Elixír do škol

Elixír do škol - 9. setkání

Ve čtvrtek 11. 5. 2017 proběhlo v prostorách SPŠST Panská v Malé Štupartské deváté setkání projektu Elixír do škol ve školním roce 2016/2017. Projekt zaměřený na zkvalitnění výuky fyziky zejména na základních školách je podporován Nadací Depositum Bonum. Setkání, kterého se zúčastnilo šest účastníků, bylo věnováno přístrojům používaným v lékařství.

Na úvod setkání jsme domluvili místo srazu na červnové setkání – nebudeme ve škole, ale půjdeme na exkurzi na HAMU v Praze. Pak jsme přešli k tématu, které si účastníci setkání vybrali sami.

„Nechystal jsem žádné extra materiály, protože nevím, co vás bude konkrétně zajímat. Mám tu některé přístroje, které lékaři používají, a s těmi bychom si mohli pohrát a fyzikálně zdůvodnit, jak a proč se používají. Některé z nich nemám, ale můžeme pohovořit o jejich principech, když budete chtít.“

„A jedno upozornění: přístroje, které budu ukazovat, používám běžně ve výuce jako fyzikální pomůcky. Takže pokud to jsou přístroje určené pro zasouvání do různých tělesných otvorů, nezasouvejte je nikam! Přístroje nejsou hygienicky čisté.“

Poté, co ve stručnosti představíme použití špachtle, přecházíme k teploměrům. Myslel jsem si, že rozdíl mezi klasickým laboratorním teploměrem a lékařským rtuťovým teploměrem bude zřejmý všem. Ale našli se účastníci, kterým nebylo jasné, proč má lékařský teploměr zúžené místo na své kapiláře. Když jsme to vysvětlili, diskutovali jsme přesnost běžně dostupných lékařských digitálních teploměrů.

„O skutečné přesnosti nic nevím, ale možná to je jen ujištění výrobce, aby byl krytý proti případným stížnostem. Nevím. Ale dovedu si představit, že i kdyby neměl daný typ termistoru, který je uvnitř přístroje, v celém měřeném intervalu stejnou přesnost, lze to korigovat nějakou aproximační funkcí. Navíc rozsah toho lékařského teploměru je tak sedm až deset stupňů Celsia, takže tam by neměla být nepřesnost určování teploty velká. A pokud použijeme můstkové zapojení, můžeme přesnost měření teploty na základě měření elektrického odporu nebo elektrického proudu ještě zvýšit.“

Postupně jsme pak probrali i radiační teploměr i teploměr, který indikuje změnu teploty změnou barvy materiálu, z něhož je vyroben. Tento typ indikátorů je založen na kapalných krystalech.

Odsávačku hlenů a injekční stříkačku, které jsem ukázal potom, znali všichni. A všichni věděli, jak fungují. Proto jsme přešli ke stetoskopu. Po připomenutí základního principu založeného na rovnici spojitosti, si chtěl každý zkusit poslechnout činnost svého nebo sousedova srdce. A přicházeli stížnosti, že nic není slyšet, že to je asi nějaké porouchané a podobně. Nedovedl jsem si představit, jak by mohl být stetoskop porouchaný.

„Ale doktor ho používá většinou při měření tlaku krve,“ nadhodil kdosi z účastníků.

„Ano, to je pravda, k tomu se chci dostat,“ usmívám se a připravuji tonometry. Jeden klasický rtuťový a jeden moderní digitální. „Víme, jak to funguje?“ ptám se.

Byl jsem připraven na variantu, že princip jasný nebude, tak jen sáhnu za dveře a vyndám dvě hadice a pytel na odpadky. Jednu z hadic, kterou lze zakoupit jako hračku pro děti, roztočím nad hlavou a hadice v závislosti na frekvenci otáčení vydává různé zvuky.

„Tohle se zahradní hadicí neuděláte, té chybějí ty vroubky,“ vysvětluji. „Na těch vroubkách vznikají víry, které se projevují slyšitelným zvukem. Pokud nemáte tuhle hračku, stačí tzv. husí krk,“ říkám a předvádím, jak zní husí krk. Aby účastníci věřili, že do něj jen foukám a nepískám, vytvořím pomocí pytle na odpadky jakési dudy.

„A právě ty vroubky nebo nerovnosti jsou důležité pro činnost tonometru,“ říkám. „Lékař nafouknutím manžety na vaší ruce ucpe cévy. Pak začne z manžety upouštět vzduch, a jakmile začne slyšet tepání, odečte první tlak. To znamená, že se v cévách vytvořily víry, které jsou ve stetoskopu slyšet. Jakmile je céva zprůchodněna celá, víry ustanou a ustane i zvuk. V ten okamžik lékař odečte druhý, nižší, tlak.“

Pochopitelně, že si účastníci setkání chtěli tuto metodu zkusit. A byl jsem rád, že měli zájem! Pak jsme prozkoumali i digitální tlakoměr, který, jak jsme se shodli téměř všichni, lékaři neradi používají kvůli jeho menší přesnosti ve srovnání s analogovým tonometrem.

Pak jsem ukázal přístroj, který se připevňuje principem podobným kolíčku na prádlo na prst a který je schopen měřit tep a hodnotu SPO2, tedy hladinu kyslíku v krvi.

„Základem činnosti tohoto přístroje jsou dvě LED, které vyzařují elektromagnetické záření různých vlnových délek: červené světlo a infračervené záření. Na základě propustnosti těchto dvou typů záření lidskou krví, umožňují detektovat jak srdeční tep, tak i hladinu kyslíku v krvi.“ Ani jsem se nedivil, že účastníci setkání měli o prohlídku a zkoušku přístroje zájem.

Dále jsem jen ukázal bez dalšího praktického zkoušení (účastníci si to nepřáli), jak vypadá glukometr určený na měření hladiny cukru v krvi.

„Přístroj mám půjčený od mého tatínka, který je diabetik. Hladina cukru se určuje na základě vodivosti kovu, který se na speciální elektrodě vysráží v přítomnosti lidské krve. Pokud je hladina cukru v krvi vysoká a tělo nefunguje správně, někteří pacienti si píchají inzulin. K tomu se v současné době používá speciální pero,“ pokračuji a pero ukazuji. K tomu se přidají někteří účastníci setkání s příběhy svých známých i žáků, kteří používají inzulinovou pumpu.

Pak jsme pokročili k zrcátkům. Nejdříve jsem ukázal zrcátko, které používají zubní lékaři při vyšetřování zubů. Všichni správně řekli, že se jedná o duté zrcadlo, u kterého se musí zub nacházet mezi vrcholem zrcadla a jeho ohniskem. Pak vzniká přímý a zvětšený obraz.

„Ale je neskutečný,“ ozve se ze třídy.

„Ano, je, ale to nevadí. Oční čočka z něho dokáže vytvořit skutečný obraz zaznamenatelný sítnicí oka,“ dodávám.

Dalším zrcadlem bylo náhlavní zrcátko, které se používá k vyšetření dutin (nos, uši, …).

„Tady to zrcadlo je, zkuste si zahrát na lékaře a pacienta a nastavit se tak, jak to zrcadlo lékaři skutečně využívají,“ vybízím účastníky.

Několik účastníků se hned vrhne do práce a snaží se splnit úkol. Společným brainstormingem se nakonec podaří zrealizovat správnou prostorovou konfiguraci: lékař má náhlavní zrcátko, ve kterém je otvor, na hlavě a otvorem se dívá do příslušné dutiny těla pacienta. Vedle pacienta (nebo za ním) je umístěn zdroj světla, jehož světlo dopadá na zrcátko a odráží se tak, že jasně osvětluje vyšetřovanou dutinu. Tak je zaručeno, že si lékař svítí do dutiny ze stejného směru, z jakého se dívá.

Tímto experimentem jsme setkání věnované lékařským přístrojům ukončili. Na modernější technologie (tomograf, PET, gama nůž, …) se nedostalo. Možná někdy příště …

Průběh setkání zobrazují fotografie.

Autor fotografií:

Soňa Bednářová

Edita Martoníková

Jaroslav Reichl