A legfontosabb felfedezések az orvostudományban. Nagy fizikusok és felfedezéseik

A 21. század elejét számos felfedezés jellemezte az orvostudomány területén, amelyekről 10-20 évvel ezelőtt tudományos-fantasztikus regényekben írtak, és maguk a betegek is csak álmodozhattak róluk. És bár sok ilyen felfedezés hosszú megvalósítási út előtt áll klinikai gyakorlat, ezek már nem tartoznak a koncepcionális fejlesztések kategóriájába, hanem ténylegesen működő eszközök, bár még nem használják széles körben orvosi gyakorlat.

1. AbioCor műszív

2001 júliusában Louisville-ből (Kentucky) egy sebészcsoportnak sikerült új generációs műszívet beültetnie egy páciensbe. Az AbioCor nevű eszközt egy szívelégtelenségben szenvedő férfiba ültették be. A műszívet az Abiomed, Inc. fejlesztette ki. Bár korábban is használtak hasonló eszközöket, az AbioCor a legfejlettebb a maga nemében.

A korábbi verziókban a pácienst egy hatalmas konzolhoz kellett csatlakoztatni csöveken és vezetékeken keresztül, amelyeket a bőrén keresztül ültettek be. Ez azt jelentette, hogy a személy az ágyhoz volt kötve. Az AbioCor viszont teljesen autonóm módon létezik az emberi testen belül, és nem igényel további külső csöveket vagy vezetékeket.

2. Biomesterséges máj

A bio-mesterséges máj létrehozásának ötlete Dr. Kenneth Matsumurának jutott eszébe, aki úgy döntött, hogy új megközelítést alkalmaz a kérdésben. Egy tudós olyan eszközt készített, amely állatokból gyűjtött májsejteket használ. Az eszköz bio-mesterségesnek számít, mert biológiai és mesterséges anyagból áll. 2001-ben a TIME magazin a bioműmájat az év találmányának választotta.

3. Tablet kamerával

Egy ilyen tabletta segítségével a rák a legkorábbi stádiumban diagnosztizálható. A készüléket azzal a céllal hozták létre, hogy szűk helyeken kiváló minőségű színes képeket készítsenek. A kameratábla képes észlelni a nyelőcsőrák jeleit, körülbelül egy felnőtt körme szélessége és kétszer olyan hosszú.

4. Bionikus kontaktlencsék

A bionikus kontaktlencséket a Washingtoni Egyetem kutatói fejlesztették ki. Elasztikus kontaktlencséket sikerült összekapcsolniuk nyomtatott elektronikus áramkörrel. Ez a találmány segít a felhasználónak látni a világot azáltal, hogy számítógépes képeket helyez a saját látása fölé. A feltalálók szerint a bionikus kontaktlencsék hasznosak lehetnek a sofőrök és a pilóták számára azáltal, hogy útvonalakat, időjárási információkat, ill. járművek. Ezenkívül ezek a kontaktlencsék képesek nyomon követni az ember fizikai mutatóit, például a koleszterinszintet, a baktériumok és vírusok jelenlétét. Az összegyűjtött adatok vezeték nélküli átvitellel számítógépre küldhetők.

5. iLIMB bionikus kar

A David Gow által 2007-ben megalkotott iLIMB bionikus kéz volt a világ első mesterséges végtagja, amely öt egyedileg motorizált ujjal rendelkezik. A készülék használói különféle formájú tárgyakat – például poharak fogantyúit – vehetnek fel. Az iLIMB 3 különálló részből áll: 4 ujjból, hüvelykujjés tenyér. Mindegyik rész saját vezérlőrendszert tartalmaz.

6. Robot asszisztensek a műveletek során

A sebészek egy ideje robotkarokat használnak, de ma már létezik olyan robot, amely önállóan is képes műtétet végezni. A Duke Egyetem tudósainak egy csoportja már tesztelte a robotot. Döglött pulykákon használták (mivel a pulykahús állaga hasonló az emberi húshoz). A robotok sikerességét 93%-ra becsülik. Autonóm robotsebészekről persze még korai beszélni, de ez a találmány komoly lépés ebbe az irányba.

7. Gondolatolvasó eszköz

A "gondolatolvasás" a pszichológusok által használt kifejezés, amely magában foglalja a tudatalatti észlelést és elemzést nonverbális jelzések, mint például az arckifejezések vagy a fejmozgások. Az ilyen jelek segítenek az embereknek megérteni egymás érzelmi állapotát. Ez a találmány az MIT Media Lab három tudósának ötlete. A gondolatolvasó gép pásztázza a felhasználó agyi jeleit, és értesíti azokat, akikkel kommunikáció történik. Az eszközzel autista emberekkel dolgozhatunk.

8. Elekta Access

Az Elekta Axesse egy modern eszköz a rák elleni küzdelemben. Az egész test daganatainak kezelésére hozták létre - a gerincben, a tüdőben, a prosztatában, a májban és sok másban. Az Elekta Axesse többfélét egyesít funkcionalitás. Az eszközzel sztereotaxiás sugársebészet, sztereotaxiás sugárterápia, sugársebészet végezhető. A kezelés során az orvosoknak lehetőségük van 3D-s képet megfigyelni a kezelendő területről.

9. Exoskeleton eLEGS

Az eLEGS exoskeleton a 21. század egyik leglenyűgözőbb találmánya. Használata egyszerű, a betegek nem csak a kórházban, hanem otthon is viselhetik. A készülék lehetővé teszi, hogy álljon, sétáljon és akár lépcsőn is felmászik. Az exoskeleton 157 cm és 193 cm közötti magasságú és 100 kg súlyú emberek számára alkalmas.

10. Szemíró

Ezt az eszközt arra tervezték, hogy segítse az ágyhoz kötött emberek kommunikációját. A The Eye Writer az Ebeling Group, a Not Impossible Foundation és a Graffiti Research Lab kutatóinak közös alkotása. A technológia alapja az olcsó, nyílt forráskódú szoftverrel felszerelt szemkövető szemüveg. Ezek a szemüvegek lehetővé teszik a neuromuszkuláris szindrómában szenvedők számára, hogy a képernyőre rajzolással vagy írással kommunikáljanak úgy, hogy rögzítik a szemmozgásokat, és vonalakká alakítják a kijelzőn.

Ekaterina Martynenko

Az elmúlt év nagyon gyümölcsöző volt a tudomány számára. A tudósok különös előrehaladást értek el az orvostudomány területén. Az emberiség elképesztő felfedezéseket, tudományos áttöréseket tett, és számos hasznos gyógyszert hozott létre, amelyek minden bizonnyal hamarosan szabadon hozzáférhetők lesznek. Meghívjuk Önt, hogy ismerkedjen meg 2015 tíz legcsodálatosabb orvosi áttörésével, amelyek a közeljövőben minden bizonnyal komolyan hozzájárulnak az egészségügyi szolgáltatások fejlődéséhez.

A teixobactin felfedezése

2014-ben az Egészségügyi Világszervezet mindenkit figyelmeztetett, hogy az emberiség egy úgynevezett poszt-antibiotikum korszakba lép. És végül is kiderült, hogy igaza van. A tudomány és az orvostudomány 1987 óta nem igazán hozott létre új típusú antibiotikumokat. A betegségek azonban nem állnak meg. Minden évben új fertőzések jelennek meg, amelyek ellenállóbbak a meglévő gyógyszerekkel szemben. Ez a világ valós problémája lett. 2015-ben azonban a tudósok olyan felfedezést tettek, amelyről úgy vélik, hogy drámai változásokat fog hozni.

A tudósok felfedezték új osztály 25 antimikrobiális gyógyszerből származó antibiotikumok, köztük egy nagyon fontos gyógyszer, a teixobactin. Ez az antibiotikum elpusztítja a baktériumokat azáltal, hogy blokkolja azok képességét, hogy új sejteket termeljenek. Más szavakkal, a gyógyszer hatása alatt álló mikrobák nem tudnak idővel rezisztenciát kialakítani a gyógyszerrel szemben. A teixobactin a mai napig bevált magas hatásfok a rezisztens Staphylococcus aureus és számos, tuberkulózist okozó baktérium elleni küzdelemben.

A teixobactin laboratóriumi vizsgálatait egereken végeztük. A kísérletek túlnyomó többsége a gyógyszer hatékonyságát mutatta. Az emberi kísérletek 2017-ben kezdődnek.

Az orvosok új hangszálakat növesztettek

Az orvostudomány egyik legérdekesebb és legígéretesebb területe a szövetek regenerációja. 2015-ben új tétellel egészült ki a mesterségesen újraalkotott szervek listája. A Wisconsini Egyetem orvosai gyakorlatilag a semmiből megtanulták az emberi hangszálakat növeszteni.
Dr. Nathan Welhan vezette tudóscsoport olyan biomérnöki technológiával készült szövetet fejlesztett ki, amely képes utánozni a hangszalagok nyálkahártyájának működését, nevezetesen egy olyan szövetet, amely a hangszálak két lebenyének tűnik, amelyek vibrálnak az emberi beszéd létrehozásához. A donorsejteket, amelyekből ezt követően új szalagokat növesztettek, öt önkéntes betegtől vették. Laboratóriumi körülmények között a tudósok két hét alatt növesztették ki a szükséges szövetet, majd hozzáadták a gége mesterséges modelljéhez.

A létrejövő hangszálak által keltett hangot a tudósok fémesnek írják le, és egy robotkazoo (játékfúvós hangszer) hangjához hasonlítják. A tudósok azonban biztosak abban, hogy a hangszálak, amelyeket valós körülmények között hoztak létre (vagyis élő szervezetbe ültetve) szinte valódi hangszálaknak fognak hangzani.

Az emberi immunitású laboratóriumi egereken végzett legújabb kísérletek egyikében a kutatók úgy döntöttek, hogy megvizsgálják, vajon a rágcsálók szervezete elutasítja-e az új szövetet. Szerencsére ez nem történt meg. Dr. Welham biztos abban, hogy a szövetet az emberi szervezet nem fogja kilökni.

A rákellenes gyógyszer segíthet a Parkinson-kórban szenvedő betegeknek

A Tisinga (vagy nilotinib) egy tesztelt és jóváhagyott gyógyszer, amelyet általában a leukémia tüneteiben szenvedők kezelésére használnak. Azonban egy új tanulmány készült orvosi központ A Georgetown Egyetem tanulmánya azt mutatja, hogy a Tasing-féle gyógyszer nagyon hatékony gyógymód lehet Parkinson-kórban szenvedők motoros tüneteinek szabályozásában, motoros funkcióik javításában és a betegség nem motoros tüneteinek szabályozásában.

Fernando Pagan, a tanulmányt vezető orvosok egyike úgy véli, hogy a nilotinib-terápia a maga nemében elsőként hatékony kezelés lehet a kognitív és motoros funkciók hanyatlásának csökkentésében neurodegeneratív betegségekben, például Parkinson-kórban szenvedő betegeknél.

A tudósok hat hónapon keresztül 12 önkéntes betegnek adtak megnövelt nilotinib adagokat. Mind a 12 beteg, aki befejezte ezt a gyógyszeres vizsgálatot, javulást tapasztalt a motorfunkciókban. Közülük 10 szignifikáns javulást mutatott.

A vizsgálat fő célja a nilotinib biztonságosságának és ártalmatlanságának tesztelése volt embereken. Az alkalmazott gyógyszer adagja sokkal kisebb volt, mint amit általában a leukémiás betegeknek adnak. Annak ellenére, hogy a gyógyszer megmutatta hatékonyságát, a vizsgálatot továbbra is emberek egy kis csoportján végezték el a kontrollcsoportok bevonása nélkül. Ezért, mielőtt a Tasingát a Parkinson-kór terápiájaként alkalmaznák, számos további vizsgálatot és tudományos vizsgálatot kell végezni.

A világ első 3D-s nyomtatása bordaív

Az elmúlt néhány évben a 3D nyomtatási technológia számos területen utat tört magának, ami elképesztő felfedezésekhez, fejlesztésekhez és új gyártási módszerekhez vezetett. 2015-ben a spanyol Salamancai Egyetemi Kórház orvosai végrehajtották a világ első olyan műtétét, amelynek során a páciens sérült bordaívét új 3D-s nyomtatott protézisre cserélték.

A férfi szenvedett ritka faj szarkómák, és az orvosoknak nem volt más választásuk. Hogy a daganat ne terjedjen tovább a szervezetben, a szakemberek szinte a teljes szegycsontot eltávolították az emberről, a csontokat pedig titán implantátummal helyettesítették.

Általános szabály, hogy a csontváz nagy részének implantátumait a legtöbbből készítik különböző anyagok amelyek idővel elhasználódhatnak. Ezenkívül a szegycsonthoz hasonló összetett csontok cseréje, amelyek jellemzően minden esetben egyediek, megkövetelték az orvosoktól, hogy gondosan átvizsgálják a személy szegycsontját a megfelelő méretű implantátum kialakításához.

Úgy döntöttek, hogy az új szegycsont anyagaként titánötvözetet használnak. Nagy pontosságú 3D CT-vizsgálatok elvégzése után a tudósok egy 1,3 millió dolláros Arcam nyomtatót használtak egy új titán bordaív létrehozásához. A páciens új szegycsontjának beépítésére irányuló műtét sikeres volt, és a személy már elvégezte a teljes rehabilitációs kúrát.

A bőrsejtektől az agysejtekig

A kaliforniai La Jolla-i Salk Intézet tudósai az elmúlt évet a kutatásnak szentelték emberi agy. Kidolgoztak egy módszert a bőrsejtek agysejtekké történő átalakítására, és már több hasznos alkalmazást is találtak az új technológiának.

Megjegyzendő, hogy a tudósok megtalálták a módját, hogy a bőrsejteket régi agysejtekké alakítsák, ami megkönnyíti azok további felhasználását például az Alzheimer- és Parkinson-kórok kutatásában, illetve az öregedés hatásaival való kapcsolatában. Történelmileg állati agysejteket használtak ilyen kutatásokhoz, de a tudósok képességei korlátozottak voltak.

Viszonylag a közelmúltban a tudósoknak sikerült az őssejteket agysejtekké alakítaniuk, amelyeket kutatásra lehet használni. Ez azonban meglehetősen munkaigényes folyamat, és a keletkező sejtek nem képesek utánozni egy idős ember agyának működését.

Miután a kutatók kifejlesztették az agysejtek mesterséges létrehozásának módját, erőfeszítéseiket olyan neuronok létrehozására fordították, amelyek képesek szerotonint termelni. És bár a keletkező sejtek az emberi agy képességeinek csak töredékével rendelkeznek, aktívan segítenek a tudósoknak olyan betegségek és rendellenességek kutatásában és gyógymódok megtalálásában, mint az autizmus, a skizofrénia és a depresszió.

Fogamzásgátló tabletták férfiaknak

Az oszakai Mikrobás Betegségek Kutatóintézetének japán tudósai új tudományos közleményt tettek közzé, amely szerint a közeljövőben valóban működő fogamzásgátló tablettákat is gyárthatunk majd férfiak számára. Munkájukban a tudósok a Tacrolimus és a Cixlosporin A gyógyszerekkel kapcsolatos tanulmányokat írnak le.

Általában ezeket a gyógyszereket szervátültetési műtét után alkalmazzák az elnyomásra immunrendszer hogy ne utasítsa el az új szöveteket. A blokád a kalcineurin enzim termelésének gátlása révén történik, amely a férfiak spermájában általában megtalálható PPP3R2 és PPP3CC fehérjéket tartalmazza.

Laboratóriumi egereken végzett tanulmányaik során a tudósok azt találták, hogy amint a rágcsálók nem termelnek elegendő PPP3CC fehérjét, szaporodási funkcióik jelentősen csökkennek. Ez arra a következtetésre vezette a kutatókat, hogy ennek a fehérjének elégtelen mennyisége sterilitáshoz vezethet. Alaposabb tanulmányozás után a szakértők arra a következtetésre jutottak, hogy ez a fehérje rugalmasságot, valamint a petesejtmembránon való áthatoláshoz szükséges erőt és energiát ad a spermiumsejteknek.

Az egészséges egereken végzett tesztelés csak megerősítette felfedezésüket. A Tacrolimus és a Ciclosporin A gyógyszerek mindössze öt napos használata teljes terméketlenséghez vezetett egerekben. Reproduktív funkciójuk azonban csak egy héttel azután, hogy abbahagyták ezeknek a gyógyszereknek a szedését, teljesen helyreállt. Fontos megjegyezni, hogy a kalcineurin nem hormon, ezért a gyógyszerek alkalmazása semmilyen módon nem csökkenti a libidót vagy a szervezet ingerlékenységét.

Az ígéretes eredmények ellenére több évbe telhet egy igazi férfi fogamzásgátló tabletta elkészítése. Az egereken végzett vizsgálatok körülbelül 80 százaléka nem alkalmazható emberi esetekre. A tudósok azonban továbbra is reménykednek a sikerben, mivel a gyógyszerek hatékonysága bebizonyosodott. Ezenkívül a hasonló gyógyszerek már átestek humán klinikai vizsgálatokon, és széles körben használatosak.

DNS-bélyegző

A 3D nyomtatási technológiák egyedülálló megjelenéséhez vezettek új iparág- DNS nyomtatása és értékesítése. Igaz, a „nyomtatás” kifejezés itt inkább kifejezetten kereskedelmi célokat szolgál, és nem feltétlenül írja le, hogy valójában mi is történik ezen a területen.

A Cambrian Genomics ügyvezető igazgatója kifejti, hogy a folyamatot leginkább a „hibaellenőrzés” kifejezés írja le, nem pedig a „nyomtatás”. Több millió DNS-darabot helyeznek apró fémszubsztrátumokra, és számítógéppel szkennelik, amely kiválasztja azokat a szálakat, amelyek végül a DNS-szál teljes szekvenciáját alkotják. Ezt követően lézerrel óvatosan kivágják őket szükséges kapcsolatokatés az ügyfél által előre megrendelt új láncba kerülnek.

Az olyan cégek, mint a Cambrian, úgy vélik, hogy a jövőben az emberek képesek lesznek a speciális számítástechnikai berendezéseknek és szoftver hozzon létre új organizmusokat csak szórakozásból. Természetesen az ilyen feltételezések azonnal jogos dühöt váltanak ki azokban az emberekben, akik kételkednek e tanulmányok és lehetőségek etikai helyességében és gyakorlati hasznában, de előbb-utóbb, bármennyire akarjuk vagy sem, erre jutunk.

Jelenleg a DNS-nyomtatás ígéretes lehetőségeket mutat az orvosi területen. A gyógyszergyártók és kutatócégek az olyan cégek korai ügyfelei közé tartoznak, mint a Cambrian.

A svéd Karolinska Intézet kutatói még tovább mentek, és elkezdtek különböző figurákat létrehozni DNS-láncokból. A DNS origami, ahogy ők nevezik, első pillantásra egyszerű csínytevésnek tűnhet, azonban ennek a technológiának gyakorlati felhasználási lehetőségei is vannak. Például felhasználható gyógyszereknek a szervezetbe juttatására.

Nanobotok élő szervezetben

A robotika nagy sikert aratott 2015 elején, amikor a San Diego-i Kaliforniai Egyetem kutatócsoportja bejelentette, hogy elvégezték az első sikeres teszteket olyan nanobotokkal, amelyek egy élő szervezet belsejében teljesítették a tervezett feladatukat.

Az élő szervezet ebben az esetben laboratóriumi egerek voltak. Miután a nanobotokat az állatok belsejébe helyezték, a mikrogépek a rágcsálók gyomrába kerültek, és eljuttatták a rájuk helyezett rakományt, amely mikroszkopikus aranyrészecskék voltak. Az eljárás végére a tudósok nem észleltek semmilyen károsodást belső szervek egereket, és ezzel megerősítette a nanobotok hasznosságát, biztonságát és hatékonyságát.

További vizsgálatok kimutatták, hogy több nanobot által szállított aranyrészecske maradt a gyomorban, mint az, amelyet egyszerűen étellel juttattak be. Ez arra a gondolatra vezette a tudósokat, hogy a nanobotok a jövőben sokkal hatékonyabban tudják majd bejuttatni a szükséges gyógyszereket a szervezetbe, mint hagyományos módszerek bemutatkozásukat.

Az apró robotok motorlánca cinkből készült. Amikor érintkezésbe kerül a test sav-bázis környezetével, kémiai reakció megy végbe, ami hidrogénbuborékok képződését eredményezi, amelyek a benne lévő nanobotokat mozgatják. Egy idő után a nanobotok egyszerűen feloldódnak a gyomor savas környezetében.

Bár a technológiát csaknem egy évtizede fejlesztik, a tudósok csak 2015-ig tudták ténylegesen élő környezetben tesztelni, nem pedig hagyományos Petri-csészékben, ahogy azt korábban már sokszor megtették. A jövőben a nanobotok segítségével a belső szervek különböző betegségeit azonosíthatják, sőt kezelhetik is azáltal, hogy az egyes sejteket a kívánt gyógyszerek hatásának teszik ki.

Injektálható agy nanoimplantátum

A harvardi tudósok egy csoportja olyan implantátumot fejlesztett ki, amely számos, bénuláshoz vezető neurodegeneratív rendellenesség kezelését ígéri. Az implantátum az elektronikus eszköz, amely egy univerzális keretből (hálóból) áll, amelyhez a jövőben a páciens agyába történő bejuttatása után különböző nanoeszközök csatlakoztathatók. Az implantátumnak köszönhetően lehetővé válik az agy idegi aktivitásának nyomon követése, bizonyos szövetek munkájának serkentése, valamint a neuronok regenerációjának felgyorsítása.

Az elektronikus háló vezető polimer szálakból, tranzisztorokból vagy nanoelektródákból áll, amelyek összekötik a metszéspontokat. A háló szinte teljes területe lyukakból áll, lehetővé téve az élő sejtek számára, hogy új kapcsolatokat alakítsanak ki körülötte.

2016 elejére a harvardi tudósok egy csoportja még mindig tesztelte egy ilyen implantátum használatának biztonságosságát. Például két egeret ültettek be az agyba egy 16 elektromos alkatrészből álló eszközzel. Az eszközöket sikeresen alkalmazták specifikus neuronok monitorozására és stimulálására.

A tetrahidrokannabinol mesterséges előállítása

A marihuánát évek óta használják az orvostudományban fájdalomcsillapítóként, és különösen a rákos és AIDS-betegek állapotának javítására. A marihuána szintetikus helyettesítőjét, pontosabban fő pszichoaktív összetevőjét, a tetrahidrokannabinolt (vagy THC-t) szintén aktívan használják az orvostudományban.

Azonban a biokémikusok a Műszaki Egyetem A Dortmund bejelentette egy új típusú élesztő létrehozását, amely THC-t termel. Ráadásul a nem publikált adatok azt mutatják, hogy ugyanezek a tudósok egy másik típusú élesztőt hoztak létre, amely kannabidiolt, a marihuána másik pszichoaktív összetevőjét termeli.

A marihuána többféle anyagot tartalmaz molekuláris vegyületek ami érdekli a kutatókat. Ezért az ilyen komponensek nagy mennyiségben történő előállításának hatékony mesterséges módszerének felfedezése óriási előnyökkel járhat az orvostudomány számára. A hagyományos növények termesztésének és a szükséges molekuláris vegyületek utólagos extrakciójának módszere azonban ma már a leginkább hatékony módon. Belül 30 százalék szárazanyag modern fajok A marihuána tartalmazhatja a kívánt THC-komponenst.

Ennek ellenére a dortmundi tudósok abban bíznak, hogy a jövőben sikerül hatékonyabb és gyorsabb módszert találniuk a THC kinyerésére. Mára a létrehozott élesztőt újratermesztik ugyanazon gomba molekuláin, az egyszerű szacharidok kedvelt alternatívája helyett. Mindez azt a tényt eredményezi, hogy minden új élesztő tételnél a szabad THC komponens mennyisége csökken.

A jövőben a tudósok azt ígérik, hogy optimalizálják a folyamatot, maximalizálják a THC-termelést és az ipari szükségletekhez igazítják a méretet, ami végső soron kielégíti az orvosi kutatások és az európai szabályozók igényeit. új utakat tetrahidrokannabinol termelése anélkül, hogy magát a marihuánát termesztené.

A fizika az egyik legfontosabb ember által tanulmányozott tudomány. Jelenléte az élet minden területén észrevehető, néha a felfedezések még a történelem menetét is megváltoztatják. Ezért olyan érdekesek és jelentősek a nagy fizikusok az emberek számára: munkájuk még sok évszázaddal haláluk után is releváns. Mely tudósokat érdemes először megismerni?

Andre-Marie Ampère

A francia fizikus egy lyoni üzletember családjában született. A szülők könyvtára tele volt vezető tudósok, írók és filozófusok műveivel. Andre gyermekkora óta szeretett olvasni, ami segített neki mély ismereteket szerezni. Tizenkét éves korára a fiú már tanulta a felsőbb matematika alapjait, és a következő évben bemutatta munkáját a Lyoni Akadémián. Hamarosan magánórákat kezdett adni, majd 1802-től fizika-kémia tanárként dolgozott először Lyonban, majd Politechnikai iskola Párizs. Tíz évvel később a Tudományos Akadémia tagjává választották. A nagy fizikusok nevei gyakran olyan fogalmakhoz kapcsolódnak, amelyek tanulmányozásának szentelték életüket, és Ampere sem kivétel. Az elektrodinamikai problémákkal foglalkozott. Az elektromos áram mértékegységét amperben mérik. Ráadásul a tudós volt az, aki bevezette a ma is használt kifejezések nagy részét. Például ezek a „galvanométer”, „feszültség”, „elektromos áram” és még sok más meghatározásai.

Robert Boyle

Sok nagy fizikus végezte munkáját akkor, amikor a technika és a tudomány gyakorlatilag gyerekcipőben járt, és ennek ellenére sikereket ért el. Például Írország szülötte. Különféle fizikai és kémiai kísérletekkel foglalkozott, fejlesztve az atomelméletet. 1660-ban sikerült felfedeznie a gázok térfogatának nyomástól függő változásának törvényét. Korának nagyjai közül soknak fogalma sem volt az atomokról, Boyle azonban nemcsak meg volt győződve létezésükről, hanem számos, velük kapcsolatos fogalmat is kialakított, mint például az „elemek” vagy az „elsődleges korpuszkulák”. 1663-ban sikerült feltalálnia a lakmuszt, 1680-ban pedig elsőként javasolta a foszfor csontokból történő kinyerésének módszerét. Boyle a Londoni Királyi Társaság tagja volt, és számos tudományos munkát hagyott hátra.

Niels Bohr

A nagy fizikusok gyakran más területeken is jelentős tudósoknak bizonyultak. Például Niels Bohr is vegyész volt. A Dán Királyi Tudományos Társaság tagja és a huszadik század vezető tudósa, Niels Bohr Koppenhágában született, ahol megkapta a diplomáját. felsőoktatás. Egy ideig együttműködött Thomson és Rutherford angol fizikusokkal. Bohr tudományos munkássága lett az alkotás alapja kvantumelmélet. Sok nagy fizikus később egyes területeken dolgozott az eredetileg Niels által létrehozott irányokban elméleti fizikaés a kémia. Kevesen tudják, de ő volt az első tudós, aki lerakta az alapokat periodikus rendszer elemeket. Az 1930-as években. számos fontos felfedezést tett az atomelméletben. Eredményeiért fizikai Nobel-díjat kapott.

Max Született

Sok nagyszerű fizikus érkezett Németországból. Például Max Born Breslauban született, egy professzor és egy zongoraművész fiaként. Gyermekkora óta érdekelte a fizika és a matematika, és beiratkozott a Göttingeni Egyetemre, hogy ezeket tanulja. Max Born 1907-ben védte meg disszertációját a rugalmas testek stabilitásáról. Az akkori többi nagy fizikushoz, például Niels Bohrhoz hasonlóan Max is együttműködött cambridge-i szakemberekkel, nevezetesen Thomsonnal. Bornt is Einstein ötletei inspirálták. Max kristályokat tanulmányozott, és számos analitikai elméletet dolgozott ki. Emellett Born megteremtette a kvantumelmélet matematikai alapját. Más fizikusokhoz hasonlóan a Nagy Honvédő Háború az antimilitarista Bourne kategorikusan nem akarta, és a csata évei alatt emigrálnia kellett. Ezt követően elítéli az atomfegyverek fejlesztését. Max Born minden teljesítményéért Nobel-díjat kapott, és számos tudományos akadémiára is felvették.

Galileo Galilei

Néhány nagy fizikus és felfedezéseik a csillagászat és a természettudomány területéhez kapcsolódnak. Például Galilei, az olasz tudós. Amíg a Pisai Egyetemen orvost tanult, megismerkedett Arisztotelész fizikájával, és elkezdett olvasni az ókori matematikusokról. Lenyűgözték ezek a tudományok, otthagyta az iskolát, és elkezdte írni a „Kis mérlegeket” – egy munkát, amely segített meghatározni a fémötvözetek tömegét, és leírta a figurák súlypontját. Galileo híressé vált az olasz matematikusok körében, és a pisai tanszéken kapott állást. Egy idő után Medici herceg udvari filozófusa lett. Munkáiban a testek egyensúlyának, dinamikájának, esésének és mozgásának elveit, valamint az anyagok szilárdságát tanulmányozta. 1609-ben megépítette az első távcsövet háromszoros, majd harminckétszeres nagyítással. Megfigyelései információkat szolgáltattak a Hold felszínéről és a csillagok méretéről. Galilei felfedezte a Jupiter holdjait. Felfedezései szenzációt keltettek a tudomány területén. A nagy fizikust, Galileit az egyház nem nagyon helyeselte, és ez meghatározta a hozzá való hozzáállást a társadalomban. Ennek ellenére folytatta munkáját, ami az inkvizíció feljelentésének oka lett. Fel kellett adnia tanításait. De néhány évvel később mégis megjelentek a Föld Nap körüli forgásáról szóló értekezések, amelyeket Kopernikusz ötletei alapján hoztak létre: azzal a magyarázattal, hogy ez csak hipotézis. Így a tudós legfontosabb hozzájárulása megmaradt a társadalom számára.

Isaac Newton

A nagy fizikusok találmányai és megállapításai gyakran egyfajta metaforákká válnak, de az almáról és a gravitációs törvényről szóló legenda a leghíresebb. Mindenki ismeri ennek a történetnek a hősét, amely szerint ő fedezte fel a gravitáció törvényét. Emellett a tudós integrált és differenciálszámítás, a fényvisszaverő távcső feltalálója lett, és számos alapvető művet írt az optikáról. A modern fizikusok őt tartják a teremtőnek klasszikus tudomány. Newton szegény családba született, egy egyszerű iskolában, majd Cambridge-ben tanult, miközben szolgaként dolgozott, hogy kifizesse a tanulmányait. Már korai éveiben felmerültek benne olyan ötletek, amelyek a jövőben a számítási rendszerek feltalálásának és a gravitációs törvény felfedezésének alapját képezik. 1669-ben a tanszék oktatója lett, 1672-ben pedig a Londoni Királyi Társaság tagja. 1687-ben jelent meg a legfontosabb mű „Elvek” címmel. Felbecsülhetetlen értékű eredményeiért Newton 1705-ben nemességet kapott.

Christiaan Huygens

Sok más nagyszerű emberhez hasonlóan a fizikusok is gyakran voltak tehetségesek különböző területeken. Például Christiaan Huygens, aki Hágában született. Apja diplomata, tudós és író volt, fia kiváló jogi végzettséget kapott, de érdeklődni kezdett a matematika iránt. Ezen kívül Christian tökéletesen beszélt latinul, tudott táncolni és lovagolni, valamint lanton és csembalón zenélt. Már gyerekként sikerült felépítenie magát, és dolgozott rajta. Egyetemi évei alatt Huygens levelezett Mersenne párizsi matematikussal, ami nagy hatással volt a fiatalemberre. Már 1651-ben kiadott egy munkát a kör, az ellipszis és a hiperbola négyzetre emeléséről. Munkája lehetővé tette számára, hogy kiváló matematikusként hírnevet szerezzen. Aztán érdeklődni kezdett a fizika iránt, és számos művet írt az ütköző testekről, amelyek komolyan befolyásolták kortársai elképzeléseit. Ezen kívül hozzájárult az optikához, távcsövet tervezett, és még számításokat is írt szerencsejáték valószínűségelmélettel kapcsolatos. Mindez a tudománytörténet kiemelkedő alakjává teszi.

James Maxwell

A nagy fizikusok és felfedezéseik minden érdeklődést megérdemelnek. Így James Clerk Maxwell lenyűgöző eredményeket ért el, amelyeket mindenkinek meg kell ismernie. Ő lett az elektrodinamikai elméletek megalapítója. A tudós nemesi családban született, és az edinburghi és a cambridge-i egyetemen tanult. Eredményeiért felvették a Londoni Királyi Társaságba. Maxwell felfedezte Cavendish Laboratórium, amelyet a legújabb technológiával szereltek fel a fizikai kísérletek elvégzéséhez. Munkája során Maxwell az elektromágnesességet, a gázok kinetikai elméletét, a színlátás és az optika kérdéseit tanulmányozta. Csillagászként is bizonyított: ő volt az, aki megállapította, hogy ezek stabilak és kötetlen részecskékből állnak. Dinamikát és elektromosságot is tanult, ami komoly hatással volt Faradayre. Átfogó értekezések sok fizikai jelenségek továbbra is relevánsnak és keresettnek tartják a tudományos közösségben, így Maxwell az egyik legnagyobb szakember ezen a területen.

Albert Einstein

A leendő tudós Németországban született. Einstein gyermekkora óta szerette a matematikát, a filozófiát, és szeretett népszerű tudományos könyveket olvasni. Tanulmányai miatt Albert elment Műszaki Intézet, ahol kedvenc tudományát tanulta. 1902-ben a szabadalmi hivatal alkalmazottja lett. Több éves munkája során számos sikeres tudományos közleményt publikált. Első munkái a termodinamikával és a molekulák közötti kölcsönhatásokkal kapcsolatosak voltak. 1905-ben az egyik művet disszertációnak fogadták el, és Einstein a tudomány doktora lett. Albertnek sok forradalmi elképzelése volt az elektronenergiáról, a fény természetéről és a fotoelektromos hatásról. A relativitáselmélet lett a legfontosabb. Einstein felfedezései megváltoztatták az emberiség idő- és térfelfogását. Teljesen megérdemelten kapta a Nobel-díjat, és elismerték az egész tudományos világban.

Orvos biológiai tudományok Y. PETRENKO.

Néhány évvel ezelőtt Moszkvában állami egyetem Megnyílt az Alapvető Orvostudományi Kar, amely kiterjedt természettudományi ismeretekkel rendelkező orvosokat képez: matematika, fizika, kémia, molekuláris biológia. De továbbra is heves vitákat vált ki az a kérdés, hogy mennyi alapvető tudásra van szüksége egy orvosnak.

Tudomány és élet // Illusztrációk

Az Orosz Állami Orvostudományi Egyetem könyvtárépületének oromzatán az orvostudomány szimbólumai között szerepel a remény és a gyógyulás.

Egy falfestmény az Orosz Állami Orvostudományi Egyetem előcsarnokában, amely a múlt nagy orvosait ábrázolja, akik gondolatban ülnek egy hosszú asztalnál.

W. Gilbert (1544-1603), angol királynő udvari orvosa, természettudós, aki felfedezte a földi mágnesességet.

T. Young (1773-1829), híres angol orvos és fizikus, a fény hullámelméletének egyik megalkotója.

J.-B. L. Foucault (1819-1868), francia orvos, aki rajongott a fizikai kutatásért. Egy 67 méteres inga segítségével bizonyította a Föld tengelye körüli forgását, és számos felfedezést tett az optika és a mágnesesség terén.

J. R. Mayer (1814-1878), német orvos, aki meghatározta az energiamegmaradás törvényének alapelveit.

G. Helmholtz (1821-1894) német orvos fiziológiai optikát és akusztikát tanult, megfogalmazta a szabadenergia elméletét.

Fizikát kell tanítani a leendő orvosoknak? A közelmúltban ez a kérdés sokakat aggaszt, és nem csak azokat, akik egészségügyi szakembereket képeznek. Szokás szerint két szélsőséges vélemény létezik és ütközik egymással. A támogatók borongós képet festenek, ami az oktatás alaptudományaival szembeni elhanyagolt hozzáállás gyümölcse. Az „ellenzők” úgy gondolják, hogy az orvostudományban a humanitárius szemléletnek kell dominálnia, és az orvosnak elsősorban pszichológusnak kell lennie.

A modern elméleti és gyakorlati orvoslás nagy sikereket ért el, a fizikai ismeretek pedig nagyban segítették ezt. A tudományos cikkekben és az újságírásban azonban továbbra is hallani lehet az orvostudomány és különösen az orvosképzés válságáról. Határozottan vannak olyan tények, amelyek válságra utalnak - ez az „isteni” gyógyítók megjelenése és az egzotikus gyógymódok újjáéledése. A varázslatok, mint az „abrakadabra”, és az amulettek, mint a békacomb, újra használatban vannak, akárcsak a történelem előtti időkben. Egyre népszerűbb a neovitalizmus, amelynek egyik megalapítója, Hans Driesch úgy vélte, hogy az életjelenségek lényege az entelechia (egyfajta lélek), az időn és téren kívüli cselekvés, és hogy az élőlények nem redukálhatók le a fizikai dolgok összességére. és kémiai jelenségek. Az entelechia létfontosságú erőként való felismerése tagadja a fiziko-kémiai diszciplínák jelentőségét az orvostudományban.

Számos példát lehet hozni arra, hogy az áltudományos eszmék hogyan váltják fel és helyettesítik a valódit tudományos ismeretek. Miért történik ez? A Nobel-díjas Francis Crick, a DNS szerkezetének felfedezője szerint, amikor egy társadalom nagyon gazdaggá válik, a fiatalok vonakodnak a munkától: inkább könnyű életet élnek, és olyan apróságokkal foglalkoznak, mint az asztrológia. Ez nem csak a gazdag országokra igaz.

Ami az orvostudomány válságát illeti, azt csak a fundamentalitás szintjének emelésével lehet leküzdeni. Általában úgy gondolják, hogy az alapvetőség több magas szintű tudományos elképzelések általánosításai, ebben az esetben - az emberi természetről szóló elképzelések. De még ezen az úton is el lehet jutni paradoxonokhoz, például az embert kvantumobjektumnak tekintve, teljesen elvonatkoztatva a testben végbemenő fizikai és kémiai folyamatoktól.

Senki sem tagadja, hogy a beteg gyógyulásba vetett hite fontos, olykor döntő szerepet játszik (emlékezzünk a placebo-hatásra). Tehát milyen orvosra van szüksége a betegnek? Magabiztosan kiejteni: „Egészséges lesz”, vagy hosszasan gondolkodik azon, hogy melyik gyógyszert válasszuk annak érdekében, hogy a lehető legnagyobb hatást érjük el anélkül, hogy kárt okoznánk?

A kortársak visszaemlékezései szerint a híres angol tudós, gondolkodó és orvos, Thomas Young (1773-1829) gyakran megdermedt a határozatlanságban a beteg ágya mellett, tétovázott a diagnózis felállításában, és gyakran elhallgatott hosszú időre, magába merülve. Őszintén és fájdalmasan kereste az igazságot egy nagyon összetett és zavaros témában, amelyről ezt írta: „Nincs olyan tudomány, amelynek összetettsége felülmúlja az emberi elme határait.”

Pszichológiai szempontból az orvos-gondolkodó nem felel meg jól az ideális orvos képének. Hiányzik belőle a bátorság, az arrogancia és a kategorikusság, ami gyakran jellemző a tudatlanokra. Valószínűleg ez az emberi természet: amikor megbetegszik, az orvos gyors és energikus cselekedeteire hagyatkozik, nem pedig a gondolkodásra. De ahogy Goethe mondta: „nincs rosszabb az aktív tudatlanságnál”. Jung orvosként nem szerzett nagy népszerűséget a betegek körében, de kollégái körében tekintélye nagy volt.

Ismerd meg önmagad és megismered az egész világot. Az első az orvostudomány, a második a fizika. Kezdetben szoros volt a kapcsolat az orvostudomány és a fizika között, nem véletlenül zajlottak a 20. század elejéig a természettudósok és az orvosok közös kongresszusai. És egyébként a fizikát nagyrészt az orvosok alkották meg, és gyakran az orvostudomány által feltett kérdések késztették őket kutatásra.

Az ókor orvosi gondolkodói először gondolkodtak el azon a kérdésen, hogy mi a hő. Tudták, hogy az ember egészsége a test melegével függ össze. A nagy Galenus (Kr. u. 2. század) bevezette a „hőmérséklet” és a „fok” fogalmát, amely alapvetővé vált a fizika és más tudományágak számára. Tehát az ókori orvosok lefektették a hőtudomány alapjait, és feltalálták az első hőmérőket.

William Gilbert (1544-1603), az angol királynő orvosa a mágnesek tulajdonságait tanulmányozta. A Földet nagy mágnesnek nevezte, kísérletileg bebizonyította, és modellt dolgozott ki a földi mágnesesség leírására.

A már említett Thomas Young gyakorló orvos volt, ugyanakkor a fizika számos területén nagy felfedezéseket tett. Fresnel-lel együtt joggal tartják a hullámoptika megalkotójának. Egyébként Jung volt az, aki felfedezte az egyik vizuális hibát - a színvakságot (a vörös és zöld színek megkülönböztetésének képtelenségét). Ironikus módon ez a felfedezés nem Jung orvos, hanem Dalton fizikus nevét örökítette meg az orvostudományban, aki elsőként fedezte fel ezt a hibát.

Julius Robert Mayer (1814-1878), aki nagyban hozzájárult az energiamegmaradás törvényének felfedezéséhez, orvosként szolgált a holland Java hajón. A tengerészeket vérontással kezelte, amit akkoriban minden betegségre gyógyírnak tartottak. Ebből az alkalomból még azzal is viccelődtek, hogy az orvosok több emberi vért bocsátottak ki, mint amennyit a harctereken ontottak az emberiség teljes történelme során. Mayer észrevette, hogy amikor a hajó a trópusokon tartózkodik, a vérzés során a vénás vér majdnem olyan világos, mint az artériás vér (általában a vénás vér sötétebb). Felvetette, hogy az emberi szervezet a gőzgéphez hasonlóan a trópusokon, magas levegőhőmérsékleten kevesebb „üzemanyagot” fogyaszt, ezért kevesebb „füstöt” bocsát ki, ezért a vénás vér felderül. Ezen túlmenően, miután átgondolta az egyik navigátor szavait, miszerint viharok idején felmelegszik a víz a tengerben, Mayer arra a következtetésre jutott, hogy mindenhol bizonyos kapcsolatnak kell lennie a munka és a hő között.

Kifejtette azokat az elveket, amelyek lényegében az energiamegmaradás törvényének alapját képezték. A kiváló német tudós, Hermann Helmholtz (1821-1894), szintén orvos, Mayertől függetlenül fogalmazta meg és fejezte ki az energiamegmaradás törvényét a modern nyelvben. matematikai forma , amelyet ma is mindenki használ, aki fizikát tanul és használ. Ráadásul Helmholtz nagy felfedezéseket tett ezen a területen elektromágneses jelenségek

, a termodinamika, az optika, az akusztika, valamint a látás, hallás, ideg- és izomrendszer élettanában számos fontos műszert talált fel. Az orvosi képzettség megszerzése után, mint egészségügyi szakember, megpróbálta alkalmazni a fizikát és a matematikát az élettani kutatásokban. 50 éves korában a hivatásos orvos a fizika professzora lett, 1888-ban pedig a berlini Fizikai és Matematikai Intézet igazgatója.

Az orvostudomány hozzájárulását a fizika fejlődéséhez bemutató kép meglehetősen meggyőzőnek tűnik, de még néhány vonást hozzá lehet tenni. Bármely autós hallott már a különböző szögekben forgó mozgást továbbító kardántengelyről, de kevesen tudják, hogy Gerolamo Cardano (1501-1576) olasz orvos találta fel. A híres, az oszcilláció síkját megőrző Foucault-inga Jean-Bernard-Leon Foucault (1819-1868) francia tudósról kapta a nevét, aki végzettsége szerint orvos volt. A híres orosz orvos, Ivan Mihajlovics Sechenov (1829-1905), akinek neve Moszkva Állam orvosi akadémia, fizikai kémiát tanult, és megállapított egy fontos fizikai és kémiai törvényt, amely leírja a gázok oldhatóságának változását vizes környezetben a benne lévő elektrolitok jelenlététől függően. Ezt a törvényt továbbra is tanulmányozzák a hallgatók, és nem csak az orvosi egyetemeken.

A múlt orvosaival ellentétben sok modern orvostanhallgató egyszerűen nem érti, miért tanítják nekik természettudományos tárgyakat. Emlékszem egy történetre a gyakorlatomból. Feszült csend, a Moszkvai Állami Egyetem Alapvető Orvostudományi Karának másodéves hallgatói tesztet írnak. A téma a fotobiológia és alkalmazása az orvostudományban. Megjegyzendő, hogy a fény anyagra gyakorolt ​​hatásának fizikai és kémiai elvein alapuló fotobiológiai megközelítéseket ma már a rák kezelésében a legígéretesebbnek tekintik. Ennek a szakasznak és alapjainak nem ismerete komoly hátrányt jelent az orvosképzésben. A kérdések nem túl nehezek, minden az előadási és szemináriumi anyag keretein belül van. Az eredmény azonban kiábrándító: a tanulók csaknem fele rossz jegyet kapott. És mindenkire, aki megbukott a feladaton, egy dolog jellemző - a fizikát nem tanították az iskolában, vagy hanyagul tanították. Egyesek számára ez a tétel igazi horrort hoz. A tesztlapok kötegében egy versre bukkantam. Egy diák, aki nem tudott válaszolni a kérdésekre, költői formában panaszkodott, hogy nem a latint (az orvostanhallgatók örök kínját), hanem a fizikát kell telezsúfolnia, és a végén felkiáltott: „Mégis mit csináljunk? nem értjük a képleteket!” A fiatal költőnő, aki verseiben „végítéletnek” nevezte a tesztet, megbukott a fizikavizsgán, és végül átigazolt a bölcsészkarra.

Amikor a diákok, leendő orvosok megoperálnak egy patkányt, senkinek eszébe sem jut megkérdezni, hogy miért van erre szükség, pedig az emberi és a patkány organizmusa egészen más. Nem olyan nyilvánvaló, hogy a leendő orvosoknak miért van szükségük fizikára. De tud-e hozzáértően dolgozni egy orvos, aki nem érti az alapvető fizikai törvényeket a legbonyolultabb diagnosztikai berendezésekkel, amelyekkel a modern klinikák tele vannak? Mellesleg, sok diák, miután legyőzte első kudarcait, szenvedéllyel kezdi el a biofizikát tanulni. A tanév végén, amikor olyan témák, mint a „Molekuláris rendszerek és kaotikus állapotaik”, „Új elemzési elvek pH-metria", "Az anyagok kémiai átalakulásának fizikai természete", "A lipidperoxidációs folyamatok antioxidáns szabályozása", a másodévesek ezt írták: "Felfedeztük alaptörvények, amely meghatározza az élőlények és esetleg az univerzum alapját. Nem spekulatív elméleti konstrukciók alapján fedezték fel őket, hanem valódi objektív kísérletben. Nehéz volt számunkra, de érdekes." Talán ezek között a srácok között vannak jövőbeli Fedorovok, Ilizarovok, Sumakovok.

„A legjobb módja annak, hogy megtanulj valamit, ha magad fedezed fel” – mondta Georg Lichtenberg német fizikus és író. Ez a leghatékonyabb tanítási elv egyidős az idővel. Ez a „szókratészi módszer” alapja, és elvnek nevezik aktív tanulás. Erre az elvre épül a biofizika oktatása az Alapvető Orvostudományi Karon.

Az orvostudomány alapvetősége a kulcsa jelenlegi életképességének és jövőbeli fejlődésének. Valóban elérheti célját, ha a testet rendszerek rendszerének tekinti, és annak elmélyültebb fizikai és kémiai megértésének útját követi. Mi a helyzet az orvosképzéssel? A válasz egyértelmű: a hallgatók tudásszintjének növelése fizika és kémia területén. 1992-ben a Moszkvai Állami Egyetemen létrehozták az Alapvető Orvostudományi Kart. Nemcsak az volt a cél, hogy az orvostudomány visszakerüljön az egyetemre, hanem az orvosképzés minőségének romlása nélkül a leendő orvosok természettudományi tudásbázisának éles erősítése is. Egy ilyen feladat intenzív munkát igényel mind a tanároktól, mind a diákoktól. Feltételezhető, hogy a hallgatók tudatosan választják az alapvető orvoslást a hagyományos orvoslás helyett.

Már korábban is komoly próbálkozás volt ebben az irányban az Orosz Állami Orvostudományi Egyetemen az orvosi és biológiai fakultás létrehozása. A kar 30 éves munkája során nagyszámú szakorvost képeztek ki: biofizikusokat, biokémikusokat és kibernetikusokat. De ennek a karnak az a problémája, hogy eddig csak orvosi kutatásokkal foglalkozhattak a végzettek, betegek kezelési joga nélkül. Most ezt a problémát megoldják - az Orosz Állami Orvostudományi Egyetemen az Orvosok Továbbképző Intézetével együtt oktatási és tudományos komplexumot hoztak létre, amely lehetővé teszi az idősebb hallgatók számára, hogy további orvosi képzésben részesüljenek.

SPbGPMA

az orvostudomány történetében

Az orvosi fizika fejlődéstörténete

Készítette: Myznikov A.D.,

1. éves hallgató

Tanár: Jarman O.A.

Szentpétervár

Bevezetés

Az orvosi fizika születése

2. Középkor és újkor

2.1 Leonardo da Vinci

2.2 Iatrofizika

3 Mikroszkóp készítése

3. Az elektromosság orvosi felhasználásának története

3.1 Egy kis háttér

3.2 Amivel tartozunk Gilbertnek

3.3 Maratnak ítélt díj

3.4 Galvani és Volta vita

4. Kísérletek V. V. Petrov. Az elektrodinamika kezdete

4.1 Az elektromosság felhasználása az orvostudományban és a biológiában a 19-20. században

4.2 A sugárdiagnózis és a terápia története

Rövid történelem ultrahang terápia

Következtetés

Hivatkozások

orvosi fizika ultrahangsugár

Bevezetés

Ismerd meg önmagad és megismered az egész világot. Az első az orvostudomány, a második a fizika. Ősidők óta szoros a kapcsolat az orvostudomány és a fizika között. Nem hiába tartották a XX. század elejéig a természettudósok és orvosok kongresszusait közösen a különböző országokban. Fejlődéstörténet klasszikus fizika azt mutatja, hogy nagyrészt orvosok hozták létre, és sokan fizikai kutatás az orvostudomány által feltett kérdések okozták. Viszont az eredmények modern orvostudomány, különösen a környéken csúcstechnológia a diagnózis és a kezelés különböző fizikai vizsgálatok eredményein alapult.

Nem véletlenül választottam ezt a témát, mert hozzám, az „Orvosi biofizika” szakos hallgatóhoz olyan közel áll, mint senki máshoz. Régóta szerettem volna tudni, hogy a fizika mennyiben segítette az orvostudomány fejlődését.

Munkám célja, hogy bemutassam, milyen fontos szerepet játszott és játszik a fizika az orvostudomány fejlődésében. A modern orvostudomány elképzelhetetlen fizika nélkül. A feladatok a következők:

Kövesse nyomon a modern orvosi fizika tudományos alapjainak kialakulásának szakaszait!

Mutassa be a fizikusok tevékenységének fontosságát az orvostudomány fejlődésében!

1. Az orvosi fizika eredete

Az orvostudomány és a fizika fejlődési útjai mindig is szorosan összefonódtak. Már az ókorban az orvostudomány a drogokkal együtt olyan fizikai tényezőket használt, mint a mechanikai hatások, hő, hideg, hang, fény. Tekintsük ezeknek a tényezőknek az ókori orvoslásban való felhasználásának fő módjait.

Miután megszelídítette a tüzet, az ember megtanulta (természetesen nem azonnal) a tüzet gyógyászati ​​célokra használni. Ez különösen a keleti népeknél működött jól. Már az ókorban is nagy jelentőséget tulajdonítottak a cauterizációs kezelésnek. Az ókori orvosi könyvek azt mondják, hogy a moxibuszció akkor is hatásos, ha az akupunktúra és a gyógyszerek tehetetlenek. Hogy pontosan mikor jelent meg ez a kezelési módszer, azt nem határozták meg pontosan. De ismert, hogy Kínában ősidők óta létezett, és már a kőkorszakban is használták emberek és állatok kezelésére. A tibeti szerzetesek tüzet használtak gyógyításra. Égést végeztek a sangmingokon - biológiailag aktív pontokon, amelyek a test egyik vagy másik részéért felelősek. A sérült terület intenzív gyógyulási folyamaton ment keresztül, és úgy gondolták, hogy ezzel a gyógyulással gyógyulás is jár.

A hangot szinte minden ókori civilizáció használta. A zenét a templomokban használták idegrendszeri rendellenességek kezelésére, a kínaiaknál közvetlen kapcsolatban állt a csillagászattal és a matematikával. Pythagoras a zenét egzakt tudományként határozta meg. Követői arra használták, hogy megszabaduljanak a dühtől és a haragtól, és a harmonikus személyiség felnevelésének fő eszközének tartották. Arisztotelész azt is állította, hogy a zene befolyásolhatja a lélek esztétikai oldalát. Dávid király hárfajátékával kigyógyította Saul királyt a depresszióból, és megmentette a tisztátalan lelkektől is. Aesculapius hangos trombitaszóval kezelte a radiculitist. Tibeti szerzetesek is ismertek (a fentebb tárgyalt), akik szinte minden emberi betegség kezelésére hangokat használtak. Mantráknak nevezték őket – a hang energia formái, magának a hangnak a tiszta esszenciális energiája. A mantrákat különböző csoportokra osztották: láz, bélbántalmak kezelésére stb. A mantrahasználat módszerét a tibeti szerzetesek a mai napig használják.

A fototerápia vagy fényterápia (fotók - „fény”; görögül) mindig is létezett. Az ókori Egyiptomban például egy különleges templomot hoztak létre a „minden gyógyító gyógyító” - fény - szentelt. Az ókori Rómában pedig a házakat úgy építették, hogy semmi sem akadályozza meg a fénykedvelő polgárokat abban, hogy mindennap „igyanak a napsugarakból” – ez volt a szokásuk, hogy speciális lapostetős melléképületekben (szoláriumban) napoztak. Hippokratész a napot a bőr-, idegrendszeri betegségek, angolkór és ízületi gyulladások gyógyítására használta. Több mint 2000 évvel ezelőtt ezt a napfény alkalmazását helioterápiának nevezte.

Szintén az ókorban kezdtek fejlődni az orvosi fizika elméleti ágai. Az egyik a biomechanika. A biomechanika területén végzett kutatásnak ugyanolyan régi története van, mint a biológia és a mechanika kutatásának. Kutasd azt modern fogalmak a biomechanika területéhez tartoznak, és az ókori Egyiptomban ismerték. A híres egyiptomi papirusz (The Edwin Smith Surgical Papyrus, i.e. 1800) a motoros sérülések különböző eseteit írja le, beleértve a csigolyakimozdulásból eredő bénulást, azok osztályozását, kezelési módszereit és prognózisát.

Szókratész, aki kb. 470-399 Kr.e. azt tanította, hogy nem tudjuk felfogni a minket körülvevő világot, amíg nem értjük meg saját természetünket. Az ókori görögök és rómaiak sokat tudtak a szív fő ereiről és billentyűiről, és képesek voltak hallgatni a szív munkáját (például Aretaeus görög orvos a Kr. e. 2. században). A chalcedoki Herophilus (Kr. e. 3. század) az erek artériái és vénái közül megkülönböztetett.

A modern orvoslás atyja, az ókori görög orvos, Hippokratész megreformálta az ókori orvoslást, elválasztva azt a varázslatokat, imákat és az isteneknek való áldozatokat alkalmazó kezelési módszerektől. Az „Ízületek átrendeződése”, „Törések”, „Fejsebek” című értekezéseiben osztályozta a mozgásszervi rendszer akkoriban ismert sérüléseit, és javasolta kezelésük módszereit, különösen a mechanikus, szoros kötszer segítségével. tapadás és rögzítés. Nyilvánvalóan már ekkor megjelentek az első továbbfejlesztett művégtagok, amelyek bizonyos funkciók ellátására is szolgáltak. Idősebb Plinius mindenesetre említést tesz egy római parancsnokról, aki részt vett a második pun háborúban (i.e. 218-210. század). A kapott seb után jobb karját amputálták, és vasra cserélték. Ugyanakkor pajzsot foghatott protézissel, és részt vett a csatákban.

Platón megalkotta az eszmék tanát – minden dolog változatlan, érthető prototípusát. Az emberi test alakját elemezve azt tanította, hogy "az istenek a Világegyetem körvonalait utánozva... mindkét isteni forgást egy gömb alakú testbe foglalták... amit ma fejnek nevezünk". A mozgásszervi rendszer felépítését így érti: „hogy a fej ne guruljon a földön, mindenhol halmok és gödrök borítják... a test hosszúkássá vált, és Isten terve szerint, aki mozgathatóvá tette, négy nyújtható és hajlítható végtagot növesztett ki beléjük kapaszkodva, rájuk támaszkodva, mindenütt előretörő képességet szerzett...” Platón érvelési módszere a világ és az ember felépítéséről a logikai kutatásra épül, amelynek "úgy kell haladnia, hogy a valószínűség legnagyobb fokát elérje".

A nagy ókori görög filozófus, Arisztotelész, akinek munkái az akkori tudomány szinte minden területére kiterjedtek, összeállította az első részletes leírást az állatok egyes szerveinek és testrészeinek felépítéséről és működéséről, és lefektette a modern embriológia alapjait. Tizenhét évesen Arisztotelész, egy stagirai orvos fia Athénba érkezett, hogy Platón Akadémiáján tanuljon (i.e. 428-348). Miután húsz évig az Akadémián maradt, és Platón egyik legközelebbi tanítványa lett, Arisztotelész csak tanára halála után hagyta ott. Ezt követően az anatómiával és az állatok felépítésének tanulmányozásával foglalkozott, különféle tényeket gyűjtött, kísérleteket és boncolásokat végzett. Számos egyedi megfigyelést és felfedezést tett ezen a területen. Így Arisztotelész először megállapította egy csirkeembrió szívverését a fejlődés harmadik napján, és leírta a rágókészüléket. tengeri sünök(„Arisztotelész lámpása”) és még sok más. A véráramlás mozgatórugóját keresve Arisztotelész egy olyan mechanizmust javasolt a vér mozgására, amely a szívben való felmelegedésével és a tüdőben való lehűlésével függ össze: „a szív mozgása hasonló a folyadék mozgásához, amely arra kényszerül. forraljuk fel hővel.” Arisztotelész „Az állatok részeiről”, „Az állatok mozgásáról” („De Motu Animalium”), „Az állatok eredetéről” című műveiben először vizsgálta meg több mint 500 faj testének szerkezetét. élő szervezetekről, a szervrendszerek munkájának megszervezéséről, és bevezetett egy összehasonlító kutatási módszert. Az állatok osztályozása során két nagy csoportra osztotta őket - véresekre és vértelenekre. Ez a felosztás hasonló a jelenlegi gerinces és gerinctelen állatokra való felosztáshoz. A mozgásmód szerint Arisztotelész kétlábú, négylábú, többlábú és lábatlan állatok csoportjait is megkülönböztette. Elsőként írta le a gyaloglást olyan folyamatként, amelyben a végtagok forgó mozgása a test előre mozgásává alakul át, és elsőként vette észre a mozgás aszimmetrikus jellegét (bal láb megtámasztása, súlyhordás). a bal váll, ami a jobbkezesekre jellemző). Egy személy mozgását figyelve Arisztotelész észrevette, hogy egy alak által a falra vetített árnyék nem egyenes vonalat, hanem cikk-cakk vonalat ír le. Különböző szerkezetű, de működésükben azonos szerveket azonosított és írt le, például halak pikkelyeit, madarak tollait, állatok szőrét. Arisztotelész a madarak testének egyensúlyi feltételeit tanulmányozta (kétlábú támaszték). Az állatok mozgására reflektálva motoros mechanizmusokat azonosított: „...az, ami egy szerv segítségével mozog, az valami, aminek a kezdete egybeesik a végével, hiszen az ízületben van egy domború és a üreges, az egyik a vége, a másik a kezdet... az egyik nyugalomban van, más dolgok mozognak... Minden lökéssel vagy húzással mozog." Arisztotelész volt az első, aki leírta a tüdőartériát és bevezette az „aorta” kifejezést, feljegyezte az egyes testrészek felépítésének összefüggéseit, rámutatott a testben lévő szervek kölcsönhatásaira, megalapozta a biológiai célszerűség tanát, megfogalmazta a „gazdaságosság elvét”: „amit a természet egy helyen elvesz, azt barátnak adja”. Elsőként írta le a különböző állatok keringési, légzési, mozgásszervi rendszerének és rágókészülékének szerkezeti különbségeit. Tanítójával ellentétben Arisztotelész az „ideák világát” nem az anyagi világon kívülinek tekintette, hanem a természet szerves részét, az anyagot szervező alapelvét ismertette meg Platón „eszméit”. Ezt követően ez az elv az „életenergia”, az „állati szellemek” fogalmaivá alakul át.

A nagy ókori görög tudós, Arkhimédész lefektette a modern hidrosztatika alapjait az úszó testek hidrosztatikai elveinek és a testek felhajtóerejének tanulmányozásával. Ő volt az első, aki matematikai módszereket alkalmazott a mechanikai problémák tanulmányozására, számos állítást megfogalmazva és bizonyítva tételek formájában a testek egyensúlyáról és a súlypontról. A kar elve, amelyet Arkhimédész széles körben használt épületszerkezetek és katonai gépek létrehozására, az egyik első mechanikai elv lesz, amelyet a mozgásszervi rendszer biomechanikájára alkalmaznak. Arkhimédész művei tartalmaznak elképzeléseket a mozgások (egyenes és körkörös, ha egy test spirálisan mozog) hozzáadásával kapcsolatban, a sebesség folyamatos egyenletes növeléséről a test gyorsítása során, amelyet Galilei később alapvető dinamikai munkáinak alapjaként nevezett meg. .

„Az emberi test részeiről” című klasszikus művében a híres ókori római orvos, Galenus adta az első átfogó leírást az emberi anatómiáról és fiziológiáról az orvostudomány történetében. Ez a könyv csaknem másfél ezer évig szolgált tankönyvként és segédkönyvként az orvostudományról. Galenus a fiziológia alapjait az élő állatokon végzett első megfigyelések és kísérletek elvégzésével, valamint azok csontvázának tanulmányozásával fektette le. Bevezette a vivisekciót az orvostudományba – az élő állatokon végzett műtéteket és kutatásokat a test funkcióinak tanulmányozására és a betegségek kezelésének módszereinek kidolgozására. Felfedezte, hogy egy élő szervezetben az agy irányítja a beszédet és a hangképzést, hogy az artériák vérrel vannak tele, nem levegővel, és amennyire tudta, feltárta a vér mozgásának útjait a testben, leírta az artériák közötti szerkezeti különbségeket. és vénák, és felfedezték a szívbillentyűket. Galenus nem végzett boncolást, és talán ezért is szerepeltek munkáiban helytelen elképzelések, például a vénás vér képződéséről a májban, és az artériás vérről a szív bal kamrájában. A két vérkeringési kör létezéséről és a pitvarok fontosságáról sem tudott. "De motu musculorum" című munkájában leírta a motoros és szenzoros neuronok, az agonista és antagonista izmok közötti különbséget, és először írta le az izomtónust. Úgy vélte, hogy az izomösszehúzódás oka az agyból az idegrostok mentén az izomba érkező „állati szellemek”. A test tanulmányozása során Galenus arra a meggyőződésre jutott, hogy a természetben semmi sem felesleges, és megfogalmazta azt a filozófiai elvet, hogy a természet tanulmányozásával az ember megértheti Isten tervét. A középkorban még az inkvizíció teljhatalma alatt is sokat tettek, különösen az anatómiában, amely a későbbiekben a biomechanika további fejlődésének alapjául szolgált.

Az arab világban és a keleti országokban végzett kutatások eredményei különleges helyet foglalnak el a tudománytörténetben: számos irodalmi mű és orvosi értekezés bizonyítja ezt. Ibn Sina (Avicenna) arab orvos és filozófus lefektette a racionális orvoslás alapjait, és racionális indokokat fogalmazott meg a diagnózis felállításához a beteg vizsgálatán (különösen az artériák pulzus-oszcillációinak elemzésén) alapulva. Megközelítésének forradalmi volta világossá válik, ha visszaemlékezünk arra, hogy akkoriban a Hippokratész és Galenus koráig visszanyúló nyugati orvoslás figyelembe vette a csillagok és bolygók hatását a betegség típusára és lefolyására, valamint a terápiás szerek kiválasztására.

Szeretném elmondani, hogy az ókori tudósok legtöbb munkája az impulzus meghatározásának módszerét alkalmazta. A pulzusdiagnosztikai módszer Kr.e. sok évszázaddal jött létre. A hozzánk eljutott irodalmi források közül a legősibbek az ősi kínai és tibeti eredetű művek. Az ókori kínaiak közé tartozik például a „Bin-hu Mo-xue”, „Xiang-lei-shi”, „Zhu-bin-shi”, „Nan-ching”, valamint a „Jia-i” értekezés részei. -ching”, „Huang-di Nei-ching Su-wen Lin-shu” és mások.

Az impulzusdiagnosztika története elválaszthatatlanul kapcsolódik az ősi kínai gyógyító - Bian Qiao (Qin Yue-Ren) nevéhez. Az impulzusdiagnosztikai technika kezdete az egyik legendához kapcsolódik, amely szerint Bian Qiaót meghívták egy nemes mandarin (hivatalos) lányának kezelésére. A helyzetet bonyolította, hogy még az orvosoknak is szigorúan tilos volt nemesi rangú személyeket látni és megérinteni. Bian Qiao vékony zsinórt kért. Aztán azt javasolta, hogy kössék a zsinór másik végét a paraván mögött álló hercegnő csuklójára, de az udvari orvosok megvetették a meghívott orvost, és úgy döntöttek, trükköznek vele, és nem a hercegnőhöz kötik a zsinór végét. csuklóját, hanem a közelben futó kutya mancsához. Néhány másodperccel később a jelenlévők meglepetésére Bian Qiao higgadtan kijelentette, hogy ezek nem egy ember, hanem egy állat késztetései voltak, és ez az állat férgektől szenved. Az orvos ügyessége csodálatot váltott ki, és a zsinórt magabiztosan áthelyezték a hercegnő csuklójára, majd meghatározták a betegséget, és kezelést írtak elő. Ennek eredményeként a hercegnő gyorsan felépült, és technikája széles körben ismertté vált.

Hua Tuo - sikeresen alkalmazta az impulzusdiagnosztikát a sebészeti gyakorlatban, kombinálva a klinikai vizsgálattal. Abban az időben törvény tiltotta a műtétet, ha nem bíztak a konzervatív módszerekkel végzett gyógyításban; A diagnózis külső vizsgálattal történt. Hua Tuo átadta a pulzusdiagnózis elsajátításának művészetét a szorgalmas diákoknak. Volt egy szabály, ami tökéletes Csak egy férfi tanulhatja meg a pulzusdiagnosztikát úgy, hogy harminc éven át csak egy férfitól tanul. Hua Tuo volt az első, aki speciális technikával vizsgálta a diákokat a pulzusok diagnosztizálására való alkalmasságáról: a pácienst egy paraván mögé ültették, és a rajta lévő résekbe bedugták a kezét, hogy a hallgató csak az impulzusokat lássa és tanulmányozza. kezek. A napi, kitartó gyakorlás gyorsan sikeres eredményeket hozott.

2. Középkor és újkor

1 Leonardo da Vinci

A középkorban és a reneszánszban a fizika fő ágainak kialakulása Európában zajlott. Leonardo da Vinci akkoriban híres fizikus volt, de nem csak fizikus. Leonardo az emberi mozgásokat, a madarak repülését, a szívbillentyűk működését és a növényi nedv mozgását tanulmányozta. Ismertette a test mechanikáját felálláskor és ülő helyzetből való felemelkedéskor, emelkedőn és lefelé járáskor, ugrási technikákat, először ismertette a különböző testtípusú emberek járásmódját, összehasonlító elemzést végzett az emberek járásáról, majmok és számos kétlábú járásra képes állat (medvék) . Minden esetben kiemelt figyelmet fordítottak a súlypontok és az ellenállási pontok helyzetére. A mechanikában Leonardo da Vinci vezette be elsőként az ellenállás fogalmát, amelyet a folyadékok és gázok biztosítanak a bennük mozgó testeknek, és elsőként értette meg egy új fogalom – a ponthoz viszonyított erőnyomaték – fontosságát az elemzésben. a testek mozgásáról. Az izmok által kifejtett erőket elemezve és kiváló anatómiai ismeretekkel Leonardo bevezette az erők hatásvonalait a megfelelő izom iránya mentén, és ezzel előrevetítette az erők vektoros természetének gondolatát. Az izmok működésének és az izomrendszerek mozgás közbeni interakciójának leírásakor Leonardo az izomcsatlakozási pontok között megfeszített zsinórokat vette figyelembe. Az egyes izmok és idegek kijelölésére használta betűjelölések. Műveiben megtalálhatók a reflexek jövőbeli doktrínájának alapjai. Az izomösszehúzódásokat megfigyelve megjegyezte, hogy az összehúzódások önkéntelenül, automatikusan, tudatos kontroll nélkül jelentkezhetnek. Leonardo igyekezett minden megfigyelését és ötletét technikai alkalmazásokba átültetni, számos rajzot hagyott hátra különféle mozgástípusokhoz, a vízisíektől és a vitorlázórepülőktől a fogyatékkal élők számára készült modern kerekesszékek protéziséig és prototípusaiig (összesen több mint 7 ezer lap); kéziratok). Leonardo da Vinci kutatásokat végzett a rovarszárnyak mozgása által keltett hangról, és leírta a hangmagasság megváltoztatásának lehetőségét egy szárny vágásakor vagy mézzel való bekenésekor. Anatómiai vizsgálatokat végezve felhívta a figyelmet a légcső, az artériák és a vénák elágazási sajátosságaira a tüdőben, és jelezte azt is, hogy az erekció a nemi szervek véráramlásának következménye. Úttörő filotaxis vizsgálatokat végzett, számos növény levélelrendeződési mintázatainak leírásával, ér-rostos levélkötegek lenyomataival és szerkezeti sajátosságainak vizsgálatával.

2 Iatrofizika

A 16-18. századi orvoslásban volt egy speciális irány, amelyet iatromechanikának vagy iatrofizikának neveztek (a görög iatrosz - orvos szóból). Theophrastus Paracelsus híres svájci orvos és kémikus, valamint a búzalisztből, porból és piszkos ingekből spontán egérnemzedéssel kapcsolatos kísérleteiről ismert holland természettudós, Jan Van Helmont munkái a test épségére vonatkozó megállapítást tartalmaztak. egy misztikus princípium formája. A racionális világkép képviselői ezt nem tudták elfogadni, és a biológiai folyamatok racionális alapjait keresve az akkoriban legfejlettebb tudományterület, a mechanika vizsgálatára alapozták. Az iatromechanika azt állította, hogy a mechanika és a fizika törvényei alapján megmagyaráz minden élettani és kóros jelenséget. A híres német orvos, fiziológus és kémikus, Friedrich Hoffmann az iatrofizika egyedülálló hitvallását fogalmazta meg, amely szerint az élet mozgás, a mechanika pedig minden jelenség oka és törvénye. Hoffmann az életet mechanikus folyamatnak tekintette, amelynek során az idegek mozgása, amelyek mentén az agyban található „állati szellem” (spiritum animalium) mozog, szabályozza az izomösszehúzódásokat, a vérkeringést és a szív munkáját. Ennek eredményeként a szervezet - egyfajta gép - mozgásba lendül. A mechanikát az élőlények élettevékenységének alapjának tekintették.

Az ilyen állítások, mint ma már világosan láthatók, nagyrészt megalapozatlanok voltak, de az iatromechanika szembehelyezkedett a skolasztikus és misztikus elképzelésekkel, és számos fontos, eddig ismeretlen tényszerű információt és új fiziológiai mérési eszközt vezetett be. Például az iatromechanika egyik képviselőjének, Giorgio Ballivinek a nézete szerint a kezet egy karhoz hasonlították, a mellkast olyan, mint a kovács fújtatóját, a mirigyek olyanok, mint a sziták, a szív pedig olyan, mint egy hidraulikus szivattyú. Ezeknek a hasonlatoknak ma is van értelme. A 16. században A. Pare (Ambroise Pare) francia katonaorvos munkái lefektették a modern sebészet alapjait, és mesterséges ortopédiai eszközöket javasoltak - lábak, karok, kézprotézisek, amelyek fejlesztése inkább tudományos alapokon nyugodott, mint egy elveszett forma egyszerű utánzatán. 1555-ben Pierre Belon francia természettudós műveiben leírták a tengeri kökörcsin mozgásának hidraulikus mechanizmusát. Az iatrokémia egyik megalapítója, Van Helmont, miközben az élelmiszerek erjesztési folyamatait tanulmányozta az állati testekben, érdeklődni kezdett a gáznemű termékek iránt, és bevezette a „gáz” kifejezést a tudományba (a holland gisten - fermentálni). A. Vesalius, W. Harvey, J. A. Borelli, R. Descartes vett részt az iatromechanika gondolatainak kidolgozásában. Az iatromechanika, amely az élő rendszerekben zajló összes folyamatot mechanikussá redukálja, valamint az iatrokémia, amely Paracelsusig nyúlik vissza, amelynek képviselői úgy gondolták, hogy az élet a testet alkotó kémiai anyagok kémiai átalakulásából ered, egyoldalú és gyakran téves elképzelés az élet folyamatairól és a betegségek kezelésének módszereiről. Mindazonáltal ezek a megközelítések, különösen szintézise lehetővé tették a 16-17. századi orvostudomány racionális megközelítésének megfogalmazását. Még a spontán életgenerálás lehetőségének tana is pozitív szerepet játszott, megkérdőjelezve az életteremtéssel kapcsolatos vallási hipotéziseket. Paracelsus megalkotta „az ember esszenciájának anatómiáját”, amellyel azt próbálta bemutatni, hogy „az emberi testben három mindenütt jelenlévő összetevő misztikus módon egyesült: sók, kén és higany”.

Az akkori filozófiai koncepciók keretein belül a kóros folyamatok lényegének új iatromechanikai felfogása alakult ki. Így G. Chatl német orvos megalkotta az animizmus tanát (a latin anima - lélek szóból), amely szerint a betegséget a lélek által végrehajtott mozgásoknak tekintették, hogy eltávolítsák a testből az idegen káros anyagokat. Az iatrofizika képviselője, Santorio (1561-1636) olasz orvos, padovai orvosprofesszor úgy vélte, hogy minden betegség a test egyes legkisebb részecskéinek mozgási mintáinak megsértésének következménye. Santorio az elsők között alkalmazta a kísérleti kutatási módszert és a matematikai adatfeldolgozást, és számos érdekes műszert hozott létre. Az általa tervezett speciális kamrában Santorio az anyagcserét tanulmányozta, és először hozta létre a kapcsolódó életfolyamatokat a testtömeg instabilitása. Galileival együtt feltalálta a higanyos hőmérőt a testhőmérséklet mérésére (1626). „Static Medicine” (1614) című munkája egyszerre mutatja be az iatrofizika és a iatrokémia alapelveit. További kutatások forradalmi változásokhoz vezetett a szív felépítésével és munkájával kapcsolatos elképzelésekben érrendszer. Fabrizio d'Acquapendente olasz anatómus vénás billentyűket fedezett fel. P. Azelli olasz kutató és T. Bartolin dán anatómus nyirokereket fedezett fel.

William Harvey angol orvos volt a felelős a zárt keringési rendszer felfedezéséért. Míg Padovában tanult (1598-1601), Harvey Fabrizio d'Acquapendente előadásait hallgatta, és láthatóan részt vett Galilei előadásaiban. Mindenesetre Harvey Padovában járt, miközben Galilei zseniális előadásainak híre ott dübörgött, amelyeken sokan részt vettek. a kimondottan messziről érkezett kutatók Harvey felfedezése a zárt vérkeringésről a Galileo által korábban kifejlesztett szisztematikus alkalmazásának eredménye. mennyiségi módszer mérések, semmint puszta megfigyelés vagy találgatás. Harvey bemutatót tartott, amelyben bemutatta, hogy a vér a szív bal kamrájából csak egy irányba áramlik. Miután megmérte a szív által egy összehúzódásonként kilökődő vér térfogatát (lökettérfogatot), a kapott számot megszorozta a szív összehúzódásainak gyakoriságával, és kimutatta, hogy egy óra alatt a test térfogatánál jóval nagyobb mennyiségű vért pumpál. Így arra a következtetésre jutottak, hogy lényegesen kisebb mennyiségű vérnek kell folyamatosan, zárt körben keringnie, bejutva a szívbe, és átpumpálnia az érrendszeren. A munka eredményeit az „A szív és a vér mozgásának anatómiai vizsgálata állatoknál” (1628) című műben tették közzé. A munka eredménye több mint forradalmi volt. Az a tény, hogy Galenus kora óta úgy gondolták, hogy a vér a belekben termelődik, ahonnan a májba, majd a szívbe jut, ahonnan az artériák és vénák rendszerén keresztül eloszlik a vér többi részébe. szervek. Harvey a külön kamrákra osztott szívet izmos tasakként írta le, amely pumpaként működik, és a vért az erekbe kényszeríti. A vér egy körben mozog egy irányba, és visszakerül a szívbe. Fabrizio d'Acquapendente által felfedezett vénás szelepek megakadályozzák a vér visszaáramlását, ami ellentmondott Galen kijelentéseinek, ezért könyveit élesen kritizálták, és még a betegek is gyakran megtagadták az orvosi szolgáltatásokat 1623-ban Harvey I. Károly udvari orvosaként szolgált, legnagyobb pártfogása megmentette őt ellenfelei támadásaitól, és lehetőséget biztosított további tudományos munkára, és kiterjedt kutatásokat végzett az embriológia területén, és leírta az embriófejlődés egyes szakaszait az állatok születése", 1651-et a hidraulika korszakának nevezhetjük). és a hidraulikai gondolkodás. A technológia fejlődése hozzájárult új analógiák megjelenéséhez és az élő szervezetekben lezajló folyamatok jobb megértéséhez. Valószínűleg ezért írta le Harvey a szívet. mint egy hidraulikus szivattyú, amely az érrendszer „csővezetékén” keresztül pumpálja a vért. Harvey munkája eredményeinek teljes körű felismeréséhez csak azt a hiányzó láncszemet kellett megtalálni, amely befejezi az artériák és a vénák közötti kört, amelyet hamarosan Malpighi munkáiban is megtesznek. A tüdő mechanizmusa és a levegő átpumpálásának okai továbbra is tisztázatlanok maradtak Harvey számára – a kémia példátlan sikerei és a levegő összetételének felfedezése még előtte áll. A 17. század fontos mérföldkő a biomechanika történetében, hiszen nemcsak az első biomechanikai nyomtatott munkák megjelenése, hanem az életszemlélet és a biológiai mobilitás természetének újszerű megjelenése is ezt fémjelezte.

A francia matematikus, fizikus, filozófus és fiziológus Rene Descartes volt az első, aki megpróbálta felépíteni egy élő szervezet mechanikai modelljét, figyelembe véve az idegrendszeren keresztüli irányítást. A fiziológiai elméletnek a mechanika törvényein alapuló értelmezését posztumusz megjelent munkája (1662-1664) tartalmazza. Ebben a megfogalmazásban a visszacsatoláson keresztül történő szabályozás kardinális gondolata először az élőlények tudományában fogalmazódott meg. Descartes úgy tekintett az emberre, mint egy testi mechanizmusra, amelyet „élő szellemek” indítanak el, amelyek „folyamatosan nagy számban szállnak fel a szívből az agyba, onnan pedig az idegeken keresztül az izmokhoz, és mozgásba hozzák az összes tagot”. Anélkül, hogy eltúlozza a „szellemek” szerepét, „Az emberi test leírása az állatok neveléséről” (1648) című értekezésében azt írja, hogy a mechanika és az anatómia ismerete lehetővé teszi, hogy a testben „jelentős számú szervet lássunk. , vagy rugók” a test mozgásának megszervezésére. Descartes a test munkáját egy óramechanizmushoz hasonlítja, egyedi rugókkal, fogaskerekekkel és fogaskerekekkel. Ezenkívül Descartes a test különböző részeinek mozgásának koordinációját tanulmányozta. Descartes kiterjedt kísérleteket végzett a szív munkájának, valamint a szívüregekben és a nagy erek üregeiben való vérmozgás tanulmányozására, de Descartes nem értett egyet Harvey elképzelésével, amely szerint a szívösszehúzódások a vérkeringés hajtóereje. Megvédi azt az Arisztotelésztől származó hipotézist, miszerint a szívben lévő vér a szívben rejlő hő hatására felmelegszik és cseppfolyósodik, a táguló vért a nagy erekbe löki, ahol lehűl, és „a szív és az artériák azonnal összeesnek, szerződés." Descartes a légzőrendszer szerepét abban látja, hogy a légzés „annyi friss levegőt juttat a tüdőbe, hogy a szív jobb oldaláról oda bejutó vér, ahol cseppfolyósodott és mintegy gőzzé alakult, ismét gőzből vérré változik." Tanulmányozta a szemmozgásokat is, felhasználta a biológiai szövetek osztódását aszerint mechanikai tulajdonságai folyékonyra és szilárdra. A mechanika területén Descartes megfogalmazta a lendület megmaradásának törvényét, és bevezette az erőimpulzus fogalmát.

3 Mikroszkóp készítése

A mikroszkóp, a minden tudomány számára oly fontos eszköz feltalálása elsősorban az optika fejlődésének hatására következett be. Az ívelt felületek bizonyos optikai tulajdonságait Eukleidész (Kr. e. 300) és Ptolemaiosz (127-151) ismerte, de nagyító képességük nem talált gyakorlati alkalmazásra. E tekintetben az első szemüveget Salvinio degli Arleati találta fel Olaszországban, csak 1285-ben. A 16. században Leonardo da Vinci és Maurolico kimutatta, hogy a kis tárgyakat a legjobb nagyítóval tanulmányozni.

Az első mikroszkópot csak 1595-ben hozta létre Zacharius Jansen (Z. Jansen). A találmány szerint Zacharius Jansen két domború lencsét szerelt egyetlen csőbe, ezzel megalapozva összetett mikroszkópok létrehozását. A vizsgált tárgyra való fókuszálást egy visszahúzható csövön keresztül sikerült elérni. A mikroszkóp nagyítása 3-10-szeres volt. És ez igazi áttörés volt a mikroszkópia területén! Minden következő mikroszkópját jelentősen javította.

Ebben az időszakban (XVI. század) fokozatosan megkezdték a dán, angol és olasz kutatóműszerek fejlődését, megalapozva ezzel a modern mikroszkópiát.

A mikroszkópok gyors terjedése és fejlesztése azután indult meg, hogy Galilei (G. Galilei) az általa tervezett távcsövet továbbfejlesztve egyfajta mikroszkópként kezdte használni (1609-1610), megváltoztatva a lencse és a szemlencse közötti távolságot.

Később, 1624-ben, miután elérte a rövidebb gyújtótávolságú lencsék gyártását, Galileo jelentősen csökkentette mikroszkópjának méreteit.

1625-ben a római „Vigilans Akadémia” („Akudemia dei lincei”) egyik tagja, I. Faber javasolta a „mikroszkóp” kifejezést. A mikroszkóp tudományos biológiai kutatásokban való használatával kapcsolatos első sikereket R. Hooke érte el, aki elsőként írt le egy növényi sejtet (1665 körül). Hooke Micrographia című könyvében leírta a mikroszkóp szerkezetét.

1681-ben a Londoni Királyi Társaság ülésén részletesen megvitatta ezt a különös helyzetet. A holland A. van Leenwenhoek elképesztő csodákat írt le, amelyeket mikroszkópjával egy csepp vízben, egy borsforrázatban, egy folyó iszapjában, saját foga mélyedésében fedezett fel. Leeuwenhoek mikroszkóp segítségével felfedezte és felvázolta a különféle protozoonok spermiumait és a csontszövet szerkezetének részleteit (1673-1677).

"A legnagyobb csodálkozással láttam a cseppben sok kis állatot, akik minden irányba mozgatták, mint egy csuka a vízben. A legkisebb állat ezerszer kisebb, mint egy felnőtt tetű szeme."

3. Az elektromosság orvosi felhasználásának története

3.1 Egy kis háttér

Az ember ősidők óta próbálja megérteni a természetben előforduló jelenségeket. Számos zseniális hipotézis jelent meg, amelyek megmagyarázzák, mi történik az ember körül különböző időpontokbanés különböző országokban. A korszakunk előtt élt görög és római tudósok és filozófusok gondolatai: Arkhimédész, Euklidész, Lucretius, Arisztotelész, Démokritosz és mások - még mindig segítik a tudományos kutatás fejlődését.

A milétoszi Thalész első elektromos és mágneses jelenségeinek megfigyelése után időszakonként megnőtt az érdeklődés irántuk, amelyet a gyógyítás feladatai határoztak meg.

Rizs. 1. Elektromos rájával szerzett tapasztalat

Meg kell jegyezni, hogy egyes halak elektromos tulajdonságai, amelyeket az ókorban ismertek, még mindig a természet megfejtetlen rejtélye. Például 1960-ban, az Angol Királyi Tudományos Társaság alapításának 300. évfordulója tiszteletére rendezett kiállításon, a természet titkai között, amelyeket az embernek fel kell tárnia, egy közönséges üvegakvárium, benne hal, egy elektromos rája. , látható (1. ábra). Voltmérőt csatlakoztattak az akváriumba fémelektródákon keresztül. Amikor a hal nyugalomban volt, a voltmérő tűje nullán állt. Amikor a hal megmozdult, a voltmérő olyan feszültséget mutatott, amely elérte a 400 V-ot az aktív mozgások során. A felirat így szólt: "Az ember még mindig nem tudja megfejteni ennek az elektromos jelenségnek a természetét, amelyet jóval az angol királyi társaság megszervezése előtt figyeltek meg."

2 Mivel tartozunk Gilbertnek?

Terápiás hatás elektromos jelenségek személyenként az ókorban létező megfigyelések szerint egyfajta stimuláló és pszichogén drognak tekinthető. Ezt az eszközt vagy használták, vagy elfelejtették. Sokáig nem végeztek komoly kutatásokat maguknak az elektromos és mágneses jelenségeknek, és különösen azok gyógymódjának vizsgálatára.

Az elektromos és mágneses jelenségek első részletes kísérleti vizsgálata William Gilbert (Gilbert) angol fizikus, későbbi udvari orvos (1544-1603 kötet) tulajdona. Gilbertet méltán tartották innovatív orvosnak. Sikerét nagyban meghatározta a lelkiismeretes tanulmányozás, majd az ősi orvosi eszközök, köztük az elektromosság és a mágnesesség alkalmazása. Gilbert megértette, hogy az elektromos és mágneses sugárzás alapos tanulmányozása nélkül nehéz lenne „folyadékokat” használni a kezelésben.

Figyelmen kívül hagyva a fantasztikus, ellenőrizetlen spekulációkat és a nem bizonyított állításokat, Gilbert átfogó kísérleti vizsgálatokat végzett az elektromos és mágneses jelenségekről. Az elektromosságról és mágnesességről szóló első tanulmány eredményei óriásiak.

Először is Gilbert volt az első, aki kifejezte azt az elképzelést, hogy az iránytű mágneses tűje a Föld mágnesességének hatása alatt mozog, és nem az egyik csillag hatása alatt, ahogyan azt előtte hitték. Ő volt az első, aki mesterséges mágnesezést hajtott végre, és megállapította az elválaszthatatlanság tényét mágneses pólusok. Az elektromos jelenségeket mágneses jelenségekkel egyidejűleg vizsgálva Gilbert számos megfigyelés alapján kimutatta, hogy elektromos sugárzás nemcsak a borostyán, hanem más anyagok súrlódása során is fellép. A borostyán – az első anyag, amelyen a villamosítást megfigyelték – előtt tisztelegve elektromosnak nevezi őket, a borostyán görög neve alapján – elektronnak. Következésképpen egy orvos javaslatára, történeti kutatásai alapján került bevezetésre a „villamosság” szó, amely mind az elektrotechnika, mind az elektroterápia fejlődését megalapozta. Ugyanakkor Gilbert sikeresen megfogalmazta az elektromos és mágneses jelenségek közötti alapvető különbséget: „A mágnesesség, akárcsak a gravitáció, a testekből kiinduló bizonyos kezdeti erő, míg a villamosodást az okozza, hogy ennek hatására a test pórusaiból kipréselődnek a speciális kiáramlások. a súrlódástól.”

Lényegében Ampere és Faraday munkássága előtt, vagyis több mint kétszáz évvel Gilbert halála után (kutatásának eredményeit a „Mágnesen, mágneses testekés kb nagy mágnes- Föld", 1600), a villamosítást és a mágnesességet külön-külön vették figyelembe.

P. S. Kudrjavcev a „Fizika története” című művében a reneszánsz Galilei nagy képviselőjének szavait idézi: „Dicséretem, le vagyok nyűgözve, irigylem Hilbertet (Gilbert) Bámulatos ötleteket dolgozott ki egy olyan témáról, amellyel oly sok zseniális foglalkozott embereket, de amelyek közül egyiket sem tanulmányozták alaposan... Nincs kétségem afelől, hogy idővel ez a tudományág (elektromosságról és mágnesességről beszélünk - V.M.) haladni fog mind az új megfigyelések eredményeként, mind pedig különösen , szigorú bizonyítékok eredményeként."

Gilbert 1603. november 30-án halt meg, az általa létrehozott összes műszert és művet a London Medical Society-re hagyta, amelynek haláláig aktív elnöke volt.

3 Marat díjat kapott

A francia polgári forradalom előestéje. Foglaljuk össze a korszak elektrotechnikai kutatásait. Megállapították a pozitív és negatív elektromosság jelenlétét, megépítették és továbbfejlesztették az első elektrosztatikus gépeket, Leyden tégelyeket (egyfajta töltéstároló eszközök - kondenzátorok) és elektroszkópokat, kvalitatív hipotéziseket fogalmaztak meg az elektromos jelenségekről, és merész kísérletek történtek a felfedezni a villám elektromos természetét.

A villám elektromos természete és az emberre gyakorolt ​​hatása tovább erősítette azt a véleményt, hogy az elektromosság nemcsak ámulatba ejt, hanem gyógyít is. Mondjunk néhány példát. 1730. április 8-án az angolok Gray és Wheeler egy ma már klasszikusnak számító kísérletet végeztek az emberi villamosítással.

A ház udvarán, ahol Gray lakott, két száraz farudat ástak a földbe, amelyekre egy fagerendát rögzítettek. Alsó végük be volt kötve. A kötelek könnyedén bírták a fiú súlyát, aki beleegyezett, hogy részt vegyen a kísérletben. A fiú, mintha hintán ült volna, egyik kezével egy súrlódástól felvillanyozott rudat vagy fémrudat tartott, amelyre az elektromos töltést a felvillanyozott testből vitték át. Másik kezével a fiú egymás után pénzérméket dobott az alatta lévő száraz fatáblán elhelyezett fémlemezbe (2. kép). Az érmék a fiú testén keresztül kaptak töltést; leesve megtöltöttek egy fémlemezt, ami elkezdte magához vonzani a közelben található száraz szalmadarabokat. A kísérleteket sokszor elvégezték, és nem csak a tudósok körében váltottak ki jelentős érdeklődést. angol költő Georg Bose írta:

Mad Gray, mit tudtál valójában ennek az eddig ismeretlen erőnek a tulajdonságairól? Szabad-e, őrült, kockáztatni, és elektromos árammal összekötni az embert?

Rizs. 2. Emberi villamosítással kapcsolatos tapasztalat

A francia Dufay, Nollet és honfitársunk, Georg Richmann szinte egyidejűleg, egymástól függetlenül tervezett egy olyan készüléket a villamosítás mértékének mérésére, amely jelentősen kibővítette az elektromos kisülés kezelési felhasználását, és lehetővé vált az adagolás lehetősége. A Párizsi Tudományos Akadémia több találkozót szentelt annak, hogy megvitassák a Leyden tégelyes kisülés emberre gyakorolt ​​hatásait. Ez iránt érdeklődni kezdett XV. Lajos is. Nollet fizikus a király kérésére Louis Lemonnier orvossal együtt kísérletet végzett a Versailles-i palota egyik nagy termében, bemutatva a statikus elektromosság szúró hatását. Az „udvari mulatságoknak” volt haszna: sok embert érdekeltek, sokan kezdték el tanulmányozni a villamosítás jelenségeit.

Adams angol orvos és fizikus 1787-ben készített először speciális elektrosztatikus gépet gyógyászati ​​célokra. Orvosi gyakorlatában széles körben alkalmazta (3. kép) és megkapta pozitív eredményeket, ami az áram stimuláló hatásával, a pszichoterápiás hatással, illetve a váladék személyre gyakorolt ​​specifikus hatására magyarázható.

Az elektrosztatika és magnetosztatika korszaka, amelyre a fentebb említettek vonatkoznak, e tudományok matematikai alapjainak Poisson, Ostrogradsky és Gauss által végzett kidolgozásával ér véget.

Rizs. 3. Elektroterápiás ülés (egy ősi metszetből)

Az elektromos kisülések alkalmazása az orvostudományban és a biológiában teljes elismerést kapott. Az elektromos ráják, angolnák és harcsák érintése által okozott izomösszehúzódás áramütés hatását jelezte. Az angol John Warlish kísérletei bebizonyították a rája becsapódásának elektromos természetét, és Gunther anatómus pontos leírást adott ennek a halnak az elektromos szervéről.

1752-ben Sulzer német orvos jelentést tett közzé egy általa felfedezett új jelenségről. Ha két különböző fémet egyszerre érint a nyelvével, sajátos savanyú ízérzetet kelt. Sulzer nem gondolta, hogy ez a megfigyelés a legfontosabb kezdetét jelenti tudományos irányok- elektrokémia és elektrofiziológia.

Nőtt az érdeklődés az elektromos áram gyógyászatban történő felhasználása iránt. A Roueni Akadémia pályázatot hirdetett a témában legjobbnak ítélt munkák kiírására: „Határozza meg, milyen mértékben és milyen feltételek mellett számíthat az elektromosságra a betegségek kezelésében.” Az első díjat Maratnak ítélték oda, szakmáját tekintve orvos, akinek neve bekerült a francia forradalom történetébe. Marat művének megjelenése időszerű volt, hiszen az elektromos áram kezelési célú felhasználása nem volt mentes a miszticizmustól és a hamisságtól. Egy bizonyos Mesmer, divatos használatával tudományos elméletek a szikrázó elektromos gépekről, elkezdte azt állítani, hogy 1771-ben talált egy univerzális gyógymódot - az „állati” mágnesességet, amely távolról hat a páciensre. Speciális orvosi rendelőket nyitottak, ahol kellően nagy feszültségű elektrosztatikus gépek voltak. A betegnek meg kellett érintenie a gép feszültség alatt álló részeit, miközben áramütést érzett. Nyilván esetek pozitív hatást A Mesmer „orvosi” rendelőiben való tartózkodás nem csak az áramütés irritáló hatásával magyarázható, hanem az elektrosztatikus gépek működését végző helyiségekben megjelenő ózon hatásával és a korábban említett jelenségekkel is. A levegőben lévő baktériumok mennyiségének légionizáció hatására bekövetkező változása is pozitív hatással lehet egyes betegekre. De Mesmernek fogalma sem volt erről. A nehéz kimenetelű kudarcok után, amelyekre Marat azonnal figyelmeztetett munkájában, Mesmer eltűnt Franciaországból. A nagy francia fizikus, Lavoisier részvételével Mesmer „orvosi” tevékenységének kivizsgálására létrehozott kormánybizottság nem tudta megmagyarázni az elektromosság emberre gyakorolt ​​pozitív hatását. Franciaországban átmenetileg megszűnt az elektromos kezelés.

4 Galvani és Volta vita

És most a Gilbert munkájának megjelenése után közel kétszáz évvel végzett kutatásokról fogunk beszélni. Luigi Galvani olasz anatómia- és orvosprofesszor, valamint Alessandro Volta olasz fizikaprofesszor nevéhez fűződnek.

A Boulogne-i Egyetem anatómiai laboratóriumában Luigi Galvani végzett egy kísérletet, amelynek leírása sokkolta a tudósokat az egész világon. A békákat laboratóriumi asztalon boncolták fel. A kísérlet célja a végtagjaik csupasz idegeinek bemutatása és megfigyelése volt. Ezen az asztalon volt egy elektrosztatikus gép, melynek segítségével szikrát hoztak létre és tanulmányoztak. Idézzük magának Luigi Galvaninak az „Elektromos erők az izommozgások során” című munkájából: „... Az egyik asszisztensem véletlenül nagyon finoman megérintette a béka belső combcsonti idegeit. A béka lába élesen megrándult. ” És tovább: "... Ez akkor lehetséges, ha szikrát húznak ki a gép kondenzátorából."

Ez a jelenség megmagyarázható alábbiak szerint. A szikra keletkezésének helyén a levegő atomjai és molekulái változó elektromos térnek vannak kitéve, így elektromos töltést kapnak, és megszűnnek semlegesek. A keletkező ionok és elektromosan töltött molekulák az elektrosztatikus géptől egy bizonyos, viszonylag kis távolságra szétterjednek, hiszen mozgásukkor, levegőmolekulákkal ütközve elvesztik töltésüket. Ugyanakkor felhalmozódhatnak a föld felszínétől jól szigetelt fémtárgyakon, és kisülhetnek, ha a földhöz vezető elektromos áramkör lép fel. A laboratórium padlója száraz volt, fa. Jól szigetelte a földről azt a helyiséget, ahol Galvani dolgozott. A tárgy, amelyen a töltetek felhalmozódtak, egy fémszike volt. Már a szikének a béka idegéhez való enyhe érintése is a szikén felgyülemlett statikus elektromosság „kisüléséhez” vezetett, aminek következtében a láb mechanikai károsodás nélkül húzódott vissza. Maga a másodlagos kisülés jelensége, amelyet az okoz elektrosztatikus indukció, akkor már ismert volt.

Briliáns tehetség kísérletezőként és karmesterként nagy számban A sokoldalú kutatás lehetővé tette Galvaninak, hogy felfedezzen egy másik, az elektrotechnika további fejlődése szempontjából fontos jelenséget. Tanulmányi tapasztalat folyamatban légköri elektromosság. Idézzük magát Galvanit: "... belefáradva... a hiábavaló várakozásba... elkezdte... a gerincvelőbe szúrt rézkampókat a vasrácshoz nyomni – a béka lába összezsugorodott." A nem szabadban, hanem zárt térben, működő elektrosztatikus gépek hiányában végzett kísérlet eredményei megerősítették, hogy a béka izomzatának egy elektrosztatikus gép szikrája által okozott összehúzódáshoz hasonló összehúzódása következik be, amikor a béka testét érintik. egyszerre két különböző fémtárgy – egy huzal és egy réz-, ezüst- vagy vaslemez – segítségével. Galvani előtt senki sem figyelt meg ilyen jelenséget. A megfigyelések eredményei alapján merész, egyértelmű következtetést von le. Van egy másik villamosenergia-forrás is, ez az „állati” elektromosság (a kifejezés egyenértékű az „élő szövetek elektromos aktivitása” kifejezéssel). Az élő izom, érvelt Galvani, egy kondenzátor, mint egy Leyden-edény, pozitív elektromosság halmozódik fel benne. A béka idege belső „vezetőként” szolgál. Ha két fémvezetőt csatlakoztatunk egy izomhoz, elektromos áram keletkezik, amely, mint egy elektrosztatikus gép szikrája, az izom összehúzódását okozza.

Galvani csak a békaizmokon kísérletezett annak érdekében, hogy egyértelmű eredményt kapjon. Talán ez tette lehetővé számára, hogy javasolja a békacomb „fiziológiai preparátumának” használatát az elektromosság mennyiségének mérőeszközeként. Az elektromosság mértékének mérőszáma, amelynek mérésére egy hasonló fiziológiai mutató szolgált, a mancs felemelésének és leejtésének tevékenysége volt, amikor az érintkezésbe kerül egy fémlemezzel, amelyet egyidejűleg megérint a gerincvelőn áthaladó kampó. a béka, és a mancs felemelésének gyakorisága egységnyi idő alatt. Egy ideig ezt a fiziológiai mutatót még kiemelkedő fizikusok is használták, különösen Georg Ohm.

Galvani elektrofiziológiai kísérlete lehetővé tette Alessandro Voltának, hogy létrehozza az első elektrokémiai elektromos energiaforrást, ami viszont új korszakot nyitott az elektrotechnika fejlődésében.

Alessandro Volta volt az egyik első, aki értékelte Galvani felfedezését. Nagy körültekintéssel megismétli Galvani kísérleteit, és rengeteg adatot kap, amelyek megerősítik eredményeit. De Volta már az első cikkeiben „Az állatok elektromosságáról” és Dr. Boroniónak írt 1792. április 3-án kelt levelében, ellentétben Galvanival, aki az „állati” elektromosság szemszögéből értelmezi a megfigyelt jelenségeket, kiemeli a kémiai és fizikai jelenségeket. Volta megállapítja a különböző fémek (cink, réz, ólom, ezüst, vas) alkalmazásának fontosságát ezekben a kísérletekben, amelyek közé savval átitatott rongyot tesznek.

Íme, amit Volta ír: „A Galvani kísérleteiben az elektromosság forrása a béka a kimetszett béka idegeit és izmait két különböző fémmel kombinálják, majd egy ilyen áramkör zárásakor elektromos hatás jelentkezik. Legutóbbi kísérletemben két különböző fém is részt vett - ezek a sztaniol (ólom) és az ezüst, A folyadék szerepét a nyelv nyála töltötte be. Az áramkört egy összekötő lemezzel lezárva megteremtettem az elektromos folyadék folyamatos mozgását egyik helyről a másikra vízben vagy nyálhoz hasonló folyadékban Mi köze ehhez az „állati” elektromosságnak?

A Volta által végzett kísérletek lehetővé teszik számunkra, hogy megfogalmazzuk azt a következtetést, hogy az elektromos hatás forrása különböző fémek lánca, amikor nedves ruhával vagy savas oldattal átitatott ruhával érintkeznek.

Volta barátjának, Vasaghi orvosnak írt egyik levelében (megint egy példa az orvos elektromos áram iránti érdeklődésére) ezt írta: „Régóta meg vagyok győződve arról, hogy minden hatás fémekből származik, amelyek érintkezéséből az elektromos folyadék bejut. nedves vagy vizes test Ennek alapján úgy gondolom, hogy neki joga van minden új elektromos jelenséget a fémeknek tulajdonítani, és az „állati elektromosság” elnevezést a „fémes elektromosság” kifejezéssel helyettesíteni.

Volta szerint a békacomb érzékeny elektroszkóp. Történelmi vita alakult ki Galvani és Volta, valamint követőik között - vita az „állati” vagy „fémes” elektromosságról.

Galvani nem adta fel. A fémet teljesen kizárta a kísérletből, és még a békákat is üvegkésekkel boncolta fel. Kiderült, hogy még egy ilyen kísérletnél is a béka combidegének érintkezése izomzatával egyértelműen észrevehető, bár sokkal kisebb összehúzódáshoz vezetett, mint a fémek részvétele esetén. Ez volt az első olyan bioelektromos jelenségek felvétele, amelyen a szív- és érrendszer és számos más emberi rendszer modern elektrodiagnosztikája alapul.

Volta megpróbálja megfejteni a felfedezett szokatlan jelenségek természetét. Egyértelműen megfogalmazza magának a következő problémát: „Mi az oka az elektromosság megjelenésének?” Ugyanúgy kérdeztem magamtól, ahogyan mindannyian ezt tennék Például az ezüst és a cink megbomlik a két fémben jelenlévő elektromosság egyensúlya A fémek érintkezési pontján a pozitív elektromosság az ezüstről a cinkre irányul, és az utóbbin halmozódik fel, egyidejűleg. negatív elektromosság ezüstön kondenzálódik. Ez azt jelenti, hogy az elektromos anyag egy bizonyos irányba mozog. Amikor az ezüst és a horganylemezeket közbenső távtartók nélkül egymásra helyeztem, vagyis a horganylemezek érintkeztek az ezüsttel, összhatásuk nullára csökkent. Az elektromos hatás fokozása vagy összegzése érdekében minden horganylapot csak egy ezüstlemezzel kell érintkeztetni, és egymás után a legtöbb párat kell hozzáadni. Ezt pontosan úgy érik el, hogy minden horganylemezre egy nedves ruhadarabot helyeznek el, és ezzel elválasztják a következő pár ezüstlemezétől." Volta által elmondottak nagy része még most sem veszíti el jelentőségét, a modern tudományos elképzelések fényében.

Sajnos ez a vita tragikusan megszakadt. Napóleon hadserege elfoglalta Olaszországot. Mivel nem volt hajlandó hűséget esküdni az új kormánynak, Galvani elvesztette székét, elbocsátották, és hamarosan meghalt. A vita második résztvevője, Volta megélte mindkét tudós felfedezésének teljes elismerését. Egy történelmi vitában mindkettőnek igaza volt. Galvani biológus a bioelektromosság, Volta fizikus - az elektrokémiai áramforrások megalapítójaként vonult be a tudomány történetébe.

4. Kísérletek V. V. Petrov. Az elektrodinamika kezdete

Az Orvosi-Sebészeti Akadémia (ma Leningrádban S. M. Kirov Katonai Orvosi Akadémia) fizikaprofesszorának, V. V. Petrov akadémikusnak a munkája lezárja az „állati” és „fémes” elektromosság tudományának első szakaszát.

V. V. Petrov tevékenysége óriási hatással volt a tudomány fejlődésére az elektromosság orvostudományban és biológiában való felhasználásával kapcsolatban. Az Orvos-Sebészeti Akadémián kiváló eszközökkel felszerelt fizikai rendelőt alakított ki. Ott dolgozva Petrov megépítette a világ első elektrokémiai nagyfeszültségű villamosenergia-forrását. Ennek a forrásnak a feszültségét a benne lévő elemek számával értékelve feltételezhetjük, hogy a feszültség elérte az 1800-2000 V-ot körülbelül 27-30 W teljesítménnyel. Ez az univerzális forrás lehetővé tette V. V. Petrov számára, hogy rövid időn belül több tucat tanulmányt végezzen, amelyek különböző területeken fedezték fel az elektromosság felhasználását. V. V. Petrov nevéhez általában egy új világítási forrás, nevezetesen az elektromos világítás kapcsolódik, amely az általa felfedezett, hatékonyan működő elektromos ív használatán alapul. 1803-ban a Galvani-Voltian Experiments című könyvben V. V. Petrov felvázolta kutatásának eredményeit. Ez az első elektromosságról szóló könyv hazánkban. Itt adták ki újra 1936-ban.

Ebben a könyvben nemcsak az elektrotechnikai kutatások fontosak, hanem az elektromos áram élő szervezettel való kapcsolatának és kölcsönhatásának vizsgálatának eredményei is. Petrov kimutatta, hogy az emberi test képes a villamosításra, és hogy a nagyszámú elemből álló galván-voltaikus akkumulátor veszélyes az emberre; lényegében az elektromos fizikoterápiás kezelések alkalmazásának lehetőségét jósolta.

V. V. Petrov kutatásának nagy hatása van az elektrotechnika és az orvostudomány fejlődésére. A „Galvani-Volta kísérletek hírei” című munkája latinra fordítva az orosz kiadás mellett számos ország nemzeti könyvtárát díszíti. európai országok. A V. V. Petrov által létrehozott elektrofizikai laboratórium lehetővé tette az akadémia tudósai számára, hogy a 19. század közepén széles körben fejlesszék az elektromosság kezelési célú felhasználásával kapcsolatos kutatásokat. A Katonaorvosi Akadémia ebben az irányban nemcsak hazánk, hanem az európai intézetek között is vezető pozíciót foglalt el. Elég megnevezni V. P. Egorov, V. V. Lebedinszkij, A. V. Lebedinszkij, N. P. Khlopin, S. A. Lebegyev professzorok nevét.

Mit hozott a 19. század az elektromosság tanulmányozásában? Először is megszűnt az orvostudomány és a biológia villamosenergia-monopóliuma. Ezt Galvani, Volta, Petrov kezdte. A 19. század első felét és közepét az elektrotechnika jelentős felfedezései jellemezték. Ezek a felfedezések a dán Hans Oersted, a francia Dominique Arago és Andre Ampere, a német Georg Ohm, az angol Michael Faraday, honfitársaink, Boris Jacobi, Emil Lenz és Pavel Schilling és sok más tudós nevéhez fűződnek.

Röviden ismertetjük a témánkhoz közvetlenül kapcsolódó felfedezések közül a legfontosabbakat. Oersted volt az első, aki teljes kapcsolatot teremtett az elektromos és a mágneses jelenségek között. A galván elektromossággal (ahogy akkoriban az elektrokémiai áramforrásokból eredő elektromos jelenségeket nevezték, ellentétben az elektrosztatikus gép okozta jelenségekkel) kísérletezve Oersted felfedezte a közelben található mágneses iránytű tűjének eltéréseit, elektromos forrásáram (galvanikus akkumulátor), a zárás és nyitás pillanatában elektromos áramkör. Úgy találta, hogy ez az eltérés a mágneses iránytű helyétől függ. Oersted nagy érdeme, hogy ő maga is nagyra értékelte az általa felfedezett jelenség fontosságát. A mágneses és elektromos jelenségek függetlenségéről szóló, több mint kétszáz éve megingathatatlannak tűnő elképzelések Gilbert munkái alapján összeomlottak. Oersted megbízható kísérleti anyagot kapott, amely alapján megírta, majd kiadta a „Kísérletek az elektromos konfliktus mágneses tűre gyakorolt ​​hatására” című könyvét. Eredményét röviden így fogalmazza meg: „A galvanikus elektromosság, amely északról délre áramlik egy szabadon felfüggesztett mágnestű felett, északi végét kelet felé tereli, és a tű alatt ugyanabban az irányban haladva nyugat felé tereli el.”

Világosan és mélyen feltárta Oersted kísérletének jelentését, amely az első megbízható bizonyíték a mágnesesség és az elektromosság kapcsolatára, francia fizikus Andre Ampere. Ampere nagyon sokoldalú tudós volt, kiváló matematikából, szerette a kémiát, a botanikát és ókori irodalom. Kiváló népszerűsítője volt a tudományos felfedezéseknek. Ampere érdemei a fizika területén a következőképpen fogalmazhatók meg: új szakaszt hozott létre az elektromosság tanában - az elektrodinamikában, amely a mozgó elektromosság minden megnyilvánulására kiterjed. Az Ampere mozgó elektromos töltéseinek forrása egy galván akkumulátor volt. Az áramkör lezárásával megkapta az elektromos töltések mozgását. Ampere kimutatta, hogy az elektromos töltések nyugalomban ( sztatikus elektromosság) ne hatnak a mágnestűre – nem térítik el azt. A modern nyelven Ampere képes volt azonosítani a tranziens folyamatok jelentését (elektromos áramkör bekapcsolása).

Michael Faraday befejezi Oersted és Ampere felfedezéseit – megalkotja az elektrodinamika koherens logikai doktrínáját. Ugyanakkor számos független nagy felfedezést tett, amelyek kétségtelenül fontos hatással voltak az elektromosság és a mágnesesség orvostudományi és biológiái felhasználására. Michael Faraday nem volt olyan matematikus, mint Ampere, számos publikációjában egyetlen elemző kifejezést sem használt. A lelkiismeretes és szorgalmas kísérletező tehetsége lehetővé tette Faraday számára, hogy kompenzálja a matematikai elemzés hiányát. Faraday felfedezi az indukció törvényét. Ahogy ő maga mondta: "Megtaláltam a módot arra, hogy az elektromosságot mágnesessé alakítsam, és fordítva." Felfedezi az önindukciót.

Faraday fő kutatásának befejezése az elektromos áram vezetőképes folyadékokon való áthaladásának törvényszerűségeinek felfedezése és ez utóbbiak kémiai bomlása, amely elektromos áram hatására megy végbe (az elektrolízis jelensége). Faraday a következőképpen fogalmazza meg az alaptörvényt: „A folyadékba merített vezetőképes lemezeken (elektródákon) található anyag mennyisége az áram erősségétől és áthaladásának idejétől függ: minél nagyobb az áram erőssége és annál hosszabb elhalad, annál több anyag szabadul fel az oldatba.

Oroszország egyike azoknak az országoknak, ahol Oersted, Arago, Ampere, és ami a legfontosabb, Faraday felfedezései közvetlen fejlődésre és gyakorlati alkalmazásra találtak. Boris Jacobi az elektrodinamika felfedezéseit felhasználva megalkotja az első elektromos motoros hajót. Emil Lenznek számos olyan alkotása van, amelyek nagy gyakorlati érdeklődésre tartanak számot különböző területeken elektrotechnika és fizika. Nevéhez általában az elektromos energia termikus ekvivalensének törvényének, a Joule-Lenz törvénynek a felfedezéséhez fűződik. Emellett Lenz törvényt alkotott, amelyet róla neveztek el. Ezzel véget ért az elektrodinamika alapjainak megteremtésének időszaka.

1 Az elektromosság felhasználása az orvostudományban és a biológiában a XIX

P. N. Yablochkov, amikor két szenet párhuzamosan helyez el, amelyeket olvadó kenőanyag választ el, elektromos gyertyát hoz létre - egy egyszerű elektromos fényforrást, amely több órán keresztül képes megvilágítani a helyiséget. Yablochkov gyertyája három-négy évig tartott, és a világ szinte minden országában alkalmazást talált. Lecserélték egy tartósabb izzólámpára. Mindenütt elektromos generátorokat hoznak létre, és az akkumulátorok széles körben elterjednek. A villamos energia felhasználási területei egyre bővülnek.

Egyre népszerűbb az elektromosság felhasználása a kémiában, amelyet M. Faraday indított el. Az anyagmozgás - a töltéshordozók mozgása - találta az egyik első alkalmazását az orvostudományban megfelelő gyógyászati ​​vegyületek emberi szervezetbe juttatására. A módszer lényege a következő: gézet vagy bármilyen más szövetet, amely tömítésként szolgál az elektródák és az emberi test között, impregnálunk a kívánt gyógyászati ​​vegyülettel; a test kezelendő területein található. Az elektródák egyenáramú forráshoz csatlakoznak. A 19. század második felében először alkalmazott gyógyhatású vegyületek bejuttatásának módja ma is elterjedt. Ezt elektroforézisnek vagy iontoforézisnek nevezik. Az elektroforézis gyakorlati alkalmazását az ötödik fejezetben ismerheti meg az olvasó.

Következett egy újabb felfedezés, amely a gyakorlati orvostudomány számára nagy jelentőséggel bír, az elektrotechnika területén. 1879. augusztus 22-én Crookes angol tudós beszámolt a katódsugarakkal kapcsolatos kutatásairól, amelyekről akkoriban a következők váltak ismertté:

Ha nagyfeszültségű áramot vezetnek át egy csövön egy nagyon ritka gázzal, akkor a katódból egy részecskék áradnak ki, és óriási sebességgel rohannak. 2. Ezek a részecskék szigorúan egyenes vonalban mozognak. 3. Ez a sugárzó energia képes előállítani mechanikai hatás. Például forgassa el az útjába helyezett kis forgókereket. 4. A sugárzó energiát egy mágnes eltéríti. 5. Azokon a helyeken, ahol sugárzó anyag esik, hő fejlődik. Ha a katód homorú tükör alakú, akkor még az ilyen tűzálló ötvözetek, például az irídium és a platina ötvözete is megolvadhat a tükör fókuszában. 6. Katódsugarak - egy atomnál kisebb anyagi testek, nevezetesen a negatív elektromosság részecskéinek áramlása.

Ezek az első lépések Wilhelm Conrad Roentgen új nagy felfedezésének előestéjén. A röntgen egy alapvetően eltérő sugárforrást fedezett fel, amelyet röntgensugárzásnak (X-Ray) nevezett el. Később ezeket a sugarakat röntgensugárzásnak nevezték. Roentgen üzenete szenzációt keltett. Minden országban számos laboratórium kezdte reprodukálni Röntgen installációját, megismételni és továbbfejleszteni kutatásait. Ez a felfedezés különös érdeklődést váltott ki az orvosok körében.

Azokat a fizikai laboratóriumokat, ahol a Röntgen által röntgenfelvételek előállítására használt berendezéseket létrehozták, orvosok és pácienseik támadták meg, és gyanították, hogy testükben lenyelt tűk, fémgombok stb. találhatók. Az orvostudomány története korábban nem ismert ilyen gyors gyakorlati gyakorlatot. felfedezések megvalósítása az elektromosság területén, ahogy az egy új diagnosztikai eszközzel történt - röntgensugarak.

Azonnal érdeklődni kezdtek az oroszországi röntgensugarak iránt. Hivatalos tudományos publikációk, áttekintések, pontos adatok a berendezésekről még nem jelentek meg, csak egy rövid üzenet jelent meg Röntgen jelentéséről, és Szentpétervár közelében, Kronstadtban Alekszandr Sztepanovics Popov rádiófeltaláló már kezdi megalkotni az elsőt. háztartási röntgenkészülékek. Erről keveset tudni. A. S. Popov szerepe az első hazai röntgenkészülékek kifejlesztésében és megvalósításában talán először F. Veitkov könyvéből vált ismertté. Nagyon sikeresen kiegészítette a feltaláló lánya, Jekaterina Aleksandrovna Kyandskaya-Popova, aki V. Tomattal együtt publikálta „A rádió és röntgen feltalálója” című cikket a „Science and Life” folyóiratban (1971, 8. szám). .

Az elektrotechnika új fejlesztései ennek megfelelően kibővítették az „állati” elektromosság tanulmányozásának lehetőségeit. Matteuci egy akkoriban készült galvanométerrel bebizonyította, hogy az izomtevékenység során elektromos potenciál. Miután átvágta az izmot a szálakon, összekapcsolta a galvanométer egyik pólusával, és az izom hosszanti felületét a másik pólushoz kapcsolta, és 10-80 mV tartományba eső potenciált kapott. A potenciál értékét az izom típusa határozza meg. Matteuci szerint a „bioáram” a hosszanti felületről a keresztmetszetre folyik, és a keresztmetszet elektronegatív. Ezt a furcsa tényt különböző állatokon - teknősön, nyúlon, patkányon és madarakon - végzett kísérletek igazolták, amelyeket számos kutató végzett, akik közül Dubois-Reymond, Hermann és honfitársunk, V. Chagovets kiemelendő . Peltier 1834-ben publikált egy munkát, amelyben bemutatta a biopotenciálok és az élő szöveten keresztüli áramlás közötti kölcsönhatás vizsgálatának eredményeit. DC. Kiderült, hogy a biopotenciálok polaritása megváltozik. Az amplitúdók is változnak.

Ugyanakkor változásokat figyeltek meg és élettani funkciók. Megfelelő érzékenységű és megfelelő mérési határértékekkel rendelkező elektromos mérőműszerek jelennek meg a fiziológusok, biológusok, orvosok laboratóriumaiban. Nagy és változatos kísérleti anyag halmozódik fel. Ezzel véget ér az elektromosság orvosi felhasználásának előtörténete és az „állati” elektromosság tanulmányozása.

Az elsődleges bioinformációt biztosító fizikai módszerek megjelenése, az elektromos mérőberendezések, az információelmélet, az autometria és a telemetria korszerű fejlődése, a mérések integrálása – ez az, ami új történelmi állomást jelent a tudomány, a műszaki és az orvos-biológiai területen. az elektromosság használata.

2 A sugárterápia és a diagnózis története

A tizenkilencedik század végén nagyon fontos felfedezéseket tettek. Az ember most először láthatott saját szemével valamit, ami a látható fény számára átláthatatlan akadály mögött rejtőzik. Conrad Roentgen felfedezte az úgynevezett röntgensugarakat, amelyek áthatolnak optikailag átlátszatlan korlátokon, és árnyékképeket hoznak létre a mögöttük megbúvó tárgyakról. Felfedezték a radioaktivitás jelenségét is. Eindhoven már a 20. században, 1905-ben bebizonyította a szív elektromos tevékenységét. Ettől a pillanattól kezdve az elektrokardiográfia fejlődésnek indult.

Az orvosok egyre több információt kaptak a páciens belső szerveinek állapotáról, amit nem tudtak megfigyelni a mérnökök által a fizikusok felfedezései alapján megalkotott megfelelő műszerek nélkül. Végül az orvosok megfigyelhették a belső szervek működését.

A második világháború kezdetére a bolygó vezető fizikusai, még a nehéz atomok hasadásáról és a folyamat során bekövetkező kolosszális energiafelszabadulásról szóló információk megjelenése előtt arra a következtetésre jutottak, hogy lehetséges mesterséges radioaktív anyagok létrehozása. izotópok. A radioaktív izotópok száma nem korlátozódik a természetben ismertekre radioaktív elemek. A periódusos rendszer összes kémiai eleméről ismertek. A tudósok nyomon követhették kémiai történetüket anélkül, hogy megzavarták volna a vizsgált folyamat lefolyását.

Még a húszas években kísérleteket tettek a rádium családból származó, természetesen radioaktív izotópok felhasználásával az emberi véráramlás sebességének meghatározására. De ezt a fajta kutatást még az országban sem alkalmazták széles körben tudományos célokra. A radioaktív izotópokat a létrejöttük utáni ötvenes években szélesebb körben alkalmazták az orvosi kutatásokban, ezen belül a diagnosztikai kutatásokban. atomreaktorok, amelyben meglehetősen könnyű volt magas aktivitású mesterségesen radioaktív izotópokat előállítani.

Legtöbb híres példa A mesterségesen radioaktív izotópok egyik első alkalmazása a jód izotópjainak felhasználása volt a pajzsmirigy kutatására. A módszer lehetővé tette a pajzsmirigybetegségek (golyva) okának megértését bizonyos lakóterületeken. Kapcsolatot mutattak ki az étrendi jód és a pajzsmirigybetegség között. E vizsgálatok eredményeként te és én fogyasztunk asztali só, amelybe szándékosan inaktív jódot tartalmazó adalékanyagokat visznek be.

A radionuklidok szervben való eloszlásának vizsgálatára eleinte egyszeri szcintillációs detektorokat alkalmaztak, amelyek pontról pontra vizsgálták a vizsgált szervet, azaz. végigpásztázta, egy kanyargós vonal mentén haladva az egész vizsgált szerven. Egy ilyen vizsgálatot szkennernek, az ehhez használt eszközöket pedig szkennereknek nevezték. A helyzetérzékeny detektorok kifejlesztésével, amelyek a bejövő gamma-kvantum regisztrálása mellett meghatározták a detektorba való belépésének koordinátáját is, lehetővé vált a teljes vizsgált szerv egyben, a detektor mozgatása nélkül való megtekintése. felette. Jelenleg a vizsgált szerv radionuklidok eloszlásának képét szcintigráfiának nevezik. Bár általánosságban elmondható, hogy a szcintigráfia kifejezést 1955-ben vezették be (Andrews et al.), és kezdetben a szkennelésre utaltak. A helyhez kötött detektorokkal rendelkező rendszerek közül a legszélesebb körben használt úgynevezett gammakamera, amelyet először Anger javasolt 1958-ban.

A gamma-kamera lehetővé tette a képfelvételi idő jelentős csökkentését, és ezáltal a rövidebb élettartamú radionuklidok alkalmazását. A rövid élettartamú radionuklidok alkalmazása jelentősen csökkenti az alany testét érő sugárterhelést, ami lehetővé tette a betegeknek beadott radiofarmakonok aktivitásának növelését. Jelenleg a Ts-99t használatakor egy kép elkészítéséhez szükséges idő a másodperc töredéke. Ilyen rövid idők egyetlen képkocka megszerzése a dinamikus szcintigráfia kialakulásához vezetett, amikor a vizsgálat során a vizsgált szerv szekvenciális képeinek sorozatát kapjuk. Egy ilyen szekvencia elemzése lehetővé teszi az aktivitás változásainak dinamikájának meghatározását mind a szerv egészében, mind pedig különálló részek, azaz dinamikus és szcintigráfiai vizsgálatok kombinációja következik be.

A vizsgált szerv radionuklidok eloszlásának képalkotási technológiájának fejlődésével felmerült a kérdés a radiofarmakonok vizsgált területen belüli eloszlásának felmérésére szolgáló módszerekről, különösen a dinamikus szcintigráfiában. A szkenogramok feldolgozása elsősorban vizuálisan történt, ami a dinamikus szcintigráfia fejlődésével elfogadhatatlanná vált. A fő probléma az volt, hogy a vizsgált szervben vagy annak egyes részein a radiofarmakon aktivitás változásait tükröző görbék képtelenek voltak megszerkeszteni. Természetesen a kapott szcintigramoknak számos egyéb hátránya is megfigyelhető - statisztikai zaj jelenléte, a környező szervek és szövetek hátterének levonásának lehetetlensége, a dinamikus szcintigráfiában az összefoglaló kép lehetetlensége számos egymást követő szcintigráfia alapján. keretek.

Mindez a szcintigramok számítógépes digitális feldolgozórendszereinek megjelenéséhez vezetett. 1969-ben Jinuma és szerzőtársai számítógépes képességeket használtak a szcintigramok feldolgozásához, ami megbízhatóbb diagnosztikai információk megszerzését tette lehetővé, lényegesen nagyobb mennyiségben. E tekintetben a szcintigráfiai információk gyűjtésére és feldolgozására szolgáló számítógépes rendszereket nagyon intenzíven bevezették a radionukliddiagnosztikai osztályok gyakorlatába. Az ilyen osztályok lettek az első olyan gyakorlati orvosi egységek, amelyekben a számítógépeket széles körben bevezették.

A szcintigráfiai információk gyűjtésére és feldolgozására szolgáló számítógépes digitális rendszerek fejlesztése alapozta meg az orvosi diagnosztikai képek feldolgozásának alapelveit és módszereit, amelyeket más orvosi és fizikai elvek felhasználásával nyert képek feldolgozása során is alkalmaztak. Ez vonatkozik a röntgenfelvételekre, a diagnosztikai ultrahangfelvételekre és természetesen a komputertomográfiára. Másrészt a számítógépes tomográfiás technikák fejlődése az emissziós tomográfok létrehozásához vezetett, mind az egyfoton, mind a pozitron. A radioaktív izotópok orvosi diagnosztikai vizsgálatokban való felhasználását célzó csúcstechnológiák fejlődése, illetve a klinikai gyakorlatban való növekvő felhasználása a radioizotópdiagnosztika önálló orvosi tudományágának kialakulásához vezetett, amelyet később a nemzetközi szabványosítás szerint radionukliddiagnosztikának neveztek el. Kicsit később megjelent a nukleáris medicina koncepciója, amely egyesíti a radionuklidok diagnosztikai és terápiás felhasználási módszereit. A kardiológiában a radionuklid diagnosztika fejlődésével (a fejlett országokban az összes radionuklid vizsgálat akár 30%-a is kardiológiaivá vált) megjelent a nukleáris kardiológia kifejezés.

A radionuklidok felhasználásával végzett vizsgálatok másik rendkívül fontos csoportja az in vitro vizsgálatok. Az ilyen típusú kutatások során nem radionuklidokat juttatnak a páciens szervezetébe, hanem radionuklid technikákkal határozzák meg a hormonok, antitestek, gyógyszerek és más klinikailag fontos anyagok koncentrációját a vér- vagy szövetmintákban. Emellett a modern biokémia, fiziológia és molekuláris biológia nem létezhet a radioaktív nyomjelzők és a radiometria módszerei nélkül.

Hazánkban a nukleáris medicina módszerek tömeges bevezetése a klinikai gyakorlatba az 50-es évek végén kezdődött, miután a Szovjetunió Egészségügyi Miniszterének (1959. május 15-i 248. sz.) rendelete megjelent a radioizotópos diagnosztikai osztályok létrehozásáról. nagy onkológiai intézményekben és szabványos radiológiai épületek építésében, ezek egy része ma is működik. Jelentős szerepet játszott az SZKP Központi Bizottságának és a Szovjetunió Minisztertanácsának 1960. január 14-én kelt 58. számú határozata „A Szovjetunió lakosságának egészségügyi ellátásának és egészségvédelmének további javítását célzó intézkedésekről”. amely a radiológiai módszerek orvosi gyakorlatba való széles körű bevezetését biztosította.

A nukleáris medicina elmúlt években tapasztalt rohamos fejlődése a radionuklid diagnosztikában jártas radiológusok és mérnökök hiányához vezetett. Az összes radionuklid technika alkalmazásának eredménye két fontos ponttól függ: egyrészt a kellő érzékenységű és felbontású detektorrendszertől, másrészt egy olyan radiofarmakontól, amely biztosítja a kívánt szervben vagy szövetben elfogadható szintű felhalmozódást. . Ezért minden nukleáris medicinával foglalkozó szakembernek mélyen ismernie kell a radioaktivitás és a detektáló rendszerek fizikai alapjait, valamint ismernie kell a radiofarmakonok kémiáját és azokat a folyamatokat, amelyek meghatározzák azok lokalizációját az adott szervekben és szövetekben. Ez a monográfia nem egyszerű áttekintése a radionuklid-diagnosztika terén elért eredményekről. Rengeteg eredeti anyagot mutat be, mely szerzői kutatásának eredménye. Hosszú távú tapasztalat a JSC "VNIIMP-VITA", az Orosz Orvostudományi Akadémia Onkológiai Központja, valamint az Egészségügyi Minisztérium Kardiológiai Kutatási és Termelési Komplexumának Radiológiai berendezések Osztálya fejlesztői csapatának közös munkájában. Az Orosz Föderáció, az Orosz Orvostudományi Akadémia Tomszki Tudományos Központjának Kardiológiai Kutatóintézete, az Orosz Orvosi Fizikusok Szövetsége lehetővé tette számunkra, hogy megvizsgáljuk a radionuklidképek kialakulásának elméleti kérdéseit, gyakorlati megvalósítás hasonló technikák és a klinikai gyakorlat számára a leginformatívabb diagnosztikai eredmények elérése.

Az orvosi technológia fejlődése a radionukliddiagnosztika területén elválaszthatatlanul összefügg Szergej Dmitrijevics Kalasnyikov nevével, aki sok éven át ebben az irányban dolgozott az Orvosi Műszerek Tudományos Kutatóintézetében, és vezette az első orosz tomográfia létrehozását. gamma kamera GKS-301.

5. Az ultrahangos kezelés rövid története

Az ultrahang technológia az első világháború idején kezdett fejlődni. Ekkor, 1914-ben, amikor egy nagy laboratóriumi akváriumban egy új ultrahangos emittert tesztelt, a kiváló francia kísérleti fizikus, Paul Langevin felfedezte, hogy a halak az ultrahang hatására nyugtalanok lesznek, rohangálnak, majd megnyugodtak, de egy idő után kezdett meghalni. Így véletlenül megtörtént az első kísérlet, amivel elkezdődött az ultrahang biológiai hatásainak vizsgálata. A huszadik század 20-as éveinek végén. Megtörténtek az első kísérletek az ultrahang alkalmazására az orvostudományban. 1928-ban pedig a német orvosok már használták az ultrahangot az emberek fülbetegségeinek kezelésére. 1934-ben a szovjet fül-orr-gégész E.I. Anokhrenko bevezette az ultrahangos módszert a terápiás gyakorlatba, és a világon elsőként végzett kombinált kezelést ultrahanggal, ill. áramütés. Hamarosan az ultrahangot széles körben kezdték használni a fizioterápiában, és gyorsan hírnevet szerzett, mint nagyon hatékony eszköz. Mielőtt az ultrahangot emberi betegségek kezelésére alkalmazták volna, annak hatását alaposan tesztelték állatokon, de a gyakorlati állatgyógyászatban új módszerek jelentek meg, miután széles körben elterjedtek az orvostudományban. Az első ultrahangos gépek nagyon drágák voltak. Az ár természetesen nem számít, ha az emberi egészségről van szó, de a mezőgazdasági termelésben ezt figyelembe kell venni, hiszen nem lehet veszteséges. Az első ultrahang gyógyító módszerek pusztán empirikus megfigyeléseken alapultak, de az ultrahangos fizioterápia fejlődésével párhuzamosan megkezdődtek az ultrahang biológiai hatásmechanizmusainak kutatásai is. Eredményeik lehetővé tették az ultrahang használatának gyakorlatának módosítását. Az 1940-1950-es években például azt hitték, hogy az 5...6 W/nm-ig, vagy akár 10 W/nm-ig terjedő intenzitású ultrahang terápiás célokat szolgál. Hamarosan azonban az orvostudományban és az állatgyógyászatban használt ultrahang intenzitás csökkenni kezdett. Tehát a huszadik század 60-as éveiben. a fizioterápiás eszközök által keltett ultrahang maximális intenzitása 2...3 W/nm-re csökkent, és a jelenleg gyártott készülékek 1 W/nm-t meg nem haladó intenzitású ultrahangot bocsátanak ki. De ma az orvosi és állatorvosi fizioterápiában az ultrahangot leggyakrabban 0,05-0,5 W/nm intenzitással alkalmazzák.

Következtetés

Az orvosi fizika fejlődéstörténetét természetesen nem tudtam maradéktalanul kifejteni, mert egyébként Minden egyes fizikai felfedezésről részletesen kell beszélnem. De mégis jeleztem a méz fejlődésének főbb szakaszait. fizikusok: eredete nem a 20. században kezdődik, ahogy sokan hiszik, hanem sokkal korábban, még az ókorban is. Ma az akkori felfedezések triviálisnak tűnnek számunkra, de valójában arra az időszakra nézve ez kétségtelen áttörést jelentett a fejlődésben.

Nehéz túlbecsülni a fizikusok hozzájárulását az orvostudomány fejlődéséhez. Vegyük Leonardo da Vincit, aki leírta az ízületi mozgások mechanikáját. Ha tárgyilagosan szemléli kutatásait, megértheti, hogy a modern közös tudomány magában foglalja munkáinak túlnyomó részét. Vagy Harvey, aki először bizonyította be a zárt vérkeringést. Ezért úgy tűnik számomra, hogy értékelnünk kell a fizikusok hozzájárulását az orvostudomány fejlődéséhez.

Felhasznált irodalom jegyzéke

1. "Az ultrahang és a biológiai tárgyak kölcsönhatásának alapjai." Ultrahang az orvostudományban, az állatgyógyászatban és a kísérleti biológiában. (Szerzők: Akopyan V.B., Ershov Yu.A., szerkesztette: Shchukin S.I., 2005)

Radionuklid diagnosztikai berendezések és módszerek az orvostudományban. Kalantarov K.D., Kalasnyikov S.D., Kostylev V.A. és mások, szerk. Viktorova V.A.

Kharlamov I.F. Pedagógia. - M.: Gardariki, 1999. - 520 p.; 391. oldal

Villany és ember; Manoilov V.E. ; Energoatomizdat 1998, 75-92

Cherednichenko T.V. Zene a művelődéstörténetben. - Dolgoprudny: Allegro-press, 1994. 200. o

Mindennapi élet Ókori Róma az élvezetek prizmáján keresztül, Jean-Noel Robbert, Young Guard, 2006, 61. o

Plató. Párbeszédek; Gondolat, 1986, 693. o

Descartes R. Művek: 2 kötetben - T. 1. - M.: Mysl, 1989. Pp. 280, 278

Plató. Párbeszédek – Tímea; Gondolat, 1986, 1085. o

Leonardo da Vinci. Válogatott művek. 2 kötetben T.1./ Reprint from szerk. 1935 - M.: Ladomir, 1995.

Arisztotelész. Négy kötetben működik. T.1.Piros.V. F. Asmus. M.,<Мысль>, 1976, 444., 441. o

Internetes források listája:

Hangterápia - Nag-Cho http://tanadug.ru/tibetan-medicine/healing/sound-healing

(a hozzáférés időpontja 12.09.18.)

A fényterápia története - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (elérés dátuma: 2012.09.21.)

Tűzkezelés – http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (elérés dátuma: 12.09.21)

Keleti gyógyászat - (a hozzáférés dátuma 12. 22.)://arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam