急診醫學微積分

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你曾經遇到過對急診醫學的範圍感到困惑的病人或專家嗎?這是一種準數學的思考方式。

作為醫學先賢祠的相對新人,急診醫學有時比其他專業需要更多的解釋。病人問急診住院醫生:“你想成為哪種類型的醫生?”其他部門的老主治醫生似乎常常不熟悉急診醫學實踐的全部範圍,這與他們多年的培訓期間可能有很大的不同。公平地說,定義急診醫學確實需要一種不同於定義其他醫學領域的方法。

與大多數醫學和外科專業不同,急診醫學不涉及特定的器官係統或疾病過程,如心髒病學或腫瘤學。它也不局限於任何特定的診斷或治療方式,如放射學或麻醉學。我們還在住院和門診之間的狹小空間內工作。雖然簡單地說急診醫學處理緊急病理是一個很好的開始,但治療真正的緊急病理隻占我們在現代急診科花費的時間的一小部分。


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我已經形成了自己的方法,向醫科學生解釋如何概念化急診醫學的實踐。我用導數的概念來解釋。學生們比我更接近微積分的學習,所以我盡可能用最簡單的術語來闡述,不使用任何數字,以避免自己尷尬。它是這樣的:

想象一下,我們可以預測疾病的整個過程,並將其建模為數學函數。x軸是時間,y軸是健康。例如,考慮下麵圖1所示的冠狀動脈疾病患者的假設病程。開始時,動脈粥樣硬化的漸進過程緩慢而持久。然後有一天,在沒有任何征兆的情況下,一個斑塊破裂並引起急性心肌梗死。患者立即尋求醫療護理,冠狀動脈被適當重新打開,心肌再灌注,患者病情穩定。心肌梗死的結果是,病人發展為充血性心力衰竭。多年來,他們間歇性地遭受CHF惡化和恢複。在這段時間裏,他們的射血分數逐漸惡化,最終死亡。


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現在我們從導數的角度來看這個模型。病人病程的數學函數的一階導數(任何給定點的斜率)是病人從健康走向死亡的速率。在我們的例子病人的A點,隨著動脈粥樣硬化的緩慢進展,病人以恒定但緩慢的速度走向死亡。在C點,在心肌梗死的過程中,病人以恒定但快速的速度走向死亡。移動速率高的病人是“生病了”,移動速率低的病人是“沒有生病”。當急診醫生發現一個病人正以高而恒定的速度走向死亡時,我們的任務是降低這個速度——我們對病人進行複蘇。當我們確定病人處於疾病曲線上的C點時,我們的作用是將曲線彎曲到較低的比率。

但複蘇隻是我們工作的一小部分。我們剩下的工作可以用二階導數的概念更好地理解(函數在給定點的斜率變化率)。在病人的病程中,二階導數本質上是病人病情加重或減輕的速率。它代表了疾病發展軌跡的改變。作為急診醫生,我們在病人的疾病軌跡上尋找二階導數值較高的點。在這些拐點上,病人可能還沒有迅速走向死亡,但他們走向死亡的速度正在加快;他們生病了。在我們的示例圖表中,這是b點。患者的破裂斑塊正在增長,並成為主要的缺血事件,雖然患者走向死亡的速度目前可能較慢,但這一速度正在增加。

作為急診醫生,我們大部分時間都花在估計病人病情加重或減輕的變化率上。這種評估推動了我們專業的其他關鍵作用:識別危險條件並確定適當的處置。它要求我們比其他專業更專注於風險分層和預後,試圖確定病人在疾病曲線上的位置。這個病人的胸痛是在A點,以緩慢而恒定的速度走向死亡,還是在B點,以目前緩慢但迅速增加的速度?如果我把這個病人作為門診病人治療,他的肺炎會改善還是惡化?我是恰當地治療了病人的偏頭痛還是掩蓋了蛛網膜下腔出血的前哨出血?回答這些問題並非易事,事實上,當我們搶救病人時,往往比降低變化的速度還要困難。作為病人處置的熟練決策者,我們在連續護理中處於關鍵位置。

通常,在我過於迂腐的解釋中,這個醫科學生的眼睛會變得呆滯。但如果他們繼續關注,我認為他們已經超越了急診醫學的美化版本,對我們這個非常困難的專業有了更現實的理解。


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作者簡介

McVane博士是紐約市埃爾姆赫斯特醫院的急診內科醫生

7評論

  1. 有趣的文章,本。我不得不深入學習微積分,但這是解釋你觀點的一種非常有效的方法。

  2. \sum_{i=1}^{n} i^3 =1 ^3 + 2^3 + 3^3 +…+ n^3 = {n ^2(n+1)^2 \ / 4}} $是急診醫學的一個更簡單的數學描述,其中i是診斷結果,n是患者人數,$是你下班帶回家的錢。除以4是你為了把錢帶回家而必須避開的律師數量。

  3. 這僅僅是它的概念上的美麗——我可以看到醫學生的眼睛呆滯——但無論如何,任何其他解釋都會發生這種情況!

  4. 我認為威廉·奧斯勒說得最好。“...,,,...........它是不確定性的科學和概率的藝術”。他說的是一般的醫學但我認為它更能描述急診室。

  5. 微積分在醫學上有幾種用途。首先是藥物的作用。在微積分中,理解它的一種方法是使用非零的一階導數。二是為了青少年的成長。它是用來調節給青少年的藥物劑量的。微積分在醫學上還有另一種用途,那就是計算癌症的體積。在微積分中,計算癌症的體積可以用積分盤、環、折2、甚至折3。之後,放射腫瘤學家將計算所使用的激光強度方程。從這些用途中,可以得出結論,微積分在醫學上有用途。

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