تطبيقات طبية لحل المعادلات الخطية !

عبدالله أبو شرخ
(Abdallah M Abusharekh)

الحوار المتمدن-العدد: 4255 - 2013 / 10 / 24 - 08:49
المحور: التربية والتعليم والبحث العلمي
    

ملاحظة: هذا المقال مخصص لكليات العلوم وبالذات لمعلمي ومعلمات الرياضيات

عندما تضع العنوان في محرك بحث جوجل فإنك لن تحصل على أي رابط باللغة العربية، ولكن عند وضع العنوان باللغة الإنجليزية " medical application for linear equation " فإن عشرات الروابط سوف تظهر.

فحوى المقال نشرته مجلة Math Teacher الأمريكية في العام 1995، وهو مهم جداً في تعليم وتعلم الرياضيات في المرحلة المتوسطة والثانوية.

إن تعليم وتعلم الرياضيات بصورة عامة يعاني من ندرة الأمثلة الحياتية التي تقنع المتعلمين بجدوى المادة، من هنا فإن هذا التطبيق يشد انتباهنا إلى قضية جد هامة، وهي لماذا نتعلم حل المعادلات الخطية ؟!

من الجميل بالطبع أن يتعلم الطلبة حل نظام المعادلتين هندسياً ثم يطابق النتيجة بالحل الجبري، ولكن في الحقيقة أن العالم المتقدم قد أضاف هذا التطبيق الطبي الذي يوضح لنا كيف أن الكمبيوتر يقوم بحل معادلات خطية من أجل رسم صورة دماغية للكشف المبكر عن السرطان !

غني عن القول أن صعوبة تعامل الطب مع الدماغ كانت مشكلة مقلقة لعدم التمكن من فتحه أو جراحته للكشف عن الأورام.

تعتمد الفكرة هنا على إطلاق أشعة خاصة على الدماغ يتم استقبالها بواسطة ماسح scanner موصول بجهاز كمبيوتر. الكمبيوتر يمكنه تحديد كمية الطاقة التي تم امتصاصها بعد مرور الأشعة في الدماغ. ولكن الأشعة لا تمر من خلية واحدة بل من عدة خلايا.

في 2 مليميتر مكعب يقوم الكمبيوتر بقراءة كميات الأشعة المتعلقة بثلاث خلايا، لنفرض أن الخلايا الثلاثة هي A,B,C موزعة على شكل رؤوس مثلث. هناك طاقة تم امتصاصها جراء مرور الشعاع في الخلايا A,B فيكون الكمبيوتر معادلة ( افتراضية ) بسيطة مثل A+B = 5، وبالمثل تتكون معادلة جراء مرور الشعاع في الخلايا A, C مثل A+C = 3.8 وكذلك معادلة للخليتين B,C مثل B+C = 2.6 .

يقوم الكمبيوتر بحل المعادلات الآنية الثلاثة لحساب القيمة المناظرة لكل خلية. وبناء على قيمة امتصاص الخلية لطاقة الشعاع يتم تحديد نوع الخلية، وهي إحدى ثلاث أنواع:
1- خلية حية سليمة
2- خلية عظم
3- خلية سرطانية ( لو كانت موجودة )

بالطبع فإن ما يحدث في 2 ملم مكعب سيحدث في كافة أنحاء الدماغ بعد إجراء كامل المسح.

ولكن كيف يمكن للكمبيوتر أن يحدد نوع الخلية ؟؟! في الحقيقة أن الأبحاث ذات العلاقة أثبتت أن الخلية الحية السليمة لا تمتص إلا قدراً ضئيلاً من الطاقة، أي أنها تسمح للشعاع بالمرور دون أن يفقد شيئاً يذكر من الطاقة، بينما خلية العظم تمتص معظم طاقة الشعاع. الأمر العجيب هنا أن الخلية السرطانية تتصرف طبقاً لقيمة وسطية واضحة تقع بين قيمتي الخلية السليمة وخلية العظم فتظهر على شاشة الكمبيوتر بصورة غامقة ! بمعنى آخر أن الكمبيوتر لا يرى الأورام مطلقاً ولكنه يحسب أرقاماً تنحصر ضمن مجال محدد ليختار نوع الخلية وينفذ أمراً برسمها على الشاشة.

شكرا لاهتمامكم

#عبدالله_أبو_شرخ (هاشتاغ)       Abdallah_M_Abusharekh#          

---

ترجم الموضوع إلى لغات أخرى - Translate the topic into other languages

---

الحوار المتمدن مشروع تطوعي مستقل يسعى لنشر قيم الحرية، العدالة الاجتماعية، والمساواة في العالم العربي. ولضمان استمراره واستقلاليته، يعتمد بشكل كامل على دعمكم. ساهم/ي معنا! بدعمكم بمبلغ 10 دولارات سنويًا أو أكثر حسب إمكانياتكم، تساهمون في استمرار هذا المنبر الحر والمستقل، ليبقى صوتًا قويًا للفكر اليساري والتقدمي، انقر هنا للاطلاع على معلومات التحويل والمشاركة في دعم هذا المشروع.
 

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل