Интеллектуальный конкурс «Математика сердца»

Интеллектуальный конкурс «Математика сердца»

Цель данного мероприятия – рассмотреть, как математика используется в медицине, в жизни.

Задачи:

- рассмотреть, как математические методы применяются в медицине

- изучить значение математических моделей в медицине.

- написать методические рекомендации

- изучить причины возникновения и роста сердечнососудистых заболеваний;

- рассмотреть роль математики в медицине;

- подобрать математические формулы, используемые в медицине для диагностики сердечнососудистых заболеваний;

- провести исследование состояния сердца группы учащихся, регулярно занимающихся спортом;

- составить памятку «Как защитить свое сердце».

Актуальность мероприятия.  Главной функцией сердца является достаточное снабжение кровью всех органов и тканей для доставки кислорода и питательных элементов каждой клетке организма, а также выведение из клеток продуктов их жизнедеятельности.

Введение

Здоровье — бесценное достояние не только каждого человека, но и всего общества. При встречах, расставаниях с близкими и дорогими людьми мы желаем им доброго и крепкого здоровья, так как это – основное условие и залог полноценной и счастливой жизни. Здоровье помогает нам выполнять наши планы, успешно решать основные жизненные задачи, преодолевать трудности, а если придется, то и значительные перегрузки. Доброе здоровье, разумно сохраняемое и укрепляемое самим человеком, обеспечивает ему долгую и активную жизнь. Каждый человек имеет большие возможности для укрепления и поддержания своего здоровья, для сохранения трудоспособности, физической активности и бодрости до глубокой старости.

Самым главным центром нашей жизни на протяжении веков является сердце. С биологической точки зрения сердце  — феномен поразительный. Оно может пульсировать самостоятельно безо всякой связи с мозгом и делает

10 000 ударов в день и примерно 40 миллионов ударов в год. В зародыше оно начинает формироваться раньше мозга. Ученым до сих пор не известно наверняка, что вызывает это самовозникающее сердцебиение. Сердце  — это пульт управления нашего тела. Оно тесно соединяет нас с опытом нашей жизни. До последнего времени к этому типу теорий относилась медицина.

Но уже в течение ряда лет врачи занимаются исследованиями по диагностики сердечных заболеваний. Сотрудники института сердечных заболеваний проводят анализ состояния каждого больного с поразительной логической скрупулезностью, свойственной до последнего времени лишь математическим исследованиям.

Математика и математический стиль мышления может принести большую пользу в области медицины и здоровья.

Количество случаев заболевания сердца в наше время постоянно увеличивается. Сердце часто страдает от неправильного питания, колебаний давления, психоэмоциональных нагрузок и неправильно рассчитанных физических нагрузок. В настоящий момент смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в России составляет 56%. Этот показатель в Европе в среднем в 3,5 раза ниже для мужчин и в 1,5 раза ниже для женщин.

Говорят только факты…

4 мая 2008 года скончался 19-летний футболист клуба российской премьер-лиги «Сатурн» из Раменского Кирилл Спасский. Игрок умер от сердечного приступа на тренировочной базе команды в подмосковном КратовЕ

14 октября 2008 года 19-летний хоккеист омского «Авангарда» Алексей Черепанов умер во время хоккейного матча. Причиной его смерти стала острая сердечная недостаточность, миокардиопатия.

20 ноября 2009 года умер во время прямого радиоэфира ведущий и шоумен Роман Трахтенберг. Ему был 41 год. Непосредственной причиной

смерти Романа Трахтенберга стал сердечный приступ.

16 декабря 2009 года умер спортсмен и шоумен Владимир Турчинский. Ему было 47 лет. Причина смерти – инфаркт миокарда. Известно также, что у него была повышенная свертываемость крови – а это увеличивает риск тромбообразования. Незадолго до смерти он обращался к врачам с жалобой на сердце, но патологий выявлено не было. Говорят, что приезжая на работу, он не раз говорил: «Ребята, устал, с ног валюсь».

В тот же день, 16 декабря 2009 года умер государственный и политический деятель Егор Гайдар. Ему было 53 года. Причина смерти – отек легких, вызванный ишемией миокарда.

18 марта 2010 года на 40-м году жизни неожиданно во время тренировки остановилось сердце лучшего игрока ХХ века в мини-футбол Константина Ерёменко.

Этот список можно продолжать и продолжать…

Внезапная коронарная смерть – смерть от остановки сердца. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет ее как смерть, наступившую мгновенно или в течение 6 часов после начала сердечного приступа.

 Строение и работа сердца

Если, сжав руку в кулак, положить ее в центр груди, а потом совсем чуть-чуть сдвинуть влево, то можно получить представление о размерах и положении сердца. Размер его небольшой, как раз примерно с размер сжатого кулака. Сердце – мышечный орган, который работает на протяжении всей жизни человека.

Оно перекачивает около 5-6 литров крови в минуту. Этот объем увеличивается, когда человек двигается, физически напрягается, и уменьшается во время отдыха.

Сердце – это мышечный насос, который обеспечивает движение крови по сосудам. Вместе сердце и сосуды составляют сердечно-сосудистую систему. Она состоит из большого и малого кругов кровообращения.

Сердечная мышца называется миокардом. Выделяют сократительный и проводящий миокард. Сократительный миокард – это собственно мышца, которая сокращается и производит работу сердца. Для того чтобы сердце могло сокращаться в определенном ритме, оно имеет уникальную проводящую систему. Электрический импульс для сокращения сердечной мышцы возникает в синоатриальном узле, который находится в верхней

части правого предсердия и распространяется по проводящей системе

сердца, достигая каждого мышечного волокна. Стоит отметить, что сердце сокращается не целиком одновременно, а частями и по очереди: сначала предсердия, а потом желудочки.

Если ритмично сжимать и разжимать кулак, то можно приблизительно представить себе, как сердце работает. Почему же может возникнуть внезапная остановка сердца?

Задание №1: Перечислите причины возникновения и роста числа

сердечнососудистых заболеваний (по очереди каждая команда)

Решающую роль в развитии сердечнососудистых заболеваний, как считают врачи, играет образ жизни. Главные причины возникновения и роста числа сердечнососудистых заболеваний:

• курение;

• злоупотребление алкоголем;

• неправильное питание;

• постоянные стрессы;

• чрезмерные физические нагрузки (нерациональные, непривычные);

• или напротив низкая физическая активность;

• несвоевременное прохождение профилактических осмотров при выявлении первых симптомов заболевания.

        В наших силах постараться еще до появления первых симптомов предупредить его. Каковы первые признаки заболевания сердца:

• боли в сердце;

• слабый ускоренный пульс;

• одышка при незначительных физических нагрузках;

• вялость;

•  плохое настроение;

•  раздражительность;

уныние;

• плохой сон;

• сердцебиение;

• преждевременное старение;

• преждевременное утомление.

Непосредственные причины внезапной остановки кровообращения следующие:

1. фибрилляция желудочков – быстрые беспорядочные сокращения мышечных волокон, которые очень расстраивают работу сердца. Само сердце при этом живо, но кровообращение останавливается.

2. тахикардия – резкое увеличение числа сердечных ударов в минуту (90 и больше).

3. асистолия – отсутствие сердечных сокращений (систол). Желудочковая асистолия ведет к остановке сердца.

4. брадикардия – уменьшения количества ударов сердца в минуту (55 и меньше).

5. ишемическая болезнь сердца (ИБС) – это болезнь, объединяющая стенокардию, инфаркт миокарда и атеросклеротический кардиосклероз.

Математика сердца

Значение математики в медицине

Математика – это чрезвычайно мощный и гибкий инструмент при изучении окружающего нас мира. Все сведения фиксируются и обрабатываются в виде чисел. А поскольку обработкой числовой информации занимается математика, вот вам и связь между медициной и математикой. Любая наука означает применение математики.

Исследование состояния сердца группы учащихся, регулярно занимающихся спортом, и влияния на сердце физических нагрузок

Существует проблема тренировки детей. Парадокс в том, что талантливого ребенка загубить проще, чем обыкновенного. Приходит ребенок 10-12 лет на

тренировку с нормальным сердцем. Потом начинается период, когда мышцы быстро растут, а сердце не успевает расти. Такой ребёнок может на пульсе 200 бегать часами. Сердце маленькое, оно при этом закисляется, а мышцы не закисляются. Что же делать?

Первоначально необходимо проводить исследования сердца, по результатам которых давать соответствующую нагрузку. Тогда не будет никаких проблем, сердце будет сохранено. Объёмы будут наращиваться постепенно, сердце будет догонять мышцы.

Для большинства людей понятия «спортсмен» и «здоровый человек» – синонимы. Однако врачи знают, что у спортсменов относительно высока вероятность внезапной смерти. Виной тому – особенности, которые приобретает сердце в результате долгих и упорных тренировок. У медиков даже есть специальный термин – «спортивное сердце». С одной стороны, спортивное сердце – это полезное приобретение тренированного организма, а с другой стороны – патология.

Профессиональный спорт сегодня молодеет, поэтому и  число внезапных смертей среди спортсменов растёт.

Мы решили обратить внимание родителей, тренеров и самих учащихся, занимающихся спортом, на данную проблему. Показать ряд способов первичной диагностики состояния сердца.  

Важно уметь хотя бы приблизительно оценивать свои физические возможности. Этим мы сейчас и займемся.

Для определения физической работоспособности (и соответственно, определения оптимальных для данного человека физических нагрузок)

существуют различные способы, от самых простых и приблизительных до

высокоточных, но сложных и требующих наличия специальной аппаратуры. Самым простым способом дозирования нагрузок является определение максимального и субмаксимального пульса.

2.2.1. Расчёт максимально допустимого пульса

Максимально допустимый пульс - частота пульса, которая соответствует той работе сердца, при которой достигается максимально возможное потребление кислорода работающими мышцами.

Существует известная упрощенная математическая формула:

МП = 220 – В, где МП – максимальный пульс, В – возраст.

Задание №2. Рассчитать максимально допустимый пульс каждого участника в команде.

2.2.2. Расчёт субмаксимального пульса

Субмаксимальный пульс рассчитывается как 75% или 85% от максимального.

СП = 0,75 х МП (для людей, имеющих проблемы с сердцем),

СП = 0,85 х МП (для людей тренированных и практически здоровых).

Таким образом, максимальный эффект для здоровья мы получаем при нагрузке, соответствующей субмаксимальному пульсу.

________________________________________________

Примечание. Все расчёты выполнялись с использованием калькулятора.

То есть нагрузка должна давать пульс, не превышающий субмаксимальный уровень и уж тем более не приближаться к максимально допустимому уровню. В противном случае, наносится большой вред здоровью, а возможна и внезапная смерть.

Задание №2. Рассчитать субмаксимальный пульс каждого участника в команде.

2.2.3. Расчёт двойного произведения

Для выявления индивидуальной переносимости нагрузок существует еще один метод определения физической работоспособности.

Двойное произведение: ДП= П х АД : 100, где

ДП - это двойное произведение, П - частота пульса в 1 мин,

АД - величина систолического артериального давления.

Для здорового человека ДП должен быть при субмаксимальной нагрузке в пределах  250-330. Мы рассчитали двойное произведение для нашей группы.

Примечание. Все расчёты выполнялись с использованием калькулятора.

Задание №3. Рассчитать двойное произведение пульса каждого участника в команде.

2.2.4. Расчёт пульса

Этот способ доступен в любых условиях. Общий принцип таков: подсчитать пульс до нагрузки; дать определенную нагрузку в течении 3-х минут (20 приседаний); подсчитать пульс сразу после нагрузки; подсчитать пульс через

3 минуты после нагрузки. Если увеличение пульса составляет 35-50% от исходного, то нагрузка малая, если прирост 50-70%, то нагрузка средняя, если прирост 70-90%, то нагрузка высокая.

Примечание. Все расчёты выполнялись с использованием калькулятора.

То есть, если 20 приседаний вызывают минимальный прирост пульса, то считать это хорошей тренирующей нагрузкой нецелесообразно. И наоборот, если пульс учащается, чуть ли не вдвое, это означает, что данная нагрузка высоковата.

Задание №4. Рассчитать пульс каждого участника в команде.

2.2.6. Наблюдения за весом

Следить за весом тела так же необходимо, как следить за пульсом или артериальным давлением. Излишний вес тела является одним из признаков возможного наличия сердечно-сосудистых заболеваний. Для изучения веса мы использовали индекс Брока.  

НВ = Р – 100 (до 165 см роста);

НВ = Р – 105 (от 165-175 см роста);

НВ = Р – 110 (при росте выше 175 см),

где НВ – нормальный вес тела; Р – рост.

Изменение веса до 10% регулируется физическими упражнениями,

ограничениям в потреблении углеводов. При избытке веса свыше 10% следует создать строгий рацион питания в дополнение к физическим нагрузкам.

По результатам исследования можно сделать вывод,  что трем  ребятам данной группы, важно оценивать свои физические возможности и постоянно следить за своим здоровьем, наши данные подтверждаются мнениями специалистов, эти ребята несмотря на, то что они постоянно занимаются спортом, стоят на учете у специалистов в  физ.диспансере.

Задание №4. Рассчитать вес каждого участника в команде.

Сделать выводы по командам.

Задание №5. Используй методы воображения придумай, нарисуй и расскажи памятку «Как защитить свое сердце»

Игра «Нарисуй и передай»

Цель: снятие психофизического напряжения, активизация группы.

Инструкция: «Возьмите по листу белой бумаги и выберите самый приятный цвет карандаша. Как только я хлопну в ладоши, вы начнете рисовать. По хлопку передадите свой лист вместе с карандашом соседу слева, тот дорисовывает. Затем я опять хлопаю в ладоши, и лист передается дальше по кругу до тех пор, пока не вернется назад к хозяину.

Может, кто-то из вас хочет дополнить свой рисунок, а может быть, изменить что-то в нем или нарисовать новый?»

Анализ:

—  Понравилось ли вам то, что получилось? Поделитесь своими чувствами, настроением, расскажите свою памятку.

— Трудно ли было поддержать тему рисунка другого человека?

Игра со зрителями.

Викторина.

Вопросы:

1. Какие названия применяются для обозначения множеств животных? (земноводные, млекопитающие, хладнокровные и т.п.).

2. Как называется множество артистов, работающих в одном театре? (труппа).

3. Какие названия применяются для обозначения множеств военнослужащих? (рота, взвод, полк, дивизия и т.п.).

4. Какие названия применяют для обозначения множеств кораблей? (флотилия, эскадра).

5. Как называется множество цветов, стоящих в вазе? (букет).

6. Как называется множество царей (фараонов, императоров и т.д.) данной страны, принадлежащих одному семейству? (династия).

7. Как называется множество точек земной поверхности, равноудаленных от обоих полюсов? (экватор).

ВОПРОСНИК:

1. Какие часы два раза в сутки показывают верное время? (которые стоят)

2. Что случится с красным платком, если его опустить на дно моря на 5 минут? (намокнет)

3. Как далеко в лес может забежать заяц? (до середины, дальше уже из леса)

4. Можно ли в решете принести воду? (можно, когда она замерзнет)

5. Летело 3 страуса, одного сбили. Сколько осталось лететь? (Страусы не летают)

6. Когда мы смотрим на цифру 2, а говорим 10? (когда смотрим на часы, минутная стрелка)

7. В каком числе столько же цифр, сколько букв в его названии? (100 - сто)

8. Какие три числа, если их сложить или перемножить дают один и тот же результат? (1, 2, 3)

9. Назовите пять дней не называя чисел и дней недели. (позавчера, вчера, сегодня, завтра, послезавтра)

10. Месяца имеют 30-31 день, а какой месяц имеет 28 дней? (каждый)

11. Как нужно трижды записать цифру 3, чтобы в итоге получилось 4? (3:3+3)

12. Напишите 100 пятью единицами, а затем пятью пятерками. (111-11), (5+5+5+5)•5, (5•5•5-5•5)

13. Сумма каких двух натуральных чисел равна их произведению? (2+2=2·2)

14. Человек зашел в комнату и увидел там 6 собак и 2 кошки с котятами. Сколько ног в комнате? (две)

15. В комнате 4 угла, в каждом углу по кошке. Напротив каждой кошки по 3 кошки. Сколько кошек в комнате? (четыре)

16. Человек шел в Ленинград, ему навстречу отряд ребят. У каждого по лукошку, а в лукошке по кошке, у кошки по пять котят. Сколько человек шло в Ленинград? (один)

17. Представь, что ты машинист и ведешь поезд. В нем 16 вагонов: 2 вагона с дровами, 3 – с нефтью, остальные с углем. Сколько лет машинисту? (столько сколько тебе)

19. Летела стая гусей. Один гусь впереди и два позади. Один позади и два впереди. Один между двумя и три в ряд. Сколько их было? (трое)

20. Две дочери, две матери, да бабушка с внучкой. Сколько всех? (трое)

21. Как можно одним мешком пшеницы, смолов её, наполнить два таких же мешка? (надо один из пустых мешков вложить в другой такой же, а затем в него насыпать пшеницу)

22. Что это может быть: две головы, две руки, шесть ног, а идут или бегут только четыре? (всадник на лошади)

23. Один человек купил трех коз и заплатил 3 рубля. Спрашивается: «По чему пошла каждая коза?» (по земле)

24. Два землекопа выкапывают 2 м канавы за 2 часа. Сколько землекопов за 5 часов выкопают 5 м канавы? (два землекопа)

25. Одно яйцо варят 4 минуты, сколько минут нужно варить 5 яиц? (4 минуты)

26. В семье 5 сыновей и у каждого есть сестра. Сколько детей в этой семье? (шесть)

27. Два отца и два сына поймали трех зайцев, а досталось всем по одному зайцу. Спрашивается: «Как это могло случиться?» (дед, сын, внук)

28. Написать цифрами число, состоящее из 11 тысяч, 11 сотен и 11 единиц. (11000 + 1100 + 11 = 12 111)

29. Чтобы найти пиратский клад надо пройти от старого дуба 12 шагов на север и 5 шагов на юг, затем 4 на север и 11 на юг. Где зарыт клад? (у старого дуба)

Какое количество дней в неделе?(7)

Какое количество дней в декаде? (10)

Сколько секунд в минуте? (60)

Сколько будет, если одну тысячу разделить на двадцать пять? (40)

Какого числа родился известный лингвист и методист Александр Матвеевич Пешковский? (11 августа 1878 г.)

Сколько лет было городу Челябинску в 1786 году? (50)

Сколько всего уроков у 6-2 класса в понедельник, вторник и среду? (18)

Сколько лет будет городу Челябинску через 230 лет? (500)

Сказка «…медведя» (3).

Пословица «… в поле не воин» (1).

Сумма всех ответов в этом кроссворде (700).

Если это число умножить на 7, то получится 42 (6).

Соль стоит 7 рублей, а сахар – на 13 рублей дороже. Сколько стоит сахар? (20)

Какую оценку ученики не любят больше всего? (2)

Если 32 разделить на 4, то сколько получится? (8)

Какого числа Рождество Христово? (7 января.)

Какую оценку ученики любят больше всего? (5)

Какого числа День независимости России? (12 июня)

Какого числа День согласия и примирения? (7 ноября)

Памятка «Как защитить свое сердце»

Человек не может изменить свою наследственность, свой возраст. Но в руках любого человека очень многое! Каждый  может отказаться от вредных привычек, выработать полезные навыки и по своему усмотрению выбрать тот стиль жизни, который поможет сердцу оставаться здоровым. Лучшая профилактика  сердечно - сосудистых  заболеваний — образ жизни. Основные рекомендации:

1. Следите за своим питанием.

2. Будьте физически активны, гуляйте минимум 30 минут в день.

3. Избегайте стрессов.

4. Регулярно проходите медицинское обследование, особо уделяя внимание состоянию сердца.

5. Разумно организуйте физические упражнения и помните, что выполняя физические упражнения, вы тренируете свое сердце, но любая тренировка должна проходить под постоянным контролем измерения тренируемых функций. Постепенность - главное условие сохранения здоровья при высоких нагрузках.

6. Следите за количеством потребляемого алкоголя.

7. Не курите сами и избегайте мест, где курят другие и вы увеличите продолжительность своей жизни примерно на 7 лет.

Помните!

Сердце – не машина, его достаточно просто необратимо испортить непродуманными тренировками и неправильным образом жизни.

Выводы.

Подведем итоги работы. Поскольку математика представляет по своей природе всеобщее и абстрактное знание, она в принципе может и должна использоваться во всех отраслях науки. Математику можно отнести к всеобщим наукам.

В данном мероприятии мы увидели, как можно использовать, имеющиеся у студента математические знания, для самостоятельной диагностики возможного наличия сердечно-сосудистых заболеваний и в процессе регулярных занятий физической культурой. Исследования мы проводили на участниках команд.

Студенты поняли, чтобы занятия физическими упражнениями принесли максимальную пользу, каждый самостоятельно занимающийся должен научиться контролировать состояние своего сердца.

Математика и математический стиль мышления совершают сейчас триумфальный марш как в науке, так и в ее применениях. Необходимо всем почувствовать это и относиться к математике с большим интересом, увлечением и пониманием необходимости математических знаний, как для любого рода деятельности и для поддержания своего здоровья, так и для жизни всего человеческого общества.