Peatükk 1 Lühike relatiivsusteooria ajalugu Kuidas Einstein pani aluse kahele 20. sajandi fundamentaalsele teooriale: üldrelatiivsusteooriale ja kvantmehaanikale. Eri- ja üldrelatiivsusteooria looja Albert Einstein sündis 1879. aastal ühes Saksamaa linnas.

Kaasaegne füüsika ja fundamentaalfüüsika Kõigepealt teeme selgeks uue füüsika olemuse, mis eristas seda eelmise füüsikast. Lõppude lõpuks ei ületanud Galileo katsed ja matemaatika Archimedese võimalusi, keda Galileo nimetas põhjusega "kõige jumalikumaks". Mida Galileo kandis

Teaduse ajalugu Arnold V.I. Huygens ja Barrow, Newton ja Hooke. M.: Nauka, 1989. Bely Yu.A. Johannes Kepler. 1571–1630 M.: Nauka, 1971. Vavilov S.I. Päevikud. 1909–1951: 2 raamatus. M.: Nauka, 2012. Vernadski V.I. Päevikud. Moskva: Nauka, 1999, 2001, 2006, 2008; M.: ROSSPEN, 2010. Vizgin V.P. Ühendatud väljateooriad kahekümnenda sajandi esimesel kolmandikul

TANKI LÜHIAJALUGU Lyn Evansist sai TANKi peaarhitekt. Kuulsin üht tema kõnet 2009. aastal, kuid mul oli võimalus selle mehega kohtuda alles 2010. aasta jaanuari alguses Californias toimunud konverentsil. Hetk oli edukas – LHC hakkas lõpuks tööle ja oli isegi vaoshoitud.

Astronoomia ajalugu 115. Kes olid esimesed astronoomid? Astronoomia on teadustest vanim. Või nii öeldakse astronoomide kohta. Esimesed astronoomid olid eelajaloolised inimesed, kes mõtlesid, mis on Päike, Kuu ja tähed.Päikese igapäevane liikumine pani kella.

A Brief History of Quantum Physics 1858 23. aprill. Max Planck sündis Kielis (Saksamaa) 1871 30. august. Ernest Rutherford sündis Brightwateris (Uus-Meremaa) 1879 14. märts. Albert Einstein sündis Ulmis (Saksamaa) 1882 11. detsember. Max Born sündis Breslaus (Saksamaa) 1885 7. oktoober. AT

6. Perekonnalugu Kui põhiotsus oli tehtud, loksus kõik muu tasapisi paika, kui mitte automaatselt, siis meiepoolse pingutusega. Järgmine aasta möödus eufoorias. Mis iganes kahtlused tervislikus seisundis

Vihjeid inimkeha erinevatele seisunditele otsiti kaua ja valusalt. Mitte kõiki arstide katseid tõe põhjani jõuda ei tajunud ühiskond entusiastlikult ja teretulnud. Arstid pidid ju sageli tegema asju, mis inimestele metsikud tundusid. Kuid samal ajal oli ilma nendeta võimatu meditsiiniäri edasi arendada. AiF.ru on kogunud lugusid kõige silmatorkavamatest meditsiinilistest avastustest, mille tõttu osa nende autoreid peaaegu taga kiusati.

Anatoomilised omadused

Inimkeha ehitus kui arstiteaduse alus oli hämmingus isegi iidse maailma arstide poolt. Nii näiteks pöörati juba Vana-Kreekas tähelepanu inimese erinevate füsioloogiliste seisundite ja tema füüsilise struktuuri tunnuste vahelisele suhtele. Samal ajal, nagu eksperdid märgivad, oli vaatlus pigem filosoofilise iseloomuga: keegi ei kahtlustanud kehas endas toimuvat ja kirurgilisi sekkumisi tuli ette täiesti harva.

Anatoomia kui teadus sündis alles renessansiajal. Ja ümbritsevate jaoks oli ta šokk. Näiteks, Belgia arst Andreas Vesalius otsustas harjutada surnukehade lahkamist, et mõista täpselt, kuidas inimkeha töötab. Samas tuli tal sageli tegutseda öösiti ja mitte päris seaduslike meetoditega. Kõik arstid, kes julgesid selliseid detaile uurida, ei saanud aga avalikult tegutseda, sest sellist käitumist peeti deemonlikuks.

Andreas Vesalius. Foto: Public Domain

Vesalius ise lunastas surnukehad testamenditäitja käest. Oma leidudele ja uurimustele tuginedes lõi ta teadusliku töö "Inimkeha ehitusest", mis ilmus 1543. aastal. Seda raamatut peavad meditsiiniringkonnad üheks suurimaks teoseks ja kõige olulisemaks avastuseks, mis annab esimese tervikliku pildi inimese sisemisest struktuurist.

Ohtlik kiirgus

Tänapäeval ei saa kaasaegset diagnostikat ette kujutada ilma sellise tehnoloogiata nagu röntgen. Kuid 19. sajandi lõpus ei teatud röntgenikiirgusest absoluutselt midagi. Selline kasulik kiirgus avastati Wilhelm Roentgen, saksa teadlane. Enne selle avastamist oli arstidel (eriti kirurgidel) palju raskem töötada. Ei saanud ju lihtsalt võtta ja vaadata, kus inimeses see võõrkeha on. Pidin lootma ainult oma intuitsioonile, samuti käte tundlikkusele.

Avastus toimus 1895. aastal. Teadlane viis läbi erinevaid katseid elektronidega, ta kasutas oma tööks harvendatud õhuga klaastoru. Katsete lõpus kustutas ta tule ja valmistus laborist lahkuma. Aga sel hetkel avastasin lauale jäetud purgist rohelise kuma. See ilmnes seetõttu, et teadlane ei lülitanud seadet välja, seistes labori täiesti teises nurgas.

Lisaks pidi Roentgen saadud andmetega ainult katsetama. Ta hakkas klaastoru papiga katma, tekitades kogu ruumis pimeduse. Samuti kontrollis ta kiirte mõju erinevatele tema ette asetatud esemetele: paberilehele, tahvlile, raamatule. Kui teadlase käsi oli tala teel, nägi ta oma luid. Võrreldes mitmeid tema tähelepanekuid, suutis ta mõista, et selliste kiirte abil on võimalik arvestada inimkeha sees toimuvaga ilma selle terviklikkust rikkumata. Aastal 1901 sai Röntgen oma avastuse eest Nobeli füüsikaauhinna. See on päästnud inimeste elusid juba üle 100 aasta, võimaldades tuvastada erinevaid patoloogiaid nende erinevatel arenguetappidel.

Mikroobide jõud

On avastusi, mille poole teadlased on aastakümneid sihikindlalt liikunud. Üks neist oli 1846. aastal tehtud mikrobioloogiline avastus. Dr Ignaz Semmelweis. Sel ajal seisid arstid väga sageli silmitsi naiste surmaga sünnitusel. Hiljuti emaks saanud daamid surid nn sünnitusjärgsesse palavikku ehk emakapõletikku. Pealegi ei suutnud arstid probleemi põhjust kindlaks teha. Osakonnas, kus arst töötas, oli 2 tuba. Ühes neist käisid sünnitusel arstid, teises ämmaemandad. Vaatamata sellele, et arstid olid oluliselt parema ettevalmistusega, surid naised nende käes sagedamini kui ämmaemandaga sünnitusel. Ja see arsti fakt on äärmiselt huvitatud.

Ignaz Philip Semmelweis. Foto: www.globallookpress.com

Semmelweis hakkas nende tööd tähelepanelikult jälgima, et mõista probleemi olemust. Ja selgus, et lisaks sünnitusele tegelesid arstid ka sünnitusel surnud naiste lahkamisega. Ja pärast anatoomilisi katseid naasid nad uuesti sünnitustuppa, isegi käsi pesemata. See ajendas teadlast mõtlema: kas arstid ei kanna oma kätel nähtamatuid osakesi, mis põhjustavad patsientide surma? Ta otsustas oma hüpoteesi empiiriliselt kontrollida: ta käskis sünnitusabi protsessis osalenud arstitudengitel iga kord oma käsi ravida (siis kasutati desinfitseerimiseks valgendit). Ja noorte emade surmade arv langes kohe 7 protsendilt 1 protsendile. See võimaldas teadlasel järeldada, et kõigil sünnitusjärgse palavikuga nakatumistel on üks põhjus. Samas polnud veel näha seost bakterite ja infektsioonide vahel ning Semmelweisi ideid naeruvääristati.

Vaid 10 aastat hiljem mitte vähem kuulus teadlane Louis Pasteur tõestas katseliselt silmale nähtamatute mikroorganismide tähtsust. Ja just tema tegi kindlaks, et pastöriseerimise (st kuumutamise) abil saab need hävitada. Just Pasteur suutis katseseeria abil tõestada seost bakterite ja infektsioonide vahel. Pärast seda jäi üle antibiootikumide väljatöötamine ning varem lootusetuks peetud patsientide elud päästeti.

Vitamiinikokteil

Kuni 19. sajandi teise pooleni ei teadnud keegi vitamiinidest midagi. Ja keegi ei kujutanud ette nende väikeste mikroelementide väärtust. Isegi praegu ei hinda kõik kaugeltki vitamiine. Ja seda hoolimata asjaolust, et ilma nendeta võite kaotada mitte ainult tervise, vaid ka elu. On mitmeid spetsiifilisi haigusi, mis on seotud alatoitumusega. Pealegi kinnitab seda seisukohta sajanditepikkune kogemus. Nii näiteks on vitamiinipuudusest tingitud tervise hävimise üks ilmekamaid näiteid skorbuut. Ühel kuulsal reisil Vasco da Gama 160 meeskonnaliikmest 100 hukkus selle tagajärjel.

Esimesena õnnestus kasulike mineraalide otsimisel Vene teadlane Nikolai Lunin. Ta katsetas hiirtega, kes tarbisid kunstlikult valmistatud toitu. Nende toitumine oli järgmine: puhastatud kaseiin, piimarasv, piimasuhkur, soolad, mis olid osa nii piimast kui veest. Tegelikult on need kõik piima vajalikud komponendid. Samal ajal oli hiirtel midagi selgelt puudu. Nad ei kasvanud, kaotasid kaalu, ei söönud oma toitu ja surid.

Pääste suhkrus

Tänapäeval elavad diabeediga inimesed teatud kohandustega üsna normaalset elu. Ja mitte nii kaua aega tagasi olid kõik, kes seda haigust põdesid, lootusetult haiged ja surid. Nii oli see kuni insuliini avastamiseni.

Järgmised katsed pärinevad 1908. aastast. Saksa spetsialist Georg Ludwig Zülzer eraldas pankrease ekstrakti, mille abil isegi mõnda aega raviti diabeeti surevat patsienti. Hiljem lükkas maailmasõdade puhkemine selle valdkonna uurimistööd ajutiselt edasi.

Järgmine inimene, kes mõistatuse avastas, oli Frederick Grant Banting, arst, kelle sõber suri samamoodi diabeedi tõttu. Pärast seda, kui noormees oli lõpetanud meditsiinikooli ja teeninud Esimese maailmasõja ajal, sai temast abiprofessor ühes erameditsiinikoolis. Lugedes 1920. aastal artiklit pankrease kanalite ligeerimise kohta, otsustas ta katsetada. Ta seadis sellise eksperimendi eesmärgiks saada näärmeaine, mis peaks alandama veresuhkrut. Koos assistendiga, kelle mentor talle 1921. aastal andis, sai Banting lõpuks vajaliku aine kätte. Pärast selle tutvustamist diabeediga katsekoerale, kes oli haiguse tagajärgede tõttu suremas, paranes loom oluliselt. Jääb vaid saavutatud tulemuste arendamine.

Tänapäeva maailm on muutunud väga tehnoloogiliseks. Ja meditsiin püüab kaubamärki hoida. Uusi edusamme seostatakse üha enam geenitehnoloogiaga, kliinikud ja arstid kasutavad pilvetehnoloogiaid juba täiel rinnal ning 3D-elundite siirdamine tõotab peagi muutuda tavapäraseks praktikaks.

Võitlus vähiga geneetilisel tasandil

Esikohal - meditsiiniprojekt Google'ilt. Ettevõtte tütarfond Google Ventures investeeris 130 miljonit dollarit pilveprojekti "Flatiron", mille eesmärk on võidelda onkoloogiaga meditsiinis. Projekti käigus kogutakse ja analüüsitakse iga päev sadu tuhandeid andmeid vähijuhtude kohta, edastades leiud arstidele.

Google Venturesi direktori Bill Marise sõnul hakkab vähiravi peagi toimuma geneetilisel tasandil ning keemiaravi muutub 20 aasta pärast primitiivseks, nagu tänapäeval diskett või telegraaf.

Juhtmevabad tehnoloogiad meditsiinis

Tervislikud käevõrud või "nutikell" on hea näide sellest, kuidas kaasaegsed tehnoloogiad meditsiinis aitavad inimestel terved olla. Igaüks meist saab tuttavate seadmete abil kontrollida pulssi, vererõhku, mõõta samme ja kaotatud kalorite arvu.

Mõned käevõrude mudelid pakuvad andmete edastamist "pilve", et arstid saaksid neid täiendavalt analüüsida. Internetist saate alla laadida kümneid tervisekontrolli programme, nagu Google Fit või HealthKit.

AliveCor läks veelgi kaugemale ja pakkus seadet, mis sünkroonib nutitelefoniga ja võimaldab seda teha EKG kodus. Seade on spetsiaalsete anduritega korpus. Pildiandmed saadetakse raviarstile Interneti kaudu.

Kuulmise ja nägemise taastamine

Kohleaarne implantaat kuulmise taastamiseks

2014. aastal pakkusid Austraalia teadlased välja kuulmislanguse geneetilise ravi. Meditsiiniline meetod põhineb valutul inimkehasse viimisel DNA-d sisaldav ravim, mille sisse on “sisse õmmeldud” kohleaarimplantaat. Implantaat suhtleb kuulmisnärvi rakkudega ja kuulmine taastub järk-järgult patsiendile.

Biooniline silm nägemise taastamiseks

Implantaadi abil "biooniline silm" teadlased on õppinud nägemist taastama. Esimene meditsiiniline operatsioon toimus USA-s juba 2008. aastal. Lisaks siirdatud tehisvõrkkestale antakse patsientidele spetsiaalsed sisseehitatud kaameraga prillid. Süsteem võimaldab tajuda tervikpilti, eristada värve ja objektide piirjooni. Täna on sellise operatsiooni ootenimekirjas üle 8000 inimese.

