淺談物理學原理在醫學中的應用

張德強

摘要：物理學基礎是醫學生掌握和運用醫療檢測器械或設備應具備的基本知識，對今后的工作起著重要的基礎作用。鑒于近些年來本人在從事《醫用物理學基礎》教學工作中遇到的實際問題，針對中職生在學習中重技能，輕理論的現實狀況，本文對現階段我國中職教育中部分物理學原理在醫學領域中的應用進行了簡要的探討，以便引起讀者在學習中得到重視。并認為，醫學生在努力掌握常用醫療器械或設備操作技能的同時認真學好其物理學原理，對從事醫學工作具有現實意義。

關鍵詞：物理學原理醫學應用

中圖分類號：O41 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

隨著現代醫學科學技術的進步，許多醫療檢測器械或設備的應用，為臨床提供了可靠的診斷結果或依據，大大方便了醫生的診治工作。根據本人近些年來從事《醫用物理學基礎》教學的實際情況，結合中職學校醫學生理論需要，認為醫學生在努力掌握常用醫療器械或設備操作技能的同時認真學好其物理學原理，對從事醫學工作具有現實意義。

1 具備基本的力學知識是醫護專業學生工作的基礎

在醫護工作中，經常會用到力學知識幫助病人進行檢查或治療，學一點這方面的知識能更好地勝任所擔負的工作。比如，在醫學護理中，對于體力較弱的女護士，移動病人確實是一項很費力氣的工作，常常護士累得滿頭大汗，病人卻不能移到想要的位置。如果具備作用力與反作用力的知識，在護理中協助病人移向床頭時，讓病人仰臥屈膝，雙手握住床桿向上撐起身體，雙腳向床尾用力蹬踩，依靠雙腿的反作用力便可使病人比較容易的移向床頭。對于外科醫生如果懂得合力與分力，力的合成與分解的知識，便可設計或制作一些簡單的力學牽引器械，幫助醫生完成對需牽引治療病人的牽引治療。

2理解振動和波的概念有助于掌握聽診器的工作原理和使用

振動和波是自然界普遍存在的物理現象。振動是物體在某一平衡位置附近做周期性的往復運動形式，而波則是這種振動形式在媒介中的傳播。理解了振動和波的概念，知道了振動的振幅、周期和頻率，懂得了波長、頻率和波速的關系，進而了解了聲波的產生及傳播途徑，可以更好地幫助我們弄清聽診器的工作原理。這里講到了振動，聯想到了聲波，也就是聲音。那么聲音是如何產生的呢？它是由物體振動產生的，我們通常把該物體稱為聲源，當這個聲源帶動空氣振動時就形成了聲波，人的耳朵感覺到空氣的振動時就聽到了聲音。聽診器就是以人體內發出的聲音引起胸件膜片振動，進而將振動信號通過導管內空氣振動傳遞到耳塞，最終傳入人耳引發耳膜振動使醫生聽到人體內的聲音的。知道了心音、呼吸音等都是振動產生的結果，還可以幫助我們更深刻的理解振動和聲音的概念，更好地理解聽診器的設計原理以及結構組成，對于使用和維護都是有很大幫助的。

3了解超聲波的特性對超聲診斷和治療具有積極的指導意義

我們已經知道了聲音是振動的結果，但并不是所有的聲音人們都能聽得到。實驗證明，人的耳朵能聽到的聲音其頻率約在20Hz-20000Hz之間，當頻率超過20000Hz時人的耳朵是聽不到的，我們把該頻率段的聲波稱為超聲波。為什么超聲波一經發現就能得以廣泛應用呢？這是因為超聲波所具有的一些物理特性所決定的。首先，超聲波的頻率高，波長較短，接近紅外線的波長，衍射現象不明顯，方向性好，便于定向集中發射；其次，超聲波的聲強大，且頻率越高聲強越大；再其次，超聲波對固、液體的穿透能力強，能量衰減小，尤其在人體肌肉、脂肪中衰減也很小；最后，超聲波遇到障礙物時容易發生反射，特別是在遇到有雜質或不同媒介質的界面時會產生顯著的反射效果。因此，醫學上利用了上述特性制成了超聲診斷儀，用來檢查人體組織器官是否存在病變。超聲成像的主要原理就是利用超聲診斷儀向人體組織中發出超聲波，遇到各種不同的物理界面時產生不同的反射、散射、折射和吸收衰減，形成信號差異，并將這些信號差異接收放大和信息處理，顯示出各種可供分析的圖像，從而進行醫學診斷的。知道了這些知識，對于弄清超聲診斷儀的結構組成及操作使用方法將會帶來極大的幫助。

4理解壓強的概念有助于對血壓計的設計原理及使用方法的掌握

血壓計是醫護人員必備的測量人體血壓的專用儀器，對于醫學生來說，掌握它的工作原理和使用方法是他們應具備的基本技能。由于部分醫學生對物理學中大氣壓強的概念不甚理解，往往造成老師在講授血壓計的操作使用時，出現對計示壓強和實際壓強分不清的情況。怎樣來理解和掌握這一概念呢？我們不妨用人浸入水中的感受來理解大氣壓強的存在，當人浸沒到水中時，你會感受到周圍的水對你的身體有一個壓強的作用。同樣，人在大氣中，大氣對浸在它里面的人也會產生壓強，這個壓強就叫做大氣壓強，簡稱為大氣壓。人們在測量人的血壓時，由于肱動脈處的血壓是高于大氣壓的，因此，測量時在血壓計標尺上讀到的數值是高于大氣壓強的部分，我們把它稱為計示壓強，又叫做相對壓強。而人體肱動脈處的實際壓強則是大氣壓強和計示壓強的總和，我們把這個總的壓強值叫做實際壓強，或者叫絕對壓強。具備了這些知識，有助于醫學生更好的理解血壓計的設計原理、結構組成及操作使用方法，有助于正確測量人體的血壓數值。

5 懂得氣體栓塞的形成原因是護理工作的基礎

護士在給病人輸液或打針時，總是先清除掉滯留在細管內的氣泡，以免空氣進入人體給病人帶來危害。那么這些氣泡出現在細管中會有哪些影響呢？有了氣體栓塞的概念便可知道它的危害。在物理學中，我們把浸潤液體在細管中流動時出現氣泡阻礙液體流動，且氣泡在細管中過多時液體的流動完全被阻塞的現象稱之為氣體栓塞。造成氣體栓塞的原因是氣泡內前后液面的半球面半徑不同，兩端附加壓強不同，形成了壓強差，由于這個壓強差的方向與流動方向相反，阻礙了液體的流動。臨床治療中十分忌諱氣體栓塞現象，因為它會造成部分細胞、組織壞死，甚至危及人的生命。因此，對于醫學生來說，理應知道它的形成原因及如何處置。

6 結語

總之，對于立志從事醫學工作的醫學生來說，在學習專業技能的同時，努力學好物理學基本原理，對掌握本專業的醫療檢測設備或器械的正確使用會帶來有益的幫助。

參考文獻

[1] 趙新君，醫用物理學基礎[M].河南：河南科學技術出版社，2012，8：44-61.

[2] Vivien， Gibbs David Cole. Antanio Sassano

主譯 戴晴，孟華 ，超聲物理基礎必讀[M].北京：人民軍醫出版社，2013，1：1-3.

[3] 金修才，陳曉宇，實用《臨床超聲診斷》手冊{M}.化學工業出版社，2013，9：4-6.

[4] 張大昌，《物理》基礎版{M}.北京：人民教育出版社，2004，7：183-185.