علاقة الرياضيات بالطب

تعتبر  الرياضيات من اكثر العلوم المستعملة  في عدة مجالات. ومن بين المجالات الحساسة التي يتم استعمالها فيه بشكل واضح المجال الطبي او الصحي . وفي هذا المقال سوف نتعرف على ابرز الاستعمالات للرياضيات في المجال الصحي ، وكيف تأثر وتساعد في ضبط القرارات.

ما علاقة الرياضيات بالطب ؟

الرياضيات جزء مهم من الطب تساعدنا جميع الرسوم البيانية والمعادلات والإحصاءات والرياضيات العامة التي نتعلمها في المدرسة .على فهم الجوانب المهمة للطب البشري والبيطري والبيولوجيا والعلوم بشكل عام. يعتقد الناس دائمًا أن علم الأحياء والكيمياء مهمان للأطباء والممرضات والقابلات والعلماء وجميع الأشخاص الآخرين المشاركين في الطب والوظائف المتعلقة بالرعاية الصحية ، ولكن في الواقع الرياضيات أمر حيوي أيضًا. لذا ، سواء كنت تفكر في أن تصبح طبيباً ، أو تأمل في ابتكار تقنيات طبية ، أو ترغب فقط في فهم العلاجات التي تحصل عليها كمريض ، فإن فهم الرياضيات وراء الطب أمر بالغ الأهمية.

تستكشف هذه المقالة كيف نتحقق مما إذا كان شخص ما مصابًا بمرض مثل فيروس كورونا أو أمراض القلب ، وكيف نتنبأ ونقيس عدد الأشخاص الذين سيتأثرون بأمراض مختلفة ، وكيف يتم استخدام الرياضيات لعلاج المرضى ومنع انتشار الأمراض المعدية. بينما يدرك الناس عمومًا أن علوم مثل البيولوجيا والكيمياء مهمة للوظائف في المجال الطبي ، قد لا يدرك الكثيرون أن الرياضيات ضرورية أيضًا لمعظم هذه الوظائف. تتناول هذه المقالة بعض الطرق التي نستخدم بها الرياضيات في الطب. إذا كنت تريد أن تصبح طبيبة ، أو جراحًا بيطريًا ، أو ممرضة ، أو قابلة ، أو عالمًا طبيًا ، أو أن يكون لديك أي وظيفة تتعلق بعلاج الناس والحيوانات ، أو حتى إذا كنت تريد فقط أن تكون مريضًا مطلعًا ، فإن معرفة الرياضيات مهمة .

تستعمل الرياضيات بشكل يومي في عدة مجالات طبية ، لتوضيح وتدقيق التقارير وضبط الأمور المتعلقة بالصحة ، والأن سوف أعرض لك بعض الاستعمالات الرياضية في مجال الطب :

• استعمال الرياضيات في علم الأوبئة

يعتبر علم الأوبئة من العلوم التي تقوم بدراسة الفيروسات ، ودراسة كيفية الحد من انتشارها والحد منها. ويتجلى ذلك من خلال عمل دراسة عدد الحلات الموجودة في منطقة معينة ، بحيث يساعد ذلك في معرفة وثيرة انتشار المرض  ومدى خطورته.

وتتجلى استعمال الرياضيات في هذه الحالة من خلال حساب عدد المصابين في منطقة معينة ، مع حساب نسبة الساكنة في المنطقة ، بالثالي يمكن حساب نسبة المرض في المنطقة  على سبيل المثال  المنطقة  1 تتوفر على 1000 ساكنة وعدد المصابين هو 250 بالثالي ،فنسبة المرض في المنطقة 1 هي 25 % .كما يتم كذلك اعتماد معدل عدد الحالات التي أصيبت ، اي معدل التكاثر الأساسي  R0 . ويساعد حساب هذا المعدل  علماء الأوبة على معرفة كيفية  انتشار الوباء و سرعته ، ومعرفة كيفية تنقله.

• استعمال الرياضيات في كتابة الوصفات الطبية والعلاج

يكتب الأطباء بانتظام وصفات طبية لمرضاهم لعلاج أمراض مختلفة. تشير الوصفات الطبية إلى دواء محدد وكمية جرعة. تحتوي معظم الأدوية على إرشادات للجرعات بالملليغرام (ملغ) لكل كيلوغرام (كلغ). يحتاج الأطباء إلى معرفة عدد مليغرامات الأدوية التي سيحتاجها كل مريض ، اعتمادًا على وزنه.

إذا كان وزن المريض معروفًا بالجنيه فقط ، فسيحتاج الأطباء إلى تحويل هذا القياس إلى كيلوغرامات ثم إيجاد مقدار مليجرام للوصفة الطبية. هناك فرق كبير جدًا بين مجم / كجم و مجم / رطل ، لذلك من الضروري أن يفهم الأطباء كيفية تحويل قياسات الوزن بدقة.

يجب على الأطباء أيضًا تحديد مدة استمرار الوصفة الطبية. على سبيل المثال ، إذا احتاج المريض إلى تناول الدواء ، على سبيل المثال ، حبة واحدة ، ثلاث مرات في اليوم. ثم شهر واحد من الحبوب ما يقرب من 90 حبة. ومع ذلك ، يفضل معظم المرضى وصفات طبية لمدة شهرين أو ثلاثة أشهر لأغراض الراحة والتأمين.

يجب أن يكون الأطباء قادرين على إجراء هذه الحسابات ذهنيًا وبسرعة ودقة . كما يجب أن يفكر الأطباء أيضًا في المدة التي سيبقى فيها الدواء في جسم المريض.

سيحدد هذا عدد المرات التي يحتاج فيها المريض إلى تناول أدويته من أجل الاحتفاظ بكمية كافية من الدواء في الجسم. على سبيل المثال ، يأخذ المريض حبة في الصباح تحتوي على 50 ملغ من دواء معين. عندما يستيقظ المريض في اليوم التالي ، يكون جسمه قد غسل 40٪ من الدواء. هذا يعني أنه قد تم غسل 20 مجم ولا يتبقى سوى 30 مجم في الجسم. يستمر المريض في تناول حبة 50 ملغ كل صباح. هذا يعني أنه في صباح اليوم الثاني ، يكون لدى المريض 30 مجم متبقية من اليوم الأول ، بالإضافة إلى 50 مجم أخرى من صباح اليوم الثاني ، أي ما مجموعه 80 مجم. مع استمرار ذلك ، يجب على الأطباء تحديد مدى احتياج المريض إلى تناول أدويته ، ومدة ذلك ، من أجل الاحتفاظ بالدواء الكافي في جسم المريض للعمل بفعالية ، ولكن دون جرعة زائدة.

في حالة  احتاج المريض إلى عملية جراحية ، يلزم وجود أخصائيين طبيين لفحص ضغط دم المريض وحساب مستويات الأكسجين. ومراقبة درجة حرارة الجسم ومعدل التنفس وإدارة الجرعات الصحيحة من التخدير والسوائل.  من خلال إنشاء واستخدام الرسوم البيانية والمعادلات ، يمكن لهؤلاء المهنيين الطبيين تحديد ما إذا كان المريض يتحسن أو يتدهور ، وما يحتاجه المريض أثناء العلاج.

• استعمال الرياضيات في أمراض القلب

يتم مراقبة حالات الأشخاص باستخدام مخطط كهربية القلب ، وهي طريقة تستخدم لقياس النشاط الكهربائي في القلب . مما يساعد على فهم ما إذا كان القلب يعمل بشكل صحيح. (ECG) عندما يكون لديهم مشكلة قلبية مشتبه بها أو معروفة أو إذا كانوا على ما يرام. يقيس مخطط كهربية القلب حجم وإيقاع الإشارات الكهربائية في القلب عبر أقطاب كهربائية توضع على صدر المريض وذراعيه وساقيه. يمكن بعد ذلك تعيين هذه المعلومات على ورق الرسم البياني (الشكل 3 أ). الرسم البياني ECG له شكل مميز ، مع الأحرف المخصصة لقمم أو قيعان معينة. الموجة P هي انقباض الأذينين (الغرف الموجودة في الجزء العلوي من القلب). يمكن العثور على المزيد في “إصلاح القلب المكسور” – علم الوراثة لأمراض القلب. أمام يونغ مايندز [3]. يُظهر QRS تقلص البطينين (الأجزاء السفلية من القلب). الموجة R كبيرة لأن البطينين هما الجزء الأكبر من القلب. يظهر الجزء الأخير من الدورة بواسطة الموجة T. يمكن تحليل الأجزاء المختلفة من الرسم البياني لتخطيط القلب لفهم ما إذا كان القلب يعمل بشكل صحيح.

خلاصة 

هناك العديد من الطرق التي تجعل الرياضيات دات استعمال يومي  في الطب البشري والطب البيطري. قد يقوم المهنيون الطبيون بحساب مخاطر انتشار المرض ، أو مقدار الدواء الذي يجب تقديمه ، أو مدى سرعة ضربات القلب ، أو ما إذا كان المريض يتحسن أو يتراجع. في المرة القادمة التي تقوم فيها ببعض الرياضيات ، فكر في الطرق التي قد تكون مفيدة للأطباء والممرضات والأطباء البيطريين والعلماء وغيرهم من الأشخاص الذين يعملون لجعلنا أكثر صحة. إذا كنت تفكر في متابعة إحدى هذه الوظائف في مستقبلك ، فتذكر أن دروس الرياضيات لا تقل أهمية عن دروس العلوم.