Meditsiin on astunud AIDSi ravimisele lähemale

Rockefelleri ülikooli (New York, USA) teadlased viisid koos ravimifirmaga GlaxoSmithKline läbi kliinilisi uuringuid ravim a GSK744, mis on võimeline vähendada HIV-i nakatumise võimalust rohkem kui 90%. Aine suudab pärssida ensüümi tööd, mille abil HIV muudab raku DNA-d ja seejärel paljuneb organismis. Töö tõi teadlased uue HIV-vastase ravimi loomisele palju lähemale.

Elundid ja koed 3D-printerite abil

3D bioprintimine: elundid ja koed prinditakse printeri abil

Viimase 2 aasta jooksul on teadlased praktikas suutnud saavutada elundite ja kudede loomine 3D-printerite abil ja implanteerida need edukalt patsiendi kehasse.

Kaasaegsed meditsiinitehnoloogiad võimaldavad proteesida käsi ja jalgu, lülisamba osi, kõrvu, nina, siseorganeid ja isegi koerakke.

2014. aasta kevadel viisid Utrechti ülikooli meditsiinikeskuse (Holland) arstid edukalt läbi meditsiiniajaloo esimese 3D-prinditud koljuluu siirdamise.

Teadlaste une ajal tehtud arvukad avastused panevad mõtlema: kas näevad suured inimesed hiilgavaid unenägusid sagedamini kui tavalised juhid või on neil lihtsalt võimalus need ellu viia. Kuid me kõik teame, et "kõik on võimalik" kehtib kõigi jaoks sama reegel, nagu kõigil on aeg-ajalt unistusi. Teine asi on see, et suured teadlased ei vaata sügava une hetkel lihtsalt oma alateadvusesse, nad jätkavad tööd ja nende mõtted unenäos on ilmselt sügavamad kui tegelikkuses.

René Descartes (1596-1650), suur prantsuse teadlane, filosoof, matemaatik, füüsik ja füsioloog

Ta kinnitas, et prohvetlikud unenäod, mida ta kahekümne kolme aasta vanuselt nägi, suunasid ta suurte avastuste teele. 10. novembril 1619 võttis ta unes kätte ladina keeles kirjutatud raamatu, mille kohe esimesel leheküljel oli salaküsimus: “Kummale poole ma peaksin minema?”. Vastuseks Descartes'i sõnul: "Tõe Vaim paljastas mulle unenäos kõigi teaduste omavahelise seose." Pärast kolme sajandit järjest oli tema tööl teadusele tohutu mõju.

Niels Bohri unistus tõi talle Nobeli preemia, veel tudengina suutis ta teha avastuse, mis muutis teaduslikku maailmapilti. Ta nägi unes, et viibib Päikesel – säraval tuld hingava gaasi klombil – ja planeedid vilistasid temast mööda. Need tiirlesid ümber Päikese ja olid sellega õhukeste niitidega ühendatud. Järsku gaas tahkestus, "päike" ja "planeedid" kahanesid ning Bohr ärkas tema enda sõnul justkui šokist: ta mõistis, et avastas aatomi mudeli, mida ta oli otsinud. nii kaua. Tema unenäost pärit "päike" ei olnud muud kui liikumatu tuum, mille ümber tiirlesid "planeedid" - elektronid!

Mis tegelikult juhtus Dmitri Mendelejevi (1834-1907) unenäos

Dmitri Mendelejev Nägin unes oma lauda ja tema eeskuju pole ainuke. Paljud teadlased tunnistasid, et võlgnevad oma avastused oma hämmastavatele unistustele. Nende unistustest ei tulnud meie ellu mitte ainult perioodilisustabel, vaid ka aatomipomm.
"Pole olemas selliseid salapäraseid nähtusi, mida ei saaks mõista," ütles Rene Descartes (1596-1650), suur prantsuse teadlane, filosoof, matemaatik, füüsik ja füsioloog. Siiski oli talle isiklikust kogemusest hästi teada vähemalt üks seletamatu nähtus. Paljude elu jooksul erinevates valdkondades tehtud avastuste autor Descartes ei varjanud, et tema mitmekülgse uurimistöö ajendiks olid mitmed kahekümne kolmeaastaselt nähtud prohvetlikud unenäod.
Ühe sellise unenäo kuupäev on täpselt teada: 10. november 1619. Just sel õhtul selgus René Descartes'ile kogu tema edasise töö põhisuund. Selles unenäos võttis ta kätte ladina keeles kirjutatud raamatu, mille esimesel leheküljel oli salajane küsimus: “Kummale poole ma peaksin minema?”. Vastuseks Descartes'i sõnul: "Tõe Vaim paljastas mulle unenäos kõigi teaduste omavahelise seose."
Kuidas see juhtus, võib praegu vaid oletada, kindel on vaid üks: tema unistustest inspireeritud uurimus tõi Descartes’ile kuulsuse, tehes temast oma aja suurima teadlase. Kolm sajandit järjest oli tema tööl teadusele tohutu mõju ning mitmed tema füüsika- ja matemaatikatööd on aktuaalsed tänapäevani.

Selgub, et Mendelejevi unenägu sai laiemalt tuntuks A.A.Inostrantsevi, kaasaegse ja tuttava teadlase kerge käega, kes kunagi tema kabinetti astus ja ta kõige süngemas olekus leidis. Nagu Inostrantsev hiljem meenutas, kurtis Mendelejev talle, et "minu peas läks kõik kokku, aga ma ei saa seda tabelis väljendada". Ja hiljem selgitas, et töötas kolm päeva järjest ilma magamata, kuid kõik katsed mõtteid tabelisse panna ei õnnestunud.
Lõpuks läks üliväsinud teadlane siiski magama. Just see unistus läks hiljem ajalukku. Mendelejevi sõnul juhtus kõik nii: «Ma näen unes tabelit, kus elemendid on vastavalt vajadusele paigutatud. Ärkasin üles, kirjutasin selle kohe paberile - ainult ühes kohas osutus see hiljem vajalikuks muudatuseks.
Kuid kõige intrigeerivam on see, et ajal, mil Mendelejev unistas perioodilisest süsteemist, määrati paljude elementide aatommassid valesti ja paljusid elemente ei uuritud üldse. Teisisõnu, lähtudes ainult talle teadaolevatest teaduslikest andmetest, poleks Mendelejev lihtsalt saanud oma hiilgavat avastust teha! Ja see tähendab, et unenäos sai ta rohkem kui lihtsalt ülevaate. Perioodilise süsteemi avastamist, mille jaoks tollastel teadlastel lihtsalt ei olnud piisavalt teadmisi, võib julgelt võrrelda tuleviku ettenägemisega.
Kõik need arvukad avastused, mille teadlased on magamise ajal teinud, panevad mõtlema: kas näevad suured inimesed unenägusid-paljastusi sagedamini kui lihtsurelikud või on neil lihtsalt võimalus need ellu viia. Või äkki mõtlevad suured pead lihtsalt vähe sellele, mida teised nende kohta ütlevad, ja ei kõhkle seetõttu oma unistuste vihjeid tõsiselt kuulamast? Vastus sellele on Friedrich Kekule üleskutse, millega ta lõpetas oma kõne ühel teaduskongressil: "Uurigem oma unistusi, härrased, ja siis jõuame tõeni!"

Niels Bohr (1885-1962), suur Taani teadlane, aatomifüüsika rajaja

Taani suur teadlane, aatomifüüsika rajaja Niels Bohr (1885-1962) suutis veel üliõpilasena teha avastuse, mis muutis teaduslikku maailmapilti.
Kord nägi ta unes, et on Päikeses – säravas tuld hingava gaasi klombis – ja planeedid vilistasid temast mööda. Need tiirlesid ümber Päikese ja olid sellega õhukeste niitidega ühendatud. Järsku gaas tahkestus, "päike" ja "planeedid" kahanesid ning Bohr ärkas tema enda sõnul justkui šokist: ta mõistis, et avastas aatomi mudeli, mida ta oli otsinud. nii kaua. Tema unenäost pärit "päike" ei olnud muud kui liikumatu tuum, mille ümber tiirlesid "planeedid" - elektronid!
Ütlematagi selge, et aatomi planeedi mudel, mida Niels Bohr nägi unes, sai teadlase kõigi järgnevate tööde aluseks? Ta pani aluse aatomifüüsikale, tuues Niels Bohrile Nobeli preemia ja ülemaailmse tunnustuse. Teadlane ise pidas kogu oma elu oma kohuseks võidelda aatomi sõjalistel eesmärkidel kasutamise vastu: tema unistuse poolt vabastatud džinn osutus mitte ainult võimsaks, vaid ka ohtlikuks ...
See lugu on aga vaid üks paljudest. Niisiis, lugu mitte vähem hämmastavast öisest arusaamast, et arenenud maailmateadus on edasi arenenud, kuulub teisele Nobeli preemia laureaadile, Austria füsioloogile Otto Levile (1873–1961).

Otto Levi (1873–1961), Austria füsioloog, Nobeli meditsiini- ja psühholoogiapreemia laureaat

Närviimpulsid kehas edastatakse elektrilaine abil – nii uskusid arstid ekslikult kuni Levi tehtud avastuseni. Olles veel noor teadlane, jäi ta esimest korda eriarvamusele auväärsete kolleegidega, vihjates julgelt, et keemia on seotud närviimpulsi edastamisega. Kes aga kuulab eilset tudengit, kes teaduse valgustajaid ümber lükkab? Pealegi polnud Levy teoorial kogu selle loogika juures praktiliselt mingeid tõendeid.
Alles seitseteist aastat hiljem suutis Levi lõpuks läbi viia katse, mis tõestas selgelt, et tal oli õigus. Katse idee tuli talle ootamatult - unenäos. Tõelise õpetlase pedantsusega jutustas Levi üksikasjalikult arusaama, mis teda kaks ööd järjest külastas:
“... Ööl vastu 1920. aasta lihavõttepüha ärkasin üles ja tegin paberile mõned märkmed. Siis jäin uuesti magama. Hommikul oli tunne, et panin sel õhtul midagi väga tähtsat kirja, aga ei suutnud oma kritseldusi lahti mõtestada. Järgmisel õhtul, kell kolm, tuli see mõte mulle tagasi. See oli eksperimendi ülesehitus, mis aitaks kindlaks teha, kas minu hüpotees keemilisest ülekandest peab paika... Tõusin kohe püsti, läksin laborisse ja tegin eksperimendi konnasüdamega, mida nägin unes... Selle tulemused said närviimpulsi keemilise ülekande teooria aluseks.
Uuring, millesse unenäod andsid märkimisväärse panuse, tõi Otto Levile 1936. aastal Nobeli preemia meditsiini ja psühholoogia teenete eest.
Teine kuulus keemik Friedrich August Kekule ei kõhelnud avalikult tunnistamast, et just tänu unele õnnestus tal avastada benseeni molekulaarstruktuur, mille üle ta oli varem aastaid edutult võidelnud.

Friedrich August Kekule (1829-1896), kuulus saksa orgaaniline keemik

Enda kinnitusel püüdis Kekule aastaid leida benseeni molekulaarstruktuuri, kuid kõik tema teadmised ja kogemused olid jõuetud. Probleem piinas teadlast sedavõrd, et mõnikord ei lakanud ta sellele ei ööl ega päeval mõtlemast. Sageli nägi ta unes, et oli juba avastuse teinud, kuid kõik need unenäod osutusid alati lihtsalt tema igapäevaste mõtete ja murede peegelduseks.
Nii oli see kuni 1865. aasta külma ööni, mil Kekule kodus kamina ääres tukastas ja nägi hämmastavat unenägu, mida ta hiljem kirjeldas järgmiselt: „Aatomid hüppasid minu silme ees, sulandusid suuremateks madudega sarnasteks struktuurideks. Nagu lummatud, jälgisin nende tantsu, kui järsku üks "madu" tal sabast kinni haaras ja mu silme all kiusavalt tantsis. Justkui välgu läbistatuna ärkasin üles: benseeni struktuur on suletud rõngas!

See avastus oli tolle aja keemia jaoks revolutsioon.
Unenägu avaldas Kekulele nii suurt muljet, et ta rääkis sellest ühel teaduskongressil oma kolleegidele keemikutele ja ärgitas neid isegi unenägudele rohkem tähelepanu pöörama. Muidugi nõustuksid need Kekule sõnadega paljud teadlased ja ennekõike tema kolleeg, vene keemik Dmitri Mendelejev, kelle unenäos tehtud avastus on kõigile laialt teada.
Tõepoolest, kõik on kuulnud, et Dmitri Ivanovitš Mendelejev "piilus" unes oma keemiliste elementide perioodilist tabelit. Kuidas see aga täpselt juhtus? Üks tema sõber rääkis sellest oma memuaarides üksikasjalikult.

SPbGPMA

meditsiini ajaloos

Meditsiinifüüsika arengulugu

Lõpetanud: Myznikov A.D.,

1. kursuse üliõpilane

Lektor: Jarman O.A.

Peterburi

Sissejuhatus

Meditsiinifüüsika sünd

2. Keskaeg ja uusaeg

2.1 Leonardo da Vinci

2.2 Iatrofüüsika

3 Mikroskoobi ehitamine

3. Elektri kasutamise ajalugu meditsiinis

3.1 Natuke tausta

3.2 Mida me Gilbertile võlgneme

3.3 Maratile antud auhind

3.4 Galvani ja Volta vaidlus

4. VV Petrovi katsed. Elektrodünaamika algus

4.1 Elektri kasutamine meditsiinis ja bioloogias XIX-XX sajandil

4.2 Radioloogia ja teraapia ajalugu

Ultraheliteraapia lühiajalugu

Järeldus

Bibliograafia

meditsiinifüüsika ultrahelikiirgus

Sissejuhatus

Tunne ennast ja tunned kogu maailma. Esimene on meditsiin ja teine ​​füüsika. Alates iidsetest aegadest on meditsiini ja füüsika suhe olnud tihe. Ega asjata peeti loodusteadlaste ja -arstide kongresse erinevates riikides kuni 20. sajandi alguseni koos. Klassikalise füüsika arengulugu näitab, et selle lõid suures osas arstid ja paljud füüsikalised uuringud olid põhjustatud meditsiini tõstatatud küsimustest. Kaasaegse meditsiini saavutused, eriti diagnoosimise ja ravi kõrgtehnoloogiate vallas, põhinesid omakorda erinevate füüsikaliste uuringute tulemustel.

Selle konkreetse teema valisin mitte juhuslikult, sest mulle, eriala „Meditsiinilise biofüüsika“ tudengile, on see sama lähedane kui kellelegi teisele. Olen ammu tahtnud teada, kui palju aitas füüsika meditsiini arengule.

Minu töö eesmärk on näidata, kui olulist rolli on mänginud ja mängib füüsika meditsiini arengus. Tänapäeva meditsiini on võimatu ette kujutada ilma füüsikata. Ülesanded on järgmised:

Jälgida kaasaegse meditsiinifüüsika teadusliku baasi kujunemise etappe

Näidake füüsikute tegevuse tähtsust meditsiini arengus

1. Meditsiinifüüsika sünd

Meditsiini ja füüsika arenguteed on alati olnud tihedalt läbi põimunud. Juba iidsetel aegadel kasutas meditsiin koos ravimitega selliseid füüsilisi tegureid nagu mehaanilised mõjud, kuumus, külm, heli, valgus. Vaatleme peamisi viise nende tegurite kasutamiseks iidses meditsiinis.

Olles tule taltsutanud, õppis inimene (muidugi mitte kohe) kasutama tuld meditsiinilistel eesmärkidel. Eriti hästi tuli see välja idapoolsetel rahvastel. Isegi iidsetel aegadel peeti kauterisatsioonile suurt tähtsust. Muistsed meditsiiniraamatud ütlevad, et moksibusioon on tõhus isegi siis, kui nõelravi ja meditsiin on jõuetud. Millal täpselt see ravimeetod tekkis, pole täpselt kindlaks tehtud. Kuid on teada, et see on Hiinas eksisteerinud iidsetest aegadest ning seda kasutati kiviajal inimeste ja loomade ravimiseks. Tiibeti mungad kasutasid tervendamiseks tuld. Nad tegid põletusi sanmingsidele - bioloogiliselt aktiivsetele punktidele, mis vastutavad ühe või teise kehaosa eest. Kahjustatud alal käis paranemisprotsess intensiivselt ja usuti, et paranemine toimus just selle paranemisega.

Heli kasutasid peaaegu kõik iidsed tsivilisatsioonid. Muusikat kasutati templites närvihäirete raviks, see oli hiinlaste seas otseses seoses astronoomia ja matemaatikaga. Pythagoras kehtestas muusika kui täppisteaduse. Tema järgijad kasutasid seda raevust ja vihast vabanemiseks ning pidasid seda peamiseks vahendiks harmoonilise isiksuse kasvatamisel. Aristoteles väitis ka, et muusika võib mõjutada hinge esteetilist poolt. Kuningas Taavet ravis kuningas Sauli oma harfimänguga depressioonist ja päästis ta ka rüvedate vaimude eest. Aesculapius ravis ishiast valju trompetiheliga. Tuntud on ka tiibeti munkad (neist oli juttu eespool), kes kasutasid helisid peaaegu kõigi inimeste haiguste raviks. Neid nimetati mantrateks – heli energiavormideks, heli enda puhtaks olemuslikuks energiaks. Mantrad jaotati erinevatesse rühmadesse: palaviku, soolehäirete jms raviks. Mantrate kasutamise meetodit kasutavad Tiibeti mungad tänapäevani.

Fototeraapia ehk valgusteraapia (fotod - "valgus"; kreeka keeles) on alati olemas olnud. Näiteks Vana-Egiptuses loodi spetsiaalne tempel, mis oli pühendatud "tervendavale ravitsejale" - valgusele. Ja Vana-Roomas ehitati maju nii, et miski ei takistanud valgust armastavatel kodanikel igapäevaselt "päikesekiirte joomist" lubamast – nii nimetasid nad kombeks päevitada spetsiaalsetes lamekatustega kõrvalhoonetes (solaariumides). Hippokrates ravis päikese abil naha-, närvisüsteemi-, rahhiidi ja artriiti. Üle 2000 aasta tagasi nimetas ta seda päikesevalguse kasutamist helioteraapiaks.

Ka antiikajal hakkasid arenema meditsiinifüüsika teoreetilised osad. Üks neist on biomehaanika. Biomehaanikaalased uuringud on sama vanad kui bioloogia ja mehaanika uurimused. Kaasaegsete kontseptsioonide järgi biomehaanika valdkonda kuuluvaid uuringuid teati juba Vana-Egiptuses. Kuulus Egiptuse papüürus (The Edwin Smith Surgical Papyrus, 1800 eKr) kirjeldab erinevaid motoorsete vigastuste juhtumeid, sealhulgas selgroolülide nihestusest tingitud halvatust, nende klassifikatsiooni, ravimeetodeid ja prognoosi.

Sokrates, kes elas ca. 470-399 eKr, õpetas, et me ei saa ümbritsevast maailmast aru enne, kui mõistame oma olemust. Vanad kreeklased ja roomlased teadsid palju peamistest veresoontest ja südameklappidest, oskasid kuulata südame tööd (näiteks kreeka arst Areteus 2. sajandil eKr). Herophilus of Chalcedoc (3. sajand eKr) eristas arterite ja veenide seas.

Kaasaegse meditsiini isa, Vana-Kreeka arst Hippokrates reformis iidset meditsiini, eraldades selle ravimeetoditest loitsude, palvete ja jumalatele ohverdamisega. Trakaatides "Liigeste vähendamine", "Murud", "Peahaavad" klassifitseeris ta tol ajal tuntud luu- ja lihaskonna vigastused ning pakkus välja nende ravimeetodid, eriti mehaanilised, kasutades tihedaid sidemeid, tõmmet ja fikseerimist. . Ilmselt ilmusid juba sel ajal esimesed täiustatud jäsemeproteesid, mis täitsid ka teatud funktsioone. Igal juhul on Plinius Vanemal mainitud üht Rooma väepealikku, kes osales teises Puunia sõjas (218–210 eKr). Pärast saadud haava amputeeriti tema parem käsi ja asendati raudse käega. Samal ajal sai ta käes hoida proteesiga kilpi ja osales lahingutes.

Platon lõi ideede õpetuse – kõigi asjade muutumatud arusaadavad prototüübid. Inimkeha kuju analüüsides õpetas ta, et "jumalad, imiteerides universumi piirjooni ... hõlmasid mõlemad jumalikud pöörlemised sfäärilises kehas ... mida me nüüd nimetame peaks". Lihas-skeleti süsteemi seadet mõistab ta järgmiselt: "et pea ei veereks mööda maad, kõikjal kaetud konaruste ja aukudega ... keha muutus piklikuks ja vastavalt Jumala plaanile, kes selle tegi liikuv, kasvas endast välja neli venitatavat ja painutavat jäset; nende külge klammerdudes ja neile toetudes omandas ta võime liikuda kõikjal ... ". Platoni arutlusmeetod maailma ja inimese ülesehituse üle põhineb loogilisel uurimusel, mis "peaks minema nii, et saavutataks suurim tõenäosusaste".

Vana-Kreeka suur filosoof Aristoteles, kelle kirjutised hõlmavad peaaegu kõiki tolleaegseid teadusvaldkondi, koostas esimese üksikasjaliku kirjelduse loomade üksikute organite ja kehaosade ehitusest ja funktsioonidest ning pani aluse kaasaegsele embrüoloogiale. Seitsmeteistkümneaastaselt tuli Stagirast pärit arsti poeg Aristoteles Ateenasse, et õppida Platoni Akadeemias (428–348 eKr). Olles kakskümmend aastat Akadeemias viibinud ja saanud Platoni lähimatest õpilastest, lahkus Aristoteles sellest alles pärast oma õpetaja surma. Seejärel asus ta tegelema loomade anatoomia ja ehituse uurimisega, kogudes erinevaid fakte ning viies läbi katseid ja lahkamisi. Ta tegi selles piirkonnas palju ainulaadseid tähelepanekuid ja avastusi. Niisiis tegi Aristoteles esmakordselt kindlaks kana embrüo südamelöögid kolmandal arengupäeval, kirjeldas merisiiliku närimisaparaati ("Aristotelese latern") ja palju muud. Verevoolu liikumapanevat jõudu otsides pakkus Aristoteles välja mehhanismi vere liikumiseks, mis on seotud selle soojendamisega südames ja jahtumisega kopsudes: "südame liikumine on sarnane vedeliku liikumisega, mis põhjustab soojust. keema." Oma teostes "Loomade osadest", "Loomade liikumisest" ("De Motu Animalium"), "Loomade päritolust" käsitles Aristoteles esimest korda enam kui 500 liigi kehade ehitust. elusorganismidest, elundisüsteemide töökorraldusest ning tutvustas võrdlevat uurimismeetodit. Loomade klassifitseerimisel jagas ta nad kahte suurde rühma – verega ja vereta. See jaotus on sarnane praegusele jaotusele selgroogseteks ja selgrootuteks. Liikumismeetodi järgi eristas Aristoteles ka kahejalgsete, neljajalgsete, mitmejalgsete ja jalgadeta loomade rühmi. Esimesena kirjeldas ta kõndimist kui protsessi, mille käigus jäsemete pöörlev liikumine muundub keha translatsiooniliseks liikumiseks, ta oli esimene, kes märkis liikumise asümmeetrilisuse (tugi vasaku jala, raskuse ülekandmine). vasak õlg, mis on omane paremakäelistele). Inimese liigutusi jälgides märkas Aristoteles, et kujundi seinale heidetud vari ei kirjelda sirgjoont, vaid siksakjoont. Ta tõi välja ja kirjeldas erineva ehitusega, kuid funktsioonilt identseid elundeid, näiteks kaladel soomused, lindudel suled ja loomadel karvad. Aristoteles uuris lindude keha tasakaalu tingimusi (kahe jala tugi). Loomade liikumist mõtiskledes tõi ta välja motoorseid mehhanisme: “…organi abil liigub see, mille puhul algus langeb kokku lõpuga, nagu liigeses.Tõepoolest, liigeses on kumer ja õõnes, üks neist on lõpp, teine ​​on algus... üks puhkab, teine ​​liigub... Kõik liigub tõuke või tõmbe kaudu." Aristoteles kirjeldas esimesena kopsuarterit ja võttis kasutusele termini "aort", märkis üles üksikute kehaosade ehituse seosed, osutas elundite vastasmõjule kehas, pani aluse bioloogilise otstarbekuse doktriini ja sõnastas "ökonoomsuse printsiibi": "mis loodus ühest kohast ära võtab, selle sõbra annab." Ta kirjeldas esimesena erinevate loomade vereringe-, hingamis-, lihas-skeleti süsteemi ja nende närimisaparaadi ehituse erinevusi. Erinevalt oma õpetajast ei pidanud Aristoteles "ideede maailma" millekski materiaalse maailma väliseks, vaid tutvustas Platoni "ideed" kui looduse lahutamatut osa, selle peamist mateeriat organiseerivat printsiipi. Seejärel muudetakse see algus mõisteteks "eluenergia", "loomavaimud".

Vana-Kreeka suur teadlane Archimedes pani aluse tänapäevasele hüdrostaatikale, uurides ujuvkehade hüdrostaatilisi põhimõtteid ja uurides kehade ujuvust. Ta oli esimene, kes rakendas matemaatilisi meetodeid mehaanika probleemide uurimisel, sõnastades ja tõestades teoreemide vormis mitmeid väiteid kehade tasakaalu ja raskuskeskme kohta. Kangi põhimõte, mida Archimedes laialdaselt kasutab ehituskonstruktsioonide ja sõjaväesõidukite loomisel, on üks esimesi mehaanilisi põhimõtteid, mida rakendatakse lihasluukonna biomehaanikas. Archimedese teosed sisaldavad ideid liikumiste liitmise kohta (sirgjooneline ja ringikujuline, kui keha liigub spiraalis), pidevast ühtlasest kiiruse suurenemisest keha kiirendamisel, mida Galileo nimetas hiljem oma põhiliste dünaamikateoste aluseks. .

Klassikalises teoses Inimkeha osadest andis kuulus Vana-Rooma arst Galenus esimese põhjaliku kirjelduse inimese anatoomiast ja füsioloogiast meditsiini ajaloos. See raamat on olnud meditsiiniõpik ja teatmeteos peaaegu poolteist tuhat aastat. Galen pani aluse füsioloogiale, tehes esimesi vaatlusi ja katseid elusloomade peal ning uurides nende skelette. Ta tutvustas meditsiinis vivisektsiooni - eluslooma operatsioone ja uuringuid, et uurida organismi funktsioone ja töötada välja meetodeid haiguste raviks. Ta avastas, et elusorganismis juhib aju kõnet ja heli teket, et arterid on täidetud verega, mitte õhuga, ning võimalusel uuris, kuidas veri kehas liigub, kirjeldas arterite struktuurseid erinevusi. ja veenid ning avastasid südameklapid. Galen ei teinud lahkamisi ja võib-olla sattusid tema töödesse valed ideed, näiteks venoosse vere moodustumise kohta maksas ja arteriaalse vere tekke kohta südame vasakus vatsakeses. Samuti ei teadnud ta kahe vereringeringi olemasolust ja kodade tähendusest. Oma töös "De motu musculorum" kirjeldas ta motoorsete ja sensoorsete neuronite, agonist- ja antagonistlihaste erinevust ning kirjeldas esmakordselt ka lihastoonust. Lihaste kokkutõmbumise põhjuseks pidas ta ajust mööda närvikiude lihasesse tulevaid "loomvaimu". Keha uurides jõudis Galenus järeldusele, et looduses pole miski üleliigne ja sõnastas filosoofilise põhimõtte, et loodust uurides võib jõuda arusaamiseni Jumala plaanist. Keskajal, isegi inkvisitsiooni kõikvõimsuse all, tehti palju, eriti anatoomias, mis oli hiljem aluseks biomehaanika edasisele arengule.

Araabia maailmas ja idamaades tehtud uuringute tulemused on teaduse ajaloos erilisel kohal: selle tõestuseks on paljud kirjandusteosed ja meditsiinilised traktaadid. Araabia arst ja filosoof Ibn Sina (Avicenna) pani aluse ratsionaalsele meditsiinile, sõnastas ratsionaalsed alused diagnoosi panemiseks patsiendi läbivaatuse (eelkõige arterite pulsikõikumiste analüüsi) põhjal. Tema lähenemise revolutsiooniline olemus saab selgeks, kui meenutada, et tollal Hippokratese ja Galenuse ajast pärit lääne meditsiin arvestas tähtede ja planeetide mõju haiguse tüübile ja kulgemisele ning ravimeetodi valikule. agendid.

Tahaksin öelda, et enamikus iidsete teadlaste töödes kasutati pulsi määramise meetodit. Pulsi diagnostika meetod tekkis palju sajandeid enne meie ajastut. Meieni jõudnud kirjandusallikatest on kõige iidsemad iidse Hiina ja Tiibeti päritolu teosed. Vana-Hiina hulka kuuluvad näiteks "Bin-hu Mo-xue", "Xiang-lei-shih", "Zhu-bin-shih", "Nan-jing", samuti osad traktaatides "Jia-i- ching", "Huang-di Nei-jing Su-wen Lin-shu" jne.

Pulsi diagnoosimise ajalugu on lahutamatult seotud iidse Hiina ravitseja nimega - Bian Qiao (Qin Yue-Ren). Pulsidiagnostika tehnika tee algust seostatakse ühe legendiga, mille kohaselt kutsuti Bian Qiao üllas mandariini (ametniku) tütart ravima. Olukorra tegi keeruliseks asjaolu, et isegi arstidel oli rangelt keelatud aadli auastmega isikuid näha ja puudutada. Bian Qiao palus peenikest nööri. Seejärel soovitas ta siduda nööri teine ​​ots ekraani taga istunud printsessi randme külge, kuid õukonnaravitsejad suhtusid kutsutud arstisse põlglikult ja otsustasid temaga vingerpussi mängida, sidudes nööri otsa mitte printsessi randmele, vaid lähedal jooksva koera käpale. Mõni sekund hiljem kuulutas Bian Qiao kohalviibijate üllatuseks rahulikult, et tegu pole mitte inimese, vaid looma impulsiga ning see loom on ussidega ringi visatud. Arsti oskus äratas imetlust ning nöör kanti enesekindlalt printsessi randmele, misjärel haigus kindlaks tehti ja ravi määrati. Selle tulemusena paranes printsess kiiresti ja tema tehnika sai laialt tuntuks.

Hua Tuo - kasutas edukalt pulsdiagnostikat kirurgilises praktikas, kombineerides seda kliinilise läbivaatusega. Tollal olid operatsioonid seadusega keelatud, opereeriti viimase abinõuna, kui konservatiivsete meetoditega paranemisse ei usaldatud, siis kirurgid lihtsalt ei teadnud diagnostilisi laparotoomiaid. Diagnoos tehti välise läbivaatuse abil. Hua Tuo andis oma pulsidiagnoosi valdamise kunsti edasi usinatele õpilastele. Oli reegel, et pulsidiagnostika teatud meisterlikkuse saab õppida vaid mees, õppides kolmkümmend aastat ainult mehelt. Hua Tuo võttis esimesena kasutusele spetsiaalse tehnika, mille abil uuriti õpilaste võimet kasutada diagnoosimiseks impulsse: patsient pandi ekraani taha ja tema käed viidi läbi selle sisselõigete, et õpilane saaks näha ja uurida ainult käed. Igapäevane järjekindel harjutamine andis kiiresti edukaid tulemusi.

2. Keskaeg ja uusaeg

1 Leonardo da Vinci

Keskajal ja renessansiajal toimus Euroopas füüsika peamiste osade areng. Selle aja kuulus füüsik, kuid mitte ainult füüsik, oli Leonardo da Vinci. Leonardo uuris inimese liikumist, lindude lendu, südameklappide tööd, taimemahla liikumist. Ta kirjeldas keha mehaanikat seismisel ja istumisasendist tõusmisel, üles- ja allamäge kõndimisel, hüppetehnikat, kirjeldas esmakordselt erineva kehaehitusega inimeste kõnnaku mitmekesisust, tegi inimese kõnnaku võrdleva analüüsi, ahv ja hulk loomi, kes on võimelised kahe jalaga kõndima (karu) . Kõikidel juhtudel pöörati erilist tähelepanu tõmbekeskuste asukohale ja vastupanule. Leonardo da Vinci võttis mehaanikas esimesena kasutusele takistuse mõiste, mida vedelikud ja gaasid avaldavad neis liikuvatele kehadele, ning mõistis esimesena uue mõiste – jõumoment punkti suhtes – tähtsust. kehade liikumise analüüsimine. Lihaste poolt väljatöötatud jõude analüüsides ja suurepäraseid anatoomia tundeid omades tutvustas Leonardo jõudude toimeliine piki vastava lihase suunda ja nägi sellega ette jõudude vektorloomuse kontseptsiooni. Lihaste tegevuse ja lihassüsteemide koostoime kirjeldamisel liigutuse sooritamisel pidas Leonardo lihaste kinnituspunktide vahele venitatud nööre. Üksikute lihaste ja närvide tähistamiseks kasutas ta tähttähiseid. Tema töödest võib leida tulevase refleksiõpetuse alused. Lihaste kokkutõmbeid jälgides märkis ta, et kokkutõmbed võivad tekkida tahtmatult, automaatselt, ilma teadliku kontrollita. Leonardo püüdis kõiki tähelepanekuid ja ideid tõlkida tehnilisteks rakendusteks, jättis arvukalt jooniseid mitmesugusteks liikumisteks mõeldud seadmetest alates veesuuskadest ja purilennukitest ning lõpetades proteeside ja kaasaegsete puuetega inimeste ratastoolide prototüüpidega (kokku üle 7 tuhande lehe käsikirju ). Leonardo da Vinci viis läbi uuringuid putukate tiibade liikumisest tekkiva heli kohta, kirjeldas helikõrguse muutmise võimalust tiiva läbilõikamisel või meega määrimisel. Anatoomilisi uuringuid tehes juhtis ta tähelepanu hingetoru, arterite ja veenide hargnemise tunnustele kopsudes ning juhtis tähelepanu ka sellele, et erektsioon on suguelundite verevoolu tagajärg. Ta viis läbi teedrajavaid fülotaksise uuringuid, kirjeldades mitmete taimede lehtede paigutuse mustreid, tegi jäljendeid veresoonte-kiulistest lehekimpudest ja uuris nende struktuuri iseärasusi.

2 Iatrofüüsika

16.-18. sajandi meditsiinis oli eriline suund nimega iatromehaanika või iatrofüüsika (kreeka keelest iatros – arst). Kuulsa Šveitsi arsti ja keemiku Theophrastus Paracelsuse ning Hollandi loodusteadlase Jan Van Helmonti teosed, kes olid tuntud oma katsete poolest nisujahust, tolmust ja määrdunud särkidest hiirte spontaanse genereerimise kohta, sisaldasid väidet keha terviklikkuse kohta, mida on kirjeldatud aastal. müstilise alguse vorm. Ratsionaalse maailmavaate esindajad ei saanud sellega leppida ja võtsid bioloogilistele protsessidele ratsionaalseid aluseid otsides oma uurimise aluseks mehaanika, tol ajal kõige arenenuma teadmistevaldkonna. Iatromehaanika väitis, et selgitab mehaanika ja füüsika seadustele tuginedes kõiki füsioloogilisi ja patoloogilisi nähtusi. Tuntud saksa arst, füsioloog ja keemik Friedrich Hoffmann sõnastas iatrofüüsika omapärase kreedo, mille järgi elu on liikumine ning mehaanika kõigi nähtuste põhjus ja seadus. Hoffmann käsitles elu kui mehaanilist protsessi, mille käigus närvide liigutused, mida mööda liigub ajus asuv “loomvaim” (spiritum animalium), kontrollivad lihaste kontraktsioone, vereringet ja südame tööd. Selle tulemusena pannakse keha – omamoodi masin – liikuma. Samal ajal peeti mehaanikat organismide elutegevuse aluseks.

Sellised väited, nagu on nüüd selge, olid suures osas vastuvõetamatud, kuid iatromehaanika vastandus skolastilistele ja müstilistele ideedele, võttis kasutusele palju senitundmatuid olulisi faktilisi andmeid ja uusi füsioloogiliste mõõtmiste instrumente. Näiteks iatromehaanika ühe esindaja Giorgio Baglivi nägemuse järgi võrreldi kätt kangiga, rinda lõõtsaga, näärmeid sõeltega ja südant hüdropumbaga. Need analoogid on tänapäeval üsna mõistlikud. 16. sajandil pandi Prantsuse sõjaväearsti A. Pare (Ambroise Pare) töödes alus tänapäevasele kirurgiale ja pakuti välja kunstlikud ortopeedilised seadmed - jala-, käe-, käeproteesid, mille väljatöötamisel lähtuti rohkem teaduslik alus kui lihtsalt kadunud vormi jäljendamine. 1555. aastal kirjeldati prantsuse loodusteadlase Pierre Beloni töödes mereanemoonide liikumise hüdraulilist mehhanismi. Üks iatrokeemia rajajaid Van Helmont, kes uuris toidu käärimisprotsesse loomsetes organismides, hakkas huvi tundma gaasiliste toodete vastu ja tõi teadusesse termini "gaas" (hollandi keelest gisten - käärima). Iatromehaanika ideede väljatöötamisega tegelesid A. Vesalius, W. Harvey, J. A. Borelli, R. Descartes. Iatromehaanika, mis taandab kõik protsessid elussüsteemides mehaanilisteks, samuti iatrokeemia, mis pärineb Paracelsuse ajast, mille esindajad uskusid, et elu taandub keha moodustavate kemikaalide keemilistele muundumistele, põhjustas ühekülgse ja sageli vale ettekujutus elutegevuse protsessidest ja haiguste ravimeetoditest. Sellegipoolest võimaldasid need lähenemised, eriti nende süntees, sõnastada 16.–17. sajandil meditsiinis ratsionaalse käsitluse. Positiivset rolli mängis isegi doktriin elu spontaanse genereerimise võimalikkusest, mis seadis kahtluse alla elu loomise religioossed hüpoteesid. Paracelsus lõi "inimese olemuse anatoomia", millega ta püüdis näidata, et "inimkehas on kolm üldlevinud koostisosa omavahel müstilisel viisil seotud: soolad, väävel ja elavhõbe".

Tolleaegsete filosoofiliste kontseptsioonide raames kujunes välja uus jatromehaaniline idee patoloogiliste protsesside olemusest. Nii lõi saksa arst G. Chatl animismi doktriini (lat.anima - hing), mille kohaselt käsitleti haigust kui hinge poolt sooritatud liigutusi kehast võõraste kahjulike ainete eemaldamiseks. Iatrofüüsika esindaja, itaalia arst Santorio (1561-1636), Padova meditsiiniprofessor, uskus, et iga haigus on keha üksikute väikseimate osakeste liikumisharjumuste rikkumise tagajärg. Santorio oli üks esimesi, kes rakendas eksperimentaalset uurimismeetodit ja matemaatilist andmetöötlust ning lõi hulga huvitavaid instrumente. Tema projekteeritud spetsiaalses kambris uuris Santorio ainevahetust ja tegi esmakordselt kindlaks eluprotsessidega seotud kehakaalu varieeruvuse. Koos Galileiga leiutas ta elavhõbeda termomeetri kehade temperatuuri mõõtmiseks (1626). Tema teoses "Staatiline meditsiin" (1614) esitatakse samaaegselt iatrofüüsika ja iatrokeemia sätted. Edasised uuringud viisid pöördeliste muutusteni arusaamises südame-veresoonkonna süsteemi ülesehitusest ja tööst. Itaalia anatoom Fabrizio d "Aquapendente avastas venoossed klapid. Itaalia teadlane P. Azelli ja Taani anatoom T. Bartholin avastasid lümfisooned.

Inglise arstile William Harveyle kuulub vereringesüsteemi sulgemise avastus. Padovas õppides (aastatel 1598-1601) kuulas Harvey Fabrizio d "Akvapendente loenguid ja ilmselt ka Galileo loenguid. Igal juhul viibis Harvey Padovas, samas kui kuulsus oli Galileo säravate loengute poolest. , kus osalesid paljud. Harvey avastus vereringe sulgemise kohta oli Galileo varem välja töötatud kvantitatiivse mõõtmismeetodi süstemaatilise rakendamise tulemus, mitte lihtne vaatlus või oletus.Harvey tegi demonstratsiooni, milles ta näitas, et veri liigub südame vasak vatsake ainult ühes suunas Mõõtes südamest ühe kokkutõmbumise ajal väljutatud vere mahtu (löögimaht), korrutas ta saadud arvu südame kokkutõmmete sagedusega ja näitas, et tunniga pumpab see veremahu vere maht on palju suurem kui keha maht. Nii jõuti järeldusele, et palju väiksem kogus verd peab pidevalt ringlema nõiaringis, sisenedes südamesse ja pumpades neile veresoonkonna kaudu. Töö tulemused avaldati teoses "Loomade südame ja vere liikumise anatoomiline uurimine" (1628). Töö tulemused olid enam kui revolutsioonilised. Fakt on see, et Galeni ajast saadik usuti, et veri toodetakse soolestikus, kust see siseneb maksa, seejärel südamesse, kust see jaotub arterite ja veenide kaudu teistesse organitesse. Harvey kirjeldas südant, mis on jagatud eraldi kambriteks, kui lihaskoti, mis toimib pumbana, mis pumpab verd veresoontesse. Veri liigub ringikujuliselt ühes suunas ja siseneb uuesti südamesse. Vere vastupidist voolamist veenides takistavad Fabrizio d'Akvapendente avastatud veeniklapid Harvey revolutsiooniline vereringeõpetus läks vastuollu Galeni väidetega, millega seoses kritiseeriti tema raamatuid teravalt ja isegi patsiendid keeldusid sageli tema arstiabist. 1623. aastal oli Harvey Charles I õukonnaarst ja kõrgeim patronaat päästis ta vastaste rünnakutest ja andis võimaluse edasiseks teaduslikuks tööks.Harvey viis läbi ulatuslikud embrüoloogiaalased uuringud, kirjeldas embrüo üksikuid arenguetappe ("Uuringud" loomade sünnist", 1651).17. sajandit võib nimetada hüdraulika ja hüdraulilise mõtlemise ajastuks. Tehnika areng aitas kaasa uute analoogiate tekkimisele ja elusorganismides toimuvate protsesside paremale mõistmisele. Tõenäoliselt seetõttu kirjeldas Harvey südant kui hüdropumpa, mis pumpab verd läbi vaskulaarsüsteemi "torujuhtme". Harvey töö tulemuste täielikuks äratundmiseks oli vaja ainult leida puuduv lüli, mis sulgeb arterite ja veenide vahelise ringi. , mida tehakse peagi ka Malpighi töödes.kopsud ja nende kaudu õhu pumpamise põhjused jäid Harveyle arusaamatuks – keemia enneolematud edusammud ja õhu koostise avastamine seisid veel ees.17. sajand on oluline verstapost. biomehaanika ajaloos, kuna seda ei iseloomustas mitte ainult esimeste biomehaanikaalaste trükiste ilmumine, vaid ka elule ja bioloogilise liikuvuse olemusele uue ilme kujunemine.

Prantsuse matemaatik, füüsik, filosoof ja füsioloog René Descartes oli esimene, kes püüdis luua elusorganismi mehaanilist mudelit, võttes arvesse närvisüsteemi kaudu toimuvat juhtimist. Tema tõlgendus füsioloogilisest teooriast, mis põhineb mehaanika seadustel, sisaldub postuumselt avaldatud teoses (1662–1664). Selles sõnastuses väljendati esimest korda bioteaduste kardinaalset ideed reguleerida tagasiside kaudu. Descartes käsitles inimest kui kehalist mehhanismi, mille käivitavad "elusad vaimud", mis "tõusevad pidevalt suurel hulgal südamest ajju ja sealt edasi närvide kaudu lihastesse ja panevad kõik liikmed liikuma". Liialdamata "vaimude" rolliga, kirjutab ta traktaadis "Inimese keha kirjeldus. Looma kujunemisest" (1648), et teadmised mehaanikast ja anatoomiast võimaldavad meil näha kehas "märkimisväärset hulka organid ehk vedrud" keha liikumise korraldamiseks. Descartes võrdleb keha tööd kellamehhanismiga, millel on eraldi vedrud, hammasrattad, hammasrattad. Lisaks uuris Descartes erinevate kehaosade liigutuste koordinatsiooni. Tehes ulatuslikke eksperimente südame töö ja vere liikumise uurimiseks südameõõnsustes ja suurtes veresoontes, ei nõustu Descartes Harvey kontseptsiooniga südame kokkutõmbed kui vereringe liikumapanev jõud. Ta kaitseb Aristoteleses tõusvat hüpoteesi vere kuumenemise ja hõrenemise kohta südames südamele omase soojuse mõjul, soodustades vere paisumist suurteks veresoonteks, kus see jahtub ning "süda ja arterid kukuvad kohe alla. ja leping." Descartes näeb hingamiselundite rolli selles, et hingamine "toob kopsudesse piisavalt värsket õhku, nii et südame paremalt küljelt sinna tulev veri, kus see vedeldub ja justkui auruks muutub, jälle pöördub. aurudest verre." Samuti uuris ta silmade liikumist, kasutas bioloogiliste kudede jagunemist mehaaniliste omaduste järgi vedelaks ja tahkeks. Mehaanika valdkonnas sõnastas Descartes impulsi jäävuse seaduse ja võttis kasutusele impulsi mõiste.

3 Mikroskoobi ehitamine

Mikroskoobi, kogu teaduse jaoks nii olulise instrumendi, leiutamine on peamiselt tingitud optika arengust. Kumerate pindade mõningaid optilisi omadusi teadsid isegi Eukleides (300 eKr) ja Ptolemaios (127–151), kuid nende suurendusjõud ei leidnud praktilist rakendust. Sellega seoses leiutas esimesed klaasid Salvinio deli Arleati Itaalias alles aastal 1285. 16. sajandil näitasid Leonardo da Vinci ja Maurolico, et väikeseid esemeid on kõige parem uurida luubiga.

Esimese mikroskoobi lõi alles 1595. aastal Z. Jansen. Leiutis seisnes selles, et Zacharius Jansen paigaldas ühe toru sisse kaks kumerat läätse, pannes sellega aluse keerukate mikroskoopide loomisele. Uuritavale objektile keskendumine saavutati sissetõmmatava toru abil. Mikroskoobi suurendus oli 3 kuni 10 korda. Ja see oli tõeline läbimurre mikroskoopia valdkonnas! Iga oma järgmise mikroskoobiga paranes ta oluliselt.

Sel perioodil (XVI sajand) hakkasid järk-järgult arenema Taani, Inglise ja Itaalia uurimisinstrumendid, pannes aluse kaasaegsele mikroskoopiale.

Mikroskoopide kiire levik ja täiustamine algas pärast seda, kui Galileo (G. Galilei) enda kavandatud teleskoopi täiustades hakkas seda kasutama omamoodi mikroskoobina (1609-1610), muutes objektiivi ja okulaari vahelist kaugust.

Hiljem, 1624. aastal, saavutades lühemate fookusläätsede valmistamise, vähendas Galileo oluliselt oma mikroskoobi mõõtmeid.

1625. aastal pakkus Rooma "valvsate akadeemia" ("Akumia dei lincei") liige I. Faber välja mõiste "mikroskoop". Esimesed edusammud, mis on seotud mikroskoobi kasutamisega teaduslikes bioloogilistes uuringutes, saavutas R. Hooke, kes kirjeldas esimesena taimerakku (umbes 1665). Hooke kirjeldas oma raamatus "Micrographia" mikroskoobi struktuuri.

1681. aastal arutas Londoni Kuninglik Selts oma koosolekul üksikasjalikult omapärast olukorda. Hollandlane Levenguk (A. van Leenwenhoek) kirjeldas hämmastavaid imesid, mille ta avastas oma mikroskoobiga veetilgas, pipraleotises, jõemudas, omaenda hambaõõnes. Leeuwenhoek avastas ja visandas mikroskoobi abil erinevate algloomade spermatosoidid, luukoe ehituse üksikasjad (1673-1677).

"Suurima hämmastusega nägin tilgas palju väikseid loomi, kes liikusid reipalt igas suunas, nagu haug vees. Kõige väiksem neist pisikestest loomadest on tuhat korda väiksem kui täiskasvanud täi silm."

3. Elektri kasutamise ajalugu meditsiinis

3.1 Natuke tausta

Juba iidsetest aegadest on inimene püüdnud mõista looduses toimuvaid nähtusi. Paljud geniaalsed hüpoteesid, mis selgitavad inimese ümber toimuvat, tekkisid eri aegadel ja erinevates riikides. Enne meie ajastut elanud Kreeka ja Rooma teadlaste ja filosoofide mõtted: Archimedes, Euclid, Lucretius, Aristoteles, Demokritos jt – aitavad siiani kaasa teadusliku uurimistöö arengule.

Pärast Miletose Thalese esimesi elektri- ja magnetnähtuste vaatlusi tekkis nende vastu perioodiliselt huvi, mille määrasid kindlaks raviülesanded.

Riis. 1. Elektrikaldtee töökogemus

Tuleb märkida, et mõnede iidsetest aegadest tuntud kalade elektrilised omadused on siiani avalikustamata looduse saladus. Nii näiteks 1960. aastal Briti Kuningliku Teadusliku Seltsi poolt oma asutamise 300. aastapäeva auks korraldatud näitusel looduse saladuste hulgas, mida inimene peab lahendama, tavaline klaasist akvaarium, milles on kala - elektriline rai (joonis üks). Akvaariumiga ühendati metallelektroodide kaudu voltmeeter. Kui kala oli puhkeseisundis, oli voltmeetri nõel nullis. Kui kala liikus, näitas voltmeeter pinget, mis aktiivsel liikumisel ulatus 400 V. Kirjeldus kõlas: "Selle elektrinähtuse olemust, mida täheldati ammu enne Inglise kuningliku ühiskonna korraldust, ei suuda inimene ikka veel lahti harutada."

2 Mida me Gilbertile võlgneme?

Elektriliste nähtuste terapeutilist toimet inimesele võib iidsetel aegadel eksisteerinud tähelepanekute kohaselt pidada omamoodi stimuleerivaks ja psühhogeenseks vahendiks. Seda tööriista kas kasutati või unustati. Pikka aega ei uuritud tõsiselt elektrilisi ja magnetilisi nähtusi ja eriti nende toimet ravivahendina.

Esimene üksikasjalik elektri- ja magnetnähtuste eksperimentaalne uurimus kuulub inglise arsti-füüsikule, hilisemale õukonnaarstile William Gilbertile (Gilbert) (1544-1603 kd). Gilbertit peeti teenitult uuendusmeelseks arstiks. Selle edu määras suuresti kohusetundlik uurimine ja seejärel iidsete meditsiinivahendite, sealhulgas elektri ja magnetismi rakendamine. Gilbert mõistis, et ilma põhjaliku elektri- ja magnetkiirguse uurimiseta on "vedelikke" ravis raske kasutada.

Eirates fantastilisi, kontrollimata oletusi ja põhjendamatuid väiteid, viis Gilbert läbi mitmesuguseid elektri- ja magnetnähtuste eksperimentaalseid uuringuid. Selle esimese elektri ja magnetismi uuringu tulemused on suurejoonelised.

Esiteks väljendas Gilbert esimest korda ideed, et kompassi magnetnõel liigub Maa magnetismi mõjul, mitte aga ühe tähe mõjul, nagu enne teda arvati. Ta oli esimene, kes viis läbi kunstliku magnetiseerimise, tuvastas magnetpooluste lahutamatuse. Uurides elektrilisi nähtusi samaaegselt magnetiliste nähtustega, näitas Gilbert arvukate vaatluste põhjal, et elektrikiirgus ei teki mitte ainult merevaigu, vaid ka muude materjalide hõõrumisel. Austust avaldades merevaigule – esimesele materjalile, millel elektriseerumist täheldati, nimetab ta neid elektriliseks, lähtudes merevaigu kreekakeelsest nimetusest – elektron. Sellest tulenevalt toodi sõna "elekter" ellu arsti ettepanekul tema uurimistöö põhjal, mis kujunes ajalooliseks, mis pani aluse nii elektrotehnika kui ka elektriravi arengule. Samal ajal sõnastas Gilbert edukalt põhimõttelise erinevuse elektriliste ja magnetiliste nähtuste vahel: "Magnetism, nagu ka gravitatsioon, on teatud algjõud, mis lähtub kehadest, elektrifitseerimine aga on tingitud spetsiaalsete väljavoolude väljapressimisest keha pooridest. hõõrdumisest."

Sisuliselt enne Ampère'i ja Faraday tööd, s.o rohkem kui kakssada aastat pärast Gilberti surma (tema uurimistöö tulemused avaldati raamatus On the Magnet, Magnetic Bodies, and the Great Magnet - the Earth, 1600), elektriseerimist ja magnetismi vaadeldi eraldi.

P. S. Kudrjavtsev tsiteerib raamatus "Füüsika ajalugu" renessansiajastu suure esindaja Galileo sõnu: neid ei ole hoolikalt uuritud ... Ma ei kahtle, et aja jooksul see teadusharu (räägime elektrist ja magnetismist - V.M. ) teeb edusamme nii uute tähelepanekute kui ka eriti rangete tõendusmaterjalide tulemusel.

Gilbert suri 30. novembril 1603, olles pärandanud kõik enda loodud instrumendid ja teosed Londoni Meditsiiniühingule, mille aktiivne esimees ta kuni surmani oli.

3 Auhind antud Maratile

Prantsuse kodanliku revolutsiooni eelõhtu. Teeme kokkuvõtte selle perioodi elektrotehnika valdkonna uuringutest. Kinnitati positiivse ja negatiivse elektri olemasolu, ehitati ja täiustati esimesi elektrostaatilised masinad, loodi Leydeni pangad (omamoodi laengusalvestuskondensaatorid), elektroskoobid, sõnastati kvalitatiivsed hüpoteesid elektrinähtuste kohta ja tehti julgeid katseid uurida välgu elektriline olemus.

Välgu elektriline olemus ja selle mõju inimesele tugevdas veelgi seisukohta, et elekter ei saa mitte ainult inimesi tabada, vaid ka inimesi tervendada. Toome mõned näited. 8. aprillil 1730 viisid britid Gray ja Wheeler läbi nüüdseks klassikalise katse inimese elektrifitseerimisega.

Maja hoovis, kus Gray elas, kaevati maasse kaks kuivanud puuposti, millele kinnitati puittala.Puittala peale visati kaks juuksenööri. Nende alumised otsad olid seotud. Trossid kandsid kergesti katses osalema nõustunud poisi raskust. Olles end sisse seadnud nagu kiigel, hoidis poiss ühe käega varrast või hõõrdumise teel elektrifitseeritud metallvarrast, millele elektrifitseeritud kehalt kandus elektrilaeng. Teise käega viskas poiss münte ükshaaval metallplaadile, mis oli tema all kuivanud puittahvlil (joon. 2). Mündid omandasid laengu poisi keha kaudu; kukkudes laadisid nad metallplaati, mis hakkas ligi tõmbama lähedal asuvaid kuiva põhu tükke. Katseid viidi läbi mitu korda ja need tekitasid märkimisväärset huvi mitte ainult teadlaste seas. Inglise luuletaja George Bose kirjutas:

Mad Grey, mida sa teadsid selle seni teadmata jõu omadustest? Kas sul on lubatud, loll, riskida ja ühendada inimene elektriga?

Riis. 2. Kogemused inimese elektrifitseerimisega

Prantslased Dufay, Nollet ja meie kaasmaalane Georg Richman konstrueerisid peaaegu samaaegselt üksteisest sõltumatult elektrifitseerimisastme mõõtmise seadme, mis laiendas oluliselt elektrilahenduse kasutamist ravis ja sai võimalikuks selle doseerimine. Pariisi Teaduste Akadeemia pühendas mitu koosolekut, et arutada Leydeni purkide tühjenemise mõju inimesele. Selle vastu hakkas huvi tundma ka Louis XV. Kuninga palvel viis füüsik Nollet koos arst Louis Lemonnier'ga ühes Versailles' palee suures saalis läbi katse, demonstreerides staatilise elektri torkivat toimet. "Õukonnalõbude" eelised olid: paljud tundsid nende vastu huvi, paljud hakkasid uurima elektrifitseerimise nähtusi.

1787. aastal lõi inglise arst ja füüsik Adams esimest korda spetsiaalse elektrostaatilise masina meditsiiniliseks otstarbeks. Ta kasutas seda laialdaselt oma arstipraksises (joonis 3) ja sai positiivseid tulemusi, mis on seletatav voolu stimuleeriva toimega ja psühhoteraapilise toimega ning eritise spetsiifilise toimega inimesele.

Elektrostaatika ja magnetostaatika ajastu, kuhu kõik ülalmainitu kuulub, lõpeb nende teaduste matemaatiliste aluste väljatöötamisega, mille viisid läbi Poisson, Ostrogradsky, Gauss.

Riis. 3. Elektroteraapia seanss (vanalt graveeringult)

Elektrilahenduste kasutamine meditsiinis ja bioloogias on pälvinud täieliku tunnustuse. Elektrikiirte, angerjate, säga puudutamisel tekkinud lihaskontraktsioon andis tunnistust elektrilöögi toimest. Inglase John Warlishi katsed tõestasid astelrai löögi elektrilist olemust ja anatoom Gunther andis selle kala elektriorgani täpse kirjelduse.

1752. aastal avaldas Saksa arst Sulzer teate uue nähtuse kohta, mille ta oli avastanud. Keel, mis puudutab korraga kahte erinevat metalli, tekitab omapärase hapu maitsetunde. Sulzer ei eeldanud, et see tähelepanek kujutab endast kõige olulisemate teadusvaldkondade – elektrokeemia ja elektrofüsioloogia – algust.

Suurenes huvi elektri kasutamise vastu meditsiinis. Roueni Akadeemia kuulutas välja konkursi parimate tööde saamiseks teemal: "Määrake välja, mil määral ja tingimused saate haiguste ravis elektrienergiaga arvestada." Esimese preemia pälvis Marat, elukutselt arst, kelle nimi läks Prantsuse revolutsiooni ajalukku. Marati teose ilmumine oli õigeaegne, kuna elektri kasutamine ravis ei olnud ilma müstika ja kemplemiseta. Teatud Mesmer, kasutades moodsaid teaduslikke teooriaid elektrimasinate tekitamise kohta, hakkas väitma, et 1771. aastal leidis ta universaalse meditsiinilise abinõu - "loomalise" magnetismi, mis mõjub patsiendile eemalt. Nad avasid spetsiaalsed meditsiinikabinetid, kus olid piisavalt kõrge pingega elektrostaatilised masinad. Patsient pidi puudutama masina voolu kandvaid osi, samal ajal tundis ta elektrilööki. Ilmselt on Mesmeri "meditsiini" kabinettides viibimise positiivse mõju juhtumid seletatavad mitte ainult elektrilöögi ärritava toimega, vaid ka osooni toimega, mis ilmneb ruumides, kus töötasid elektrostaatilised masinad, ja mainitud nähtustega. varem. Võib avaldada positiivset mõju mõnele patsiendile ja õhu ionisatsiooni mõjul õhus leiduvate bakterite sisalduse muutumist. Kuid Mesmer ei kahtlustanud seda. Pärast katastroofilisi ebaõnnestumisi, mille eest Marat oma töös õigeaegselt hoiatas, kadus Mesmer Prantsusmaalt. Suurima prantsuse füüsiku Lavoisier' osalusel loodud valitsuskomisjon Mesmeri "meditsiinilise" tegevuse uurimiseks ei suutnud selgitada elektri positiivset mõju inimestele. Elektriravi Prantsusmaal peatati ajutiselt.

4 Galvani ja Volta vaheline vaidlus

Ja nüüd räägime uuringutest, mis viidi läbi peaaegu kakssada aastat pärast Gilberti teose avaldamist. Neid seostatakse itaalia anatoomia- ja meditsiiniprofessori Luigi Galvani ning itaalia füüsikaprofessori Alessandro Volta nimedega.

Boulogne'i ülikooli anatoomialaboris viis Luigi Galvani läbi katse, mille kirjeldus vapustas teadlasi üle kogu maailma. Laborilaual lahkasid konnad. Katse ülesandeks oli demonstreerida ja vaadelda alasti, nende jäsemete närve. Sellel laual oli elektrostaatiline masin, mille abil tekkis ja uuriti sädet. Siin on Luigi Galvani enda väited teosest "Elektrijõududest lihasliigutuste ajal": "... Üks mu abiline puudutas kogemata terava otsaga väga kergelt konna sisemisi reieluunärve. Konna jalg tõmbles järsult." Ja edasi: "... See õnnestub siis, kui masina kondensaatorist välja tõmmatakse säde."

Seda nähtust saab seletada järgmiselt. Muutuv elektriväli mõjutab sädeme tekkimise tsoonis olevaid õhu aatomeid ja molekule, mille tulemusena omandavad nad elektrilaengu, lakkades olemast neutraalne. Saadud ioonid ja elektriliselt laetud molekulid levivad elektrostaatilisest masinast teatud, suhteliselt väikesele kaugusele, kuna liikudes, põrkudes õhumolekulidega, kaotavad nad oma laengu. Samal ajal võivad need koguneda metallesemetele, mis on maapinnast hästi isoleeritud ja tühjenevad, kui tekib maapinnale juhtiv elektriahel. Põrand laboris oli kuiv, puidust. Ta eraldas hästi maapinnast ruumi, kus Galvani töötas. Objekt, millele laengud kogunesid, oli metallist skalpell. Isegi skalpelli kerge kokkupuude konna närviga viis skalpellile kogunenud staatilise elektri "tühjenemiseni", mistõttu käpp tõmbus tagasi ilma mehaaniliste vigastusteta. Iseenesest oli elektrostaatilisest induktsioonist põhjustatud sekundaarse tühjenemise nähtus juba sel ajal teada.

Eksperimenteerija hiilgav talent ja suure hulga mitmekülgsete uuringute läbiviimine võimaldasid Galvanil avastada veel ühe elektrotehnika edasise arengu jaoks olulise nähtuse. Toimub eksperiment atmosfääri elektrienergia uurimisel. Tsiteerides Galvanit ennast: "... Väsinud... asjatust ootusest... hakkas... seljaajusse torgatud vaskkonkse suruma vastu raudkange – konnajalad tõmbusid kokku." Katse tulemused, mis viidi läbi mitte enam õues, vaid siseruumides, kus puuduvad töötavad elektrostaatilised masinad, kinnitasid, et konnalihase kokkutõmbumine, mis on sarnane elektrostaatilise masina sädeme poolt põhjustatud kontraktsiooniga, toimub siis, kui konna puudutavad korraga kaks erinevat metallese – traat ja plaat vasest, hõbedast või rauast. Enne Galvanit polnud keegi sellist nähtust täheldanud. Vaatluste tulemuste põhjal teeb ta julge ühemõttelise järelduse. On veel üks elektrienergia allikas, see on "loomne" elekter (termin on samaväärne mõistega "eluskoe elektriline aktiivsus"). Elav lihas, väitis Galvani, on kondensaator nagu Leydeni purk, selle sisse koguneb positiivne elekter. Konnanärv toimib sisemise "juhina". Kahe metalljuhi kinnitamine lihase külge põhjustab elektrivoolu, mis nagu elektrostaatilisest masinast tulenev säde paneb lihase kokku tõmbuma.

Galvani katsetas üheselt mõistetava tulemuse saamiseks ainult konnalihaste peal. Võib-olla just see võimaldas tal teha ettepaneku kasutada elektrihulga mõõtmiseks konnajala "füsioloogilist ettevalmistust". Elektrihulga mõõt, mida selline füsioloogiline indikaator teenis, oli käpa tõstmine ja langemine, kui see puutus kokku metallplaadiga, mida samal ajal puudutas seljaaju läbiv konks. konn ja käpa tõstmise sagedus ajaühikus. Mõnda aega kasutasid sellist füsioloogilist indikaatorit isegi silmapaistvad füüsikud ja eriti Georg Ohm.

Galvani elektrofüsioloogiline eksperiment võimaldas Alessandro Voltal luua esimese elektrokeemilise elektrienergia allika, mis omakorda avas uue ajastu elektrotehnika arengus.

Alessandro Volta oli üks esimesi, kes hindas Galvani avastust. Ta kordab Galvani katseid väga hoolikalt ja saab palju andmeid, mis kinnitavad tema tulemusi. Kuid juba oma esimestes artiklites "Loomade elektrist" ja kirjas dr Boroniole 3. aprillist 1792 tõstab Volta erinevalt Galvanist, kes tõlgendab vaadeldud nähtusi "loomse" elektri seisukohalt, esile keemilise ja füüsikalise. nähtusi. Volta rõhutab, kui oluline on nendes katsetes kasutada erinevaid metalle (tsink, vask, plii, hõbe, raud), mille vahele asetatakse happega niisutatud riie.

Volta kirjutab järgmiselt: "Galvani katsetes on elektriallikaks konn. Mis on aga konn või mis tahes loom üldiselt? Esiteks on need närvid ja lihased ning need sisaldavad mitmesuguseid keemilisi ühendeid. Kui ettevalmistatud konna närvid ja lihased on ühendatud kahe erineva metalliga, siis sellise vooluringi sulgemisel tekib elektriline toime Minu viimases katses osales ka kaks erinevat metalli - need on staniool (plii) ja hõbe ning sülg keele osa täitis vedeliku rolli.Sulgedes vooluringi ühendusplaadiga, lõin tingimused elektrivedeliku pidevaks liikumiseks ühest kohast teise.Aga need samad metallesemed võisin kukutada lihtsalt vette või sarnasesse vedelikku. sülg?Aga "loomalik" elekter?

Volta läbiviidud katsed võimaldavad sõnastada järelduse, et elektrilise toime allikaks on erinevate metallide ahel, kui need puutuvad kokku niiske või happelahuses leotatud riidega.

Ühes kirjas oma sõbrale arst Vazagile (jälle näide arsti huvist elektri vastu) kirjutas Volta: „Olen ​​juba ammu veendunud, et kogu tegevus tuleb metallidest, mille kokkupuutel elektrivedelik satub niiskesse. või vesine keha.Selle põhjal usun, et tal on õigus omistada metallidele kõik uued elektrinähtused ja asendada nimetus "loomelekter" väljendiga "metalliline elekter".

Volti sõnul on konnakoivad tundlik elektroskoop. Galvani ja Volta, aga ka nende järgijate vahel tekkis ajalooline vaidlus - vaidlus "loomse" või "metallilise" elektri üle.

Galvani ei andnud alla. Ta jättis metalli katsest täielikult välja ja lahkas isegi konni klaasist nugadega. Selgus, et isegi selles katses viis konna reieluu närvi kokkupuude tema lihasega selgelt märgatava, kuigi palju väiksema kui metallide osalusel kokkutõmbumiseni. See oli esimene bioelektriliste nähtuste fikseerimine, millel põhineb tänapäevane kardiovaskulaarsüsteemi ja mitmete teiste inimsüsteemide elektrodiagnostika.

Volta püüab avastatud ebatavaliste nähtuste olemust lahti harutada. Tema ees sõnastab ta selgelt järgmise probleemi: “Mis on elektri tekkimise põhjus?” Küsisin endalt samamoodi, nagu igaüks teist seda teeks. Mõtisklused viisid mind ühe lahenduseni: kontaktilt kaks erinevat metalli, näiteks hõbe ja tsink, on häiritud mõlemas metallis oleva elektri tasakaal.Metallide kokkupuutepunktis liigub positiivne elekter hõbedast tsinki ja koguneb viimasele, negatiivne elekter aga kondenseerub. hõbedale.See tähendab et elektriline aine liigub kindlas suunas.Kui kandsin üksteise peale hõbedast ja tsingi plaadid ilma vahevahetükkideta ehk siis tsinkplaadid olid kontaktis hõbedaga siis nende kogumõju oli elektrilise efekti suurendamiseks või selle kokkuvõtmiseks tuleks iga tsinkplaat kokku puutuda ainult ühe hõbedaga ja liita järjestikku rohkem paare. See saavutatakse just tänu sellele, et panen igale tsinkplaadile märja riidetüki, eraldades sellega selle järgmise paari hõbeplaadist. "Palju Volti öeldut ei kaota oma tähtsust ka praegu, pidades silmas kaasaegsed teaduslikud ideed.

Kahjuks see vaidlus katkes traagiliselt. Napoleoni armee okupeeris Itaalia. Uuele valitsusele truudust vandumast keeldumise eest kaotas Galvani tooli, ta vallandati ja suri varsti pärast seda. Vaidluse teine ​​osaleja Volta elas kuni mõlema teadlase avastuste täieliku tunnustamiseni. Ajaloolises vaidluses oli mõlemal õigus. Bioloog Galvani astus teaduse ajalukku bioelektri rajajana, füüsik Volta - elektrokeemiliste vooluallikate rajajana.

4. VV Petrovi katsed. Elektrodünaamika algus

Meditsiinikirurgia Akadeemia (praegu Leningradis S. M. Kirovi nimeline sõjaväemeditsiini akadeemia) füüsikaprofessori akadeemik V. V. Petrovi töö lõpetab "looma" ja "metalli" elektriteaduse esimese etapi.

V. V. Petrovi tegevus avaldas tohutut mõju meie riigi elektrikasutuse meditsiinis ja bioloogias käsitleva teaduse arengule. Meditsiini-kirurgiaakadeemias lõi ta suurepäraste seadmetega varustatud füüsikakabineti. Selles töötades ehitas Petrov maailma esimese kõrgepinge elektrienergia elektrokeemilise allika. Hinnates selle allika pinget selles sisalduvate elementide arvu järgi, võib eeldada, et pinge jõudis umbes 27-30 W võimsusel 1800–2000 V. See universaalne allikas võimaldas V. V. Petrovil lühikese aja jooksul läbi viia kümneid uuringuid, mis avasid erinevaid võimalusi elektri kasutamiseks erinevates valdkondades. V. V. Petrovi nime seostatakse tavaliselt uue valgusallika, nimelt elektrilise, tekkimisega, mis põhineb tema avastatud tõhusalt töötava elektrikaare kasutamisel. 1803. aastal tutvustas V. V. Petrov oma uurimistöö tulemusi raamatus "The News of Galvanic-Voltian Experiments". See on esimene meie riigis ilmunud elektriteemaline raamat. See avaldati siin uuesti 1936. aastal.

Selles raamatus ei ole olulised mitte ainult elektriuuringud, vaid ka elektrivoolu ja elusorganismi vahekorra ja vastasmõju uurimise tulemused. Petrov näitas, et inimkeha on võimeline elektrifitseerima ja suurest hulgast elementidest koosnev galvaaniline-voltailine aku on inimesele ohtlik; tegelikult ennustas ta võimalust kasutada füsioteraapias elektrit.

VV Petrovi uurimistöö mõju elektrotehnika ja meditsiini arengule on suur. Tema ladina keelde tõlgitud teos "The News of the galvanic-voltaic experiments" kaunistab koos venekeelse väljaandega paljude Euroopa riikide rahvusraamatukogusid. V. V. Petrovi loodud elektrofüüsikaline labor võimaldas akadeemia teadlastel 19. sajandi keskel laialdaselt laiendada uurimistööd elektri ravis kasutamise alal. Sõjaväemeditsiini akadeemia on selles suunas võtnud juhtiva positsiooni mitte ainult meie riigi, vaid ka Euroopa institutsioonide seas. Piisab, kui mainida professorite V. P. Egorovi, V. V. Lebedinski, A. V. Lebedinski, N. P. Khlopini, S. A. Lebedevi nimesid.

Mida tõi 19. sajand elektriteadusele? Esiteks lõppes meditsiini ja bioloogia monopol elektrile. Galvani, Volta, Petrov panid sellele aluse. 19. sajandi esimest poolt ja keskpaika iseloomustasid suured avastused elektrotehnikas. Neid avastusi seostatakse taanlase Hans Oerstedi, prantslase Dominique Arago ja Andre Ampère’i, sakslase Georg Ohmi, inglase Michael Faraday, meie kaasmaalaste Boris Jacobi, Emil Lenzi ja Pavel Schillingu ning paljude teiste teadlaste nimedega.

Kirjeldame lühidalt nendest avastustest kõige olulisemat, mis on meie teemaga otseselt seotud. Oersted oli esimene, kes lõi täieliku seose elektriliste ja magnetiliste nähtuste vahel. Katsetades galvaanilise elektriga (nagu nimetati tol ajal elektrokeemilistest vooluallikatest tulenevaid elektrinähtusi, erinevalt elektrostaatilisest masinast põhjustatud nähtustele), avastas Oersted elektrivooluallika (galvaanilise patarei) läheduses paikneva magnetkompassi nõela kõrvalekalded. ) lühise ja elektriahela katkemise hetkel. Ta leidis, et see kõrvalekalle sõltub magnetkompassi asukohast. Oerstedi suur teene seisneb selles, et ta ise hindas avastatud nähtuse tähtsust. Näiliselt enam kui kahesaja aasta vankumatuna varisesid Gilberti teostel põhinevad ideed magnetiliste ja elektriliste nähtuste sõltumatuse kohta. Oersted sai usaldusväärse eksperimentaalse materjali, mille põhjal ta kirjutab, ja seejärel avaldab raamatu "Experiments Relating to Action of Electric Conflict on a Magnetic Needle". Lühidalt sõnastab ta oma saavutuse järgmiselt: "Põhjast lõunasse kulgev galvaaniline elekter, mis kulgeb vabalt rippuva magnetnõela kohal, kaldub selle põhjaotsa itta ja nõela all samas suunas läbides suunab selle läände. "

Prantsuse füüsik André Ampère paljastas selgelt ja sügavalt Oerstedi katse tähenduse, mis on esimene usaldusväärne tõend magnetismi ja elektri vahelise seose kohta. Ampère oli väga mitmekülgne teadlane, suurepärane matemaatika, armastas keemiat, botaanikat ja antiikkirjandust. Ta oli suur teaduslike avastuste populariseerija. Ampere'i teeneid füüsika vallas saab sõnastada järgmiselt: ta lõi elektriõpetuses uue lõigu – elektrodünaamika, mis hõlmab kõiki liikuva elektri ilminguid. Ampère'i liikuvate elektrilaengute allikaks oli galvaaniline aku. Ahela sulgedes sai ta elektrilaengute liikumise. Ampere näitas, et puhkeolekus olevad elektrilaengud (staatiline elekter) ei mõju magnetnõelale – nad ei suuna seda kõrvale. Tänapäeva mõistes suutis Ampère paljastada siirdeprotsesside (elektriahela sisselülitamine) tähtsuse.

Michael Faraday viib lõpule Oerstedi ja Ampere’i avastused – loob sidusa loogilise elektrodünaamika õpetuse. Samas kuulub talle mitmeid sõltumatuid suuri avastusi, millel oli kahtlemata oluline mõju elektri ja magnetismi kasutamisele meditsiinis ja bioloogias. Michael Faraday ei olnud matemaatik nagu Ampère; oma arvukates väljaannetes ei kasutanud ta ühtegi analüütilist väljendit. Kohusetundliku ja tööka eksperimenteerija anne võimaldas Faradayl kompenseerida matemaatilise analüüsi puudumist. Faraday avastab induktsiooniseaduse. Nagu ta ise ütles: "Leidsin viisi, kuidas muuta elekter magnetismiks ja vastupidi." Ta avastab eneseinduktsiooni.

Faraday suurima uurimistöö lõpetamine on elektrivoolu läbimise seaduste avastamine läbi juhtivate vedelike ja viimaste keemilise lagunemise, mis toimub elektrivoolu mõjul (elektrolüüsi nähtus). Faraday sõnastab põhiseaduse nii: "Vedelikku sukeldatud juhtivatel plaatidel (elektroodidel) paikneva aine kogus sõltub voolu tugevusest ja selle läbimise ajast: mida suurem on voolutugevus ja seda pikem on see möödub, seda suurem kogus ainet lahusesse eraldub" .

Venemaa osutus üheks riigiks, kus Oerstedi, Arago, Ampere ja mis kõige tähtsam – Faraday avastused leidsid otsese arengu ja praktilise rakenduse. Boris Jacobi loob elektrodünaamika avastusi kasutades esimese elektrimootoriga laeva. Emil Lenzile kuulub mitmeid praktilist huvi pakkuvaid töid erinevatest elektrotehnika ja füüsika valdkondadest. Tema nime seostatakse tavaliselt elektrienergia termilise ekvivalendi seaduse avastamisega, mida nimetatakse Joule-Lenzi seaduseks. Lisaks kehtestas Lenz temanimelise seaduse. Sellega lõpeb elektrodünaamika aluste loomise periood.

1 Elektri kasutamine meditsiinis ja bioloogias 19. sajandil

P. N. Yablochkov, asetades paralleelselt kaks sütt, mis on eraldatud sulava määrdeainega, loob elektriküünla - lihtsa elektrivalguse allika, mis võib ruumi mitu tundi valgustada. Yablochkovi küünal kestis kolm või neli aastat, leides rakendust peaaegu kõigis maailma riikides. See asendati vastupidavama hõõglambiga. Igal pool luuakse elektrigeneraatoreid, laialt levivad ka akud. Elektri kasutusvaldkonnad suurenevad.

Populaarseks on muutumas ka elektri kasutamine keemias, mille algatajaks oli M. Faraday. Aine liikumine – laengukandjate liikumine – leidis ühe oma esimesi rakendusi meditsiinis vastavate ravimühendite viimiseks inimkehasse. Meetodi olemus on järgmine: marli või muud kudet immutatakse soovitud ravimühendiga, mis toimib elektroodide ja inimkeha vahelise tihendina; see asub ravitavatel kehapiirkondadel. Elektroodid on ühendatud alalisvooluallikaga. Esmakordselt 19. sajandi teisel poolel kasutusele võetud selline ravimühendite manustamisviis on laialt levinud ka tänapäeval. Seda nimetatakse elektroforeesiks või iontoforeesiks. Elektroforeesi praktilise kasutamise kohta saab lugeja tutvuda viiendast peatükist.

Järgnes veel üks praktilise meditsiini jaoks väga oluline avastus elektrotehnika valdkonnas. 22. augustil 1879 teatas inglise teadlane Crookes oma katoodkiirte uurimisest, mille kohta sai sel ajal teatavaks järgmine:

Kui kõrgepingevool lastakse läbi toru väga haruldase gaasiga, väljub katoodist osakeste voog, mis kihutab tohutu kiirusega. 2. Need osakesed liiguvad rangelt sirgjooneliselt. 3. See kiirgusenergia võib tekitada mehaanilist toimet. Näiteks selle teele asetatud väikese plaadimängija pööramiseks. 4. Kiirgusenergiat suunab magnet kõrvale. 5. Kohtades, kuhu kiirgusaine langeb, tekib soojus. Kui katoodile anda nõguspeegli kuju, saab selle peegli fookuses sulatada isegi sellised tulekindlad sulamid nagu näiteks iriidiumi ja plaatina sulam. 6. Katoodkiired - materiaalsete kehade voog on väiksem kui aatomil, nimelt negatiivse elektri osakesed.

Need on esimesed sammud Wilhelm Conrad Roentgeni tehtud suure uue avastuse ootuses. Roentgen avastas põhimõtteliselt teistsuguse kiirgusallika, mida ta nimetas röntgenikiirguseks (X-Ray). Hiljem hakati neid kiiri nimetama röntgenikiirteks. Röntgeni sõnum tekitas sensatsiooni. Kõikides riikides hakkasid paljud laborid reprodutseerima Röntgeni seadeid, et korrata ja arendada tema uurimistööd. See avastus äratas arstide seas erilist huvi.

Füüsikalisi laboreid, kus loodi Röntgeni poolt röntgenikiirguse vastuvõtmiseks kasutatavad seadmed, ründasid arstid, nende patsiendid, kes kahtlustasid, et nad on oma kehas nõelu, metallnööpe jms alla neelanud. elektrialaste avastuste praktiline rakendamine, nagu juhtus uue diagnostikavahendi - röntgenikiirgusega.

Röntgenihuvilised kohe ja Venemaal. Veel pole ilmunud ametlikke teaduslikke väljaandeid, ülevaateid, täpseid andmeid seadmete kohta, ilmus vaid põgus teade Röntgeni aruande kohta ja Peterburi lähedal Kroonlinnas hakkab raadio leiutaja Aleksander Stepanovitš Popov juba looma esimene kodumaine röntgenaparaat. Sellest teatakse vähe. A. S. Popovi rollist esimeste kodumaiste röntgeniseadmete väljatöötamisel, nende rakendamisel sai ehk esimest korda teada F. Veitkovi raamatust. Seda täiendas väga edukalt leiutaja tütar Jekaterina Aleksandrovna Kjandskaja-Popova, kes koos V. Tomatiga avaldas ajakirjas "Teadus ja elu" artikli "Raadio ja röntgeni leiutaja" (1971, nr 8).

Elektrotehnika uued edusammud on vastavalt avardanud "loomse" elektri uurimise võimalusi. Matteuchi tõestas selleks ajaks loodud galvanomeetri abil, et lihase eluea jooksul tekib elektripotentsiaal. Lõigates lihase risti kiudude külge, ühendas ta selle galvanomeetri ühe poolusega ja ühendas lihase pikipinna teise poolusega ning sai potentsiaali vahemikus 10-80 mV. Potentsiaali väärtuse määrab lihaste tüüp. Matteuchi sõnul voolab "biotok" pikipinnalt ristlõikele ja ristlõige on elektronegatiivne. Seda kurioosset tõsiasja kinnitasid mitmete teadlaste poolt läbi viidud katsed erinevate loomadega – kilpkonna, küüliku, roti ja lindudega, millest tuleks esile tõsta Saksa füsioloogid Dubois-Reymond, Herman ja meie kaasmaalane V. Yu. Chagovets. Peltier avaldas 1834. aastal töö, milles kirjeldati biopotentsiaalide ja eluskudede kaudu voolava alalisvoolu vastasmõju uuringu tulemusi. Selgus, et biopotentsiaalide polaarsus sel juhul muutub. Samuti muutuvad amplituudid.

Samal ajal täheldati ka muutusi füsioloogilistes funktsioonides. Füsioloogide, bioloogide ja arstide laborites ilmuvad elektrilised mõõteriistad, millel on piisav tundlikkus ja sobivad mõõtmispiirid. Koguneb mahukas ja mitmekülgne katsematerjal. Sellega lõpeb meditsiinis elektri kasutamise ja "loomse" elektri uurimise eelajalugu.

Esmast bioinformatsiooni pakkuvate füüsikaliste meetodite esilekerkimine, elektriliste mõõteseadmete, infoteooria, automaatika ja telemeetria kaasaegne areng, mõõtmiste integreerimine – just see tähistab uut ajaloolist etappi elektrikasutuse teadus-, tehnika- ja biomeditsiinilistes valdkondades.

2 Kiiritusravi ajalugu ja diagnoos

19. sajandi lõpus tehti väga olulisi avastusi. Esimest korda võis inimene oma silmaga näha midagi, mis peitub nähtavale valgusele läbipaistmatu barjääri taga. Konrad Roentgen avastas nn röntgenikiired, mis suudavad läbida optiliselt läbipaistmatuid barjääre ja luua nende taha peidetud objektidest varjukujutisi. Samuti avastati radioaktiivsuse fenomen. Juba 20. sajandil, 1905. aastal tõestas Eindhoven südame elektrilist aktiivsust. Sellest hetkest hakkas elektrokardiograafia arenema.

Arstid hakkasid saama üha rohkem teavet patsiendi siseorganite seisundi kohta, mida nad ei saanud jälgida ilma vastavate seadmeteta, mille insenerid olid füüsikute avastuste põhjal loodud. Lõpuks said arstid võimaluse jälgida siseorganite tööd.

Teise maailmasõja alguseks jõudsid planeedi juhtivad füüsikud juba enne raskete aatomite lõhustumise ja sel juhul kolossaalse energia vabanemise kohta teabe ilmumist järeldusele, et on võimalik luua kunstlikku radioaktiivset ainet. isotoobid. Radioaktiivsete isotoopide arv ei piirdu looduslikult tuntud radioaktiivsete elementidega. Need on tuntud kõigi perioodilisuse tabeli keemiliste elementide kohta. Teadlased suutsid jälgida nende keemilist ajalugu, häirimata uuritava protsessi kulgu.

Veel kahekümnendatel aastatel püüti inimeste verevoolu määramiseks kasutada raadiumi perekonnast pärit looduslikult radioaktiivseid isotoope. Kuid seda tüüpi uuringuid ei kasutatud laialdaselt isegi teaduslikel eesmärkidel. Radioaktiivsed isotoobid said laialdasema kasutuse meditsiinilistes uuringutes, sealhulgas diagnostilistes, viiekümnendatel pärast tuumareaktorite loomist, kus oli üsna lihtne saada kunstlikult radioaktiivseid isotoope kõrge aktiivsusega.

Kõige kuulsam näide kunstlikult radioaktiivsete isotoopide esimestest kasutusviisidest on joodi isotoopide kasutamine kilpnäärme uuringutes. Meetod võimaldas teatud elupiirkondade puhul mõista kilpnäärmehaiguste (struuma) põhjust. On näidatud seost toidu joodisisalduse ja kilpnäärmehaiguste vahel. Nende uuringute tulemusena tarbime teie ja mina lauasoola, millesse on teadlikult sisse viidud mitteaktiivseid joodi sisaldavaid toidulisandeid.

Algul kasutati radionukliidide jaotumise uurimiseks elundis üksikuid stsintillatsioonidetektoreid, mis skaneerisid uuritavat elundit punkt-punkti haaval, s.o. skaneeris seda, liikudes mööda looklevat joont üle kogu uuritava organi. Sellist uuringut nimetati skannimiseks ja selleks kasutatud seadmeid skanneriteks (skanneriteks). Positsioonitundlike detektorite väljatöötamisega, mis lisaks langenud gamma kvanti registreerimisele määrasid ka selle detektorisse sisenemise koordinaadi, sai võimalikuks kogu uuritava elundi vaatamine korraga ilma detektorit liigutamata. üle sellest. Praegu nimetatakse pildi saamist radionukliidide jaotumisest uuritavas elundis stsintigraafiaks. Kuigi üldiselt võeti termin stsintigraafia kasutusele 1955. aastal (Andrews et al.) ja see viitas algselt skaneerimisele. Statsionaarsete detektoritega süsteemide hulgas on enim levinud niinimetatud gammakaamera, mille Anger pakkus esmakordselt välja 1958. aastal.

Gammakaamera võimaldas oluliselt vähendada pildi saamise aega ja sellega seoses kasutada lühema elueaga radionukliide. Lühiajaliste radionukliidide kasutamine vähendab oluliselt uuritava keha kiirgusdoosi, mis võimaldas tõsta patsientidele manustatavate radiofarmatseutiliste ravimite aktiivsust. Praegu on Ts-99t kasutamisel ühe pildi saamise aeg sekundi murdosa. Sellised lühikesed ajad ühe kaadri saamiseks viisid dünaamilise stsintigraafia tekkeni, mil uuritavast elundist saadakse uuringu käigus mitu järjestikust kujutist. Sellise järjestuse analüüs võimaldab määrata aktiivsuse muutuste dünaamikat nii elundis tervikuna kui ka selle üksikutes osades, st on olemas dünaamiliste ja stsintigraafiliste uuringute kombinatsioon.

Uuritavas elundis radionukliidide jaotumise piltide saamise tehnika arenedes tekkis küsimus radiofarmatseutiliste ainete leviku hindamise meetodite kohta uuritavas piirkonnas, eriti dünaamilises stsintigraafias. Skanogramme töödeldi peamiselt visuaalselt, mis muutus dünaamilise stsintigraafia arenedes vastuvõetamatuks. Peamine probleem oli uuritavas elundis või selle üksikutes osades radiofarmatseutilise aktiivsuse muutust kajastavate kõverate joonistamise võimatus. Muidugi võib märkida saadud stsintigrammide mitmeid puudusi - statistilise müra olemasolu, ümbritsevate elundite ja kudede tausta lahutamise võimatus, dünaamilises stsintigraafias kokkuvõtliku kujutise saamise võimatus mitmete järjestikuste kaadrite põhjal. .

Kõik see viis stsintigrammide arvutipõhiste digitaalsete töötlemissüsteemide tekkeni. 1969. aastal kasutasid Jinuma jt stsintigrammide töötlemiseks arvuti võimalusi, mis võimaldas saada usaldusväärsemat diagnostilist teavet ja palju suuremas mahus. Sellega seoses hakati radionukliiddiagnostika osakondade praktikas väga intensiivselt juurutama arvutipõhiseid stsintigraafilise teabe kogumise ja töötlemise süsteeme. Sellistest osakondadest said esimesed praktilised meditsiiniosakonnad, kus arvuteid laialdaselt kasutusele võeti.

Arvutipõhise stsintigraafilise teabe kogumise ja töötlemise digitaalsete süsteemide väljatöötamine pani aluse meditsiinidiagnostika kujutiste töötlemise põhimõtetele ja meetoditele, mida kasutati ka muude meditsiiniliste ja füüsikaliste põhimõtete abil saadud kujutiste töötlemisel. See puudutab röntgenipilte, ultraheli diagnostikas saadud pilte ja loomulikult kompuutertomograafiat. Teisest küljest viis kompuutertomograafia tehnikate areng omakorda emissioontomograafide, nii ühefootoniliste kui ka positronite loomiseni. Radioaktiivsete isotoopide kasutamise kõrgtehnoloogiate arendamine meditsiinidiagnostilistes uuringutes ja nende laialdasem kasutamine kliinilises praktikas tõi kaasa iseseisva radioisotoopide diagnostika meditsiinilise distsipliini tekkimise, mida hiljem hakati rahvusvahelise standardimise järgi nimetama radionukliiddiagnostikaks. Veidi hiljem ilmus nukleaarmeditsiini kontseptsioon, mis ühendas radionukliidide kasutamise meetodid nii diagnoosimisel kui ka teraapias. Radionukliiddiagnostika arenedes kardioloogias (arenenud riikides muutus kardioloogiliseks kuni 30% radionukliidide uuringute koguarvust) tekkis termin tuumakardioloogia.

Teine äärmiselt oluline radionukliide kasutavate uuringute rühm on in vitro uuringud. Seda tüüpi uuringud ei hõlma radionukliidide viimist patsiendi kehasse, vaid radionukliidide meetodite abil määratakse hormoonide, antikehade, ravimite ja muude kliiniliselt oluliste ainete kontsentratsioon vere- või koeproovides. Lisaks ei saa kaasaegne biokeemia, füsioloogia ja molekulaarbioloogia eksisteerida ilma radioaktiivsete märgistusainete ja radiomeetria meetoditeta.

Meie riigis algas nukleaarmeditsiini meetodite massiline kasutuselevõtt kliinilises praktikas 1950. aastate lõpus pärast ENSV tervishoiuministri käskkirja (15. mai 1959. a nr 248) väljaandmist radioisotoopide diagnostika osakondade asutamise kohta aastal. suured onkoloogilised asutused ja standardsete radioloogiahoonete ehitamine, osa neist on endiselt töös. Olulist rolli mängis ka NLKP Keskkomitee ja NSV Liidu Ministrite Nõukogu määrus 14. jaanuarist 1960 nr 58 "NSV Liidu elanike arstiabi ja tervisekaitse edasise parandamise meetmetest". , mis nägi ette radioloogia meetodite laialdast kasutuselevõttu meditsiinipraktikas.

Tuumameditsiini kiire areng viimastel aastatel on toonud kaasa radioloogide ja inseneride puuduse radionukliiddiagnostika valdkonna spetsialistidest. Kõigi radionukliidtehnikate rakendamise tulemus sõltub kahest olulisest punktist: ühelt poolt piisava tundlikkuse ja eraldusvõimega tuvastussüsteemist ning radiofarmatseutilisest preparaadist, mis tagab vastuvõetava akumulatsioonitaseme soovitud elundis või koes. teine ​​käsi. Seetõttu peab igal nukleaarmeditsiini valdkonna spetsialistil olema sügav arusaam radioaktiivsuse ja tuvastussüsteemide füüsikalistest alustest, samuti teadmised radiofarmatseutiliste ainete keemiast ja protsessidest, mis määravad nende lokaliseerumise teatud elundites ja kudedes. See monograafia ei ole lihtne ülevaade saavutustest radionukliiddiagnostika valdkonnas. See esitab palju originaalmaterjali, mis on selle autorite uurimistöö tulemus. CJSC "VNIIMP-VITA" radioloogiliste seadmete osakonna, Venemaa Meditsiiniteaduste Akadeemia vähikeskuse, tervishoiuministeeriumi kardioloogia uurimis- ja tootmiskompleksi pikaajaline ühistöö kogemus. Venemaa Föderatsioon, Venemaa Meditsiiniteaduste Akadeemia Tomski Teaduskeskuse Kardioloogia Uurimise Instituut, Venemaa Meditsiinifüüsikute Ühendus võimaldasid arutada radionukliidide kuvamise teoreetilisi küsimusi, selliste tehnikate praktilist rakendamist ja kõige informatiivsema saamist. kliinilise praktika diagnostilised tulemused.

Meditsiinitehnoloogia areng radionukliiddiagnostika valdkonnas on lahutamatult seotud Sergei Dmitrijevitš Kalašnikovi nimega, kes töötas selles suunas aastaid Üleliidulises Meditsiiniaparatuuri Teadusliku Uurimise Instituudis ja juhendas Venemaa esimese tomograafia loomist. gammakaamera GKS-301.

5. Ultraheliteraapia lühiajalugu

Ultrahelitehnoloogia hakkas arenema Esimese maailmasõja ajal. Just siis, aastal 1914, avastas väljapaistev prantsuse eksperimentaalfüüsik Paul Langevin suures laboriakvaariumis uut ultrahelikiirgurit katsetades, et ultraheliga kokkupuutunud kalad hakkasid muretsema, ukerdasid, siis rahunesid, kuid mõne aja pärast. nad hakkasid surema. Nii saigi juhuslikult tehtud esimene katse, millest sai alguse ultraheli bioloogilise mõju uurimine. XX sajandi 20. aastate lõpus. Esimesed katsed tehti ultraheli kasutamist meditsiinis. Ja 1928. aastal kasutasid Saksa arstid juba ultraheli inimeste kõrvahaiguste raviks. 1934. aastal uuris nõukogude kõrva-nina-kurguarst E.I. Anokhrienko viis ultrahelimeetodi teraapiapraktikasse ning viis maailmas esimesena läbi ultraheli ja elektrivooluga kombineeritud ravi. Peagi hakati ultraheli füsioteraapias laialdaselt kasutama, kogudes kiiresti kuulsust väga tõhusa vahendina. Enne ultraheli rakendamist inimeste haiguste raviks katsetati selle toimet hoolikalt loomade peal, kuid uued meetodid jõudsid praktilisse veterinaariasse alles pärast seda, kui need hakati laialdaselt kasutama meditsiinis. Esimesed ultraheliaparaadid olid väga kallid. Inimeste tervise seisukohalt pole hind muidugi oluline, kuid põllumajandustootmises tuleb sellega arvestada, kuna see ei tohiks olla kahjumlik. Esimesed ultraheliravi meetodid põhinesid puhtalt empiirilistel vaatlustel, kuid paralleelselt ultrahelifüsioteraapia arenguga töötati välja ka ultraheli bioloogilise toimemehhanismide uuringud. Nende tulemused võimaldasid kohandada ultraheli kasutamise praktikat. Näiteks 1940.–1950. aastatel usuti, et ultraheli intensiivsusega kuni 5 ... 6 W / ruutcm või isegi kuni 10 W / ruutcm on efektiivne ravi eesmärgil. Peagi aga hakkasid meditsiinis ja veterinaarias kasutatava ultraheli intensiivsused vähenema. Nii et kahekümnenda sajandi 60ndatel. füsioteraapiaseadmete tekitatava ultraheli maksimaalne intensiivsus on langenud 2...3 W/kv.cm ja hetkel toodetavad seadmed kiirgavad ultraheli intensiivsusega mitte üle 1 W/kv.cm. Kuid tänapäeval kasutatakse meditsiinilises ja veterinaarses füsioteraapias kõige sagedamini ultraheli intensiivsusega 0,05-0,5 W / ruutmeetri kohta.

Järeldus

Loomulikult ei saanud ma meditsiinifüüsika arengulugu täies mahus kajastada, sest muidu peaksin igast füüsikalisest avastusest üksikasjalikult rääkima. Kuid siiski tõin välja mee arengu peamised etapid. füüsikud: selle päritolu ei pärine 20. sajandist, nagu paljud arvavad, vaid palju varem, iidsetest aegadest. Tänapäeval tunduvad toonased avastused meile tühiasi, kuid tegelikult oli see selleks perioodiks vaieldamatu läbimurre arengus.

Füüsikute panust meditsiini arengusse on raske üle hinnata. Võtkem Leonardo da Vinci, kes kirjeldas liigeste liigutuste mehaanikat. Kui vaatate objektiivselt tema uurimistööd, saate aru, et kaasaegne liigeste teadus hõlmab valdavat enamust tema töödest. Või Harvey, kes tõestas esimesena vereringe sulgumist. Seetõttu tundub mulle, et me peaksime hindama füüsikute panust meditsiini arengusse.

Kasutatud kirjanduse loetelu

1. "Ultraheli ja bioloogiliste objektide koostoime põhialused." Ultraheli meditsiinis, veterinaarmeditsiinis ja eksperimentaalbioloogias. (Autorid: Akopjan V.B., Ershov Yu.A., toimetanud Shchukin S.I., 2005)

Radionukliidide diagnostika seadmed ja meetodid meditsiinis. Kalantarov K.D., Kalašnikov S.D., Kostylev V.A. ja teised, toim. Viktorova V.A.

Kharlamov I.F. Pedagoogika. - M.: Gardariki, 1999. - 520 s; lk 391

Elekter ja inimene; Manoilov V.E. ; Energoatomizdat 1998, lk 75-92

Cherednichenko T.V. Muusika kultuuriloos. - Dolgoprudnõi: Allegro-press, 1994. lk 200

Vana-Rooma igapäevaelu läbi naudingu objektiivi, Jean-Noel Robber, Noor kaardivägi, 2006, lk 61

Platon. Dialoogid; Mõte, 1986, lk 693

Descartes R. Teosed: 2 köites - 1. köide - M .: Mõte, 1989. Lk. 280, 278

Platon. Dialoogid – Timaius; Mõte, 1986, lk 1085

Leonardo da Vinci. Valitud teosed. 2 köites T.1 / Kordustrükk toim. 1935 – M.: Ladomir, 1995.

Aristoteles. Töötab neljas köites. T.1.Ed.V. F. Asmus. M.,<Мысль>, 1976, lk 444, 441

Interneti-ressursside loend:

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

(ravi kuupäev 18.09.12)

Fototeraapia ajalugu - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (vaadatud 21.09.12)

Tulekahju ravi - http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (vaadatud 21.09.12)

Idamaine meditsiin – (juurdepääsu kuupäev 22.09.12)://arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam