医学は数学したい

サイエンスが好きだった。

数学・物理・化学・生物、どれも楽しかった。

 

進路選択の時に、どれかに絞りたくないと思ってしまった。

弾き出した解が、「医学部に入れば、系統選択を回避出来るし、好き勝手に勉強出来るのでは?」だった。

 

医学部に入った。研究室ローテーションなどがあった。

細胞生物学の研究をした。

基礎医学臨床医学の授業も受けた。臨床実習も。

そこで気づいた。

 

「生物(としての医学)は面白い。だけど、今の理解の枠組みは面白くない。」

「大規模で複雑で不確実性を持った系を扱う手法を考えるべきだ」

 

化学に精通した友人と語らった。

「化学は面白い。でも、結局量子論が本質だって気づいた。」

化学は、物理に内包される、ということなのかと考えた。

 

数学・(数理)物理が好きだし、期待している。

「臨床の現場で、曖昧にされていることを、数理的に扱えたら面白いだろう」

「人体を、医学とは何たるやを、数理で描きたい」

 

「医学という分野が、数学を学習した果てを見てみたい」

 

 

やりたいこととやるべきこと。この二つを両立させるのは簡単ではない。でもその先に面白い時代があるのかもしれない。

医学各論大全(2024/12/31まで毎日更新)

0. 初めに

お久しぶりです。段々と寒くなり、冬の訪れを感じます。

ところで、厚生労働省のホームページ(https://www.mhlw.go.jp/stf/shingi2/0000128981_00001.html

から医師国家試験の出題基準なる文書に出会ることはご存知でしょうか。

そこに、各項目ごとにどれだけの割合で出題されるかが明記されています。

勉強がてら、それを参考にした図鑑ないしは辞書様のブログを作りたいと思いました。

基本的に「医学各論」の形式に準拠して、その小項目について整理していくつもりです。

注意事項1. 毎年出題基準が変わっているので読者諸賢は最新版を参考にして欲しいです。

注意事項2. 本ブログの主題である数理・物理的医学とは(今はまだ)かけ離れたものですが、ご容赦下さい。

始めましょうか。

  • 0. 初めに
  • 1. 先天異常、周産期の異常、成長・発達の異常 約5%
    • 妊娠の異常
      • 妊娠初期の異常
      • 妊娠中・後期の異常
      • 合併症妊娠
      • 母子感染
    • 分娩・産褥の異常
      • 前期破水
      • 陣痛の異常
      • 産道の異常
      • 胎位の異常
      • 胎盤の異常
      • 臍帯の異常
      • その他の難産
      • 分娩時裂傷
      • 出血と産科ショック
      • 産褥の異常
    • 胎児・新生児の異常
      • 胎児異常
      • 新生児仮死
      • 新生児の分類と異常
      • 新生児の呼吸障害
      • 新生児黄疸
      • 新生児のけいれん
      • 新生児の感染症
      • その他の新生児疾患
    • 性分化・染色体異常、先天異常および成長発達の障害
      • 染色体・遺伝子異常
      • 性分化・性器の異常
      • 内分泌の異常
      • 成長・発達の障害
  • 2. 精神・心身医学的疾患 約5%
    • 症状性を含む器質性精神障害、精神作用物質使用による精神および行動障害
    • 気分障害統合失調症と類縁疾患
    • 不安症、ストレス関連症、身体的苦痛症または身体的体験症
      • 不安障害<不安症>
      • 強迫性障害強迫症
      • ストレス関連症
      • 解離性<転換性>障害<解離症>
      • 身体的苦痛症または身体的体験症
    • 生理的障害、身体的要因に関連した障害
    • 小児・青年期の精神・心身医学的疾患、成人の人格・行動障害
      • 知的障害<知的発達症><精神遅滞
      • 学力の特異的発達しょうがい
      • 広汎性発達障害
      • 自閉スペクトラム症
      • 注意欠如多動性障害<注意欠如多動症><ADHD
      • 秩序破壊的または非社会的行動症候群
      • 場面寡黙
      • チック症<チック障害>
      • コミュニケーション症<コミュニケーション障害>
      • 小児器のストレス関連症<関連障害>
    • 成人のパーソナリティ・行動障害
      • パーソナリティ障害<パーソナリティ症>
      • 習慣および衝動の障害
      • 性嗜好(パラフィリア)症
  • 3. 皮膚・頭頸部疾患 約11%
    • 炎症性皮膚疾患
    • 腫瘍・母斑性皮膚疾患
    • その他の皮膚疾患
      • 遺伝性水疱症
      • 後天性水疱症
      • 遺伝性角化症
      • 炎症性角化症
      • 膿疱症
      • 光線過敏症
      • 色素異常症
      • 遺伝性皮膚疾患
      • 発汗異常症
      • 細菌感染症
      • 皮膚抗酸菌症
      • 皮膚真菌症
      • 動物性皮膚疾患
      • ウイルス感染症
      • 痤瘡
      • 脱毛症
      • 肉芽腫症
      • ムチン沈着症
      • アミロイド沈着症
    • 視機能異常、視神経疾患
      • 視機能異常
      • 視神経疾患
      • 眼位・眼球運動障害
    • 眼窩・外眼部・前眼部・眼球の疾患
      • 眼窩の異常
      • 眼瞼の異常
      • 眼表面・涙器の異常
      • 眼組織の異常
    • ぶどう膜・網膜・硝子体疾患
    • 外耳・中耳疾患
    • 内耳・神経疾患
    • 鼻腔・副鼻腔・喉頭疾患
    • 咽頭・口腔・唾液腺疾患
    • 損傷・奇形
  • 4. 呼吸器・胸壁・縦隔疾患 約7%
    • 感染性呼吸器疾患
    • 気管・気管支・肺の形態・機能異常、外傷
      • 気管・気管支の異常
      • 肺の異常
      • 気管支・肺の異常
      • 外傷
    • 免疫学的機序が考えられる肺疾患
    • 実質性・間質性肺障害
      • 特発性間質性肺炎<IIPs>
      • IIPs以外の原因不明疾患
      • 医原性肺疾患及び化学物質による肺障害
      • 急性呼吸不全
      • じん肺
      • 先天異常・代謝異常に基づく疾患
    • 肺循環異常
      • 肺水腫
      • 血栓塞栓症
      • 肺高血圧症
      • 肺性心
      • 肺動静脈瘻
    • 気管支・肺・胸膜・縦隔の腫瘍
      • 肺悪性腫瘍
      • 他の気管支・肺腫瘍
      • 縦隔腫瘍
      • 胸膜腫瘍
      • 癌性胸膜炎
      • 癌性リンパ管症
      • 胸膜・縦隔・横隔膜・胸郭の形態・機能異常と外傷
      • 胸膜
      • 縦隔
      • 胸壁・横隔膜
    • 呼吸調節異常
      • 異常呼吸
  • 5. 心臓・脈管疾患 約10%
    • 不整脈
    • 心不全
    • 先天性心疾患
      • 左右短絡疾患
      • 右左短絡疾患
      • その他のの複雑心奇形
    • 弁膜症
    • 虚血性心疾患
    • 心筋・心膜疾患、心臓腫瘍、外傷
    • 血圧異常
      • 本態性高血圧
      • 二次性高血圧
      • 高血圧緊急症
      • 起立性低血圧
    • 脈管疾患
      • 大動脈疾患
      • 末梢動脈疾患
      • 静脈疾患
      • リンパ管疾患
  • 6. 消化器・腹壁・腹膜疾患 約13%
    • 食道疾患
    • 胃・十二指腸疾患
    • 小腸・結腸疾患
    • 直腸・肛門疾患
    • 消化管共通疾患
    • 肝疾患
    • 胆道疾患
    • 膵疾患
    • 横隔膜・腹膜・腹壁疾患
    • 急性腹症
    • 損傷、異物
    • その他の重要な小児領域の疾患
  • 7. 血液・造血器疾患 約5%
    • 赤血球系疾患
      • 代謝障害
      • 巨赤芽球性貧血
      • 溶血性貧血
      • 造血不全症
      • 二次性貧血
      • 出血性貧血
      • 二次性赤血球増加症
    • 白血球系疾患とその他の骨髄性疾患
      • 無顆粒球症
      • 骨髄系腫瘍
      • 白血病反応
    • リンパ系疾患
    • 出血性疾患と血栓傾向
      • 血小板の異常
      • 凝固因子の異常
      • 血管の異常による出血傾向
      • 血栓性疾患
    • その他の重要な小児領域の疾患
      • 小児血液疾患
      • 小児造血器腫瘍
  • 8. 腎・泌尿器・生殖器疾患 約12%
    • 糸球体病変
    • 血管・尿細管・間質病変
    • 腎機能の障害による異常
    • 腎・尿路結石と尿路閉塞性疾患
    • 腎・尿路・生殖器の炎症
    • 腎・尿路・男性生殖器の腫瘍
      • 腎・上部尿路腫瘍
      • 下部尿路腫瘍
      • 男性生殖器腫瘍
    • 女性生殖器の類腫瘍・腫瘍
      • 外陰の腫瘍
      • 子宮頸部の類腫瘍・腫瘍
      • 子宮体部の類腫瘍・腫瘍
      • 卵巣腫瘍
      • 子宮内膜症、子宮腺筋症
      • 絨毛性疾患
      • その他の婦人科腫瘍
    • 月経異常、不妊、不育
    • 更年期・閉経後障害
    • その他の尿路・生殖器異常
  • 9. 神経・運動器疾患 約9%
    • 脳血管障害
    • 脳腫瘍
    • 神経・運動器の感染性・炎症性疾患
    • 神経変性・代謝性・脱髄疾患、中毒
    • 末梢神経・神経筋接合部・筋疾患
      • 末梢神経の炎症性・遺伝性・代謝性疾患
    • 発作性・機能性・自律神経系疾患
    • 脊椎・脊髄疾患、骨・関節系統疾患
    • 上肢・下肢の運動器疾患、非感染性骨・関節・四肢軟部疾患
    • 骨・軟部腫瘍と類似疾患
    • 神経・運動器の外傷、脳・脊髄の形成異常、神経皮膚症候群、その他
      • 頭部外傷
      • 脊髄損傷
      • 骨折
      • 関節の外傷
      • 四肢軟部損傷
      • 四肢切断
      • スポーツ外傷
      • 外傷の合併症
      • 水頭症
      • 先天奇形
      • 神経皮膚症候群、母斑症
    • その他の重要な小児領域の疾患
  • 10. 内分泌・代謝・栄養・乳腺疾患 約8%
  • 11. アレルギー性疾患、膠原病、免疫病 5%
    • アレルギー性疾患
    • 膠原病と類縁疾患
      • 関節リウマチとその類縁疾患
      • 脊椎関節炎とその類縁疾患
      • 全身性結合組織病とその関連疾患
      • 血管炎症候群とその関連疾患
      • 結晶誘発性関節炎
      • 自己炎症性疾患
      • その他の類縁疾患
    • 原発性免疫不全症
    • 続発性免疫不全症
    • その他の重要な小児領域の疾患
  • 12. 感染性疾患 約8%
  • 13. 生活環境因子・職業性因子による疾患 約5%
    • 食中毒、病害動物による疾患
    • アルコールによる障害、薬物依存・中毒
    • 喫煙による障害
    • 産業中毒とその他の職業性疾患
    • 物理的原因・生活環境因子による障害
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Intermediate value theorem, point cloud data, bipartite matching.

This is the problem that when you given same number of black dots and white dots in plane, you should make bipartite matching connecting black and white dots, while no edges intersect.

By induction, you can make smaller subproblem.

Comment : It is beautiful to use intermediate value theorem.

en.wikipedia.org

en.wikipedia.org

Viterbi algorithm

en.wikipedia.org

隠れマルコフモデルがあって、

そこからの出力の時系列データがある時、

 

中での状態の推移がどうなっているのかを知りたいことがある。

そんな時に、確率的に最もありそうな状態の時系列を得るアルゴリズムが、Viterbi algorithmだ。

 

Pseudocodeも記載されている。手法は貪欲。

 

医療面接の問診事項の覚書き

問診事項のメモ。

 

OPQRST

発症様式、増悪・緩和、質と量、場所・放散痛、随伴症状、時間経過

かきくけこさしすせたあべ

家族歴

既往歴

健康診断

渡航

酒たばこ

職業

ストレス

性交歴・月経歴

体重変化

アレルギー

便・尿

9 Circles Packing in a Square, Contraction Mapping, Iterative Algorithm

www.cambridge.org

this paper shows the proof of 9 circles packing in an square.

They show some configuration of 9 points, that achieve packing.

Next, they make 9 square. Each square contains 1 point.

Then, they make iterative algorithm that shrinks the size of square by the restriction of distance between points. Specifically, certain area in the square cannot be used, so they want to delete that.

 

Then, there is recurrence formula of the side of square. This is contraction, so the 9 squares converges to the 9 points. That completes the proof.

 

Comment : Very cool. One of the cool point here is they can show the uniqueness of the configuration at the same time.

 

Square packing problem, Pigeonhole problem

https://ir.cwi.nl/pub/10189/10189D.pdf

Proof of 5 square packing in a square.

In this papar, after define some nice length, slightly smaller-size square are prepared, and the 4 nice points are selected.

And, it is shown that each of the square covers at least one of the 4 nice points.

Due to the pigeon hole principle, there is an overlap of square.

Thus, that nice length is the the lower bound.

 

www.combinatorics.org

for the 10 and 11 square packing problem, much difficult but similar trick are used to show the lower bound.

 

en.wikipedia.org

 

Comment : I understand how to show the certain square is minimal, proving lower bound, and find nice arrangement in that square. Square packing problem is very interesting.

 

Real tree, quotient space, Gromov product

en.wikipedia.org

from wikipedia.

 

As a continous extension of discrete graph, we can consider real tree, which is in the metric space.

there are several conditions that real tree must satisfy. (such as Gromov product)

 

The interesting thing is for the nonnegative function e(x) on the domain, with some metric function

d(x,y) = e(x) + e(y) - 2 min{e(z) | z in Ω}

x ~ y if d(x,y) = 0

 

then, the (Ω/~, d) is real tree. see the above animation in wikipedia.

 

Comment : In biological data analysis, we often want to obtain some graph structure from data. Then this kind of idea may be helpful to convert function into real tree.