书城科普读物文明的记录——科技发明
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第16章 生命的保护神——生物医药(2)

扁鹊

扁鹊:姓秦,名越人,战国时鄚(读音:mò)地人,医术高明。所以人们就用传说中的上古神医扁鹊的名字来称呼他。有一次扁鹊行医到虢(读音:guó)国,虢国的太子死了,正要下葬。扁鹊问明了其病情后,断定太子未死,先用针刺疗法,一会儿太子醒来,又把药物敷在太子肋下,一会儿,太子就站了起来,最后给太子配汤药喝,仅仅服了30多天,太子就完全康复了。

不为动物咬伤而恐慌——狂犬疫苗的出现

现在人们都知道,人一旦被狗咬了得赶紧上医院,迅速注射狂犬疫苗,否则不久可能会狂犬病发作。然而你知道发明狂犬病疫苗的人是谁吗?也许你对他并不熟悉,他就是法国伟大的科学家路易斯·巴斯德。

狂犬病疫苗诞生

巴斯德9岁时,曾经看到过有一个被疯狗咬伤的人,那个人跪在铁匠面前,请求他用烧红的铁,烙在被疯狗咬伤的伤口上,在那个人的惨叫声中,巴斯德吓得捂起耳朵,飞快地跑开。但是,即使用这种野蛮的方法进行治疗,那个狂犬病人仍然死了。

巴斯德大学毕业后,荣获了博士学位,并担任了教授。但他永远忘不了小时候听到的那凄惨的叫声,于是他决心对当时流行的狂犬病进行研究。巴斯德为了弄清狂犬病病毒传染问题,多次用疯狗和兔子来试验。他有时把疯狗的唾液注射到健康的兔子身上,有时让疯狗直接去咬兔子。

有一次,一只疯狗疯病发作,口流唾液,但就是不肯去咬兔子。为了取得疯狗的唾液,巴斯德俯身下去,口含一个玻璃滴管,对着疯狗的嘴巴把毒液一滴一滴吸入口中的滴管,他是如此坚定,似乎忘却了自己是在同死亡较量。

在研究狂犬病疫苗的过程中,巴斯德以其不畏艰难、勇于牺牲的坚强意志和实事求是的科学态度,坚韧不拔地进行了无数次试验。最后,他终于在1889年发明了狂犬病疫苗。

被疯动物咬伤后,不注射狂犬疫苗会发生狂犬病吗

被疯动物咬伤后,未注射狂犬疫苗,也不一定都会发生狂犬病。是否发生狂犬病,与咬人动物的种类,所含病毒的毒力强弱,进入人体内的病毒量,受伤者的年龄,身体状况,咬伤部位,伤势轻重,咬伤后伤口局部处理情况等因素有直接关系。

穿透人体的医生——X射线的发现

X射线是由德国物理学爱W.K.伦琴于1895年发现的,故又称伦琴射线。X射线的穿透本领很强,能透过许多对可见光不透明的物体。它可以使很多固体材料发生可见荧光,使照相底片感光等。

伦琴意外发现闪光

1865年,20岁的伦琴,说服父母到苏黎世综合技术学院学习物理,但大学里的一般物理课程教学已经不能使他满足。后来,他听说德国沃兹大学的康特教授德高望重,便登门求教,并拜康特为师,当了康特教授的助教。在老师的悉心指导下,伦琴成长得很快。

1895年,伦琴在沃兹堡大学期间,非常热衷于阴极射线管的研究。由于阴极射线管中的辉光非常微弱,所以在做实验前一定要把屋子遮得很暗。

有一次,伦琴用一张黑纸把阴极射线管严严实实地包好,不让一丝光露出来,然后看看屋子里是否很暗。就在这时候,他看到桌子上距阴极射线管1米左右的一张纸在闪闪发光。伦琴不知道这是哪里漏出来的光,他在黑暗的屋子里找来找去,也没有找到一处漏光的地方。最后他把阴极射线管的电源切断,闪光才消失。

X射线诞生

为了进一步研究,伦琴在实验室里连续工作了6周,结果他发现从阴极射线管射出的这种看不见的未知射线,具有强大的穿透能力,玻璃、橡胶都挡不住。就算他把荧光纸放到隔壁实验室,这张纸仍然闪闪发光。后来,他又用各种金属进行实验,他发现除了铅和铂以外,其他的金属同样都能被穿透。由于这种了不起的射线尚属未知,于是伦琴给它命名为x射线。

伦琴获得第一个诺贝尔物理学奖

1895年圣诞节前夕,伦琴给他妻子的手拍了一张X光片。随后发表了关于他拍摄妻子手骨照片的论文并演示了拍摄过程。那个时候,诺贝尔奖刚刚设立。评奖委员会在1901年将第一个物理学奖颁发给伦琴时,特别指出,这位德国学者的发现,具有“实际应用结果”。当时的伦琴,已经非常有名,获得了不少的奖誉,所以,把刚刚问世的诺贝尔奖发给他,不仅给他本人带来荣誉,而且也有利于提高这一新奖的声誉。然而,诺贝尔奖章程中唯一要求的获奖发言,伦琴却从来没有做过。这位著名的科学家,不爱在公共场合抛头露面,一生中经常躲避这样的发言。

20世纪的“照妖镜”——CT扫描仪的发明

CT的全称是CT-X线电子计算机体层摄影仪,它是电脑与X光扫描综合技术的产物,集中了当代一系列不同技术领域的最新成就。它能把人体一层一层地用彩色图像显现出来,达到查出人体内任何部位的微小病变的目的。

震动医学界的产物

CT的研制始于20世纪60年代。1963年,美国物理学家科马克首先提出图像重建的数学方法;1967年,英国工程师汉斯菲尔德,在前者的基础上继续进行研究,并于1969年,制作了一架简单装置,此装置是用加强的x线为放射源,对人的头部进行实验性扫描测量,结果,他取得了惊人的成功,这次扫描测量得到了脑内断层分布图像。

1971年9月,汉斯菲尔德与神经放射学家合作,安装了第一台原型设备,并在同年10月4日正式检查了第一个病人。当时患者仰卧在这台设备上,x射线管在对人体扫描时它下方的一台计数器装置也同时旋转。由于人体器官内的病理组织和正常组织对x射线的吸收程度不同,这些差别会反映在计数器上,经电子计算机处理,便构成了身体部位的横断图像,并呈现在荧光屏上。这次试验的结果在1972年4月召开的英国放射学家研究年会上首次发表,同时也宣告了CT的诞生。这一宣告震动了医学界,它被称为自伦琴发现x射线以来放射诊断学上最重要的成就。

除了医学上的CT扫描仪,还有一种是计算机外部仪器设备,通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入设备。照片、文本页面、图纸、美术图画、照相底片、菲林软片,甚至纺织品、标牌面板、印制板样品等三维对象都可作为扫描对象,提取和将原始的线条、图形、文字、照片、平面实物转换成可以编辑及加入文件中的装置。

心脏的跳动电影——心电图仪的发明

心电图仪又叫心电描记器,是心脏病患者检查病情的严重程度和病后恢复的情况常用的仪器。提到这项了不起的发明,人们应该感谢一个人,那就是爱因索文,正是他在1903年发明了这项技术。

心电图仪的诞生

爱因索文于1860年出生于西印度群岛,1885年取得医生资格。他的第一项发明便是心电描记器,但它最初叫弦线电流计。弦线电流计是在一个磁场的两极之间悬有一根很细的镀银的石英丝的仪器,在有电流通过它时,石英丝(或称为弦线)便会摆动到一定的位置(在与磁力线垂直的方向上)。这种精巧的装置特别适合于测量极其微弱的电流,例如肌肉收缩时产生的电流。

这项发明诞生之后,爱因索文便决定用它来研究人类心脏的活动(在爱因索文之前,已有两个德国科学家发现了青蛙的心脏能产生电流的现象)。经过试验,爱因索文发现,通过把弦线电流计的电极,置于一个病人的手臂和肌腱上的方式能够探测到心脏向全身泵送血液时通过心肌的电脉冲。

后来,爱因索文又想出了一种记录下这种电脉冲的绝妙的方法:当弦线电流计的弦线偏移时,用一条长长的感光纸挡住一束光,并让其不断地移动,这束光能在纸上留下阴影,这样就能画出心电图来——伴随心脏肌肉活动的电活动的连续记录。

西印度群岛

西印度群岛是北美洲的岛群,位于大西洋及其属海墨西哥湾、加勒比海之间,北隔佛罗里达海峡,与美国佛罗里达半岛相望,东南邻近委内瑞拉北岸,从西端的古巴岛到委内瑞拉北海岸的阿鲁巴岛,呈自西向东突出的弧形,伸延4700多公里。面积约24万平方公里。

聆听心脏的声音——听诊器的“窃听”风云

听诊器可以说是每个医生必备的检查用具了,它构造虽然简单,但却很重要,它是医师最常用的诊断用具,是西医医师的标志。

发明者最初的医学熏陶

雷奈克的全名叫何内·希欧斐列·海辛特·雷奈克,出生于1781年2月17日,当时的法国医学正处于黄金时代。雷奈克6岁那年,他的母亲便因肺结核去世了,他父亲是个小公务员,由于担负不了沉重的生活负担,就把小雷奈克送到他的叔叔居洛木·雷奈克医师那里寄养。居洛木不是一般的医师,他早先在巴黎学习医学,其间曾到德国进修,最后毕业于历史悠久的蒙佩里大学。由于他的医术精湛,在短短的两年内就当上了南特大学医学院的院长。在当时的南特地区,居洛木可以说是显赫一时。少年时代的雷奈克本来很喜欢机械工程学,但由于受叔叔的影响,雷奈克最终还是选择了医学作为以后的职业,并在叔叔的帮助下,于14岁时进入南特大学附属医院开始学习医学。

医学史上的重大发明就在一瞬间

1816年,在巴黎待了十几年也没被政府医院任用的雷奈克已经35岁,正准备回到南特大学时,意想不到的一件事不仅改变了他的一生,而且也改变了医学的历史——内克医院决定聘用他!非常可笑的是,这位在欧洲大名鼎鼎的医学研究者之所以能获得他期待许久的工作,不是因为他超凡的能力和巨大的发展潜力,而是单纯地因为人际关系。雷奈克的一个名叫贝菲的朋友正好升职为内政部长,有权决定谁到内克医院任职。

不管怎么说,雷奈克就是在内克医院发明了使整个医学前进一大步的听诊器。他的一位名叫格拉维尔的学生在关键时刻正好在场,这个来自英格兰的年轻人记下那天是9月13日。格拉维尔的记录带有几分野史意味:“早上雷奈克医师在卢浮宫广场散步时,看到几个孩子正在玩他在孩提时代常玩的一种游戏——一个孩子附耳于一根长木条的一端,他可以听清楚另一个孩子在另一端用大头针刮出的密码。绝顶聪明的雷奈克一下子想到他的一个女患者的病情……他立即招来一辆马拉篷车,直奔内克医院。他紧紧卷起一本笔记本,紧密地贴在那位美丽少女左边丰满的乳房下——长久困扰着他的诊断问题迎刃而解了!于是,听诊器诞生了!”然而,雷奈克在回忆录中这样写道:“1816年我去探视一位年轻的女患者,她正因心脏病的症状而受苦。由于她体形肥胖,以手敲诊或触诊断又起不了作用,而附耳于其胸口做诊断又不被风俗允许,我忽然想到少年时用木杆传递声音的游戏,我的意思是,音响学里指出,声音透过某些固体的传递可以达到放大的效果。灵光一现之后,我立刻用纸卷成圆筒,结果一点也不意外,我听到心脏运动的声音,比我以前任何一次直接附耳于患者胸口来得更清晰。那一刻,我思索着,这是一个好办法,除了心脏以外,胸腔内器官运动所制造的声音,应该也可以使我们更确认其特性……”显然就在一瞬间,一个卷起的纸筒使临床医学向前迈进了一大步。

跳动的精彩——心脏起搏器的问世

威胁现代人类健康的最大杀手是什么?不是AIDS,不是癌症,甚至不是车祸,而是心脑血管疾病。拥有一颗好心脏,你就减少了一半的健康风险。而心脏起搏器对心脏的保护和治疗,可以说是20世纪最伟大的健康发明。

人工心脏起搏的开创时代

在前人研究的基础上,1952年1月,美国哈佛大学医学院佐尔医生首次在人体胸壁的表面施行脉宽2毫秒,强度为75~150伏的电脉冲刺激心脏,成功地为1例心脏停搏患者进行心脏复苏,挽救了这位濒临死亡病人的生命。电极缝在胸壁,使电刺激起搏心脏的同时也刺激胸部肌肉,引起局部肌肉的抽动和疼痛,这一创举立即受到医学界和工程技术界人士的广泛重视,迎来了心脏病学的一个变革时期,临时性心脏起搏器术逐渐被医学界广泛接受,成为一种常规的缓慢性心律失常的治疗方法。佐尔被尊称为“心脏起搏之父”。

佐尔的这一创举是其多年潜心研究的硕果。最初他在狗的身体上进行实验,将刺激电极缝置在胸壁和食管处,细心观察刺激电极能否起到起搏心脏的作用。此后,佐尔研究成功一种标准类型的起搏器,他用一根长线状电极放置在狗的食管内,另一根缝置在狗的心包上,实验结果表明,电的脉冲刺激能引起心室有效的收缩,可使已经停跳的心脏复跳,并维持有效的血液循环。接着他又着手改进心外起搏技术和仪器,力求起搏仪器操作简单,功能完善,便于临床使用和推广。佐尔的研究中发现,当电流达50~200毫安(或30~50瓦)时,心脏才对刺激起反应,当刺激电极的负极与心肌紧密贴近时,有效起搏心脏所需的能量相对较低。起搏刺激的脉宽一般需要2~3毫秒,而且不易产生竞争性效应。他也注意到,心动过速或室颤引起心肌本身缺血和缺氧时,应用电脉冲刺激容易引起两种心律的竞争。1960年,佐尔等人分别通过开胸手术,植入心脏脉冲发生器及电极导线系统,使临时性起搏技术开始走向永久性。佐尔卓有成效的工作开创了心脏停搏的有效急救方法,开创了人工心脏起搏的新时代。