人与自然 系列丛书-第168章
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凡拷惺笛樾陨璨饬浚〉镁说某晒Γ玫搅四阅诙喜惴植纪枷瘛：罄矗种铝τ诮饬坷┱沟饺怼�1971年9月，他与神经放射学家合作，在伦敦外一所医院安装了第一个原型设备，开始了头部临床试验研究。10月4日检查了第一个病人。患者在完全清醒状态，朝天仰卧，X射线管在患者上方，绕检查部位旋转，在患者下方装置一计数器也同时旋转。
由于人体器官、组织对射线吸收程度不同，病理组织和正常组织对X射线吸收程度也不同。这些差别反映在计数器上，经电子计算机处理，便构成了身体部位的横断图像呈现在荧光屏上，试验结果在1972年4月召开的英国放射学家研究年会上首次发表，宣告了CT的诞生。
1973年11月在北美放射学会上向全世界宣布了这一设备，震动了医学界，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。为此，亨斯菲尔德和科马克共获1979年诺贝尔生理学或医学奖。
1976年以来，CT在临床广泛应用，此类设备发展极快，日趋完善，而且种类增多，它们结构不同，特点各异，在临床应用中互相补充。于80年代初，CT发展到第五代，世界各地装有2000多台。扫描时间由几十分钟缩短到几秒钟，从早期的头颅扫描发展到全身扫描，极有利于疑难病症的诊断。CT不仅用于临床诊断，而且应用到放射治疗射野和剂量的设计，心脏动态扫描，精密活体标本取样，癌变组织鉴别等方面。CT与X线透视、超声、同位素等影像显示方法相结合，建立起影像诊断学。现在，CT扫描是现代医学三大显像技术（同位素、CT、超声波）之一，成为现代化医院的标志之一。
B超的临床应用
B超即超声显像诊断法，将界面反射信号以光点表示，并以各种类型的成像成方法构成人体各部位的切面声像图，将所示图像与解剖与病理结构相对照以诊断疾玻1949年，豪里和布里斯完成了第一个超声成像系统，并于1950～1951年间获得了第一幅小腿声像图。早期的B型显像法属双稳态显示，图像缺乏层次，分辨力差。以后有人应用PPL型诊断仪，1958年产生BD型超声切面显像仪。
70年代以来，由于灰阶显示和实时扫描技术应用，超声显像技术得到了迅速发展。各种具有先进水平的超声显像仪，普遍采用了振幅灰阶编码技术、数字扫查转换器和电子动态聚焦系统等新技术，加快了成像速度，改善了分辨率。其他新型的超声成像系统，如C型、F型、PPL型、BP型的显像技术，超声电子计算机体层显像（超声CT），电视示超声透视机，超声全息显像等也相继出现，近年来又开始应用多探头电子开关式扫查法和快速自动扫描法。中国于1959年初次制成ABP型诊断仪，开始显像的应用。以后不断改进，1975年又制成了两种上述新型仪器。已用于临床，较旧的BP型扫描法也前进了一步。
心肺机的发明
本世纪30年代以前，心脏一直是个手术禁区，犹如伊甸园的禁果，神圣不可侵犯。
原来，心脏跳动停止，血液循环也就停止了。如果血液循环停止6分钟，大脑便会缺氧，人生命就无可挽救。6分钟时间，即使最简单的心脏手术也是无法完成的。因而，在很长一段时间里，心脏是无法进行手术治疗的。
1930年10月3日，美国波士顿麻省中心医院有一个患肺动脉血栓症的病人危在旦夕。如果打开胸腔，除去凝血块，病人便可得救，否则，只有等死。医院外科医师查吉尔冒险一试。他和助手实习医生吉伯思将病人麻醉，切开血管，但是，病人还是因脑缺氧而死去。这血的教训，深深激励吉伯思医生发明一种代替心肺跳动的机器，突破关键的6分钟。
1931年2月，吉伯思实习期满和研究生玛莉一起研究心肺机。他俩设想，把患者静脉系统的血用泵打进贮存器中，贮存器内贮有起动机器必需的血液，然后血液进入充氧器，它是膜式充氧器，代替人体肺的功能。它由下列4部分组成：一是气体交换器，给血液充氧并消除二氧化碳；二是热交换器用来调整血液的温度；三是消泡室，用消泡剂消去血液中的气泡；四是沉淀室，作为将血液泵入动脉前的贮存器。
经过他俩的共同努力，于1935年制成第一台能够代替人心肺的机器。这台心肺机可代替心功能达3小时50分钟之久，但要临床应用，还必须有其他功能的附件。吉伯思以锲而不舍的精神，经过18年努力，在1953年，终于制成了实用的心肺机。从此，不但是突破6分钟，而是可连续工作几天的心肺机问世了。第一次临床应用，就旗开得胜。是年年初，波士顿麻省中心医院对一个15个月男孩做心脏手术获得成功；是年5月6日，吉伯思又用心肺机为一个18岁的青年作心脏手术，又取得成功。据记载，这位病人，迄今仍健在。为此，美国国会特地给吉伯思颁发32万美元奖金。
吉伯思从在波士顿麻省中心医院作肺动脉血栓手术失败而下决心制造心肺机，以至成功地制成心肺机并用它来挽救病人，前后历时23年，终于实现夙愿。当有人问他凭什么力量来实现自己的理想时，吉伯思说：“支配我的是对人类负责的思想和不屈不挠的精神，我的愿望是把最终的成果奉献给社会。”真是语重心长！
脑电图的创用
1875年，英国外科医师卡顿对动物暴露脑进行了电流直接记录，将电极直接插入猴头的颅内以检测脑内电流活动情况。1903年，荷兰生理学家埃因托芬进行了心动电流图描记术。1924年，德国医学家贝格尔受这些成就的启发，开始脑电流记录实验：先对狗的暴露脑进行实验，后借为病人作切除头盖骨手术机会，用针状电极插入头皮下进行实验，最后对正常人和脑病人的完整头盖骨进行实验，并取得了成功，成为脑电图临床应用的开端。1929年，他发表了重要科学论文——《关于人的脑电图》，指出脑电图可能成为脑病诊断学与神经生理学方面一门新的学科。40年代后在临床诊断中得到了广泛的应用。
1934年，阿德里昂和马泰乌斯改进了脑电描记本，从而使它可以诊断某些类型的癫痫及精神错乱症和脑瘤，以及进行颅内病变的检测和大脑病变的区域定位。1950年，波泽和舒伯弗里开始了脑电阻图的应用，目前这项检查主要用于脑血管病的辅助诊断。
助听器与假耳的使用
助听器是微型电子扩音器，能将外界声音扩大，由耳机传入耳内，以提高耳聋患者的听力。1901年11月15日，年仅26岁的纽约人哈钦森发明了为聋人放大声音的第一个电助听器。此助听器是一个便携式小盒，内装干电池和一个接收器。它与电话接收机原理相似，可将插头带在耳朵上。
助听器的第一个使用者是英国女王亚里山德拉，在她的整个加冕典礼期间，她始终没有离开助听器。为了表彰哈钦森的发明，女王为这位年轻的发明家颁发了奖章。
1977年，法国医生亚卢克斯、舒赫和麦克莱欧共同为贝尔坦和西尔公司研究了一个给完全失去听觉的人使用的假耳，在进行听神经的电刺激试验之后，得到了肯定的回答。通过外科手术把由12个电极构成的微型接收机植入乳突部的骨内，并使其接触到神经。这组电级可以接收12个频带的声波，并且用一个有12条波道的语言分析器来检查人的语言。因此，有些假耳者在经过一段如同学习一门外语似的训练之后，即可辨认单词和理解人的谈话。此假耳还包括一个外部的无线电发射机，用其发出的信号来刺激内部的微型信息接收机。发射机还通过一根导线与天线相连，并用另一根导线与一组电池连接。天线可装在眼镜腿上，电池可持续供电12小时以上。
目前，电助听器和假耳已在世界各国耳聋患者中广泛使用。
人造血红素的发明
德国生物化学家汉斯·费歇尔，生于霍克斯明一个贫苦的农民家庭。他小时候没有上过学，但聪明异常，逗人喜爱。他所生活的农庄的主人十分喜欢乖巧的费歇尔，愿意资助他上学，从此以后，费歇尔走了与他出身完全不同的道路。经过不懈的努力，他以超人的才华考上了马尔堡大学。在他23岁那年就获得了化学博士学位。这时他对叶绿素和血红素的研究已小有成就。1908年，27岁的费歇尔又获得了慕尼黑大学的医学博士学位。由于亲戚的资助，费歇尔又到柏林进修。这时，他开始以全部精力研究人造血红素。
血红素是血液里的一种重要成分，作为血红蛋白和某些氧化还原酶的辅基，参与生物体内氧的传递和氧化还原作用。从1921年到1928年，费歇尔花了8年多的时间进行研究，结果表明：血红素是一种含铁的卟啉化合物。费歇尔在实验中还发现，当把胆汁中的胆红素分子碎裂一半时，在胆汁色素里就有血红素的成分存在。同时，他又发现血红素的结构同吡咯有着实质性的类似，这就证明了一切结构与吡咯类似的有机物质都可以用来制造提取血红素晶。当把铁加入一种合成的名为原卟啉的卟啉分子中时，就制得了人造血红素，并证明这种化合物的性质同从血红蛋白得到的分解物完全一样。由于这一突出贡献，费歇尔于1930年荣获诺贝尔化学奖。
人造血研制成功
人造血是一种乳白的、完全人工合成的复苏DA，以代替人血中输送氧气的血红蛋白。1933年，人造血首批研究取得成果。1966年，美国辛辛那提大学的两位教授格拉克和高兰做了一次示范表演，将一只小鼠完全浸没在全氟化碳液中仍能活着，这是因为在这种溶液中小鼠仍能得到生存所必需的氧气，所以不致于因窒息而死亡。但是，这种全氟化碳溶液不能同血液混合。
1967年，美国宾夕法尼亚大学教授享利·斯拉维特终于在补充蛋白质的情况下，使全氟化碳溶液乳化。但是这种乳化液仍然有使血液凝聚的危险，并有可能堵塞某些毛细血管。
日本医生良知内藤在日本福岛中心医院遇到一个具有罕见血型的急诊病人，由于没有办法为其输血，只好给他注射了人造血，并获得了成功。
1980年6月19日和6月30日，上海第一医学院附属中山医院分别给两位病人输入造血，患者无任何不良反应，均已康复。这种人造血液是由中国科学院上海有机化学研究所和第三军医大学经过5年努力研制成功的。它呈乳白色，无血型之分，任何人均可使用，从而避免了输血的交叉感染。而且化学性质稳定，可在工厂大量生产，保存期也比血液长。人造血液具有血液的主要性能，它与只能维持血压的普通替代血浆不同。其载氧能力约为血液的2倍，在大量失血的情况下输送这种人造血能维持机体组织的生存，同时还可治疗许多疾玻因此，氟碳人造血临床应用成功，引起了国际医学界的普遍重视。但日本和中国目前制造的氟碳人造血尚未具备普通血液那样输送养分的功能，有待于进一步的研究和完善。
人工合成牛胰岛素成功
早在1948年，英国生物化学家桑格就选择了一种分子量小，但具有蛋白质全部结构特征的牛胰岛素作为实验的典型材料进行研究。他于1952年搞清了牛胰岛素的G链和P链上所有氨基酸的排列次序以及这两个链的结合方式。次年，他宣布破译出由17种51个氨基酸组成的两条多肽链牛胰岛素的全部结构。这是人类第一次搞清一种重要蛋白质分子的全部结构。桑格也因此荣获1958年诺贝尔化学奖。
从1958年开始，中国科学院上海生物化学研究所、中国科学院上海有机化学研究所和北京大学生物系三个单位联合，以钮绎义为首，由龚岳亭、邹承、杜丽花、季爱雪、邢其毅、汪猷、徐杰诚等人共同组成一个协作组，在前人对胰岛素结构和肽链合成方法研究的基础上，开始探索用化学方法合成胰岛素。经过周密研究，他们确立了合成牛胰岛素的程序。合成工作是分三步完成的：第一步，先把天然胰岛素拆成两条链，再把它们重新合成为胰岛素，并于1959年突破了这一难题，重新合成的胰岛素是同原来活力相同、形状一样的结晶。第二步，在合成了胰岛素的两条链后，用人工合成的B链同天然的A链相连接。这种牛胰岛素的半合成在1964年获得成功。第三步，把经过考验的半合成的A链与B链相结合。在1965年9月17日完成了结晶牛胰岛素的全合成。经过严格鉴定，它的结构、生物活力、物理化学性质、结晶形状都和天然的牛胰岛素完全一样。这是世界上第一个人工合成的蛋白质�
