Avanços científicos criaram muitos medicamentos úteis que certamente em breve estarão disponíveis gratuitamente. Convidamos você a se familiarizar com os dez avanços médicos mais surpreendentes de 2015, que certamente darão uma grande contribuição para o desenvolvimento dos serviços médicos em um futuro muito próximo.
Descoberta da teixobactina
Em 2014 Organização Mundial da saúde alertou a todos que a humanidade está entrando na chamada era pós-antibiótica. E ela acabou por estar certa. Desde 1987, a ciência e a medicina não produziram realmente novos tipos de antibióticos. No entanto, as doenças não param. Todos os anos, surgem novas infecções mais resistentes aos medicamentos existentes. Tornou-se um problema do mundo real. No entanto, em 2015, os cientistas fizeram uma descoberta que acreditam que trará mudanças dramáticas.
Os cientistas descobriram uma nova classe de antibióticos a partir de 25 antimicrobianos, incluindo um muito importante chamado teixobactina. Este antibiótico destrói os micróbios bloqueando sua capacidade de produzir novas células. Em outras palavras, os micróbios sob a influência desta droga não podem desenvolver e desenvolver resistência à droga ao longo do tempo. A teixobactina provou agora ser altamente eficaz contra Staphylococcus aureus resistente e várias bactérias que causam tuberculose.
Testes laboratoriais de teixobactina foram realizados em camundongos. A grande maioria dos experimentos mostrou a eficácia da droga. Os testes em humanos devem começar em 2017.
Um dos mais interessantes e direções promissoras na medicina é a regeneração de tecidos. Em 2015, um novo item foi adicionado à lista de órgãos recriados artificialmente. Médicos da Universidade de Wisconsin aprenderam a cultivar humanos cordas vocais praticamente do nada.
Um grupo de cientistas liderados pelo Dr. Nathan Welhan desenvolveu bioengenharia de um tecido que pode imitar o trabalho da membrana mucosa das cordas vocais, ou seja, o tecido que é representado por dois lóbulos das cordas, que vibram para criar a fala humana. Células doadoras, das quais novos ligamentos foram subseqüentemente cultivados, foram retiradas de cinco pacientes voluntários. No laboratório, em duas semanas, os cientistas cultivaram o tecido necessário, após o que o adicionaram a um modelo artificial da laringe.
O som criado pelas cordas vocais resultantes é descrito pelos cientistas como metálico e comparado ao som de um kazoo robótico (um instrumento musical de sopro de brinquedo). No entanto, os cientistas estão confiantes de que as cordas vocais que eles criaram em condições reais (isto é, quando implantadas em um organismo vivo) soarão quase como reais.
Em um dos últimos experimentos com camundongos de laboratório enxertados com imunidade humana, os pesquisadores decidiram testar se o corpo dos roedores rejeitaria o novo tecido. Felizmente, isso não aconteceu. O Dr. Welham está confiante de que o tecido também não será rejeitado pelo corpo humano.
Droga contra o câncer pode ajudar pacientes com Parkinson
Tisinga (ou nilotinibe) é um medicamento testado e aprovado comumente usado para tratar pessoas com sinais de leucemia. No entanto, um novo estudo feito Centro médico Georgetown University, mostra que a droga de Tasing pode ser uma ferramenta muito poderosa para controlar os sintomas motores em pessoas com doença de Parkinson, melhorando sua função motora e controlando os sintomas não motores desta doença.
Fernando Pagan, um dos médicos que conduziu este estudo, acredita que a terapia com nilotinibe pode ser a primeira desse tipo. método eficaz reduzindo a degradação da função cognitiva e motora em pacientes com doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson.
Os cientistas administraram doses aumentadas de nilotinibe a 12 pacientes voluntários por seis meses. Todos os 12 pacientes que completaram este ensaio da droga até o final, houve uma melhora nas funções motoras. 10 deles apresentaram melhora significativa.
O principal objetivo deste estudo foi testar a segurança e a inocuidade do nilotinibe em humanos. A dose da droga usada era muito menor do que a dose normalmente dada a pacientes com leucemia. Apesar de o medicamento ter mostrado sua eficácia, o estudo ainda foi realizado em um pequeno grupo de pessoas sem envolver grupos de controle. Portanto, antes que Tasinga seja usado como terapia para a doença de Parkinson, vários outros ensaios e estudos científicos terão que ser realizados.
O primeiro baú impresso em 3D do mundo
O homem sofria de um tipo raro de sarcoma e os médicos não tiveram outra escolha. Para evitar que o tumor se espalhe ainda mais pelo corpo, os especialistas removeram quase todo o esterno de uma pessoa e substituíram os ossos por um implante de titânio.
Como regra, os implantes para grandes partes do esqueleto são feitos de uma grande variedade de materiais, que podem se desgastar com o tempo. Além disso, a substituição de ossos tão complexos quanto o esterno, que normalmente é único para cada caso individual, exigia que os médicos examinassem cuidadosamente o esterno de uma pessoa para projetar um implante do tamanho certo.
Decidiu-se usar uma liga de titânio como material para o novo esterno. Depois de realizar tomografias 3D de alta precisão, os cientistas usaram uma impressora Arcam de US$ 1,3 milhão para criar um novo baú de titânio. A operação para instalar um novo esterno no paciente foi bem-sucedida e a pessoa já completou um curso completo de reabilitação.
Das células da pele às células do cérebro
Cientistas do Instituto Salk da Califórnia, em La Jolla, dedicaram o ano passado à pesquisa do cérebro humano. Eles desenvolveram um método para transformar células da pele em células cerebrais e já encontraram várias aplicações úteis para a nova tecnologia.
Deve-se notar que os cientistas encontraram uma maneira de transformar células da pele em células cerebrais antigas, o que simplifica seu uso posterior, por exemplo, em pesquisas sobre as doenças de Alzheimer e Parkinson e sua relação com os efeitos do envelhecimento. Historicamente, células cerebrais de animais têm sido usadas para tal pesquisa, mas os cientistas, neste caso, eram limitados em suas capacidades.
Mais recentemente, os cientistas conseguiram transformar células-tronco em células cerebrais que podem ser usadas para pesquisa. No entanto, esse é um processo bastante trabalhoso e o resultado são células que não conseguem imitar o cérebro de uma pessoa idosa.
Depois que os pesquisadores desenvolveram uma maneira de criar células cerebrais artificialmente, eles voltaram sua atenção para a criação de neurônios que teriam a capacidade de produzir serotonina. E embora as células resultantes tenham apenas uma pequena fração das capacidades do cérebro humano, elas estão ajudando ativamente os cientistas na pesquisa e na descoberta de curas para doenças e distúrbios como autismo, esquizofrenia e depressão.
Pílulas anticoncepcionais para homens
Cientistas japoneses do Microbial Disease Research Institute em Osaka publicaram um novo artigo científico, segundo o qual, em um futuro próximo, seremos capazes de produzir pílulas anticoncepcionais reais para homens. Em seu trabalho, os cientistas descrevem estudos das drogas "Tacrolimus" e "Cyxlosporin A".
Normalmente, essas drogas são usadas após transplantes de órgãos para suprimir o sistema imunológico do corpo para que ele não rejeite o novo tecido. O bloqueio ocorre devido à inibição da produção da enzima calcineurina, que contém as proteínas PPP3R2 e PPP3CC normalmente encontradas no sêmen masculino.
Em seu estudo em ratos de laboratório, os cientistas descobriram que assim que a proteína PPP3CC não é produzida nos organismos de roedores, suas funções reprodutivas são drasticamente reduzidas. Isso levou os pesquisadores a concluir que uma quantidade insuficiente dessa proteína pode levar à esterilidade. Após um estudo mais cuidadoso, os especialistas concluíram que esta proteína dá aos espermatozoides a flexibilidade e a força e energia necessárias para penetrar na membrana do óvulo.
Testes em camundongos saudáveis apenas confirmaram sua descoberta. Apenas cinco dias de uso dos medicamentos "Tacrolimus" e "Cyxlosporin A" levaram à infertilidade total dos camundongos. No entanto, sua função reprodutiva se recuperou totalmente apenas uma semana depois que eles pararam de administrar esses medicamentos. É importante observar que a calcineurina não é um hormônio, portanto, o uso de drogas não reduz o desejo sexual e a excitabilidade do corpo.
Apesar dos resultados promissores, levará vários anos para criar roupas masculinas reais. pílulas anticoncepcionais. Cerca de 80% dos estudos com camundongos não são aplicáveis a casos humanos. No entanto, os cientistas ainda esperam pelo sucesso, pois a eficácia dos medicamentos foi comprovada. Além disso, medicamentos semelhantes já passaram por testes clínicos em humanos e são amplamente utilizados.
selo de DNA
As tecnologias de impressão 3D criaram uma nova indústria única - impressão e venda de DNA. É verdade que o termo “impressão” aqui é mais provável de ser usado especificamente para fins comerciais e não descreve necessariamente o que realmente está acontecendo nessa área.
O executivo-chefe da Cambrian Genomics explica que o processo é melhor descrito pela frase "verificação de erros" em vez de "impressão". Milhões de pedaços de DNA são colocados em minúsculos substratos de metal e escaneados por um computador, que seleciona os filamentos que acabarão por compor todo o filamento de DNA. Em seguida, os elos necessários são cuidadosamente recortados a laser e colocados em uma nova corrente, pré-encomendada pelo cliente.
Empresas como a Cambrian acreditam que, no futuro, os humanos serão capazes de criar novos organismos apenas por diversão com hardware e software de computador especiais. É claro que tais suposições causarão imediatamente a raiva justa de pessoas que duvidam da correção ética e da utilidade prática desses estudos e oportunidades, mas mais cedo ou mais tarde, queiramos ou não, chegaremos a isso.
Agora, a impressão de DNA mostra-se pouco promissora no campo médico. Fabricantes de medicamentos e empresas de pesquisa estão entre os primeiros clientes de empresas como a Cambrian.
Pesquisadores do Instituto Karolinska, na Suécia, deram um passo adiante e começaram a criar várias estatuetas a partir de filamentos de DNA. O origami de DNA, como eles chamam, pode parecer à primeira vista um mimo comum, mas essa tecnologia também tem potencial prático de uso. Por exemplo, pode ser usado na entrega de drogas ao corpo.
Nanobots em um organismo vivo
No início de 2015, o campo da robótica obteve uma grande vitória quando um grupo de pesquisadores da Universidade da Califórnia, em San Diego, anunciou que havia realizado uma tarefa que havia concluído sua tarefa de dentro de um organismo vivo.
organismo vivo em este caso eram ratos de laboratório. Depois de colocar os nanobots dentro dos animais, as micromáquinas foram até o estômago dos roedores e entregaram a carga colocada neles, que eram partículas microscópicas de ouro. Ao final do procedimento, os cientistas não notaram nenhum dano. órgãos internos camundongos e, assim, confirmou a utilidade, segurança e eficácia dos nanobots.
Testes posteriores mostraram que mais partículas de ouro entregues por nanobots permanecem nos estômagos do que aquelas que foram simplesmente introduzidas lá com uma refeição. Isso levou os cientistas a pensar que os nanobots no futuro serão capazes de fornecer os medicamentos necessários ao corpo com muito mais eficiência do que com os métodos mais tradicionais de administração.
A corrente do motor dos pequenos robôs é feita de zinco. Quando entra em contato com o ambiente ácido-base do corpo, reação química, como resultado são produzidas bolhas de hidrogênio, que promovem os nanobots dentro. Depois de algum tempo, os nanobots simplesmente se dissolvem no ambiente ácido do estômago.
Embora esta tecnologia está em desenvolvimento há quase uma década, não foi até 2015 que os cientistas puderam realmente testá-lo em um ambiente vivo, em vez de placas de Petri convencionais, como já havia sido feito tantas vezes antes. No futuro, os nanobots poderão ser usados para detectar e até mesmo tratar várias doenças de órgãos internos, influenciando células individuais com os medicamentos certos.
Nanoimplante cerebral injetável
Uma equipe de cientistas de Harvard desenvolveu um implante que promete tratar uma série de distúrbios neurodegenerativos que levam à paralisia. O implante é um dispositivo eletrônico constituído por uma estrutura universal (malha), à qual podem ser conectados vários nanodispositivos depois de inseridos no cérebro do paciente. Graças ao implante, será possível monitorar a atividade neural do cérebro, estimular o trabalho de certos tecidos e também acelerar a regeneração dos neurônios.
A grade eletrônica consiste em filamentos de polímeros condutores, transistores ou nanoeletrodos que conectam interseções. Quase toda a área da malha é formada por buracos, o que permite que as células vivas formem novas conexões ao seu redor.
Desde o início de 2016, uma equipe de cientistas de Harvard ainda está testando a segurança do uso de tal implante. Por exemplo, dois ratos foram implantados no cérebro com um dispositivo composto por 16 componentes elétricos. Dispositivos têm sido usados com sucesso para monitorar e estimular neurônios específicos.
Produção artificial de tetrahidrocanabinol
Por muitos anos, a maconha foi usada medicinalmente como analgésico e, em particular, para melhorar a condição de pacientes com câncer e AIDS. Na medicina, um substituto sintético da maconha, ou melhor, seu principal componente psicoativo, o tetrahidrocanabinol (ou THC), também é usado ativamente.
No entanto, bioquímicos da Universidade Técnica de Dortmund anunciaram a criação de uma nova espécie de levedura que produz THC. Além disso, dados inéditos indicam que os mesmos cientistas criaram outro tipo de levedura que produz o canabidiol, outro ingrediente psicoativo da maconha.
A maconha contém vários compostos moleculares que são de interesse dos pesquisadores. Portanto, a descoberta de uma maneira artificial eficaz de criar esses componentes em grandes quantidades pode ser de grande benefício para a medicina. No entanto, o método de cultivo convencional de plantas e a subseqüente extração dos compostos moleculares necessários é agora o método mais eficaz. Dentro de 30% do peso seco da maconha moderna pode conter o componente THC correto.
Apesar disso, os cientistas de Dortmund estão confiantes de que serão capazes de encontrar uma maneira mais eficiente e rápida de extrair o THC no futuro. Até o momento, a levedura criada foi cultivada novamente em moléculas do mesmo fungo, em vez da alternativa preferida de sacarídeos simples. Tudo isso leva ao fato de que, a cada novo lote de levedura, a quantidade de componente THC livre também diminui.
No futuro, os cientistas prometem agilizar o processo, maximizar a produção de THC e escalar para uso industrial, atendendo às necessidades de pesquisa médica e reguladores europeus que buscam novas maneiras de produzir THC sem cultivar a própria maconha.
As pistas para os vários estados do corpo humano foram procuradas por muito tempo e dolorosamente. Nem todas as tentativas dos médicos de chegar ao fundo da verdade foram percebidas pela sociedade com entusiasmo e boas-vindas. Afinal, os médicos muitas vezes tinham que fazer coisas que pareciam selvagens para as pessoas. Mas, ao mesmo tempo, sem eles, era impossível avançar ainda mais no negócio médico. AiF.ru reuniu histórias das descobertas médicas mais marcantes, pelas quais alguns de seus autores quase foram perseguidos.
Os médicos ficaram intrigados com a estrutura do corpo humano como base da ciência médica mundo antigo. Assim, por exemplo, na Grécia antiga, já se prestava atenção à relação entre vários estados fisiológicos de uma pessoa e as características de sua estrutura física. Ao mesmo tempo, como observam os especialistas, a observação era mais de natureza filosófica: ninguém suspeitava do que estava acontecendo dentro do próprio corpo e as intervenções cirúrgicas eram completamente raras.
A anatomia como ciência nasceu apenas no Renascimento. E para aqueles ao seu redor, ela foi um choque. Por exemplo, Médico belga Andreas Vesalius decidiu praticar dissecações de cadáveres para entender exatamente como funciona o corpo humano. Ao mesmo tempo, muitas vezes ele teve que agir à noite e por métodos não totalmente legais. No entanto, todos os médicos que se atreviam a estudar tais detalhes não podiam agir abertamente, porque tal comportamento era considerado demoníaco.
André Vesalius. Foto: Domínio público
O próprio Vesalius resgatou os cadáveres do executor. Com base em suas descobertas e pesquisas, ele criou a obra científica "Sobre a estrutura do corpo humano", publicada em 1543. Este livro é classificado pela comunidade médica como uma das maiores obras e a descoberta mais importante, que dá a primeira imagem completa da estrutura interna de uma pessoa.
Hoje, o diagnóstico moderno não pode ser imaginado sem tecnologia como raio-X. No entanto, no final do século 19, absolutamente nada se sabia sobre raios-X. Essa radiação útil foi descoberta Wilhelm Roentgen, cientista alemão. Antes de sua descoberta, era muito mais difícil para os médicos (principalmente cirurgiões) trabalhar. Afinal, eles não poderiam simplesmente pegá-lo e ver onde está. corpo estranho em uma pessoa. Tive que confiar apenas na minha intuição, bem como na sensibilidade das minhas mãos.
A descoberta ocorreu em 1895. O cientista realizou vários experimentos com elétrons, ele usou um tubo de vidro com ar rarefeito para seu trabalho. Ao final dos experimentos, apagou a luz e se preparou para sair do laboratório. Mas naquele momento descobri um brilho verde na jarra deixada sobre a mesa. Surgiu pelo fato de o cientista não ter desligado o aparelho, ficando em um canto completamente diferente do laboratório.
Além disso, Roentgen só teve que experimentar os dados obtidos. Ele começou a cobrir o tubo de vidro com papelão, criando escuridão em toda a sala. Ele também verificou o efeito do feixe em vários objetos colocados à sua frente: uma folha de papel, um quadro, um livro. Quando a mão do cientista estava no caminho da viga, ele viu seus ossos. Comparando várias de suas observações, ele conseguiu entender que com a ajuda de tais raios é possível considerar o que está acontecendo dentro do corpo humano sem violar sua integridade. Em 1901, Roentgen recebeu o Prêmio Nobel de Física por sua descoberta. Há mais de 100 anos que salva a vida das pessoas, permitindo identificar várias patologias em diferentes fases do seu desenvolvimento.
Existem descobertas para as quais os cientistas vêm se movendo propositalmente há décadas. Uma delas foi a descoberta microbiológica feita em 1846. Dr. Ignaz Semmelweis. Naquela época, os médicos muitas vezes enfrentavam a morte de mulheres durante o parto. Senhoras que haviam se tornado mães recentemente morriam da chamada febre puerperal, isto é, uma infecção do útero. Além disso, os médicos não conseguiram determinar a causa do problema. No departamento onde o médico trabalhava, havia 2 quartos. Em uma delas, os partos eram assistidos por médicos, na outra, por parteiras. Apesar do fato de os médicos terem um treinamento significativamente melhor, as mulheres em suas mãos morriam com mais frequência do que no caso de parto com parteiras. E esse fato do médico é extremamente interessante.
Ignaz Philip Semmelweis. Foto: www.globallookpress.com
Semmelweis começou a observar de perto seu trabalho para entender a essência do problema. E descobriu-se que, além do parto, os médicos também praticavam a autópsia de mulheres falecidas no parto. E após experimentos anatômicos, voltaram novamente para a sala de parto, sem ao menos lavar as mãos. Isso levou o cientista a pensar: os médicos não carregam nas mãos partículas invisíveis que levam à morte de pacientes? Ele decidiu testar sua hipótese empiricamente: ordenou aos alunos de medicina que participavam do processo de obstetrícia que tratassem as mãos todas as vezes (então foi usado alvejante para desinfecção). E o número de mortes de mães jovens caiu imediatamente de 7% para 1%. Isso permitiu ao cientista concluir que todas as infecções com febre puerperal têm uma causa. Ao mesmo tempo, a conexão entre bactérias e infecções ainda não era visível e as ideias de Semmelweis foram ridicularizadas.
Apenas 10 anos depois não menos famoso cientista Louis Pasteur provou experimentalmente a importância de microrganismos invisíveis a olho nu. E foi ele quem determinou que com a ajuda da pasteurização (ou seja, aquecimento) eles podem ser destruídos. Foi Pasteur quem conseguiu provar a conexão entre bactérias e infecções por meio de uma série de experimentos. Depois disso, faltou desenvolver antibióticos, e a vida de pacientes antes considerados sem esperança foi salva.
Até a segunda metade do século 19, ninguém sabia nada sobre vitaminas. E ninguém imaginava o valor desses pequenos micronutrientes. Mesmo agora, as vitaminas estão longe de serem valorizadas por todos por seus méritos. E isso apesar do fato de que sem eles você pode perder não só a saúde, mas também a vida. Há uma série de doenças específicas associadas à desnutrição. Além disso, esta posição é confirmada por séculos de experiência. Assim, por exemplo, um dos exemplos mais brilhantes a destruição da saúde por falta de vitaminas é o escorbuto. Em uma das famosas viagens Vasco da Gama 100 dos 160 tripulantes morreram por causa disso.
O primeiro a ter sucesso na busca de minerais úteis foi cientista russo Nikolai Lunin. Ele experimentou ratos que consumiam alimentos cozidos artificialmente. Sua dieta era o seguinte sistema nutricional: caseína purificada, gordura do leite, açúcar do leite, sais, que faziam parte tanto do leite quanto da água. Na verdade, todos esses são componentes necessários do leite. Ao mesmo tempo, os ratos estavam claramente perdendo alguma coisa. Eles não cresceram, perderam peso, não comeram e morreram.
O segundo lote de camundongos, chamados de controles, recebeu leite integral normal. E todos os camundongos se desenvolveram conforme o esperado. Lunin deduziu o seguinte experimento com base em suas observações: “Se, como ensinam os experimentos acima, é impossível fornecer à vida proteínas, gorduras, açúcar, sais e água, segue-se que o leite, além da caseína, gordura, leite açúcar e sais, contém e outras substâncias indispensáveis à nutrição. É de grande interesse investigar essas substâncias e estudar sua importância para a nutrição." Em 1890, os experimentos de Lunin foram confirmados por outros cientistas. Observações adicionais de animais e pessoas em condições diferentes deu aos médicos a oportunidade de encontrar esses elementos vitais e fazer outra descoberta brilhante que melhorou notavelmente a qualidade da vida humana.É hoje que as pessoas com diabetes vivem vidas bastante normais com alguns ajustes. E não muito tempo atrás, todos os que sofriam de tal doença estavam irremediavelmente doentes e morreram. Este foi o caso até que a insulina foi descoberta.
Em 1889, jovens cientistas Oscar Minkowski e Joseph von Mehring como resultado dos experimentos, eles causaram diabetes artificialmente em um cão, removendo seu pâncreas. Em 1901 médico russo Leonid Sobolev provou que o diabetes se desenvolve no contexto de distúrbios de uma determinada parte do pâncreas, e não de toda a glândula. O problema foi notado naqueles que apresentavam mau funcionamento da glândula na área das ilhotas de Langerhans. Foi sugerido que essas ilhotas contêm uma substância que regula o metabolismo dos carboidratos. No entanto, não foi possível destacá-lo naquele momento.As próximas tentativas são datadas de 1908. O especialista alemão Georg Ludwig Zülzer isolou um extrato do pâncreas, com o qual, mesmo por algum tempo, foi realizado o tratamento de um paciente que estava morrendo de diabetes. Mais tarde, a eclosão das guerras mundiais adiou temporariamente a pesquisa nessa área.
A próxima pessoa a resolver o mistério foi Frederick Grant Banting, um médico cujo amigo morreu do mesmo jeito por causa do diabetes. Depois que o jovem se formou na faculdade de medicina e serviu durante a Primeira Guerra Mundial, ele se tornou professor assistente em uma das escolas médicas particulares. Lendo um artigo em 1920 sobre ligadura dos ductos pancreáticos, ele decidiu experimentar. Ele estabeleceu o objetivo de tal experimento para obter uma substância da glândula que deveria diminuir o açúcar no sangue. Junto com um assistente, que lhe foi dado por seu mentor, em 1921, Banting finalmente conseguiu o material necessário. Após sua apresentação a um cão experimental com diabetes, que estava morrendo devido às consequências da doença, o animal melhorou significativamente. Resta apenas desenvolver os resultados alcançados.
O início do século 21 foi marcado por muitas descobertas no campo da medicina, que foram escritas em romances de ficção científica de 10 a 20 anos atrás, com as quais os próprios pacientes só podiam sonhar. E embora muitas dessas descobertas esperem por um longo caminho de introdução na prática clínica, elas não pertencem mais à categoria de desenvolvimentos conceituais, mas são dispositivos de trabalho, embora ainda não amplamente utilizados na prática médica.
1. Coração artificial AbioCor
Em julho de 2001, um grupo de cirurgiões de Louisville, Kentucky, conseguiu implantar um coração artificial de nova geração em um paciente. O dispositivo, batizado de AbioCor, foi implantado em um homem que sofria de insuficiência cardíaca. O coração artificial foi desenvolvido pela Abiomed, Inc. Embora dispositivos semelhantes tenham sido usados antes, o AbioCor é o mais avançado de seu tipo.
Nas versões anteriores, o paciente tinha que ser preso a um enorme console por meio de tubos e fios que eram implantados na pele. Isso significava que a pessoa permanecia acorrentada à cama. O AbioCor, por outro lado, existe de forma totalmente autônoma dentro do corpo humano e não precisa de tubos ou fios adicionais que vão para fora.
2. Fígado bioartificial
A ideia de criar um fígado bioartificial surgiu com o Dr. Kenneth Matsumura, que decidiu dar uma nova abordagem ao assunto. O cientista criou um aparelho que utiliza células hepáticas coletadas de animais. O dispositivo é considerado bioartificial porque é composto por material biológico e artificial. Em 2001, o fígado bioartificial foi nomeado a Invenção do Ano pela revista TIME.
3. Tablet com câmera
Com a ajuda dessa pílula, você pode diagnosticar o câncer nos estágios iniciais. O dispositivo foi criado com o objetivo de obter imagens coloridas de alta qualidade em espaços limitados. A pílula da câmera pode detectar sinais de câncer de esôfago e tem aproximadamente a largura de uma unha de adulto e o dobro do comprimento.
4. Lentes de contato biônicas
As lentes de contato biônicas foram desenvolvidas por pesquisadores da Universidade de Washington. Eles conseguiram combinar lentes de contato elásticas com lentes impressas circuito eletronico. Esta invenção ajuda o usuário a ver o mundo sobrepondo imagens computadorizadas sobre ele. própria visão. Segundo os inventores, as lentes de contato biônicas podem ser úteis para motoristas e pilotos, mostrando-lhes rotas, informações meteorológicas ou veículos. Além disso, essas lentes de contato podem monitorar os indicadores físicos de uma pessoa, como níveis de colesterol, presença de bactérias e vírus. Os dados coletados podem ser enviados para um computador via transmissão sem fio.
5. Braço biônico iLIMB
Criada por David Gow em 2007, a mão biônica iLIMB foi o primeiro membro artificial do mundo a apresentar cinco dedos individualmente mecanizados. Os usuários do dispositivo poderão pegar objetos várias formas- por exemplo, as alças de xícaras. O iLIMB consiste em 3 partes separadas: 4 dedos, dedão e palmas. Cada uma das partes contém seu próprio sistema de controle.
6. Assistentes do robô durante as operações
Os cirurgiões já usam braços robóticos há algum tempo, mas agora existe um robô que pode realizar a operação sozinho. Um grupo de cientistas da Duke University já testou o robô. Eles o usaram em um peru morto (porque a carne de peru tem uma textura semelhante à humana). O sucesso dos robôs é estimado em 93%. Claro, é muito cedo para falar sobre robôs cirúrgicos autônomos, mas esta invenção é um grande passo nessa direção.
7 Leitor de Mentes
"Leitura da mente" é um termo usado por psicólogos para se referir à detecção e análise subconsciente de sinais não-verbais, como expressões faciais ou movimentos da cabeça. Esses sinais ajudam as pessoas a entender condição emocional uns aos outros. Esta invenção é ideia de três cientistas do MIT Media Lab. A máquina de leitura da mente escaneia os sinais cerebrais do usuário e notifica aqueles com quem se comunica. O dispositivo pode ser usado para trabalhar com pessoas autistas.
8. Elekta Axesse
Elekta Axesse é um dispositivo anti-câncer de última geração. Foi criado para tratar tumores em todo o corpo - na coluna, pulmões, próstata, fígado e muitos outros. Elekta Axesse combina várias funcionalidades. O dispositivo pode produzir radiocirurgia estereotáxica, radioterapia estereotáxica, radiocirurgia. Durante o tratamento, os médicos têm a oportunidade de observar uma imagem 3D da área a ser tratada.
9. Exoesqueleto eLEGS
O eLEGS é uma das invenções mais impressionantes do século XXI. É fácil de usar e os pacientes podem usá-lo não apenas no hospital, mas também em casa. O dispositivo permite que você fique de pé, caminhe e até suba escadas. O exoesqueleto é adequado para pessoas com altura de 157 cm a 193 cm e peso de até 100 kg.
dez . escriba ocular
Este dispositivo foi projetado para ajudar as pessoas acamadas a se comunicarem. A Eyepiece é uma criação conjunta de pesquisadores do Ebeling Group, da Not Impossible Foundation e do Graffiti Research Lab. A tecnologia é baseada em óculos baratos de rastreamento ocular equipados com Programas Código aberto. Esses óculos permitem que pessoas que sofrem de síndrome neuromuscular se comuniquem desenhando ou escrevendo na tela, capturando o movimento dos olhos e convertendo-o em linhas no visor.
Ekaterina Martynenko
SPbGPMA
na história da medicina
História do desenvolvimento da física médica
Preenchido por: Myznikov A.D.,
aluno do 1º ano
Palestrante: Jarman O.A.
São Petersburgo
Introdução
O nascimento da física médica
2. Idade Média e Época Moderna
2.1 Leonardo da Vinci
2.2 Iatrofísica
3 Construindo um microscópio
3. História do uso da eletricidade na medicina
3.1 Um pouco de fundo
3.2 O que devemos a Gilbert
3.3 Prêmio concedido a Marat
3.4 controvérsia Galvani e Volta
4. Experimentos de VV Petrov. O início da eletrodinâmica
4.1 O uso da eletricidade na medicina e na biologia nos séculos XIX-XX
4.2 História da radiologia e terapia
Uma Breve História da Terapia por Ultrassom
Conclusão
Bibliografia
física médica radiação ultrassônica
Introdução
Conheça a si mesmo e conhecerá o mundo inteiro. A primeira é a medicina e a segunda é a física. Desde os tempos antigos, a relação entre medicina e física tem sido estreita. Não é à toa que congressos de cientistas naturais e médicos foram realizados em diferentes países juntos até o início do século XX. A história do desenvolvimento da física clássica mostra que ela foi em grande parte criada por médicos, e muitos pesquisa física foram causadas por questões levantadas pela medicina. Por sua vez, as conquistas da medicina moderna, especialmente no campo das altas tecnologias de diagnóstico e tratamento, basearam-se nos resultados de vários estudos físicos.
Não foi por acaso que escolhi este tema específico, pois para mim, aluno da especialidade “Biofísica Médica”, é o mais próximo que qualquer outro. Há muito tempo queria saber o quanto a física ajudou no desenvolvimento da medicina.
O objetivo do meu trabalho é mostrar a importância do papel que a física desempenhou e está desempenhando no desenvolvimento da medicina. É impossível imaginar a medicina moderna sem a física. As tarefas são:
Traçar as etapas de formação da base científica da física médica moderna
Mostrar a importância das atividades dos físicos no desenvolvimento da medicina
1. O nascimento da física médica
Os caminhos do desenvolvimento da medicina e da física sempre estiveram intimamente interligados. Já na antiguidade, a medicina, junto com as drogas, usava fatores físicos como efeitos mecânicos, calor, frio, som, luz. Vamos considerar as principais formas de usar esses fatores na medicina antiga.
Tendo domesticado o fogo, uma pessoa aprendeu (claro, não imediatamente) a usar o fogo para fins medicinais. Funcionou especialmente bem para povos orientais. Mesmo na antiguidade, a cauterização recebia grande importância. Livros médicos antigos dizem que a moxabustão é eficaz mesmo quando a acupuntura e a medicina são impotentes. Quando exatamente esse método de tratamento surgiu não está exatamente estabelecido. Mas sabe-se que existe na China desde os tempos antigos, e foi usado na Idade da Pedra para tratar pessoas e animais. Os monges tibetanos usavam o fogo para curar. Eles fizeram queimaduras em sanmings - pontos biologicamente ativos responsáveis \u200b\u200bpor uma ou outra parte do corpo. Na área danificada, o processo de cicatrização estava ocorrendo intensamente, e acreditava-se que a cicatrização ocorresse com essa cicatrização.
O som foi usado por quase todas as civilizações antigas. A música era usada nos templos para tratar distúrbios nervosos, estava em conexão direta com a astronomia e a matemática entre os chineses. Pitágoras estabeleceu a música como uma ciência exata. Seus seguidores o usavam para se livrar da raiva e da raiva e o consideravam o principal meio para criar uma personalidade harmoniosa. Aristóteles também argumentou que a música pode influenciar o lado estético da alma. O rei Davi curou o rei Saul da depressão tocando harpa e também o salvou de espíritos imundos. Esculápio tratou a ciática com sons altos de trombeta. Monges tibetanos também são conhecidos (discutidos acima), que usaram sons para tratar quase todas as doenças humanas. Eram chamados de mantras - formas de energia em som, pura energia essencial do próprio som. Os mantras foram divididos em vários grupos: para o tratamento de febres, distúrbios intestinais, etc. O método de usar mantras é usado por monges tibetanos até hoje.
A fototerapia, ou terapia de luz (fotos - "luz"; grego), sempre existiu. No antigo Egito, por exemplo, foi criado um templo especial dedicado ao "curandeiro curador" - a luz. E na Roma antiga as casas eram construídas de forma que nada impedisse os cidadãos amantes da luz de se entregarem diariamente a "beber os raios do sol" - este era o nome que usavam para tomar banhos de sol em dependências especiais com telhados planos (solários). Hipócrates curou doenças da pele, sistema nervoso, raquitismo e artrite com a ajuda do sol. Há mais de 2.000 anos, ele chamou esse uso de luz solar helioterapia.
Também na antiguidade, as seções teóricas da física médica começaram a se desenvolver. Uma delas é a biomecânica. A pesquisa no campo da biomecânica tem o mesmo história antiga, bem como estudos em biologia e mecânica. Estudos que, segundo conceitos modernos, pertencem ao campo da biomecânica, já eram conhecidos no antigo Egito. O famoso papiro egípcio (The Edwin Smith Surgical Papyrus, 1800 aC) descreve vários casos de lesões motoras, incluindo paralisia por luxação vertebral, sua classificação, métodos de tratamento e prognóstico.
Sócrates, que viveu ca. 470-399 BC, ensinou que não seremos capazes de compreender o mundo ao nosso redor até que compreendamos nossa própria natureza. Os antigos gregos e romanos sabiam muito sobre os principais vasos sanguíneos e válvulas cardíacas, sabiam ouvir o trabalho do coração (por exemplo, o médico grego Areteus no século II aC). Herophilus de Chalcedoc (século III aC) distinguiu entre os vasos artérias e veias.
O pai da medicina moderna, o antigo médico grego Hipócrates, reformou a medicina antiga, separando-a dos métodos de tratamento com feitiços, orações e sacrifícios aos deuses. Nos tratados "Redução de articulações", "Fraturas", "Ferimentos na cabeça", classificou as lesões do sistema musculoesquelético conhecidas na época e propôs métodos para seu tratamento, principalmente mecânicos, usando bandagens apertadas, tração e fixação . Aparentemente, já naquela época, surgiram as primeiras próteses de membros aprimoradas, que também serviam para desempenhar determinadas funções. De qualquer forma, Plínio, o Velho, menciona um comandante romano que participou da segunda Guerra Púnica (218-210 aC). Após o ferimento que recebeu, seu braço direito foi amputado e substituído por um de ferro. Ao mesmo tempo, ele podia segurar um escudo com uma prótese e participar de batalhas.
Platão criou a doutrina das ideias - protótipos inteligíveis imutáveis de todas as coisas. Analisando a forma do corpo humano, ele ensinou que "os deuses, imitando os contornos do universo... incluíam ambas as rotações divinas em um corpo esférico... que agora chamamos de cabeça". O dispositivo do sistema musculoesquelético é por ele entendido da seguinte forma: "para que a cabeça não role pelo chão, toda coberta de saliências e buracos ... o corpo ficou alongado e, conforme o plano de Deus, que o fez móvel, cresceu de si mesmo quatro membros que podem ser esticados e dobrados; agarrando-se a eles e contando com eles, adquiriu a capacidade de se mover para qualquer lugar ... ". O método de raciocínio de Platão sobre a estrutura do mundo e do homem é baseado em um estudo lógico, que "deve seguir de forma a atingir o maior grau de probabilidade".
O grande filósofo grego antigo Aristóteles, cujos escritos cobrem quase todas as áreas da ciência da época, compilou a primeira descrição detalhada da estrutura e funções de órgãos individuais e partes do corpo de animais e lançou as bases da embriologia moderna. Aos dezessete anos, Aristóteles, filho de um médico de Stagira, veio para Atenas estudar na Academia de Platão (428-348 aC). Depois de permanecer na Academia por vinte anos e se tornar um dos alunos mais próximos de Platão, Aristóteles a deixou somente após a morte de seu professor. Posteriormente, ele assumiu a anatomia e o estudo da estrutura dos animais, coletando uma variedade de fatos e conduzindo experimentos e dissecações. Muitas observações e descobertas únicas foram feitas por ele nesta área. Assim, Aristóteles estabeleceu pela primeira vez o batimento cardíaco de um embrião de galinha no terceiro dia de desenvolvimento, descreveu o aparelho mastigador de ouriços-do-mar ("a lanterna de Aristóteles") e muito mais. Em busca da força motriz do fluxo sanguíneo, Aristóteles propôs um mecanismo para o movimento do sangue associado ao seu aquecimento no coração e resfriamento nos pulmões: "o movimento do coração é semelhante ao movimento de um líquido que faz com que o calor ferver." Em suas obras "Sobre as partes dos animais", "Sobre o movimento dos animais" ("De Motu Animalium"), "Sobre a origem dos animais", Aristóteles considerou pela primeira vez a estrutura dos corpos de mais de 500 espécies dos organismos vivos, a organização do trabalho dos sistemas de órgãos, introduziu um método comparativo de pesquisa. Ao classificar os animais, ele os dividiu em dois grandes grupos - os com sangue e os sem sangue. Esta divisão é semelhante à divisão atual em vertebrados e invertebrados. De acordo com o método de movimento, Aristóteles também distinguiu grupos de animais bípedes, quadrúpedes, multipés e sem pernas. Ele foi o primeiro a descrever a marcha como um processo no qual o movimento de rotação dos membros se converte em movimento de translação do corpo, foi o primeiro a notar a natureza assimétrica do movimento (apoio na perna esquerda, transferência de peso sobre o ombro esquerdo, característica dos destros). Observando os movimentos de uma pessoa, Aristóteles notou que a sombra projetada por uma figura na parede não descreve uma linha reta, mas uma linha em ziguezague. Ele selecionou e descreveu órgãos que são diferentes em estrutura, mas idênticos em função, por exemplo, escamas em peixes, penas em pássaros e pêlos em animais. Aristóteles estudou as condições de equilíbrio do corpo das aves (suporte de duas pernas). Refletindo sobre o movimento dos animais, ele destacou os mecanismos motores: "... o que se move com a ajuda de um órgão é aquele em que o começo coincide com o fim, como em uma articulação. Com efeito, em uma articulação há uma articulação convexa e oco, um deles é o fim, o outro é o começo... um descansa, o outro se move... Tudo se move empurrando ou puxando." Aristóteles foi o primeiro a descrever a artéria pulmonar e introduziu o termo "aorta", observou as correlações da estrutura de partes individuais do corpo, apontou para a interação dos órgãos do corpo, lançou as bases para a teoria da conveniência biológica e formulou o "princípio da economia": "o que a natureza tira de um lugar, dá de amigo". Ele foi o primeiro a descrever as diferenças na estrutura dos sistemas circulatório, respiratório e musculoesquelético de diferentes animais e seu aparelho mastigatório. Ao contrário de seu professor, Aristóteles não considerava o "mundo das ideias" como algo externo ao mundo material, mas introduziu as "ideias" de Platão como parte integrante da natureza, seu principal princípio organizador da matéria. Posteriormente, esse início é transformado nos conceitos de "energia vital", "espírito animal".
O grande cientista grego antigo Arquimedes lançou as bases da hidrostática moderna com seus estudos dos princípios hidrostáticos que regem um corpo flutuante e estudos da flutuabilidade dos corpos. Ele foi o primeiro a aplicar métodos matemáticos ao estudo de problemas em mecânica, formulando e provando uma série de afirmações sobre o equilíbrio dos corpos e sobre o centro de gravidade na forma de teoremas. O princípio da alavanca, amplamente utilizado por Arquimedes para criar estruturas de edifícios e veículos militares, será um dos primeiros princípios mecânicos aplicados na biomecânica do sistema músculo-esquelético. As obras de Arquimedes contêm ideias sobre a adição de movimentos (retilíneos e circulares quando um corpo se move em espiral), sobre um aumento contínuo e uniforme da velocidade quando um corpo acelera, que Galileu mais tarde nomearia como a base de seus trabalhos fundamentais sobre dinâmica .
Na obra clássica Sobre as partes do corpo humano, o famoso antigo médico romano Galeno fez a primeira descrição abrangente da anatomia e fisiologia humana na história da medicina. Este livro serviu como livro didático e livro de referência sobre medicina por quase mil e quinhentos anos. Galeno lançou as bases da fisiologia fazendo as primeiras observações e experimentos em animais vivos e estudando seus esqueletos. Ele introduziu a vivissecção na medicina - operações e pesquisas em um animal vivo para estudar as funções do corpo e desenvolver métodos para o tratamento de doenças. Ele descobriu que em um organismo vivo o cérebro controla a fala e a produção de som, que as artérias estão cheias de sangue, não de ar e, da melhor maneira que pôde, explorou as maneiras pelas quais o sangue se move no corpo, descreveu as diferenças estruturais entre as artérias e veias, e descobriu válvulas cardíacas. Galeno não realizou autópsias e, talvez, por isso, ideias incorretas entraram em seus trabalhos, por exemplo, sobre a formação de sangue venoso no fígado e sangue arterial - no ventrículo esquerdo do coração. Ele também não sabia da existência de dois círculos de circulação sanguínea e do significado dos átrios. Em seu trabalho "De motu musculorum", ele descreveu a diferença entre neurônios motores e sensoriais, músculos agonistas e antagonistas e, pela primeira vez, descreveu o tônus muscular. Ele considerou a causa da contração muscular como "espíritos animais" vindos do cérebro para o músculo ao longo das fibras nervosas. Explorando o corpo, Galeno chegou à conclusão de que nada é supérfluo na natureza e formulou o princípio filosófico de que, explorando a natureza, pode-se chegar à compreensão do plano de Deus. Na Idade Média, mesmo sob a onipotência da Inquisição, muito se fez, principalmente na anatomia, que posteriormente serviu de base para o posterior desenvolvimento da biomecânica.
Os resultados das pesquisas realizadas no mundo árabe e nos países do Oriente ocupam um lugar especial na história da ciência: muitas obras literárias e tratados médicos servem como prova disso. O médico e filósofo árabe Ibn Sina (Avicena) lançou as bases da medicina racional, formulou fundamentos racionais para fazer um diagnóstico com base no exame do paciente (em particular, uma análise das flutuações do pulso das artérias). O caráter revolucionário de sua abordagem fica claro se lembrarmos que a medicina ocidental daquela época, que remontava a Hipócrates e Galeno, levava em consideração a influência das estrelas e planetas no tipo e no curso da doença e na escolha da terapêutica. agentes.
Gostaria de dizer que na maioria dos trabalhos de cientistas antigos, foi utilizado o método de determinação do pulso. O método de diagnóstico do pulso surgiu muitos séculos antes de nossa era. Entre as fontes literárias que chegaram até nós, as mais antigas são as obras da antiga origem chinesa e tibetana. Os chineses antigos incluem, por exemplo, "Bin-hu Mo-xue", "Xiang-lei-shih", "Zhu-bin-shih", "Nan-jing", bem como seções nos tratados "Jia-i- ching", "Huang-di Nei-jing Su-wen Lin-shu", etc.
A história do diagnóstico de pulso está intimamente ligada ao nome do antigo curandeiro chinês - Bian Qiao (Qin Yue-Ren). O início do caminho da técnica de diagnóstico do pulso está associado a uma das lendas, segundo a qual Bian Qiao foi convidado para tratar a filha de um nobre mandarim (oficial). A situação era complicada pelo fato de que mesmo os médicos eram estritamente proibidos de ver e tocar pessoas de posição nobre. Bian Qiao pediu uma corda fina. Então ele sugeriu amarrar a outra ponta do cordão no pulso da princesa, que estava atrás da tela, mas os médicos da corte menosprezaram o médico convidado e decidiram pregar uma peça nele amarrando a ponta do cordão não no pescoço da princesa. pulso, mas para a pata de um cachorro correndo por perto. Alguns segundos depois, para surpresa dos presentes, Bian Qiao declarou calmamente que não eram impulsos de uma pessoa, mas de um animal, e este animal estava cheio de vermes. A habilidade do médico despertou admiração, e o cordão foi transferido com confiança para o pulso da princesa, após o que a doença foi determinada e o tratamento prescrito. Como resultado, a princesa se recuperou rapidamente e sua técnica se tornou amplamente conhecida.
Hua Tuo - diagnóstico de pulso usado com sucesso na prática cirúrgica, combinando-o com um exame clínico. Naquela época as operações eram proibidas por lei, a operação era realizada como último recurso, se não houvesse confiança na cura por métodos conservadores, os cirurgiões simplesmente não conheciam as laparotomias diagnósticas. O diagnóstico foi feito por exame externo. Hua Tuo transmitiu sua arte de dominar o diagnóstico de pulso para estudantes diligentes. Havia uma regra que apenas um homem pode aprender um certo domínio do diagnóstico de pulso, aprendendo apenas com um homem por trinta anos. Hua Tuo foi o primeiro a usar uma técnica especial para examinar os alunos sobre a capacidade de usar pulsos para diagnóstico: o paciente estava sentado atrás de uma tela e suas mãos eram colocadas nos cortes para que o aluno pudesse ver e estudar apenas o mãos. A prática diária e persistente rapidamente produziu resultados bem-sucedidos. 2. Idade Média e Época Moderna 1 Leonardo da Vinci Na Idade Média e no Renascimento, o desenvolvimento das principais seções da física ocorreu na Europa. Um físico famoso da época, mas não apenas um físico, foi Leonardo da Vinci. Leonardo estudou os movimentos humanos, o voo dos pássaros, o funcionamento das válvulas cardíacas, o movimento do suco vegetal. Ele descreveu a mecânica do corpo em pé e levantando-se da posição sentada, subindo e descendo, técnica de salto, pela primeira vez descreveu a variedade de marchas de pessoas com diferentes físicos, realizou uma análise comparativa da marcha de uma pessoa, um macaco e vários animais capazes de andar bípede (urso) . Em todos os casos, atenção especial foi dada à posição dos centros de gravidade e resistência. Na mecânica, Leonardo da Vinci foi o primeiro a introduzir o conceito de resistência que líquidos e gases exercem sobre os corpos que neles se movem, e foi o primeiro a compreender a importância de um novo conceito - o momento de força relativo a um ponto - para analisando o movimento dos corpos. Analisando as forças desenvolvidas pelos músculos e tendo excelente conhecimento de anatomia, Leonardo introduziu as linhas de ação das forças ao longo da direção do músculo correspondente e, assim, antecipou o conceito da natureza vetorial das forças. Ao descrever a ação dos músculos e a interação dos sistemas musculares ao realizar um movimento, Leonardo considerou cordas esticadas entre os pontos de fixação dos músculos. Para designar músculos e nervos individuais, ele usou designações de letras. Em suas obras podem ser encontrados os fundamentos da futura doutrina dos reflexos. Observando as contrações musculares, ele notou que as contrações podem ocorrer involuntariamente, automaticamente, sem controle consciente. Leonardo tentou traduzir todas as observações e idéias em aplicações técnicas, deixou inúmeros desenhos de dispositivos projetados para vários tipos de movimentos, desde esquis aquáticos e planadores até próteses e protótipos de cadeiras de rodas modernas para deficientes (mais de 7 mil folhas de manuscritos no total ). Leonardo da Vinci realizou pesquisas sobre o som gerado pelo movimento das asas dos insetos, descreveu a possibilidade de alterar o tom do som quando a asa é cortada ou untada com mel. Realizando estudos anatômicos, ele chamou a atenção para as características da ramificação da traquéia, artérias e veias nos pulmões, e também apontou que a ereção é consequência do fluxo sanguíneo para os órgãos genitais. Ele realizou estudos pioneiros de filotaxia, descrevendo os padrões de arranjo foliar de várias plantas, fez impressões de feixes de folhas vascular-fibrosas e estudou as características de sua estrutura. 2 Iatrofísica Na medicina dos séculos 16 a 18, havia uma direção especial chamada iatromecânica ou iatrofísica (do grego iatros - médico). As obras do famoso médico e químico suíço Theophrastus Paracelsus e do naturalista holandês Jan Van Helmont, conhecido por seus experimentos sobre a geração espontânea de camundongos a partir de farinha de trigo, poeira e camisas sujas, continham uma afirmação sobre a integridade do corpo, descrita em a forma de um começo místico. Representantes de uma visão de mundo racional não aceitaram isso e, em busca de fundamentos racionais para os processos biológicos, colocaram a mecânica, o campo de conhecimento mais desenvolvido na época, como base para seu estudo. A iatromecânica pretendia explicar todos os fenômenos fisiológicos e patológicos com base nas leis da mecânica e da física. O conhecido médico, fisiologista e químico alemão Friedrich Hoffmann formulou um credo peculiar da iatrofísica, segundo o qual a vida é movimento e a mecânica é a causa e a lei de todos os fenômenos. Hoffmann via a vida como um processo mecânico, durante o qual os movimentos dos nervos ao longo dos quais se move o “espírito animal” (spiritum animalium) localizado no cérebro, controlam as contrações musculares, a circulação sanguínea e a função cardíaca. Como resultado, o corpo - uma espécie de máquina - é colocado em movimento. Ao mesmo tempo, a mecânica era considerada a base da atividade vital dos organismos. Tais reivindicações, como agora está claro, eram em grande parte insustentáveis, mas a iatromecânica se opôs às idéias escolásticas e místicas, introduziu muitas informações factuais importantes até então desconhecidas e novos instrumentos para medições fisiológicas em uso. Por exemplo, na visão de um dos representantes da iatromecânica, Giorgio Baglivi, a mão era comparada a uma alavanca, o peito a um fole, as glândulas a peneiras e o coração a uma bomba hidráulica. Essas analogias são bastante razoáveis hoje. No século 16, nas obras do médico do exército francês A. Pare (Ambroise Pare), foram lançadas as bases da cirurgia moderna e foram propostos dispositivos ortopédicos artificiais - próteses de perna, braço, mão, cujo desenvolvimento foi baseado mais em um fundamento científico do que uma simples imitação de uma forma perdida. Em 1555, nas obras do naturalista francês Pierre Belon, foi descrito o mecanismo hidráulico para o movimento das anêmonas do mar. Um dos fundadores da iatroquímica, Van Helmont, estudando os processos de fermentação de alimentos em organismos animais, interessou-se por produtos gasosos e introduziu o termo "gás" na ciência (do holandês gisten - fermentar). A. Vesalius, W. Harvey, J. A. Borelli, R. Descartes estiveram envolvidos no desenvolvimento das ideias da iatromecânica. A iatromecânica, que reduz todos os processos dos sistemas vivos a mecânicos, assim como a iatroquímica, que remonta a Paracelso, cujos representantes acreditavam que a vida se reduz a transformações químicas das substâncias químicas que compõem o corpo, levaram a uma visão unilateral e muitas vezes ideia incorreta sobre os processos de atividade vital e métodos de tratamento de doenças. No entanto, essas abordagens, especialmente sua síntese, permitiram formular uma abordagem racional na medicina nos séculos XVI-XVII. Até a doutrina da possibilidade da geração espontânea da vida desempenhou um papel positivo, lançando dúvidas sobre as hipóteses religiosas sobre a criação da vida. Paracelso criou "a anatomia da essência do homem", que tentou mostrar que "no corpo humano, três ingredientes onipresentes estavam conectados de forma mística: sais, enxofre e mercúrio" . No âmbito dos conceitos filosóficos da época, uma nova ideia iatro-mecânica da essência dos processos patológicos estava sendo formada. Assim, o médico alemão G. Chatl criou a doutrina do animismo (de lat.anima - alma), segundo a qual a doença era considerada como movimentos realizados pela alma para remover substâncias nocivas estranhas do corpo. O representante da iatrofísica, o médico italiano Santorio (1561-1636), professor de medicina em Pádua, acreditava que qualquer doença é consequência da violação dos padrões de movimento das menores partículas individuais do corpo. Santorio foi um dos primeiros a aplicar o método experimental de pesquisa e processamento matemático de dados, e criou uma série de instrumentos interessantes. Em uma câmara especial que projetou, Santorio estudou o metabolismo e pela primeira vez estabeleceu a variabilidade do peso corporal associada aos processos vitais. Juntamente com Galileu, ele inventou termômetro de mercúrio para medir a temperatura dos corpos (1626). Em sua obra "Medicina Estática" (1614), as disposições da iatrofísica e da iatroquímica são apresentadas simultaneamente. Pesquisas posteriores levaram a mudanças revolucionárias nas ideias sobre a estrutura e o trabalho do sistema cardiovascular. O anatomista italiano Fabrizio d "Aquapendente descobriu as válvulas venosas. O pesquisador italiano P. Azelli e o anatomista dinamarquês T. Bartholin descobriram os vasos linfáticos. O médico inglês William Harvey é o dono da descoberta do fechamento do sistema circulatório. Enquanto estudava em Pádua (em 1598-1601), Harvey ouviu as palestras de Fabrizio d "Akvapendente e, aparentemente, assistiu às palestras de Galileu. De qualquer forma, Harvey estava em Pádua, enquanto havia fama pelas brilhantes palestras de Galileu A descoberta de Harvey do fechamento circulatório foi o resultado de uma aplicação sistemática do método quantitativo de medição desenvolvido anteriormente por Galileu, e não uma simples observação ou adivinhação.Harvey fez uma demonstração na qual mostrou que o sangue se move do ventrículo esquerdo do coração em apenas uma direção Medindo o volume de sangue ejetado pelo coração em uma contração (volume sistólico), ele multiplicou o número resultante pela frequência das contrações do coração e mostrou que em uma hora ele bombeia um volume de sangue muito maior que o volume do corpo. Assim, concluiu-se que um volume muito menor de sangue deve circular continuamente círculo vicioso, entrando no coração e bombeando-os através do sistema vascular. Os resultados do trabalho foram publicados na obra "Estudo anatômico do movimento do coração e do sangue em animais" (1628). Os resultados do trabalho foram mais do que revolucionários. O fato é que desde a época de Galeno se acreditava que o sangue é produzido nos intestinos, de onde entra no fígado, depois para o coração, de onde é distribuído pelo sistema de artérias e veias para outros órgãos. Harvey descreveu o coração, dividido em câmaras separadas, como um saco muscular que funciona como uma bomba que bombeia o sangue para os vasos. O sangue se move em um círculo em uma direção e entra no coração novamente. O fluxo reverso de sangue nas veias é impedido pelas válvulas venosas descobertas por Fabrizio d'Akvapendente. A doutrina revolucionária de Harvey sobre a circulação sanguínea contradiz as declarações de Galeno, em relação às quais seus livros foram duramente criticados e até mesmo os pacientes frequentemente recusaram seus serviços médicos. Em 1623, Harvey serviu como médico da corte de Carlos I e o mais alto patrocínio o salvou dos ataques de oponentes e proporcionou a oportunidade para novos trabalhos científicos.Harvey realizou extensas pesquisas em embriologia, descreveu os estágios individuais de desenvolvimento do embrião ("Estudos sobre o nascimento dos animais", 1651).O século XVII pode ser chamado de era da hidráulica e do pensamento hidráulico.Os avanços na tecnologia contribuíram para o surgimento de novas analogias e uma melhor compreensão dos processos que ocorrem nos organismos vivos.É provavelmente por isso Harvey descreveu o coração como uma bomba hidráulica bombeando sangue através do "tubo" do sistema vascular. Para o pleno reconhecimento dos resultados do trabalho de Harvey, bastou encontrar o elo perdido que fecha o círculo entre artérias e veias, o que será feito em breve nos trabalhos de Malpighi. O mecanismo dos pulmões e as razões para bombear o ar através deles permaneceram incompreensíveis para Harvey - os sucessos sem precedentes da química e a descoberta da composição do ar ainda estavam por vir. O século XVII é um marco importante na história da biomecânica, pois foi marcado não apenas pelo surgimento das primeiras obras impressas sobre biomecânica, mas também pela formação de uma nova visão sobre a vida e a natureza da mobilidade biológica. O matemático, físico, filósofo e fisiologista francês René Descartes foi o primeiro a tentar construir um modelo mecânico de um organismo vivo, levando em consideração o controle por meio do sistema nervoso. Sua interpretação da teoria fisiológica baseada nas leis da mecânica estava contida em um trabalho publicado postumamente (1662-1664). Nesta formulação, pela primeira vez, a ideia cardinal para as ciências da vida de regulação por feedback foi expressa. Descartes considerava o homem como um mecanismo corporal acionado por "espíritos vivos", que "ascendem constantemente em grande número do coração ao cérebro, e de lá pelos nervos até os músculos e colocam todos os membros em movimento". Sem exagerar o papel dos "espíritos", no tratado "Descrição do corpo humano. Sobre a formação de um animal" (1648), escreve que o conhecimento da mecânica e da anatomia permite ver no corpo "um número significativo de órgãos, ou molas" para organizar o movimento do corpo. Descartes compara o trabalho do corpo a um mecanismo de relógio, com molas, engrenagens e engrenagens separadas. Além disso, Descartes estudou a coordenação dos movimentos de várias partes do corpo. Conduzindo extensas experiências no estudo do trabalho do coração e do movimento do sangue nas cavidades do coração e grandes vasos, Descartes não concorda com o conceito de Harvey de contrações cardíacas como força motriz circulação. Ele defende a hipótese, ascendente em Aristóteles, de aquecimento e afinamento do sangue no coração sob a influência do calor inerente ao coração, a promoção da expansão do sangue em grandes vasos, onde esfria, e "o coração e as artérias imediatamente cair e contrair." Descartes vê o papel do sistema respiratório no fato de que a respiração "traz ar fresco suficiente para os pulmões, de modo que o sangue que vem do lado direito do coração, onde se liquefaz e, por assim dizer, se transforma em vapor, novamente se transforma do vapor ao sangue." Ele também estudou os movimentos oculares, usou a divisão dos tecidos biológicos de acordo com as propriedades mecânicas em líquidos e sólidos. No campo da mecânica, Descartes formulou a lei da conservação do momento e introduziu o conceito de momento. 3 Construindo um microscópio A invenção do microscópio, instrumento tão importante para toda a ciência, deve-se principalmente à influência do desenvolvimento da óptica. Algumas propriedades ópticas de superfícies curvas eram conhecidas até mesmo por Euclides (300 aC) e Ptolomeu (127-151), mas seu poder de ampliação não encontrou aplicação prática. Nesse sentido, os primeiros óculos foram inventados por Salvinio deli Arleati na Itália apenas em 1285. No século 16, Leonardo da Vinci e Maurolico mostraram que pequenos objetos são melhor estudados com uma lupa. O primeiro microscópio foi criado apenas em 1595 por Z. Jansen. A invenção consistiu no fato de que Zacharius Jansen montou duas lentes convexas dentro de um tubo, lançando assim as bases para a criação de microscópios complexos. A focalização do objeto em estudo foi realizada por meio de um tubo retrátil. A ampliação do microscópio foi de 3 a 10 vezes. E foi um verdadeiro avanço no campo da microscopia! Cada um de seu próximo microscópio, ele melhorou significativamente. Durante este período (século XVI), os instrumentos de pesquisa dinamarqueses, ingleses e italianos começaram a se desenvolver gradualmente, lançando as bases para a microscopia moderna. A rápida difusão e aperfeiçoamento dos microscópios começou depois que Galileu (G. Galilei), aprimorando o telescópio que projetou, passou a utilizá-lo como uma espécie de microscópio (1609-1610), alterando a distância entre a objetiva e a ocular. Mais tarde, em 1624, tendo alcançado a fabricação de lentes de foco mais curtas, Galileu reduziu significativamente as dimensões de seu microscópio. Em 1625, I. Faber, membro da "Academia do Vigilante" romana ("Akudemia dei lincei"), propôs o termo "microscópio". Os primeiros sucessos associados ao uso de um microscópio na pesquisa biológica científica foram alcançados por R. Hooke, que foi o primeiro a descrever uma célula vegetal (cerca de 1665). Em seu livro "Micrographia" Hooke descreveu a estrutura do microscópio. Em 1681, a Royal Society of London em sua reunião discutiu em detalhes a situação peculiar. O holandês Levenguk (A. van Leenwenhoek) descreveu os incríveis milagres que descobriu com seu microscópio em uma gota d'água, em uma infusão de pimenta, na lama de um rio, na cavidade de seu próprio dente. Leeuwenhoek, usando um microscópio, descobriu e esboçou os espermatozóides de vários protozoários, detalhes da estrutura do tecido ósseo (1673-1677). "Com o maior espanto, vi na queda um grande número de bichinhos movendo-se rapidamente em todas as direções, como um pique na água. O menor desses bichinhos é mil vezes olhos menores piolho adulto." 3. História do uso da eletricidade na medicina 3.1 Um pouco de fundo Desde os tempos antigos, o homem tentou entender os fenômenos da natureza. Muitas hipóteses engenhosas que explicam o que está acontecendo ao redor de uma pessoa surgiram em diferentes épocas e em diferentes países. Os pensamentos de cientistas e filósofos gregos e romanos que viveram antes de nossa era: Arquimedes, Euclides, Lucrécio, Aristóteles, Demócrito e outros - ainda ajudam no desenvolvimento da pesquisa científica. Após as primeiras observações de fenômenos elétricos e magnéticos por Tales de Mileto, o interesse por eles surgiu periodicamente, determinado pelas tarefas de cura. Arroz. 1. Experiência com rampa elétrica Deve-se notar que as propriedades elétricas de alguns peixes, conhecidas nos tempos antigos, ainda são um segredo não revelado da natureza. Assim, por exemplo, em 1960, em uma exposição organizada pela British Scientific Royal Society em homenagem ao 300º aniversário de sua fundação, entre os mistérios da natureza que uma pessoa deve resolver, um aquário de vidro comum com um peixe dentro - uma arraia elétrica (Fig. um). Um voltímetro foi conectado ao aquário por meio de eletrodos de metal. Quando o peixe estava em repouso, a agulha do voltímetro estava em zero. Quando o peixe se movia, o voltímetro mostrava uma tensão que chegava a 400 V durante os movimentos ativos. A inscrição dizia: "A natureza desse fenômeno elétrico, observada muito antes da organização da sociedade real inglesa, uma pessoa ainda não consegue desvendar." 2 O que devemos a Gilbert? O efeito terapêutico dos fenômenos elétricos em uma pessoa, de acordo com as observações que existiam na antiguidade, pode ser considerado uma espécie de remédio estimulante e psicogênico. Esta ferramenta foi usada ou esquecida. Por muito tempo não houve estudo sério dos próprios fenômenos elétricos e magnéticos e, especialmente, de sua ação como remédio. O primeiro estudo experimental detalhado de fenômenos elétricos e magnéticos pertence ao médico-físico inglês, mais tarde médico da corte William Gilbert (Gilbert) (1544-1603 vols.). Gilbert foi merecidamente considerado um médico inovador. Seu sucesso foi amplamente determinado pelo estudo consciencioso e, em seguida, pela aplicação de meios médicos antigos, incluindo eletricidade e magnetismo. Gilbert entendeu que sem um estudo aprofundado da radiação elétrica e magnética, é difícil usar "fluidos" no tratamento. Ignorando conjecturas fantásticas e não testadas e afirmações sem fundamento, Gilbert conduziu uma variedade de estudos experimentais de fenômenos elétricos e magnéticos. Os resultados deste primeiro estudo de eletricidade e magnetismo são grandiosos. Em primeiro lugar, Gilbert expressou pela primeira vez a ideia de que a agulha magnética da bússola se move sob a influência do magnetismo da Terra, e não sob a influência de uma das estrelas, como se acreditava antes dele. Ele foi o primeiro a realizar magnetização artificial, estabeleceu o fato da inseparabilidade dos pólos magnéticos. Estudando fenômenos elétricos simultaneamente com os magnéticos, Gilbert, com base em numerosas observações, mostrou que a radiação elétrica surge não apenas quando o âmbar é friccionado, mas também quando outros materiais são friccionados. Prestando homenagem ao âmbar - o primeiro material no qual a eletrização foi observada, ele os chama de elétricos, com base no nome grego para âmbar - elétron. Consequentemente, a palavra "eletricidade" foi introduzida na vida por sugestão de um médico com base em suas pesquisas, que se tornaram históricas, que lançaram as bases para o desenvolvimento da engenharia elétrica e da eletroterapia. Ao mesmo tempo, Gilbert formulou com sucesso a diferença fundamental entre os fenômenos elétricos e magnéticos: "O magnetismo, como a gravidade, é uma certa força inicial que emana dos corpos, enquanto a eletrização se deve à compressão dos poros do corpo de fluxos especiais como resultado de atrito". Em essência, antes do trabalho de Ampere e Faraday, ou seja, por mais de duzentos anos após a morte de Gilbert (os resultados de sua pesquisa foram publicados no livro On the Magnet, Magnetic Bodies e the Great Magnet - the Earth , 1600), eletrização e magnetismo foram considerados isoladamente. P. S. Kudryavtsev na História da Física cita as palavras do grande representante do Renascimento, Galileu: eles não foram estudados com cuidado ... Não tenho dúvidas de que com o tempo esse ramo da ciência ( nós estamos falando sobre eletricidade e magnetismo - V. M.) fará progressos como resultado de novas observações e, principalmente, como resultado de uma rigorosa medida de evidência. Gilbert morreu em 30 de novembro de 1603, tendo legado todos os instrumentos e obras que havia criado para a Medical Society of London, da qual foi presidente ativo até sua morte. 3 Prêmio atribuído a Marat Véspera da revolução burguesa francesa. Vamos resumir a pesquisa no campo da engenharia elétrica desse período. A presença de eletricidade positiva e negativa foi estabelecida, as primeiras máquinas eletrostáticas foram construídas e aprimoradas, bancos de Leyden (uma espécie de capacitores de armazenamento de carga), eletroscópios foram criados, hipóteses qualitativas de fenômenos elétricos foram formuladas e tentativas ousadas foram feitas para investigar a natureza elétrica do raio. A natureza elétrica do raio e seu efeito sobre os humanos fortaleceram ainda mais a visão de que a eletricidade pode não apenas atingir as pessoas, mas também curá-las. Vamos dar alguns exemplos. Em 8 de abril de 1730, os britânicos Gray e Wheeler realizaram o já clássico experimento com a eletrificação do homem. No pátio da casa onde Gray morava, dois postes de madeira seca foram cavados no chão, nos quais foi fixada uma viga de madeira, e duas cordas de cabelo foram jogadas sobre a viga de madeira. Suas extremidades inferiores foram amarradas. As cordas suportaram facilmente o peso do menino que aceitou participar do experimento. Tendo se acomodado, como em um balanço, o menino segurava com uma das mãos uma haste ou uma haste de metal eletrificada por fricção, para a qual era transferida uma carga elétrica de um corpo eletrificado. Com a outra mão, o menino jogava moedas uma a uma em uma placa de metal que estava sobre uma tábua de madeira seca abaixo dele (Fig. 2). As moedas adquiriram carga através do corpo do menino; caindo, eles atacaram uma placa de metal, que começou a atrair pedaços de palha seca localizados nas proximidades. Os experimentos foram realizados várias vezes e despertaram grande interesse não apenas entre os cientistas. O poeta inglês George Bose escreveu: Mad Grey, o que você realmente sabia sobre as propriedades dessa força, até então desconhecida? Você tem permissão, tolo, para correr riscos E conectar uma pessoa com eletricidade? Arroz. 2. Experiência com a eletrificação do homem Os franceses Dufay, Nollet e nosso compatriota Georg Richman quase simultaneamente, independentemente um do outro, projetaram um aparelho para medir o grau de eletrização, que ampliou significativamente o uso da descarga elétrica para tratamento, e tornou-se possível dosá-la. A Academia de Ciências de Paris dedicou várias reuniões para discutir o efeito da descarga de latas de Leyden em uma pessoa. Luís XV também se interessou por isso. A pedido do rei, o físico Nollet, junto com o médico Louis Lemonnier, realizou um experimento em um dos grandes salões do Palácio de Versalhes, demonstrando o efeito formigante da eletricidade estática. Os benefícios das "diversões da corte" foram: muitos se interessaram por elas, muitos começaram a estudar os fenômenos da eletrificação. Em 1787, o médico e físico inglês Adams criou pela primeira vez uma máquina eletrostática especial para fins médicos. Ele o utilizou amplamente em sua prática médica (Fig. 3) e obteve resultados positivos, que podem ser explicados pelo efeito estimulante da corrente, pelo efeito psicoterapêutico e pelo efeito específico da descarga na pessoa. A era da eletrostática e da magnetostática, à qual pertence tudo o que foi mencionado acima, termina com o desenvolvimento dos fundamentos matemáticos dessas ciências, realizado por Poisson, Ostrogradsky, Gauss. Arroz. 3. Sessão de eletroterapia (de gravura antiga) O uso de descargas elétricas em medicina e biologia recebeu pleno reconhecimento. A contração muscular causada pelo toque de raios elétricos, enguias, bagres, testemunhou a ação de um choque elétrico. Os experimentos do inglês John Warlish provaram a natureza elétrica do impacto da arraia, e o anatomista Gunther deu uma descrição precisa do órgão elétrico desse peixe. Em 1752, o médico alemão Sulzer publicou uma mensagem sobre um novo fenômeno que havia descoberto. A língua tocando dois metais diferentes ao mesmo tempo causa uma sensação peculiar de sabor azedo. Sulzer não assumiu que esta observação representa o início das mais importantes áreas científicas - eletroquímica e eletrofisiologia. O interesse pelo uso da eletricidade na medicina aumentou. A Academia de Rouen anunciou um concurso para o melhor trabalho sobre o tema: "Determine o grau e as condições em que você pode contar com a eletricidade no tratamento de doenças". O primeiro prémio foi atribuído a Marat, médico de profissão, cujo nome ficou na história da Revolução Francesa. O surgimento da obra de Marat foi oportuno, pois o uso da eletricidade para tratamento não era isento de misticismo e charlatanismo. Um certo Mesmer, usando teorias científicas da moda sobre faíscas de máquinas elétricas, começou a afirmar que em 1771 ele havia encontrado um universal Aparelho médico- magnetismo "animal", agindo no paciente à distância. Eles abriram consultórios médicos especiais, onde havia máquinas eletrostáticas de alta tensão. O paciente teve que tocar nas partes da máquina que transportam corrente, enquanto sentia um choque elétrico. Aparentemente, os casos de efeito positivo de estar nos consultórios "médicos" de Mesmer podem ser explicados não apenas pelo efeito irritante de um choque elétrico, mas também pela ação do ozônio, que aparece em salas onde funcionavam máquinas eletrostáticas, e os fenômenos mencionados mais cedo. Pode ter um efeito positivo em alguns pacientes e uma mudança no conteúdo de bactérias no ar sob a influência da ionização do ar. Mas Mesmer não suspeitou disso. Após os fracassos desastrosos sobre os quais Marat alertou oportunamente em sua obra, Mesmer desapareceu da França. Criada com a participação do maior físico francês Lavoisier, a comissão governamental para investigar as atividades "médicas" de Mesmer não conseguiu explicar o efeito positivo da eletricidade nos humanos. Tratamento com eletricidade na França temporariamente interrompido. 4 Disputa entre Galvani e Volta E agora falaremos de estudos realizados quase duzentos anos após a publicação da obra de Gilbert. Eles estão associados aos nomes do professor italiano de anatomia e medicina Luigi Galvani e do professor italiano de física Alessandro Volta. No laboratório de anatomia da Universidade de Boulogne, Luigi Galvani conduziu um experimento, cuja descrição chocou cientistas de todo o mundo. As rãs foram dissecadas na mesa do laboratório. A tarefa do experimento era demonstrar e observar os nus, os nervos de seus membros. Nesta mesa havia uma máquina eletrostática, com a ajuda da qual uma faísca foi criada e estudada. Aqui estão as declarações do próprio Luigi Galvani de seu trabalho "Sobre forças elétricas durante movimentos musculares": "... Um de meus assistentes acidentalmente tocou levemente os nervos femorais internos do sapo com uma ponta. O pé do sapo estremeceu fortemente." E ainda: "... Isso acontece quando uma faísca é extraída do condensador da máquina." Esse fenômeno pode ser explicado da seguinte forma. Um campo elétrico variável atua nos átomos e moléculas de ar na zona onde ocorre a faísca, com isso eles adquirem carga elétrica, deixando de ser neutros. Os íons resultantes e as moléculas eletricamente carregadas se propagam a uma certa distância relativamente pequena da máquina eletrostática, pois ao se moverem, colidindo com as moléculas de ar, perdem sua carga. Ao mesmo tempo, eles podem se acumular em objetos de metal bem isolados da superfície da terra e são descarregados se ocorrer um circuito elétrico condutor para a terra. O chão do laboratório era seco, de madeira. Ele isolou bem do chão a sala onde Galvani trabalhava. O objeto no qual as cargas se acumularam era um bisturi de metal. Mesmo um leve toque do bisturi no nervo da rã provocava uma "descarga" de eletricidade estática acumulada no bisturi, fazendo com que a pata se retirasse sem nenhum dano mecânico. Em si, o fenômeno da descarga secundária causada pela indução eletrostática já era conhecido naquela época. O brilhante talento do experimentador e a realização de um grande número de estudos versáteis permitiram a Galvani descobrir outro fenômeno importante para o desenvolvimento da engenharia elétrica. Há um experimento sobre o estudo da eletricidade atmosférica. Citando o próprio Galvani: "... Cansado... de vãs expectativas... começou... a pressionar os ganchos de cobre cravados na medula espinhal contra as barras de ferro - as pernas da rã encolheram." Os resultados do experimento, realizado não mais ao ar livre, mas dentro de casa, na ausência de qualquer máquina eletrostática funcionando, confirmaram que a contração do músculo do sapo, semelhante à contração causada pela faísca de uma máquina eletrostática, ocorre quando o corpo do sapo é tocado simultaneamente por dois objetos de metal diferentes - um fio e uma placa de cobre, prata ou ferro. Ninguém havia observado tal fenômeno antes de Galvani. Com base nos resultados das observações, ele chega a uma conclusão ousada e inequívoca. Existe outra fonte de eletricidade, é a eletricidade "animal" (o termo é equivalente ao termo "atividade elétrica do tecido vivo"). Um músculo vivo, argumentou Galvani, é um capacitor como uma garrafa de Leyden, onde a eletricidade positiva se acumula dentro dele. O nervo do sapo serve como um "condutor" interno. Conectar dois condutores de metal a um músculo faz com que uma corrente elétrica flua, o que, como uma faísca de uma máquina eletrostática, faz com que o músculo se contraia. Galvani experimentou para obter um resultado inequívoco apenas nos músculos do sapo. Talvez seja isso que lhe permitiu propor o uso da "preparação fisiológica" do pé de rã como medidor da quantidade de eletricidade. Uma medida da quantidade de eletricidade, para a qual servia tal indicador fisiológico, era a atividade de levantar e abaixar a pata ao entrar em contato com uma placa de metal, que era simultaneamente tocada por um gancho que passava pela medula espinhal do sapo, e a frequência de levantar a pata por unidade de tempo. Por algum tempo, esse indicador fisiológico foi usado até por físicos proeminentes e, em particular, por Georg Ohm. O experimento eletrofisiológico de Galvani permitiu a Alessandro Volta criar a primeira fonte eletroquímica de energia elétrica, que, por sua vez, abriu uma nova era no desenvolvimento da engenharia elétrica. Alessandro Volta foi um dos primeiros a apreciar a descoberta de Galvani. Ele repete os experimentos de Galvani com muito cuidado e recebe muitos dados que confirmam seus resultados. Mas já em seus primeiros artigos "On Animal Electricity" e em uma carta ao Dr. Boronio datada de 3 de abril de 1792, Volta, em contraste com Galvani, que interpreta os fenômenos observados do ponto de vista da eletricidade "animal", destaca química e física fenômenos. Volta estabelece a importância do uso de metais dissimilares para esses experimentos (zinco, cobre, chumbo, prata, ferro), entre os quais é colocado um pano umedecido com ácido. Aqui está o que Volta escreve: "Nos experimentos de Galvani, o sapo é a fonte de eletricidade. No entanto, o que é um sapo ou qualquer animal em geral? Em primeiro lugar, são nervos e músculos e contêm vários compostos químicos. Se o nervos e músculos do sapo preparado estão conectados a dois metais diferentes, então quando tal circuito é fechado, uma ação elétrica se manifesta. Em meu último experimento, dois metais diferentes também participaram - estes são aço (chumbo) e prata, e o a saliva da língua desempenhava o papel de líquido. Fechando o circuito com uma placa de conexão, criei condições para o movimento contínuo do fluido elétrico de um lugar para outro. Mas eu poderia jogar esses mesmos objetos de metal simplesmente na água ou em um líquido semelhante à saliva? E a eletricidade "animal"? Os experimentos realizados por Volta permitem formular a conclusão de que a fonte da ação elétrica é uma cadeia de metais diferentes quando entram em contato com um pano úmido ou embebido em solução ácida. Em uma das cartas ao amigo, o doutor Vazagi (novamente um exemplo do interesse do médico pela eletricidade), Volta escreveu: “Há muito tempo estou convencido de que toda ação vem dos metais, de cujo contato o fluido elétrico entra em um líquido úmido ou corpo aquoso. Com base nisso, acredito que ele tem o direito de atribuir todos os novos fenômenos elétricos aos metais e substituir o nome "eletricidade animal" pela expressão "eletricidade metálica". De acordo com Volt, as pernas de sapo são um eletroscópio sensível. Uma disputa histórica surgiu entre Galvani e Volta, bem como entre seus seguidores - uma disputa sobre eletricidade "animal" ou "metálica". Galvani não desistiu. Ele excluiu completamente o metal do experimento e até dissecou sapos com facas de vidro. Descobriu-se que, mesmo neste experimento, o contato do nervo femoral do sapo com seu músculo levou a uma contração claramente perceptível, embora muito menor do que com a participação de metais. Esta foi a primeira fixação dos fenômenos bioelétricos, nos quais se baseia o eletrodiagnóstico moderno do sistema cardiovascular e de vários outros sistemas humanos. Volta está tentando desvendar a natureza do descoberto fenômenos incomuns. Diante dele, ele formula claramente o seguinte problema: “Qual é a causa do surgimento da eletricidade?” Eu me perguntei da mesma forma que cada um de vocês faria. As reflexões me levaram a uma solução: do contato de dois metais diferentes, por exemplo, prata e zinco, o equilíbrio da eletricidade em ambos os metais é perturbado. No ponto de contato dos metais, a eletricidade positiva flui da prata para o zinco e se acumula neste último, enquanto a eletricidade negativa se condensa na prata . Isso significa que a matéria elétrica se move em uma determinada direção. Quando apliquei umas sobre as outras placas de prata e zinco sem espaçadores intermediários, ou seja, as placas de zinco ficaram em contato com as de prata, então seu efeito total foi reduzido a zero. Para aumentar o efeito elétrico ou resumir, cada placa de zinco deve ser colocada em contato com apenas uma prata e somar em sequência mais pares. Isso é conseguido precisamente pelo fato de eu colocar um pedaço de pano úmido em cada placa de zinco, separando-a assim da placa de prata do próximo par. "Muito do que Volt disse não perde seu significado mesmo agora, à luz de idéias científicas modernas. Infelizmente, esta disputa foi tragicamente interrompida. O exército de Napoleão ocupou a Itália. Por se recusar a jurar fidelidade ao novo governo, Galvani perdeu a cadeira, foi demitido e morreu logo em seguida. O segundo participante da disputa, Volta, viveu para ver o pleno reconhecimento das descobertas de ambos os cientistas. Em uma disputa histórica, ambos estavam certos. O biólogo Galvani entrou para a história da ciência como o fundador da bioeletricidade, o físico Volta - como o fundador das fontes de corrente eletroquímica. 4. Experimentos de VV Petrov. O início da eletrodinâmica A primeira etapa da ciência da eletricidade "animal" e "metal" é concluída pelo trabalho do professor de física da Academia Médico-Cirúrgica (agora Academia Médica Militar com o nome de S. M. Kirov em Leningrado), acadêmico V. V. Petrov. As atividades de V.V. Petrov tiveram um grande impacto no desenvolvimento da ciência do uso da eletricidade na medicina e na biologia em nosso país. Na Academia Médico-Cirúrgica, criou um gabinete de física equipado com excelentes equipamentos. Enquanto trabalhava nela, Petrov construiu a primeira fonte eletroquímica de energia elétrica de alta tensão do mundo. Estimando a tensão dessa fonte pelo número de elementos incluídos nela, pode-se supor que a tensão atingiu 1800–2000 V a uma potência de cerca de 27–30 W. Essa fonte universal permitiu que V. V. Petrov realizasse dezenas de estudos em um curto período de tempo, o que abriu várias formas de usar a eletricidade em vários campos. O nome de V. V. Petrov é geralmente associado ao surgimento de uma nova fonte de iluminação, a saber, elétrica, baseada no uso de um arco elétrico efetivamente operacional descoberto por ele. Em 1803, V. V. Petrov apresentou os resultados de sua pesquisa no livro "The News of Galvanic-Voltian Experiments". Este é o primeiro livro sobre eletricidade publicado em nosso país. Foi republicado aqui em 1936. Neste livro, não apenas a pesquisa elétrica é importante, mas também os resultados do estudo da relação e interação da corrente elétrica com um organismo vivo. Petrov mostrou que o corpo humano é capaz de eletrificação e que uma bateria galvânico-voltaica, composta por um grande número de elementos, é perigosa para os humanos; na verdade, ele previu a possibilidade de usar eletricidade para fisioterapia. A influência da pesquisa de VV Petrov no desenvolvimento da engenharia elétrica e da medicina é grande. Sua obra "News of the Galvanic-Volta Experiments", traduzida para o latim, adorna, junto com a edição russa, as bibliotecas nacionais de muitos países europeus. O laboratório eletrofísico criado por V.V. Petrov permitiu que os cientistas da academia em meados do século 19 expandissem amplamente as pesquisas no campo do uso de eletricidade para tratamento. A Academia Médica Militar neste sentido assumiu uma posição de destaque não só entre as instituições do nosso país, mas também entre as instituições europeias. Basta mencionar os nomes dos professores V. P. Egorov, V. V. Lebedinsky, A. V. Lebedinsky, N. P. Khlopin, S. A. Lebedev. O que o século XIX trouxe para o estudo da eletricidade? Em primeiro lugar, acabou o monopólio da medicina e da biologia sobre a eletricidade. Galvani, Volta, Petrov lançaram as bases para isso. A primeira metade e meados do século XIX foram marcadas por grandes descobertas na engenharia elétrica. Essas descobertas estão associadas aos nomes do dinamarquês Hans Oersted, do francês Dominique Arago e Andre Ampère, do alemão Georg Ohm, do inglês Michael Faraday, de nossos compatriotas Boris Jacobi, Emil Lenz e Pavel Schilling e de muitos outros cientistas. Vamos descrever brevemente as mais importantes dessas descobertas, que estão diretamente relacionadas ao nosso tópico. Oersted foi o primeiro a estabelecer a relação completa entre fenômenos elétricos e magnéticos. Experimentando a eletricidade galvânica (como eram chamados na época os fenômenos elétricos decorrentes de fontes de corrente eletroquímica, em contraste com os fenômenos causados por uma máquina eletrostática), Oersted descobriu desvios da agulha de uma bússola magnética localizada perto de uma fonte de corrente elétrica (bateria galvânica ) no momento do curto-circuito e interrupção do circuito elétrico. Ele descobriu que esse desvio depende da localização da bússola magnética. O grande mérito de Oersted é que ele próprio apreciou a importância do fenômeno que descobriu. Aparentemente inabaláveis por mais de duzentos anos, as ideias baseadas nas obras de Gilbert sobre a independência dos fenômenos magnéticos e elétricos entraram em colapso. Oersted recebeu material experimental confiável, com base no qual ele escreve e depois publica o livro "Experimentos relacionados à ação do conflito elétrico em uma agulha magnética". Resumidamente, ele formula sua conquista da seguinte forma: "A eletricidade galvânica, indo de norte a sul sobre uma agulha magnética suspensa livremente, desvia sua extremidade norte para o leste e, passando na mesma direção sob a agulha, desvia-a para o oeste. " O físico francês André Ampère revelou clara e profundamente o significado do experimento de Oersted, que é a primeira prova confiável da relação entre magnetismo e eletricidade. Ampère era um cientista muito versátil, excelente em matemática, apaixonado por química, botânica e literatura antiga. Ele foi um grande divulgador de descobertas científicas. Os méritos de Ampere no campo da física podem ser formulados da seguinte forma: ele criou uma nova seção na doutrina da eletricidade - a eletrodinâmica, abrangendo todas as manifestações da eletricidade em movimento. A fonte de cargas elétricas em movimento de Ampère era uma bateria galvânica. Fechando o circuito, ele recebeu o movimento de cargas elétricas. Ampere mostrou que as cargas elétricas em repouso (eletricidade estática) não atuam sobre uma agulha magnética - elas não a desviam. Em termos modernos, Ampère foi capaz de revelar o significado dos transientes (ligar um circuito elétrico). Michael Faraday completa as descobertas de Oersted e Ampere - cria uma doutrina lógica coerente da eletrodinâmica. Ao mesmo tempo, ele possui uma série de grandes descobertas independentes, que sem dúvida tiveram um impacto importante no uso da eletricidade e do magnetismo na medicina e na biologia. Michael Faraday não era um matemático como Ampère; em suas numerosas publicações ele não usou uma única expressão analítica. O talento de um experimentador, consciencioso e trabalhador, permitiu a Faraday compensar a falta de análise matemática. Faraday descobre a lei da indução. Como ele mesmo disse: "Descobri uma maneira de transformar eletricidade em magnetismo e vice-versa." Ele descobre a auto-indução. A conclusão da maior pesquisa de Faraday é a descoberta das leis da passagem da corrente elétrica por líquidos condutores e da decomposição química destes últimos, que ocorre sob a influência da corrente elétrica (fenômeno da eletrólise). Faraday formula a lei básica da seguinte forma: "A quantidade de uma substância localizada em placas condutoras (eletrodos) imersas em um líquido depende da intensidade da corrente e do tempo que ela passa: quanto maior a intensidade da corrente e mais tempo ela passa , mais a quantidade de substância será liberada na solução". A Rússia acabou sendo um dos países onde as descobertas de Oersted, Arago, Ampere e, o mais importante, Faraday encontraram desenvolvimento direto e aplicação prática. Boris Jacobi, usando as descobertas da eletrodinâmica, cria o primeiro navio com motor elétrico. Emil Lenz possui uma série de trabalhos de grande interesse prático em vários campos da engenharia elétrica e física. Seu nome costuma ser associado à descoberta da lei do equivalente térmico da energia elétrica, chamada lei de Joule-Lenz. Além disso, Lenz estabeleceu uma lei com o seu nome. Isso encerra o período de criação dos fundamentos da eletrodinâmica. 1 O uso da eletricidade na medicina e na biologia no século XIX P. N. Yablochkov, colocando dois carvões em paralelo, separados por um lubrificante derretido, cria uma vela elétrica - uma fonte simples de luz elétrica que pode iluminar uma sala por várias horas. A vela Yablochkov durou três ou quatro anos, encontrando aplicação em quase todos os países do mundo. Foi substituída por uma lâmpada incandescente mais durável. Geradores elétricos estão sendo criados em todos os lugares e as baterias também estão se tornando comuns. As áreas de aplicação da eletricidade estão aumentando. O uso da eletricidade na química, iniciado por M. Faraday, também está se popularizando. O movimento de uma substância - o movimento de portadores de carga - encontrou uma de suas primeiras aplicações na medicina para introduzir os correspondentes compostos medicinais no corpo humano. A essência do método é a seguinte: a gaze ou qualquer outro tecido é impregnado com o composto medicinal desejado, que serve como uma junta entre os eletrodos e o corpo humano; está localizado nas áreas do corpo a serem tratadas. Os eletrodos são conectados a uma fonte de corrente contínua. O método dessa administração de compostos medicinais, usado pela primeira vez na segunda metade do século XIX, ainda é difundido hoje. É chamado de eletroforese ou iontoforese. O aplicação prática eletroforese o leitor pode aprender no capítulo cinco. Outra descoberta de grande importância para a medicina prática ocorreu no campo da engenharia elétrica. Em 22 de agosto de 1879, o cientista inglês Crookes relatou sua pesquisa sobre raios catódicos, sobre a qual se tornou conhecido na época: Quando uma corrente de alta voltagem passa por um tubo com um gás muito rarefeito, um fluxo de partículas escapa do cátodo, correndo a uma velocidade enorme. 2. Essas partículas se movem estritamente em linha reta. 3. Essa energia radiante pode produzir ação mecânica. Por exemplo, para girar uma pequena plataforma giratória colocada em seu caminho. 4. A energia radiante é desviada por um ímã. 5. Em locais onde a matéria radiante cai, o calor se desenvolve. Se o cátodo tiver a forma de um espelho côncavo, mesmo ligas refratárias como, por exemplo, uma liga de irídio e platina, podem ser fundidas no foco desse espelho. 6. Raios catódicos - o fluxo de corpos materiais é menor que um átomo, ou seja, partículas de eletricidade negativa. Estes são os primeiros passos em antecipação de uma nova descoberta importante feita por Wilhelm Conrad Roentgen. Roentgen descobriu uma fonte de radiação fundamentalmente diferente, que ele chamou de raios-X (X-Ray). Mais tarde, esses raios foram chamados de raios-x. A mensagem de Roentgen causou sensação. Em todos os países, muitos laboratórios começaram a reproduzir a configuração de Roentgen, para repetir e desenvolver suas pesquisas. Esta descoberta despertou particular interesse entre os médicos. Os laboratórios físicos onde foram criados os equipamentos usados por Roentgen para receber raios X foram atacados por médicos, seus pacientes, que suspeitaram que eles tivessem engolido agulhas, botões de metal etc. implementação prática de descobertas em eletricidade, como aconteceu com a nova ferramenta de diagnóstico - raios-x. Interessado em raios-x imediatamente e na Rússia. Ainda não houve publicações científicas oficiais, análises sobre eles, dados precisos sobre o equipamento, apenas uma breve mensagem sobre o relatório de Roentgen apareceu, e perto de São Petersburgo, em Kronstadt, o inventor do rádio Alexander Stepanovich Popov já está começando a criar o primeiro aparelho doméstico de raios X. Pouco se sabe sobre isso. Sobre o papel de A. S. Popov no desenvolvimento das primeiras máquinas domésticas de raios-X, sua implementação, talvez, pela primeira vez se tornou conhecida no livro de F. Veitkov. Foi complementado com muito sucesso pela filha do inventor, Ekaterina Aleksandrovna Kyandskaya-Popova, que, junto com V. Tomat, publicou o artigo "O Inventor do Rádio e do Raio-X" na revista "Ciência e Vida" (1971, nº .8). Novos avanços na engenharia elétrica expandiram as possibilidades de estudar a eletricidade "animal". Matteuchi, usando o galvanômetro criado na época, provou que um potencial elétrico surge durante a vida de um músculo. Cortando o músculo através das fibras, ele o conectou a um dos pólos do galvanômetro e conectou a superfície longitudinal do músculo ao outro pólo e recebeu um potencial na faixa de 10-80 mV. O valor do potencial é determinado pelo tipo de músculos. Segundo Matteuchi, "biotok flui" da superfície longitudinal para a seção transversal e a seção transversal é eletronegativa. Este fato curioso foi confirmado por experimentos em vários animais - tartaruga, coelho, rato e pássaros, realizados por vários pesquisadores, dos quais se destacam os fisiologistas alemães Dubois-Reymond, Herman e nosso compatriota V. Yu. Chagovets. Peltier em 1834 publicou um trabalho no qual apresentou os resultados de um estudo da interação de biopotenciais com uma corrente direta fluindo através de tecidos vivos. Descobriu-se que a polaridade dos biopotenciais muda neste caso. As amplitudes também mudam. Ao mesmo tempo, também foram observadas alterações nas funções fisiológicas. Nos laboratórios de fisiologistas, biólogos e médicos, surgem instrumentos elétricos de medição com sensibilidade suficiente e limites de medição apropriados. Um grande e versátil material experimental está sendo acumulado. Isso encerra a pré-história do uso da eletricidade na medicina e o estudo da eletricidade "animal". O surgimento de métodos físicos que fornecem bioinformação primária, o desenvolvimento moderno de equipamentos de medição elétrica, teoria da informação, autometria e telemetria, integração de medições - é o que marca uma nova etapa histórica nas áreas científica, técnica e biomédica do uso da eletricidade. 2 História da radioterapia e diagnóstico No final do século XIX, descobertas muito importantes foram feitas. Pela primeira vez, uma pessoa pôde ver com seus próprios olhos algo escondido atrás de uma barreira opaca à luz visível. Konrad Roentgen descobriu os chamados raios-X, que podiam penetrar em barreiras opticamente opacas e criar imagens de sombra de objetos escondidos atrás delas. O fenômeno da radioatividade também foi descoberto. Já no século 20, em 1905, Eindhoven comprovou a atividade elétrica do coração. A partir desse momento, a eletrocardiografia começou a se desenvolver. Os médicos começaram a receber cada vez mais informações sobre o estado dos órgãos internos do paciente, que não podiam observar sem aparelhos apropriados criados por engenheiros com base nas descobertas dos físicos. Por fim, os médicos tiveram a oportunidade de observar o funcionamento dos órgãos internos. No início da Segunda Guerra Mundial, os principais físicos do planeta, antes mesmo do surgimento de informações sobre a fissão de átomos pesados \u200b\u200be a liberação colossal de energia neste caso, chegaram à conclusão de que é possível criar isótopos radioativos artificiais . O número de isótopos radioativos não se limita aos elementos radioativos naturalmente conhecidos. Eles são conhecidos por todos os elementos químicos da tabela periódica. Os cientistas foram capazes de rastrear seus história química sem perturbar o fluxo do processo em estudo. Nos anos 20, foram feitas tentativas de usar isótopos naturalmente radioativos da família do rádio para determinar a taxa de fluxo sanguíneo em humanos. Mas esse tipo de pesquisa não foi amplamente utilizado, mesmo para fins científicos. Os isótopos radioativos receberam maior uso na pesquisa médica, inclusive diagnóstica, nos anos 50 após a criação dos reatores nucleares, nos quais era bastante fácil obter altas atividades de isótopos artificialmente radioativos. A maioria exemplo famoso Um dos primeiros usos de isótopos artificialmente radioativos foi o uso de isótopos de iodo para a pesquisa da tireóide. O método possibilitou entender a causa das doenças da tireoide (bócio) para determinadas áreas de residência. Foi demonstrada uma associação entre o conteúdo de iodo na dieta e doenças da tireoide. Como resultado desses estudos, você e eu consumimos sal de mesa, no qual suplementos inativos de iodo são deliberadamente introduzidos. No início, para estudar a distribuição dos radionuclídeos em um órgão, eram utilizados detectores de cintilação simples, que escaneavam o órgão em estudo ponto a ponto, ou seja, examinou-o, movendo-se ao longo da linha sinuosa sobre todo o órgão em estudo. Tal estudo foi chamado de digitalização, e os dispositivos usados \u200b\u200bpara isso foram chamados de scanners (scanners). Com o desenvolvimento de detectores posicionalmente sensíveis, que além do fato de registrar um quantum gama que caiu, também determinavam a coordenada de sua entrada no detector, tornou-se possível visualizar todo o órgão em estudo de uma só vez sem mover o detector acima dele. Atualmente, a obtenção de uma imagem da distribuição dos radionuclídeos no órgão em estudo é chamada de cintilografia. Embora, de maneira geral, o termo cintilografia tenha sido introduzido em 1955 (Andrews et al.) e inicialmente se referia ao escaneamento. Entre os sistemas com detectores estacionários, a chamada câmera gama, proposta pela primeira vez por Anger em 1958, recebeu o uso mais difundido. A câmera gama possibilitou reduzir significativamente o tempo de aquisição da imagem e, em conexão com isso, usar radionuclídeos de vida mais curta. O uso de radionuclídeos de curta duração reduz significativamente a dose de exposição à radiação no corpo do sujeito, o que possibilitou aumentar a atividade dos radiofármacos administrados aos pacientes. Atualmente, ao usar o Ts-99t, o tempo de obtenção de uma imagem é uma fração de segundo. Esses tempos curtos para a obtenção de um único quadro levaram ao surgimento da cintilografia dinâmica, quando várias imagens consecutivas do órgão em estudo são obtidas durante o estudo. A análise dessa sequência permite determinar a dinâmica das mudanças na atividade tanto no órgão como um todo quanto em suas partes individuais, ou seja, há uma combinação de estudos dinâmicos e cintilográficos. Com o desenvolvimento da técnica de obtenção de imagens da distribuição dos radionuclídeos no órgão em estudo, surgiu a dúvida sobre os métodos de avaliação da distribuição dos radiofármacos na área examinada, principalmente na cintilografia dinâmica. Os escanogramas eram processados principalmente visualmente, o que se tornou inaceitável com o desenvolvimento da cintilografia dinâmica. O principal problema era a impossibilidade de traçar curvas refletindo a mudança na atividade radiofármaca no órgão em estudo ou em suas partes individuais. Obviamente, várias deficiências dos cintilogramas resultantes podem ser observadas - a presença de ruído estatístico, a impossibilidade de subtrair o fundo dos órgãos e tecidos circundantes, a impossibilidade de obter uma imagem resumida na cintilografia dinâmica com base em vários quadros sucessivos . Tudo isso levou ao surgimento de sistemas de processamento digital de cintilografias baseados em computador. Em 1969, Jinuma e colaboradores utilizaram as capacidades de um computador para processar cintilografias, o que possibilitou a obtenção de informações diagnósticas mais confiáveis e em um volume muito maior. A esse respeito, sistemas baseados em computador para coletar e processar informações cintilográficas começaram a ser introduzidos de forma muito intensa na prática dos departamentos de diagnóstico por radionuclídeos. Esses departamentos se tornaram os primeiros departamentos médicos práticos nos quais os computadores foram amplamente introduzidos. O desenvolvimento de sistemas digitais baseados em computador para coletar e processar informações cintilográficas lançou as bases para os princípios e métodos de processamento de imagens de diagnóstico médico, que também foram usadas no processamento de imagens obtidas por outros princípios médicos e físicos. Isso se aplica a imagens de raios-X, imagens obtidas em diagnósticos de ultrassom e, claro, a tomografia computadorizada. Por outro lado, o desenvolvimento das técnicas de tomografia computadorizada levou, por sua vez, à criação de tomógrafos de emissão, tanto de fóton único quanto de pósitron. O desenvolvimento de altas tecnologias para o uso de isótopos radioativos em estudos de diagnóstico médico e seu uso crescente na prática clínica levaram ao surgimento de uma disciplina médica independente de diagnóstico por radioisótopos, que mais tarde ficou conhecida como diagnóstico por radionuclídeos de acordo com a padronização internacional. Um pouco mais tarde, surgiu o conceito de medicina nuclear, que combinava os métodos de uso de radionuclídeos, tanto para diagnóstico quanto para terapia. Com o desenvolvimento do diagnóstico por radionuclídeos em cardiologia, (em países desenvolvidos até 30% do total de estudos com radionuclídeos tornaram-se cardiológicos), surgiu o termo cardiologia nuclear. Outro grupo de estudos extremamente importante que utiliza radionuclídeos são os estudos in vitro. Este tipo de pesquisa não envolve a introdução de radionuclídeos no corpo do paciente, mas usa métodos de radionuclídeos para determinar a concentração de hormônios, anticorpos, drogas e outras substâncias clinicamente importantes em amostras de sangue ou tecido. Além disso, a bioquímica, a fisiologia e a biologia molecular modernas não podem existir sem os métodos de traçadores radioativos e radiometria. Em nosso país, a introdução em massa de métodos de medicina nuclear na prática clínica começou no final dos anos 1950, após a ordem do Ministro da Saúde da URSS (nº 248 de 15 de maio de 1959) sobre a criação de departamentos de diagnóstico por radioisótopos em grandes instituições oncológicas e a construção de edifícios radiológicos padrão, alguns deles ainda em funcionamento. Um papel importante também foi desempenhado pela resolução do Comitê Central do PCUS e do Conselho de Ministros da URSS de 14 de janeiro de 1960 nº 58 "Sobre medidas para melhorar ainda mais a assistência médica e a proteção da saúde da população da URSS" , que previa a introdução generalizada de métodos de radiologia na prática médica. O rápido desenvolvimento da medicina nuclear nos últimos anos levou a uma escassez de radiologistas e engenheiros especialistas na área de diagnóstico por radionuclídeos. O resultado da aplicação de todas as técnicas de radionuclídeos depende de dois Destaques: de um sistema de detecção com sensibilidade e resolução suficientes, por um lado, e de um produto radiofármaco que fornece um nível aceitável de acúmulo no órgão ou tecido desejado, por outro lado. Portanto, todo especialista na área de medicina nuclear deve ter um conhecimento profundo das bases físicas da radioatividade e dos sistemas de detecção, bem como o conhecimento da química dos radiofármacos e dos processos que determinam sua localização em determinados órgãos e tecidos. Esta monografia não é uma simples revisão das conquistas no campo do diagnóstico por radionuclídeos. Apresenta muito material original, resultado da pesquisa de seus autores. Experiência de longo prazo de trabalho conjunto da equipe de desenvolvedores do departamento de equipamentos radiológicos do CJSC "VNIIMP-VITA", o Centro de Câncer da Academia Russa de Ciências Médicas, o Complexo de Pesquisa e Produção de Cardiologia do Ministério da Saúde do Federação Russa, o Instituto de Pesquisa de Cardiologia do Centro Científico de Tomsk da Academia Russa de Ciências Médicas, a Associação de Físicos Médicos da Rússia tornou possível considerar as questões teóricas da imagem com radionuclídeos, a implementação prática de tais técnicas e obter o máximo resultados diagnósticos informativos para a prática clínica. O desenvolvimento da tecnologia médica no campo do diagnóstico por radionuclídeos está intimamente ligado ao nome de Sergei Dmitrievich Kalashnikov, que trabalhou nessa direção por muitos anos no All-Union Scientific Research Institute of Medical Instrumentation e supervisionou a criação do primeiro tomógrafo russo câmera gama GKS-301. 5. Uma Breve História da Terapia por Ultrassom A tecnologia ultrassônica começou a se desenvolver durante a Primeira Guerra Mundial. Foi então, em 1914, ao testar um novo emissor ultrassônico em um grande aquário de laboratório, o notável físico experimental francês Paul Langevin descobriu que os peixes, quando expostos ao ultrassom, ficavam preocupados, varriam e depois se acalmavam, mas depois de um tempo eles começaram a morrer. Assim, por acaso, foi realizado o primeiro experimento, a partir do qual se iniciou o estudo do efeito biológico do ultrassom. No final dos anos 20 do século XX. As primeiras tentativas foram feitas para usar o ultrassom na medicina. E em 1928, médicos alemães já utilizavam o ultrassom para tratar doenças de ouvido em humanos. Em 1934, o otorrinolaringologista soviético E.I. Anokhrienko introduziu o método de ultrassom na prática terapêutica e foi o primeiro no mundo a realizar tratamento combinado com ultrassom e corrente elétrica. Logo, o ultrassom passou a ser amplamente utilizado na fisioterapia, ganhando fama rapidamente como uma ferramenta muito eficaz. Antes de aplicar o ultrassom para tratar doenças humanas, seu efeito era cuidadosamente testado em animais, mas novos métodos chegaram à medicina veterinária prática depois de serem amplamente utilizados na medicina. As primeiras máquinas de ultrassom eram muito caras. O preço, claro, não importa quando se trata da saúde das pessoas, mas na produção agrícola isso deve ser levado em consideração, pois não deve ser rentável. Os primeiros métodos de tratamento ultrassônico foram baseados em observações puramente empíricas, porém, paralelamente ao desenvolvimento da fisioterapia ultrassônica, foram desenvolvidos estudos dos mecanismos da ação biológica do ultrassom. Seus resultados possibilitaram ajustes na prática do uso do ultrassom. Nas décadas de 1940-1950, por exemplo, acreditava-se que o ultrassom com intensidade de até 5 ... 6 W / sq. cm ou até 10 W / sq. cm é eficaz para fins terapêuticos. Logo, porém, as intensidades do ultrassom usadas na medicina e na medicina veterinária começaram a diminuir. Então, na década de 60 do século XX. a intensidade máxima do ultrassom gerado pelos aparelhos de fisioterapia diminuiu para 2...3 W/sq.cm, e os aparelhos atualmente produzidos emitem ultrassom com uma intensidade não superior a 1 W/sq.cm. Mas hoje, na fisioterapia médica e veterinária, o ultrassom com intensidade de 0,05-0,5 W / sq. Conclusão Claro, não fui capaz de cobrir a história do desenvolvimento da física médica em na íntegra, porque senão eu teria que falar detalhadamente sobre cada descoberta física. Mesmo assim, indiquei as principais etapas do desenvolvimento do mel. físicos: suas origens não se originam no século 20, como muitos acreditam, mas muito antes, na antiguidade. Hoje, as descobertas daquela época nos parecerão insignificantes, mas na verdade para aquele período foi um avanço indiscutível no desenvolvimento. É difícil superestimar a contribuição dos físicos para o desenvolvimento da medicina. Veja Leonardo da Vinci, que descreveu a mecânica dos movimentos articulares. Se você olhar objetivamente para sua pesquisa, poderá entender que a ciência moderna das articulações inclui a grande maioria de seus trabalhos. Ou Harvey, que primeiro provou o fechamento da circulação sanguínea. Portanto, parece-me que devemos valorizar a contribuição dos físicos para o desenvolvimento da medicina. Lista de literatura usada 1. "Fundamentos da interação do ultrassom com objetos biológicos." Ultrassom em medicina, medicina veterinária e biologia experimental. (Autores: Akopyan V.B., Ershov Yu.A., editado por Shchukin S.I., 2005) Equipamentos e métodos de diagnóstico de radionuclídeos em medicina. Kalantarov K.D., Kalashnikov S.D., Kostylev V.A. e outros, ed. Viktorova V.A. Kharlamov I.F. Pedagogia. - M.: Gardariki, 1999. - 520 seg; página 391 Eletricidade e homem; Manoilov V.E. ; Energoatomizdat 1998, pp. 75-92 Cherednichenko TV A música na história da cultura. - Dolgoprudny: Allegro-press, 1994. p. 200 A vida cotidiana da Roma Antiga pelas lentes do prazer, Jean-Noel Robber, The Young Guard, 2006, p. 61 Platão. Diálogos; Pensamento, 1986, p. 693 Descartes R. Obras: Em 2 vols.- Vol. 1. - M.: Pensamento, 1989. Pp. 280, 278 Platão. Diálogos - Timeu; Pensamento, 1986, p. 1085 Leonardo da Vinci. Trabalhos selecionados. Em 2 volumes T.1. / Reimpressão da ed. 1935 - M.: Ladomir, 1995. Aristóteles. Obra em quatro volumes. T.1.Ed.V. F. Asmus. M.,<Мысль>, 1976, pp. 444, 441 Lista de recursos da Internet: Terapia de Som - Nag-Cho http://tanadug.ru/tibetan-medicine/healing/sound-healing (data do tratamento 18.09.12) História da fototerapia - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (acessado em 21.09.12) Tratamento com fogo - http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (acessado em 21.09.12) Medicina oriental - (data de acesso 22.09.12)://arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam
As descobertas mais importantes da história da medicina
1. Anatomia Humana (1538)
Andreas Vesalius analisa corpos humanos com base em autópsias, apresenta informações detalhadas sobre a anatomia humana e refuta várias interpretações sobre o assunto. Vesalius acredita que a compreensão da anatomia é fundamental para a realização de operações, então ele analisa cadáveres humanos (o que é incomum para a época).
Seus diagramas anatômicos dos sistemas circulatório e nervoso, escritos como referência para ajudar seus alunos, são copiados com tanta frequência que ele é forçado a publicá-los para proteger sua autenticidade. Em 1543 publicou De Humani Corporis Fabrica, que marcou o nascimento da ciência da anatomia.
2. Circulação (1628)
William Harvey descobre que o sangue circula por todo o corpo e nomeia o coração como o órgão responsável pela circulação sanguínea. Seu trabalho pioneiro, um esboço anatômico do funcionamento do coração e da circulação sanguínea em animais, publicado em 1628, formou a base da fisiologia moderna.
3. Tipos sanguíneos (1902)
Kaprl Landsteiner
O biólogo austríaco Karl Landsteiner e seu grupo descobrem quatro tipos sanguíneos humanos e desenvolvem um sistema de classificação. O conhecimento dos diferentes tipos de sangue é fundamental para a realização de transfusões sanguíneas seguras, o que hoje é uma prática comum.
4. Anestesia (1842-1846)
Alguns cientistas descobriram que certos produtos químicos podem ser usados como anestésicos, permitindo que a cirurgia seja realizada sem dor. As primeiras experiências com anestésicos - óxido nitroso (gás hilariante) e éter sulfúrico - começaram a ser utilizadas no século XIX, principalmente por dentistas.
5. Raios-X (1895)
Wilhelm Roentgen acidentalmente descobre os raios-X enquanto experimentava a emissão de raios catódicos (ejeção de elétrons). Ele percebe que os raios conseguem passar através do papel preto opaco enrolado no tubo de raios catódicos. Isso leva ao brilho das flores localizadas na mesa adjacente. Sua descoberta foi uma revolução na física e na medicina, rendendo-lhe o primeiro Prêmio Nobel de Física em 1901.
6. Teoria dos germes (1800)
O químico francês Louis Pasteur acredita que alguns micróbios são agentes causadores de doenças. Ao mesmo tempo, a origem de doenças como a cólera, antraz e a raiva permanece um mistério. Pasteur formula a teoria dos germes, sugerindo que essas doenças, e muitas outras, são causadas pelas bactérias correspondentes. Pasteur é chamado de "pai da bacteriologia" porque seu trabalho foi o precursor de novas pesquisas científicas.
7. Vitaminas (início de 1900)
Frederick Hopkins e outros descobriram que certas doenças causadas pela falta de certos nutrientes que mais tarde ficaram conhecidas como vitaminas. Em experimentos com nutrição em animais de laboratório, Hopkins prova que esses "fatores acessórios da nutrição" têm importância para boa saúde.
A educação é um dos pilares do desenvolvimento humano. Somente graças ao fato de que de geração em geração a humanidade transmitiu seu conhecimento empírico, no momento podemos desfrutar dos benefícios da civilização, viver em certa prosperidade e sem destruir guerras raciais e tribais pelo acesso aos recursos da existência.
A educação também penetrou na esfera da Internet. Um dos projetos educacionais foi nomeado Otrok.
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8. Penicilina (1920-1930)
Alexander Fleming descobriu a penicilina. Howard Flory e Ernst Boris o isolaram em sua forma pura, criando um antibiótico.
A descoberta de Fleming aconteceu por acaso, ele percebeu que o mofo matava um certo tipo de bactéria em uma placa de Petri que estava na pia do laboratório. Fleming destaca o espécime e o chama de Penicillium notatum. Nos experimentos seguintes, Howard Flory e Ernst Boris confirmaram o tratamento com penicilina de camundongos com infecções bacterianas.
9. Preparações de enxofre (1930)
Gerhard Domagk descobre que prontosil, um corante laranja-avermelhado, é eficaz no tratamento de infecções causadas pela bactéria estreptococo comum. Esta descoberta abre caminho para a síntese de medicamentos quimioterápicos (ou "medicamentos milagrosos") e, em particular, para a produção de medicamentos sulfanilamida.
10. Vacinação (1796)
Edward Jenner, um médico inglês, administra a primeira vacinação contra a varíola depois de determinar que a inoculação da varíola bovina fornece imunidade. Jenner formulou sua teoria após perceber que os pacientes que trabalhavam com gado e tiveram contato com uma vaca não contraíram varíola durante uma epidemia em 1788.
11. Insulina (1920)
Frederick Banting e seus colegas descobriram o hormônio insulina, que ajuda a equilibrar os níveis de açúcar no sangue em pacientes diabéticos e permite que eles tenham uma vida normal. Antes da descoberta da insulina, era impossível salvar os diabéticos.
12. Descoberta de oncogenes (1975)
13. Descoberta do retrovírus humano HIV (1980)
Os cientistas Robert Gallo e Luc Montagnier descobriram separadamente um novo retrovírus, mais tarde denominado HIV (vírus da imunodeficiência humana), e o classificaram como o agente causador da AIDS (síndrome da imunodeficiência adquirida).
