1.Введение.
Каждый человек, определяя свой жизненный путь, встает перед вопросом: кем стать ?, какую выбрать профессию? Я закачиваю 8 класс и хочу стать врачом, и как многие из моих сверстников стала задавать себе вопрос: зачем мне нужно учить тот или иной предмет? Нужна ли математика, чтобы лечить больного? Мне кажется, что все науки взаимосвязаны, и практически не могут существовать друг без друга.
Галилей утверждал, что вся сущность природы зависит от математики. Того же мнения придерживались и Кант, Леонардо да Винчи.
На сегодняшний день расширились методы лечения и диагностики: большинство медицинских центров используют методы математического моделирования, что помогает установить более точный диагноз. Знания основ математики применяются врачами для описания процессов, происходящих в организме человека.
Медицинским работникам необходимо знать определение и нахождение процента, пропорции, меры объема. Умение вычислять пульс, рассчитывать индекс массы тела, определять артериальное давление, по кардиограмме сердца определять факторы риска сердечных заболеваний и многое друге.
По определению Всемирной организации здравоохранения здоровье – это полное физическое, психическое и социальное благополучие, а не только отсутствие болезней или физических дефектов. Как оценить свое здоровье? Из чего состоит организм человека? У нас дома есть тонометр с помощью которого можно измерить давление. Мне стало интересно зачем нужно измерять давление и отчего оно зависит.
Актуальность моего проекта обусловлена желанием в любом возрасте выглядеть красивым и привлекательным. Но чтобы быть красивым надо быть здоровым. Всемирная организация здравоохранения, выделяя факторы риска тяжелых заболеваний, приводящих к преждевременной смерти, на первое место поставила повышенное артериальное давление, а на 3 место – избыточный вес и ожирение.
Цель моего исследования: рассмотреть возможность применения математики при расчете артериального давления и индекса массы тела.
Найти и ознакомиться с литературными источниками им публикациями.
Провести диагностику исследования зависимости артериального давления от некоторых факторов, влияющих на его изменение.
В своей работе я выдвинула следующую гипотезу : артериальное давление зависит от физических нагрузок и массы тела.
Исследование проходило в 3 этапа:
На первом этапе я ознакомилась с литературными источниками и публикациями по данной проблеме;
На втором этапе провела практические исследования, статистическую обработку полученных данных;
На третьем этапе провела анализ и оценку результатов исследоваия.
2.Основная часть.
2.1 Расчет индекса массы тела.
Избыточная масса тела означает, что масса тела конкретного человека превышает ту, которая считается нормальной для его роста.
Индекс массы тела = масса тела (кг) : рост (м)
Он позволяет оценить, какой риск для здоровья представляет Ваш вес.
Если ИМТ менее 18,5 то вес понижен. Следует поправиться.
Если ИМТ 18, - 24,9, у вас идеальный вес.
Если ИМТ 25 – 29,9, то вес избыточный, есть риск развития осложнений. Нужно подумать об изменении пищевого рациона и физической активности.
Если ИМТ 30 – 39,9 – характеризуется ожирение, риск для здоровья повыше.
Есть еще один простой, но очень информативный показатель наличия избыточной массы тела – окружность талии. Если окружность талии у мужчины превышает 102 см, а у женщины 88 см – это серьезный повод задуматься о здоровье.
Поддерживая оптимальный вес мы снижаем риск развития сердечно -сосудистых заболеваний и диабета.
2.2Расчет артериального давления у детей.
Ежесекундно для каждой клетки нашего тела требуется кислород. Именно кровь разносит кислород из легких по всему телу. Около четырех литров крови бегут по артериям, венам и капиллярам. Таких сосудов больших и совсем крошечных у человека очень и очень много. Протяженность всех сосудов человека достигает 96000 километров.
Артериальное давление – это сила с которой циркулирующая кровь давит а стеки артерий. У каждого человека разный уровень артериального давления. Оно повышается при спазме сосудов, увеличении объема крови, увеличении силы и частоты сердечных сокращений.
При сокращении сердца (систоле) кровь выталкивается в крупные артерии под давлением, называемым систолическим. В народе оно называется «верхним».
При расслаблении сердца создается минимальное давление (диастолическое). Это показатель «нижнего» давления.
Уровень артериального давления детей ниже, чем у взрослых, и зависит от возраста. Существуют формулы, с помощью которых можно рассчитать, каким должно быть давление у ребенка.
САД = 90 + 2∙ возраст (лет)
ДАД = 60 + возраст (лет)
Если из числа систолического артериального давления вычесть диастолическое, то получится пульсовое давление. Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Показатель не должен превышать 45 единиц.
Среднее артериальное давление можно вычислить по формуле:
(2∙ ДАД + САД): 3
У здорового человека сокращение сердца и пульсовые волны следуют друг за другом, через равные промежутки времени. В этом случае пульс называют ритмичным. В противном случае – аритмичным.
Учитывая то, что в сердце сходятся артерии и вены, оно беспрерывно выполняет функцию насоса—за одно сокращение, выталкивая в сосуды 60-75 крови, а за минуту при средней частоте сокращений — 4-5 литра. В состоянии покоя нормальным считается пульс 60-90 ударов в минуту, а при тяжелой физической нагрузке пульс может ускоряться до 200 и более ударов в минуту.
По мере увеличения пульса при нагрузке организм претерпевает разные физиологические изменения. На этой особенности основаны расчеты для разных пульсовых зон в спортивных тренировках.
Терапевтическая зона ЧСС – 50-60% от максимальной. Используется для укрепления сердечно-сосудистой системы.
Зона частоты пульса для жиросжигания. 60-70%. Борьба с лишним весом.
Зона силовой выносливости. 70-80%. Повышение устойчивости к интенсивным физическим нагрузкам.
Для того, чтобы рассчитать оптимальную нагрузку, надо найти максимальную ЧСС, для этого: 220 – возраст (годы). Затем высчитать диапазон рекомендуемого пульса: от ЧССmax*0,5 до ЧССmax 0,6.
Важно, что пульс во время занятий не должен превышать 150 ударов в минуту.
Практические исследования.
Объекты исследования: ученики 8 «Г» класса.
Тема 1: Расчет индекса массы тела.
Задачи исследования: подсчитать индекс массы тела и определить, какой риск для здоровья представляет вес испытуемых.
Имя участника |
Вес (кг) |
Рост (м) |
ИМТ |
Данила Х. |
|||
Дима Л. |
1,6 |
||
Аня К |
51 |
1,58 |
20,4 |
Азалия И. |
48 |
1,6 |
18,75 |
Кристина К. |
Я прочитала, что наше тело на 96% состоит из атомов углерода и водорода, а также кислорода и азота. Но не так важны для организма атомы, как химические соединения, которые просто не могут происходить без них.
В справочниках указывается из каких химических элементов состоит человек весящий 70 кг. Я подсчитала, используя свойство пропорции, массу некоторых из этих элементов у себя и моей мамы.
Тело человека, весящего 70 кг, содержит : |
Мой вес – 48 кг |
Вес моей мамы – 56 кг |
углерод -12,6 кг |
8,64 кг |
10,08 кг |
кислород — 45,5 кг |
31,2 кг |
36,4 кг |
водород — 7 кг- |
4,8 кг |
5,6 кг |
кальций -1,4 кг |
0,96 кг |
1,12 кг |
фосфор — 0,7 кг |
0,48 кг |
0,56 кг |
сера -175 г |
120 г |
140 г |
железо — 5 г |
3,4 г |
4 г |
Масса органов человека.
полная масса тела равна 70 кг, то отдельные органы будут весить: |
Мой вес 48 кг |
Моя мама – 56 кг |
Мышцы: 43 % массы тела |
20,6 кг |
24 кг |
Скелет без костного мозга: 10 % |
6,9 кг |
8 кг |
Кожа и подкожная клетчатка: 8,7 % |
4,2 кг |
4,9 кг |
Кровь: 7,7 % |
6 л |
4,3 л |
Пищеварительный тракт: 2,9 % |
1,4 кг |
1,6 кг |
Печень: 2,4 % |
1,2 кг |
1,4 кг |
Красный костный мозг: 2,1 % |
0,9 кг |
1,1 кг |
Головной мозг:1,8 % |
0,8 кг |
1,0 кг |
Оба лёгких:1,4 % |
0,7 кг |
0,8 кг |
Сердце: 0,43 % |
0,2 кг |
0,24 кг |
Обе почки: 0,43 % |
0,2 кг |
0,24 кг |
Щитовидная железа: 0,03 % |
0,01 кг |
0,02 кг |
Селезёнка: 0,26 % |
0,12 кг |
0,14 кг |
ИТОГО |
43,23 |
47,74 |
Как известно, человек на треть своей массы состоит из воды.
У детей процент содержания жидкости в организме достигает 80%.
Значит жидкости в моем организме при весе в 48 кг :
48:3=16 кг;
а у моей мамы при ее весе 56 кг:
56:3=18,7 кг.
Восполнять запасы жидкости просто необходимо, для этого надо употреблять воду в объеме 2 литра в сутки, в жаркое время это количества увеличивается.
Тема2: Расчет артериального давления у детей.
Задачи исследования: измерить пульс и артериальное давление, сравнить его показатели с нормальным артериальным давлением, определить , что влияет на изменение показателей.
Я измерила пульс и давление у 5 ребят нашего класса в спокойном состоянии и сразу после урока физической культуры, с помощью электронного тонометра и результаты занесла в таблицу.
Я рассчитала артериальное давление моих одноклассников по нормам:
САД=90 + 2∙возраст; ДАД = 60 + возраст.
Возраст моих одноклассников 15 лет.,
тогда САД = 90 + 2∙15=120, ДАД=60 + 15=75
№ |
Имя участника |
Пульс в состоянии покоя |
Давление САД (систола) |
Давление ДАД (диастола) |
Норма (120 /75) |
1. |
Дима Л. |
53 |
118 |
67 |
Ниже нормы |
2. |
Данила Х. |
80 |
123 |
77 |
Выше нормы |
3. |
Аня К. |
74 |
107 |
68 |
Ниже нормы |
4. |
Азалия И. |
82 |
103 |
75 |
Ниже нормы |
5. |
Кристина К. |
79 |
114 |
81 |
САД – ниже ДАД - выше |
№ |
Имя участника |
Пульс после урока физкультуры |
Давление САД (систола) |
Давление ДАД (диастола) |
Норма (120 /75) |
1. |
Дима Л. |
88 |
133 |
74 |
Ниже нормы |
2. |
Данила Х. |
104 |
120 |
77 |
САД–норма ДАД - выше |
3. |
Аня К. |
90 |
117 |
76 |
САД – ниже ДАД - выше |
4. |
Азалия И. |
92 |
113 |
80 |
САД – ниже ДАД - выше |
5. |
Кристина К. |
96 |
127 |
84 |
САД – ниже ДАД - выше |
Расчет пульсового давления и среднего артериального давления в состоянии покоя.
№ |
Имя участника |
Пульсовое давление |
Норма (не больше 45) |
Среднее артериальное давление |
Норма 80-90 мм.рт.ст. |
1. |
Дима Л. |
51 |
Выше нормы |
84 |
норма |
2. |
Данила Х. |
46 |
Выше нормы |
92 |
Выше нормы |
3. |
Аня К. |
39 |
Ниже нормы |
81 |
норма |
4. |
Азалия И. |
28 |
Ниже нормы |
84 |
норма |
5. |
Кристина К. |
33 |
Ниже нормы |
92 |
Выше нормы |
Изменения пульса
Изменения давления (АС)
3.Заключение.
В ходе проведенной исследовательской работы я сделала следующие выводы:
1. При физических нагрузках частота сердечных сокращений увеличивается, причем прямо пропорционально величине нагрузок. Чем большую физическую работу выполняет организм, тем быстрее пульс. Пульсовое давление получилось у мальчиков выше нормы, а у девочек – ниже. Среднее артериальное давление почти у всех близко к норме.
2. Заболевания сердечно - сосудистой системы – одна из самых частых причин преждевременной смерти в современном обществе. Пульс у подростков должен измеряться регулярно, особенно при физических нагрузках, так как именно он является главным показателем нормальной работы сердца. Любые отклонения от нормы могут свидетельствовать о развитии патологий, нуждающихся в срочном лечении.
3. Наш организм самостоятельно производит все необходимые соединения. Нам следует лишь пополнять его полезными веществами, пополнять водный запас, больше находиться на свежем воздухе, и тогда наш организм будет работать как часы.
4.Все это показывает, что математика и медицина неразрывно связаны. Знания, которые я получаю на уроках математики, необходимы в жизни. Я буду и дальше заниматься изучением человека с точки зрения биологии и математики. Считаю, что такие занятия определят мою будущую профессию.
4.Литература.
1. Абросимова Л. И. Характеристика состояния сердечно -сосудистой системы подростков в процессе развития тренированности к физическим нагрузкам //Гигиена детей и подростков. М.,1974.
2. Гусарова Г.И., Котельникова Г.П.: Будьте здоровы!(Как не болеть и не ходить в больницу): Брошюра для населения. Самара: ГУСО «Перспектива», 2007.-304с.
3. Щербакова Е.Е. Здоровье как ценностная ориентация. //Валеология.-2006.-№2.-С.91
4. https://medicina.top/rol-matematiki-v-medicine-primery-interesnye-fakty/
5.https://yandex.ru/search/?lr=51&text=из%20чего%20состоит%20организм%20человека
6. http://www.alto-lab.ru/
7. https://ru.wikipedia.org/wiki/Человеческое_тело