ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИКИ В СОВРЕМЕННОЙ ПЕДИАТРИИ
статья

ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИКИ В  СОВРЕМЕННОЙ ПЕДИАТРИИ

                                                                                       В.Е. Ястребова, преподаватель

                                                                        Ессентукского филиала

                                                             Ставропольского

                                                             государственного

                                                                                медицинского университета

"Математика - основа всего точного естествознания" Давид Гильберт

     На рубеже 20-21 веков  ярко выделилась математизация всех знаний и компьютеризация всех сфер жизнедеятельности человека. Интегрируясь в медицину и биологию, математика и информатика породили новые научные направления такие, как: телемедицина, биоинженерия, биоинформатика и пр. Как известно, математика – это наука о количественных отношениях и пространственных формах реального мира, которая в медицине используется в вопросах моделирования как метод научного анализа, а также в таких узких специальностях как акушерство, кардиология, педиатрия и пр. Выполняя свои профессиональные обязанности, медицинским работникам приходится проводить различные математические вычисления,  используя математические методы и модели напрямую или опосредовано.

      Здоровье человека относится к глобальным проблемам, решение которых зависит от усилий отдельных профессиональных групп, к которым относятся работники медицины. Без знания азов математики нельзя быть профессионалом в компьютерной технике, использовать возможности компьютерной томографии... Ведь современная медицина не может обходиться без сложнейшей техники. Со временем, от курса к курсу, изучая различные аспекты математики и наблюдая за процессом изменений и развития в области медицины, пытливые студенты находят  между ними тесную взаимосвязь. Готовя студентов к будущей профессии,  важно доказательно показать то, что математика играет одну из важных ролей в медицине.

        Как же  взаимодействуют между собой математика - наука, пользующаяся только строгими доказательствами, формулами, и педиатрия - медицинская дисциплина, изучающая анатомию и физиологию детского организма в различные возрастные периоды, детские болезни, их лечение и профилактику?    
Педиатри́я  в переводе с греч. paidós, дитя + iatréia, лечение.

Основной задачей педиатрии является сохранение или возвращение (при болезни) состояния здоровья ребёнку, позволяющее ему максимально полно реализовать свой врождённый потенциал жизни.

     Знание основ математики и владение математическим аппаратом помогает врачам-педиатрам и медицинским сестрам правильно оценить физическое развитие детей, выявить отклонения и патологии в их здоровье.  Педиатрия напрямую связана с математикой, т.к. она нуждается в точных математических расчетах и формулах. Используя аппарат математических формул, можно рассчитать артериальное давление, суточное количество грудного молока, массу тела, рост, показатели сердечной деятельности и жизненной емкости легких у детей разной возрастной категории.
    Говоря о математических моделях в педиатрии, нужно отметить то, что на этапе диагностики они повышают оперативность оказания медицинской помощи и помогают выбрать логику клинического мышления.
     Например, результаты многолетних наблюдений в детской иммунологии показывают, что каждое следующее поколение оказывается все более иммуноослабленным. Поэтому необходимо построение математических моделей иммунизации детского населения с учетом современных достижений науки и практики. Вакцинопрофилактика  сегодня неотделима от биоэтики вообще и от ювенильной биоэтики, в частности.
    В настоящее время актуальна проблема применимости критерия  Стьюдента в математических моделях и статистических построениях в педиатрии. Еще в конце прошлого века, исследователи отмечали, что применение критерия Стьюдента ограничено лишь теми случаями, когда выполняются условия нормальности распределения признака и равенства генеральных дисперсий сравниваемых групп.
    Рассматривая математические методы исследования в педиатрии, следует выделить такие, как антропометрический и центильный.
    Антропометрический метод исследования – метод изучения тела человека и его частей путём измерения, определения пропорции тела, соотношение мышечной, костной и жировой тканей, степень подвижности суставов и пр.

Например, специалисты НИИ питания РАМН представили  результаты антропометрического исследования, касающегося распространенности ожирения и избыточной массы тела среди российских школьников. Выяснилось, что около 20% детей имеют избыточный вес, а более 5 % страдают ожирением различной степени. По сравнению с 1970-ми гг. уровень заболеваемости ожирением среди детей 10—12 лет утроился.
    Основные показатели физического развития можно оценить также  центильным методом, который прост, удобен и прочен. Суть его в том, что стандартные таблицы периодически составляются на основании массовых региональных обследований определенных возрастно-половых групп детей. Используя центильные таблицы, можно определить уровень и гармоничность развития ребенка. Для оценки показателей необходимо:
     1) провести антропометрические измерения;
     2) определить и дать оценку того или иного признака по его положению в одной из центильных зон;
     3) определить гармоничность физического развития по табличной схеме оценки;
     4) сделать итоговую запись антропометрического исследования.

     Известно, что под физическим развитием человека понимается совокупность морфологических и функциональных признаков организма в их взаимосвязи. Интенсивно протекающие процессы роста и созревания детского организма определяют его особую чувствительность к условиям внешней среды. На темпы физического развития также влияют: перенесенный заболевания, наследственные факторы, тип конституции, интенсивность обмена веществ, эндокринный фон организма и пр. Поэтому уровень физического развития детей принято считать достоверным показателем здоровья. При оценки физического развития детей учитываются такие морфологические показатели как: рост, вес, окружность головы (до 5 лет) и грудной клетки, а также периоды перекрёста окружностей головы и грудной клетки. Статистическую оценку этих показателей дают комбинированные и комплексные математические таблицы и расчетные формулы для разных возрастных групп.
    Индивидуальную оценку физического развития проводят путем сопоставления антропометрических показателей ребенка с нормативами и стандартами, разработанными совместно математиками-медстатистами специально для данного региона с учетом этнической принадлежности ребенка и климатографических условий проживаний. Такие нормативы имеются для большинства регионов России, они представляют собой табличные структуры, построенные на основе методов математического анализа. Нормативы представлены в виде интервалов типа (М), где М – математическое ожидание,  – среднее квадратическое отклонение.
    Физическое развитие конкретного ребенка оценивается на основании того, в каком интервале находится числовое значение его антропометрических данных:
    - если значения попадают в интервал (М), то это считается нормой;
    - при попадании в интервал (М) – ребенок считается практически здоровым;
    - при выходе за границы интервала (М) необходимы дополнительные исследования для выяснения причин отклонения от нормы.
    Одним из комплексных методов оценки физического развития является математический метод регрессионного анализа, который заключается в вычислении таких зависимостей, где в качестве переменных (x, y, z и пр.) используются антропометрические данные – длина и масса тела, окружности грудной клетки и головы. Вычисленные индексы сравниваются с табличными данными для каждой возрастной группы.
      Активно применяются в педиатрии  математические формулы   для определения показателей жизненной ёмкости лёгких.   Объем воздуха в легких и дыхательных путях зависит от конституционально-антропологических и возрастных характеристик человека, свойств легочной ткани, поверхности альвеол, а также силы, развиваемой дыхательными мышцами. Для оценки вентиляционной функции легких, состояния дыхательных путей, изучения паттерна дыхания применяются такие методы исследования, как: пневмография, спирометрия, пневмоскрин. А с помощью математических формул рассчитываются:
общая ёмкость лёгких, функциональная остаточная ёмкость лёгких, дыхательный альвеолярный объём, минутная альвеолярная вентиляция лёгких и др.

       Аппарат математических формул успешно  реализуется  и для определения таких показателей  сердечной деятельности, как: минутный и ударный объёмы кровообращения, ЧСС, фракция выброса, сердечный и ударный индексы, конечно-диастолический и конечно-систолический объёмы желудочков сердца и др. В настоящее время можно узнать о работе своего сердца по результатам ЭКГ, но ЭКГ не может дать полную информацию. Это можно сделать с помощью математических методов графического анализа ритма сердца и взрослых и детей.

       Широкому применению различных методов анализа вариабельности ритма сердца способствовало появление технических средств, позволяющих легко измерять длительность сердечных интервалов (цифровые кардиографы на базе персонального компьютера). Современные компьютерные технологии позволяют быстро проводить анализ сердечного ритма за любые промежутки времени, включая суточную регистрацию кардиограммы.

В настоящее время ученые находят медицинское объяснение изменений многих математических показателей, рассчитываемых при анализе сердечного ритма. Таким образом, математика помогает врачам-педиатрам в диагностике различных заболеваний и, что немаловажно, на ранних стадиях.

       С математики начинается все! Ребенок только появился, а первые цифры в его жизни уже звучат: дата и время рождения, вес, объем груди, окружность головы. Математические расчеты позволяют педиатрам оценить уровень и особенности физического развития маленького человека.

      Математика и медицина тесно связаны и взаимодействуют друг с другом.  Без математических измерений и расчетов, алгоритмов и моделей невозможно представить ни современную педиатрию в частности, ни медицину 21 века вообще.

Социальная акция « Компьютерные технологии в медицине»

Преподаватель:  Ястребова В.Е.

Подготовительная работа

1) разработка электронной презентации -

студенты группы № 311 отделения Лечебное дело: Струев С.А., Сулима А.А., Осипова Е.С.  

2) разработка флаера -

студентка  группы № 311 отделения Лечебное дело  Уварова У.А.

3) беседа с аудиторией школьников с использованием средств мультимедиа: студентка  группы № 311 отделения Лечебное дело Уварова У.А.

Участники: учащиеся  11 «А» класса МБОУ СОШ №6 посёлка Ясная Поляна Предгорного района Ставропольского края

Дата проведения:  19.10.2019

Время проведения: 13 00- 14 00

Место проведения : МБОУ СОШ №6 посёлка Ясная Поляна Предгорного района Ставропольского края

Ведущий мероприятия: Уварова Ульяна Александровна

__________________________________________________________________

       Нашей командой была успешно подготовлена и проведена социальная акция «Компьютерные технологии в медицине».

        Не секрет, что компьютерные технологии проникли практически во все сферы современного общества: политика, оборона, развлечения, образование и многое другое. Медицина не стала исключением.

        Сегодня компьютеры приобрели широкое распространение во многих ветвях медицины. Начиная с CPOE (computerized physician order entry) — компьютеризованной системы предписаний врача (назначение анализов и/или медикаментов), заканчивая роботами-интернами, помогающими хирургам во время операций. Также не малое значение компьютеры играют и в работе клиник в целом.  

        Поэтому студенты группы № 313:  Струев С.А., Сулима А.А., Осипова Е.С. и Уварова У.А. предложили и блестяще реализовали тему, считая её актуальной и интересной и для себя, как  будущих медиков среднего звена,   и для выбранной ими аудитории школьников-старшеклассников.

        Большая и плодотворная работа, реализованная  на завершающем этапе социальной акции Уваровой Ульяной, получила высокую оценку руководителя  творческой группы Ястребовой В.Е., учащихся 11 «А» класса МБОУ СОШ №6 посёлка Ясная Поляна Предгорного района Ставропольского края,  и их классного руководителя Комаровой Т.Н.