VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Применение математики в медицине

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Исаева А.И. 1

---

1МБОУ Школа №162

Сычёва Л.Н. 1

---

1МБОУ Школа №162

Работа в формате PDF

146.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

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.

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.

Масса органов человека.

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

Расчет пульсового давления и среднего артериального давления в состоянии покоя.

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