого тела и тела животных, Леонардо изучал не только строение мышц, но и их двигательную способность, способы их прикрепления к скелету и особенности этих прикреплений.
Исследования Леонардо касаются также функции мозга. Из органов чувств Леонардо наиболее подробно занимался органом зрения, который он считал «повелителем и князем прочих четырех чувств»; сначала он заинтересовался зрением как художник, вдохновенно видящий мир. «Неужели не видишь ты, - пишет Леонардо, - что глаз объемлет красоту всего мира... Он направляет и исправляет все искусства человеческие, двигает человека в разные части света. Он - начало математики…».По свидетельству Леонардо, он написал «120 книг по анатомии, при составлении которых», как он пишет, у него «не было недостатка в прилежании, а был только недостаток во времени». К сожалению, нам неизвестно о каких 120 книгах по анатомии упоминает Леонардо. До нас дошла только часть его анатомических записей и рисунков в виде отдельных листов. Эти рукописные книги, по свидетельству современников, были изумительно выполнены. Познавательная способность гения Леонардо да Винчи была беспредельна и неутомима: «Я не устаю, принося пользу, все труды неспособны утомить меня». Все свои исследования он старался пропустить сквозь призму математического анализа, наблюдая и изучая путем опыта окружающую природу всю свою жизнь.Имя Леонардо да Винчи - одного из величайших людей эпохи Возрождения - прочно вошло в историю человечества. Леонардо - великий строитель человеческой культуры. Его записи и замечательные зарисовки хранят неиссякаемый запас идей и гениальной изобретательности.Витрувианский человек - рисунок, сделанный Леонардо Да Винчи примерно в 1490-92 годах, как иллюстрация для книги, посвященной трудам Витрувия. Рисунок сопровождается пояснительными надписями, в одном из его журналов. На нем изображена фигура обнаженного мужчины в двух наложенных одна на другую позициях: с разведенными в стороны руками, описывающими круг и квадрат. Рисунок и текст иногда называют каноническими пропорциями. При исследовании рисунка можно заметить, что комбинация рук и ног в действительности составляет четыре различных позы. Поза с разведенными в стороны руками и не разведенными ногами, вписывается в квадрат ("Квадрат Древних"). С другой стороны, поза с раскинутыми в стороны руками и ногами, вписывается в круг. И, хотя, при смене поз, кажется, что центр фигуры движется, на самом деле, пуп фигуры, который является настоящим её центром, остается неподвижным.Далее идет описание соотношений между различными частями человеческого тела.В сопроводительных записях Леонардо да Винчи указал, что рисунок был создан для изучения пропорций (мужского) человеческого тела, как оно описано в трактатах античного римского архитектора Витрувия, который написал следующее о человеческом теле:
процессов в биосредах, то их экспериментальное исследование являетсяограниченным, и наиболее эффективным аппаратом их исследованияпредставляется математическое моделирование.Попытки использовать математическое моделирование вбиомедицинских направлениях начались в 80-х гг. 19 в. Идея корреляционного анализа, выдвинутая английским психологом иантропологом Гальтоном и усовершенствованная английским биологом иматематиком Пирсоном, возникла как результат попыток обработкибиомедицинских данных. Начиная с 40-х гг. 20 в. математические методыпроникают в медицину и биологию через кибернетику и информатику.Первым примером упрощенного описания живых систем в медицине ибиологии была модель черного ящика, когда все выводы делались только наоснове изучения реакций объекта (выходов) на те или иные внешниевоздействия (входы) без учета внутренней структуры объекта.Соответствующее описание объекта в понятиях вход— выход оказалосьнеудовлетворительным т.к. оно не учитывало изменения его выходныхреакций на одно и то же воздействие из-за влияния внутренних изменений вобъекте. Поэтому метод черного ящика уступил место методам пространствасостояний, в которых описание дается в понятиях вход — состояние —выход. Наиболее естественным описанием динамической системы в рамкахтеории пространства состояний является компартментальное моделирование,где каждому компартменту соответствует одна переменная состояния. В тоже время соотношения вход — выход по-прежнему широко используютсядля описания существенных свойств биологических объектов.Выбор тех или иных математических моделей при описании иисследовании биологических и медицинских объектов зависит как отиндивидуальных знаний специалиста, так и от особенностей решаемых задач.Например, статистические методы дают полное решение задачи во всехслучаях, когда исследователя не интересует внутренняя сущность процессов,лежащих в основе изучаемых явлений. Когда знания о структуре системы,механизмах ее функционирования, протекающих в ней процессах ивозникающих явлениях могут существенно повлиять на решенияисследователя, прибегают к методам математического моделированиясистем.
Под руководством И.М. Гельфанда был развит целый подход,позволяющий формализовать врачебные знания на основе гипотезыструктурной организации данных о человеке, и таким путем получать вклинической медицине результаты, сравнимые по своей строгости срезультатами экспериментальных наук, при полном соблюдении этическихзаконов медицины.Широко применяются математические методы в биофизике, биохимии,генетике, физиологии, медицинском приборостроении, созданиибиотехнических систем. Развитие математических моделей и методовспособствует: расширению области познания в медицине; появлению новыхвысокоэффективных методов диагностики и лечения, которые лежат в основеразработок систем жизнеобеспечения; созданию медицинской техники.В последние годы активное внедрение в медицину методовматематического моделирования и создание автоматизированных, в томчисле и компьютерных, систем существенно расширило возможностидиагностики и терапии заболеваний.Одной из разновидностей медицинских компьютерныхдиагностических систем является диагностика с постановкой конкретногодиагноза на основе имеющейся информации.При математическом моделировании выделяют два независимых кругазадач, в которых используют модели. Первый носит теоретический характери направлен на расшифровку структуры систем, принципов еефункционирования, оценку роли и потенциальных возможностей конкретныхрегуляторных механизмов.Другой круг задач имеет практическую направленность. В медицинеони применяются, например, с целью получения конкретных рекомендацийдля индивидуального больного или группы однородных больных:определение оптимальной суточной дозы препарата для данного больногопри различных режимах питания и физической нагрузки.Леонардо Да Винчи – математик и анатомЛеонардо Да Винчи говорил: «Пусть не читает меня в основах моих тот, кто не математик». Пытаясь найти математическое обоснование законов природы, считая математику могучим средством познания, он применяет ее даже в такой науке, как анатомия.
Пытаясь найти математическое обоснование законов природы, считая математику могучим средством познания, он применяет ее даже в такой науке, как анатомия. Он изучал труды врачей Авиценны (Ибн-Сины), Витрувия, Клавдия Галена и многих др. Весьма прискорбно, что рукописи Леонардо до середины XVIII века пребывали в неизвестности и дошли до нас не полностью, в разрозненном виде. Леонардо изучал анатомию в ее обширном целом и со всей глубиной. С величайшей тщательностью он изучал каждую часть человеческого тела. И в этом превосходство его всеобъемлющего гения. Леонардо можно считать за лучшего и величайшего анатома своей эпохи. И, более того, он несомненно первый, положивший начало правильному анатомическому рисунку. Труды Леонардо в том виде, в каком мы имеем их в настоящее время, являются результатом огромной работы ученых, которые расшифровали их, подобрали по тематике и объединили в трактаты применительно к планам самого Леонардо.Работа над изображением тел человека и животных в живописи и скульптуре пробудила в нем стремление познать строение и функции организма человека и животных, привела к обстоятельному изучению их анатомии.Еще будучи учеником в мастерской художника Вероккио, Леонардо познакомился с анатомическими воззрениями крупнейших ученых древности от Аристотеля до Галена и Авиценны. Однако Леонардо, основываясь на наблюдении и опыте, приобрел более правильное представление о структуре органов тела человека и животных.Один из современников, посетивший Леонардо в 1517 г., писал: «Этот человек так детально разобрал анатомию человека, показав на рисунках части тела, мышцы, нервы, вены, связки и все остальное, как никто не сделал этого до него. Все это мы видели своими глазами» Преодолев все трудности, Леонардо сам занимался анатомированием и оставил подробное наставление, как производить его. Он изобрел модель из стекла для изучения клапанов сердца. Он первый стал делать распилы костей вдоль и поперек, для подробного изучения их структуры, ввел в практику зарисовку всех изучаемых им органов во время анатомирования. И этим объясняется необычайно правильное и реалистическое изображение людей и животных в его живописи и скульптуре. Точнее всего Леонардо изображает и описывает скелет, впервые совершенно правильно представляя и изображая его пропорции; он также первый точно определяет число позвонков крестца. Все анатомические изображения, сделанные до Леонардо, были условны, да и позднейшие художники не смогли превзойти Леонардо в этом искусстве. Все совершенное Леонардо в анатомии - грандиозно и явилось основой для новых величайших достижений. Леонардо стремился путем опыта выяснить функции отдельных частей человеческого тела. Изучая каждую часть, Леонардо воспринимал человеческий организм как нераздельное целое и называл его «прекрасным инструментом». Интересуясь движениями человеческого тела и тела животных, Леонардо изучал не только строение мышц, но и их двигательную способность, способы их прикрепления к скелету и особенности этих прикреплений.
Исследования Леонардо касаются также функции мозга. Из органов чувств Леонардо наиболее подробно занимался органом зрения, который он считал «повелителем и князем прочих четырех чувств»; сначала он заинтересовался зрением как художник, вдохновенно видящий мир. «Неужели не видишь ты, - пишет Леонардо, - что глаз объемлет красоту всего мира... Он направляет и исправляет все искусства человеческие, двигает человека в разные части света. Он - начало математики…».По свидетельству Леонардо, он написал «120 книг по анатомии, при составлении которых», как он пишет, у него «не было недостатка в прилежании, а был только недостаток во времени». К сожалению, нам неизвестно о каких 120 книгах по анатомии упоминает Леонардо. До нас дошла только часть его анатомических записей и рисунков в виде отдельных листов. Эти рукописные книги, по свидетельству современников, были изумительно выполнены. Познавательная способность гения Леонардо да Винчи была беспредельна и неутомима: «Я не устаю, принося пользу, все труды неспособны утомить меня». Все свои исследования он старался пропустить сквозь призму математического анализа, наблюдая и изучая путем опыта окружающую природу всю свою жизнь.Имя Леонардо да Винчи - одного из величайших людей эпохи Возрождения - прочно вошло в историю человечества. Леонардо - великий строитель человеческой культуры. Его записи и замечательные зарисовки хранят неиссякаемый запас идей и гениальной изобретательности.Витрувианский человек - рисунок, сделанный Леонардо Да Винчи примерно в 1490-92 годах, как иллюстрация для книги, посвященной трудам Витрувия. Рисунок сопровождается пояснительными надписями, в одном из его журналов. На нем изображена фигура обнаженного мужчины в двух наложенных одна на другую позициях: с разведенными в стороны руками, описывающими круг и квадрат. Рисунок и текст иногда называют каноническими пропорциями. При исследовании рисунка можно заметить, что комбинация рук и ног в действительности составляет четыре различных позы. Поза с разведенными в стороны руками и не разведенными ногами, вписывается в квадрат ("Квадрат Древних"). С другой стороны, поза с раскинутыми в стороны руками и ногами, вписывается в круг. И, хотя, при смене поз, кажется, что центр фигуры движется, на самом деле, пуп фигуры, который является настоящим её центром, остается неподвижным.Далее идет описание соотношений между различными частями человеческого тела.В сопроводительных записях Леонардо да Винчи указал, что рисунок был создан для изучения пропорций (мужского) человеческого тела, как оно описано в трактатах античного римского архитектора Витрувия, который написал следующее о человеческом теле: