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第20章 人体重大发明、发现(11)

1268年,一位英国学者培根看到许多人因视力不好,不能看清书上的文字,就想发明一种工具来帮助人们提高视力。为此,他想了很多办法,做了不少试验,但都没有成功。一天雨后,培根来到花园散步,看到蜘蛛网上沾了不少雨珠,他发现透过雨珠看树叶,叶脉放大了不少,连树叶上细细的毛都能看得见。他看到这个现象,高兴极了。培根立即跑回家中,翻箱倒柜,找到了一颗玻璃球。但透过玻璃球,看书上的文字,还是模糊不清。他又找来一块金刚石与锤子,将玻璃割出一块,拿着这块玻璃片靠近书一看,文字果然放大了。后来他又找来一块木片,挖出一个圆洞,将玻璃球片装上去,再安上一根柄,便于手拿,这样人们阅读写字就方便多了。

16世纪,眼镜进入发展的新阶段,有人开始用凹球镜矫正近视眼。那时,镜片是石英做的,镜框用骨、金属、皮革制成,旁边有一手柄,用手把镜片放到眼前。后来,眼镜由意大利迅速传到德国、西班牙、法国和英国。1629年,英国出现制造眼镜的公司。17世纪,西班牙的眼镜制造者在眼镜架的两边各加一个丝带圈,套在耳朵上固定眼镜。西班牙和意大利的传教士把这种眼镜传到了中国。18世纪,中国人发明了“耳撑”。1730年,英国配镜师爱德华·斯凯莱特制作了眼镜的边架,使用硬的眼镜腿夹在耳朵上面固定眼镜,成为现代眼镜的雏形。1784年,美国科学家、政治家富兰克林发明了远近视两用眼镜。1825年,英国天文学家乔治艾利发明了能矫正散光的眼镜。

自13世纪人类发明镜片以来,一直用水晶玻璃磨制镜片,中国采用除采用水晶外,还使用人造水晶,后来使用玻璃镜片。1937年法国发明了一种叫压克力的塑料眼镜片,虽不易破碎,但清晰度差。1954年,法国一位工程师从制作飞机座舱的材料中受到启发,从而发明了树脂镜片,自此以后,这种镜片便成为世界镜片王国的至尊,一直沿用到今天。

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眼睛是重要的人体器官,保护视力要从小做起,应做到:不在强烈的或太暗的光线下看书、写字;读写姿势要坐端正,眼与书之间要保持30厘米以上的距离;不躺着看书;乘车走路时不看书;读写时间不宜过长,每隔50分钟左右要放松休息一下;不要长时间观看电视节目、操作电脑和玩电子游戏。

体温计的发明

人体各部的温度有所不同,一般体表暴露部位的温度易受外界气温的影响,机体深部的温度比较稳定,所以生理上的体温指的是人体内部或深部的温度。测量体温要用体温计,那么,体温计是怎么发明出来的呢?

意大利著名物理学家伽利略在威尼斯的一所大学里教书时,一天,有几位医生来拜访他,并问这位科学家:“先生,人生病时,一般体温总是会升高,有什么办法帮助我们准确的测出体温,诊断病情呢?”医生们的这个请求,引起了伽利略的注意。

一次,伽利略给学生上物理实验课,他边进行操作,边进行讲解,学生们都听得入了迷。伽利略问一个学生;“当水的温度升高,并达到沸点时,罐内的水平线为什么会上升?”“因为水到达沸点时,体积增大,水就膨胀上升;水冷却,体积缩小,又会降下来。”这个学生作了正确的回答。伽利略满意地听完学生的回答,忽然联想到几天前医生们提出的问题,仿佛找到了答案。他想到:水的温度发生变化,体积也随着变化;反过来,水的体积的变化,不是也能测出温度的变化吗?一下课,伽利略忙回到办公室,根据热胀冷缩的原理,做起了实验。但几次实验,他都失败了。

一天,伽利略手握试管底部,让管内空气渐渐变热,热后将试管的上端插入水中。他发现:当他松开握着的手时,水在试管里被慢慢吸上去一截;当他再握住试管时,水又渐渐从试管里降下去。从水的上升和下降,可以看出管内温度的变化,但这还不能交给医生们去使用,因为医生拿着一个试管和一盆水不仅太累赘,而且也看不出温度变化的程度。后来,伽利略又做了多次改进,把一根很细的试管装上一些水,排出里面的空气,又密封好,并在试管上刻上刻度。然后,将这个自制的密封的试管交给医生用。医生让病人握住试管,果然,从水上升的刻度获得病人的体温,这就是世界上第一支体温表。

但是,到了冬天,体温表里的水结上了冰,一个个体温表都爆裂了。后来,伽利略在这种体温表的基础上,又经过了几十次实验,终于试制成了世界上第一根气温温度计。它是一根有刻度的直形细管,封闭的一端是球形,未封闭的一端插在水里,可从管内水柱的高低测出气温。它是一支有刻度的直形细管,封闭的一端呈球形,未封闭的一端在水里,可从管内水柱的高低测出气温。

1654年,伽利略的学生伏迪南用酒精代替了水柱,这就是现代温度计的雏形。1657年,意大利人阿克得得米亚又用水银代替了酒精,这样就与现代的温度计相差无几了。

1714年,德国物理学家华伦海特,初期研制的体温表是把盛着酒精的玻璃管放在冰雪和盐的混合物里,看玻璃管内酒精降到哪里,刻上一条线,然后把表含入口中,看酒精升到哪里,又刻上一条线。把这两条线作为固定点,再把两条线之间分成0°~96°。这就是初期的体温计。后来,华海伦特把冰点定为32°,沸点为212°,发明了华氏温标。这样分法的温度计叫“华氏温度计”。

继华氏温度计之后,瑞典物理学家摄尔修斯又发明了一种更为简便实用的温度计,以冰点为0°,沸点100°,冰点和沸点之间分为100等份,每一份为1°,这样分法的温度计叫“摄氏温度计”。

1865年,英国的阿尔伯特发明了一种很有特色的体温计,特点是储存水银的细管里有一狭道,当体温计接触人体后,水银很快升到人体实际体温处,取出后水银柱不下降,而是在狭道处断开,使狭道以上部分始终保持体温度数。这种温度计受到了临床的欢迎和普及应用。

人体温度相对恒定是维持人体正常生命活动的重要条件之一,如体温高于41℃或低于25℃时将严重影响各系统,特别是神经系统的机能活动,甚至危害生命。所以说,用体温计为病人检查体温并观罕其变化,对诊断疾病、做好预防工作有着重要意义。

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体温计用于体温测量的时候,一般测量的部位有直肠、腋窝和口腔三处。直肠温度平均为37.5℃,口腔温度平均为37.2℃,腋窝温度平均为36.7℃。在正常情况下,人的体温随昼夜、性别、年龄、肌肉活动及精神因素而有所改变。昼夜变化,一般在2~6时最低,14~20时最高,变化范围不超过1℃。

叩诊法的诞生

当我们去医院就诊时,常看到临床经验丰富的医生,将一只手放在病人的腹部或背部,然后用另一只手叩击手背,并留心倾听叩击的声音,以判断病人是否有问题。这种利用叩击检查身体的方法,在医学上被称为“叩诊法”。这种既简单又有效的检查方法,是18世纪奥地利医生奥斯·布鲁格发明的。

奥斯·布鲁格生于1722年。他早年在维也纳大学学医,1752年毕业后在维也纳的一所医院里担任医师。40岁的时候,他在维也纳开了一家私人诊所,当时,他已经是一个很有声望的名医。

一次,奥斯·布鲁格医生接诊了一位病人,病人自诉胸口不舒服,喘气费力。那时,没有X线透视技术,也没有小巧的听诊器,奥斯·布鲁格问来查去找不出是什么毛病。病因查不出来,自然也就无法对症下药,结果没过几天,病人就死了。在尸体解剖时,奥斯·布鲁格医生发现,死者的胸部已发炎化脓,胸腔里积了不少水。奥斯·布鲁格想道,如果我们早点知道他有胸腔积液,就可从肋骨之间插入一支空针,将积液抽掉,便能拯救患者的生命。可是,怎样才能判断胸腔内有没有积液呢?这个难题昼夜萦绕在奥斯·布鲁格的脑际。他苦思冥想,凭着较深的音乐造谐和执著的探索精神,终于想到凭借声音诊查胸水!他回想起童年时代,经营酒业的父亲常带他到地窖去,察看每只酒桶里还有多少酒。酒液上面是空气,当敲击酒液上方的桶壁时,声音很清脆;若敲击酒液所在的部位的桶壁,声音就很沉闷。用手指敲打酒桶,凭借其发出的清、浊声音,便可用来估计桶内酒量的多少。人体的胸腔不也可以用手指叩击,从发出的不同声音来判断胸腔内有无积液吗?

奥斯·布鲁格经过不断地摸索,做了7年之久的试验与研究,终于发明了最早的叩诊方法,并于1761年在维也纳发表了一本仅95页约1万字的《通过叩击胸部来探查胸腔内疾病的一种新发明》的书,予以首次公布。他的叩诊法是:让病人屏住呼吸,医生用“并拢、伸直的手指,慢慢地、轻轻叩击”。

奥斯·布鲁格还画出胸腔叩诊的清音范围,指出心前区和肝区叩诊浊音。他还描述了各种疾病的叩诊音特点,如胸腔积液、肺部空洞、心包积液、心脏扩大等。

像许多创造发明一开始总是受冷遇一样,奥斯·布鲁格的叩诊法在当初极少有人赏识,连他的老师、朋友也持冷淡态度,甚至遭到了某些名医的冷嘲热讽,指责他为“疯子”、讥之为“愚蠢的叩诊法”。直到18世纪末,曾任拿破仑御医的法国名医柯尔维莎对奥斯·布鲁格的叩诊法产生了巨大兴趣。1808年,他将《通过叩击胸部来探查胸腔内疾病的一种新发明》一书译成了法文,并推荐给法国的临诊病院应用,引起人们的逐渐重视,终于使叩诊法在奥斯·布鲁格去世前一年重见天日,被医学界接受。

1838年,维也纳著名医生斯科达对叩诊法作了进一步的研究,产生了现在的用左手中指作为叩诊板,用右手中指进行叩诊的方法。这种方法一直使用至今,已成为每个医生的基本功。

智慧人生

敲过酒桶的人很多,但发明叩诊这种重要诊病方法的却只有奥斯·布鲁格一人。这是因为奥斯·布鲁格能深入地思考。正是这种思考,使他成为了叩诊的发明者。事实告诉我们,科学其实就在我们身边。它看得见,摸得着,但需要我们用敏锐的眼光去观察,用灵活的双手去触摸。

听诊器的发明

听诊器是医生检查病人、诊断疾病的一种重要器械。它的出现至今已有一百余年的历史,世界上第一支听诊器是由法国病理学家雷奈克发明的。

雷奈克出生于1781年。6岁那年,雷奈克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压力,就把小雷奈克送到他的叔叔居洛木医师那里寄养。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不受人注目的医学作为以后的职业。1801年4月中旬,雷奈克揣着父亲和叔叔给他的600法郎前往巴黎。3年后,雷奈克通过了当时最优秀学校的所有严格的资格考试,获得了一名法国医学生所能获得的最高荣誉,被选进属于皇家医学会的医学卫生学院。

1816年的一天,雷奈克被请去给一位贵族小姐诊病的。雷奈克去了后,看到那位面容憔悴的小姐坐在长靠椅上,紧皱着双眉,手捂胸口,看起来病得不轻。等小姐捂着胸口诉说病情后,雷奈克医生怀疑她染上了心脏病。

若要诊断正确,最好是听听心音,早在古希腊的《希波克拉底文集》中,就已记载了医生用耳贴近病人胸廓诊察心肺声音的诊断方法。雷奈克也从中获知这一听诊方法,平时常常用来诊察病人。但是,当时的医生都是隔着一条毛巾用耳朵直接贴在病人身体的某一部位来诊断疾病,而这位病人是年轻的贵族小姐,这种方法明显不合适。雷奈克医生在客厅一边踱步,一边想着能不能用新的方法。走着走着,雷奈克脑海里突然浮现出前几天他见到的一件事情。那是在巴黎的一条街道旁边,堆放着一堆修理房子用的木材。有一天,几个孩子在木料堆上玩儿,其中有个孩子用一颗大钉敲击一根木料的一端,他叫其他的孩子用耳朵贴在木料的另一端来听声音,他敲一敲,问一问“听到什么声音了?”“听到了有趣的声音?”孩子们笑着回答。

雷奈克医生灵机一动,马上叫人找来一张厚纸,将纸紧紧地卷成一个圆筒,一头按在小姐心脏的部位,另一头贴在自己的耳朵上。果然,小姐心脏跳动的声音连其中轻微的杂音都被雷奈克医生听得一清二楚。他高兴极了,告诉小姐的病情已经确诊,并且一会儿可以开好药方。

雷奈克医生回家后,马上找人专门制作了一根长30厘米,口径0.5厘米的空心木管,为了便于携带,从中剖分为两段,有螺纹可以旋转连接,这就是第一个听诊器,它与现在产科用来听胎儿心音的单耳式木制听诊器很相似。因为这种听诊器样子像笛子,所以被称为“医生的笛子”。后来,雷奈克又做了许多实验,最后确定,用喇叭形的象牙管接上橡皮管做成单管听诊器,效果更好。

雷奈克的听诊器后来经过奥地利人斯科达的改进,变成了非常好用的双耳听诊器,今天已普遍用于世界各地。那么,医生是如何用听诊器诊断心脏疾病的呢?原来,我们心脏搏动的声音可以通过胸壁传出来,心脏听诊一是要听心率,二是要听心律,三是要听心音。

心率是指心脏每分钟搏动的次数,每个人的心搏次数差别很大,在精神和身体完全放松的情况下,正常成年男性的平均心率是65~70次,女性是70~75次,儿童就快得多。人在睡眠时心脏也要偷点儿懒儿,心率减慢;在剧烈运动或高度兴奋时,它就急剧加快,每分钟可达150~200次。病理情况下,如休克、大出血和发热等许多危险情况出现时,心率也明显加快。

一般一次心搏能听到两个声音,第一声柔和、低沉,而且持续时间长,声音像“咚”那样。第二声像“哒”,它比较短而尖。这两个声音很快地连续出现,接着有个很短暂的间隔,听起来就是“咚哒——咚哒——咚哒”,节律整齐。如果节律不整,“咚哒——咚哒—咚——咚哒”,或其他的不规则节律,就说明心脏出了问题。“咚”的那一声是伴随着房室之间瓣膜的关闭而产生的,“哒”的那一声是主动脉瓣和肺动脉瓣关闭的声音。所以如果瓣膜有了什么异常,这些声音就要改变。因此心脏听诊对检查、诊断各种类型的心脏病是很有用的。

通过心脏听诊可以诊断多种心脏病,如急慢性风湿性心脏病、高血压性心脏病、冠状动脉硬化性心脏病、先天性心脏病、梅毒性心脏病、心肌病和心包炎等。所以,心脏听诊仍是医生目前判断心病病变不可缺少的重要方法。

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