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第13章 科学用药(7)

因为这种化合物的分子中,只有氟原子和碳原子,故又名“氟碳人造血”。又因为它是白色的,所以又叫它为“白色的血液”。

这种白色的人造血,是由全氟碳化合物组成的胶体超细乳剂,乳剂的颗粒直径小于0.1毫微米;它的粘度同人血差不多,比重比人血略大些。与人血相比,它有许多奇特的功能:它不仅可以扩充血容量,而且可以携带和排出二氧化碳,它携带氧气的能力比人血大2倍,特别适用于大出血急救和手术;它无血型之分,不论何人均可输注;化学稳定性好,存放时间达半年,比人血高一倍。它对人体无害,在体内64小时后,自动地通过肺部呼吸和尿液排出体外。因而被称为“20世纪的医学奇迹”。

正因为它的以上特点,所以输全氟碳人造血有许多优点:(1)不需要配血型,这对于罕见血型的病人、血型不合而手术无备血的病人特别合适;(2)输这种血不会引起输血后肝炎,避免了血液的交叉感染;(3)它与高压氧舱配合,可用于抢救一氧化碳中毒的病人。

这种人工血液还可用于脏器移植,特别是用于

肾移植时的肾灌流保存;某些手术需要体外循环时,也可以用人工血液作为充填液以代替血液。与其他人工血液一样,它还有许多不足之处,比如不具备人血的免疫、凝血、抗菌、营养等功能,还需科学家进一步研究探索。

人工血液的研究,不仅直接对医学临床工作具

有现实意义,而且对细胞培养、免疫功能、骨髓造血功能、肿瘤治疗、循环生理等基础研究也很有价值。相信在下个世纪,会出现更好的全氟碳乳剂。

借来的“耳朵”

许多耳病(如粘连性中耳炎、耳硬化症)、耳毒性药物(如链霉素、卡那霉素等)以及噪音,都可引起耳聋,随着我国人口寿命的延长,老年人越来越多,如何推迟和治疗耳聋则成为一个重要的课题。

为了使聋人重新听到声音,医生和科学家经过

许多年的艰苦努力,终于研制出不同类型的助听器和电子耳。

这里让我们先看看助听器。它有盒式、耳背式(挂式)、眼镜式和耳塞式多种。用得较为普遍的是盒式。耳塞式也称耳内或耳道式,要根据配戴者的耳道形态定制。眼镜式助听器有明显的优点,尤其是屈光不正的人,配眼镜式助听器一举两得。当然,这种助听器价格昂贵,而且一旦助听器发生故障,或者屈光度不适宜,就会失去“优势”。

助听器并不适合全聋的人,一般只对听力损失30~60分贝的人适用。配助听器时,一定要去医院测试听力,以帮助选择合适的助听器。

电子耳则与助听器不同,它可以让全聋的人重新听见声音。由于它是代替耳蜗听神经的功能,所以也叫它电子耳蜗。它的研制成功是一件非常了不起的事。

1977年,美国的考伦普斯已完全丧失听力7年之久,他志愿参加美国犹他大学的一项实验:8根细导线植入病人的内耳,并与一个像硬币大小的塑料插头连接。插头镶嵌在左耳后面的脑壳上,且与微型计算机相连,使患者听到声音,但患者一次只能分辨出一种声音或者单一乐器的声音。这却谱写了听力治疗上的全新的一页!

助听器

现在,几经改制的电子耳,可以模拟耳蜗中成千上万个神经细胞的功能。电子耳把声音转换成电信号,通过听觉神经传送到大脑。并通过一个贴在耳边与微处理机相连的微型话筒,将声波转换成电脉冲,再经过植入的电线把它传入听觉神经。医生用难以想象的高超技术,把8根导线中的6根,分别植在耳蜗中相应高低不同频率的几个区域里,另外两根导线则植在肌肉组织上,作为电流回路的地线。

1987年,我国天津和西安分别研制了电子耳,并成功地用于患者。

现在的人工耳蜗更进一步得到改进。它避免了经入皮肤的插入电源方式,所需要的电源是由体外超声波或无线电提供,体外装置包括拾音器、信息编码电路和超声波发生器等。电子耳蜗本身只有豌豆大小,但却有人耳蜗中成千上万个神经细胞的功能。

机器人做手术、当护士1995年,在机器人应用世界大会上,有一件令世人瞩目的事——机器人首次为人做手术。

“机器人教授,现在请您来做手术。”这一指令是由米兰一家医院的一个大厅里发出的。

在距大厅几千米的医院手术室里,一个超专业化的医用机器人,接受了指令。它用一银针刺入一个全身麻醉的病人体内,完美地完成了前列腺活组织提取手术。

向机器人发指令的皮萨尼教授,通过超声波图像,可以看到进行活组织提取的针,通过个人计算机把坐标数据传送给机器人,针就可以准确地切割。

其实,机器人帮人做手术,在1985年就已成为现实。在此之前,机器人(严格说是机械手)也为医疗事业做了不少工作,比如取放射性核素,做护理工作等。

说到机器人做护理工作,你一定以为是一些像秀气的护士小姐模样的机器人,其实不然。护理机器人是一种特殊的医用机器人,它可以代替护理人员在病房里对病人进行一般的护理操作,所以人们也叫它机器人护士。

护理机器人的动作受病人发出的信息控制,为了控制方便和便于实现遥控,一般都采用声音信号作为控制信号源。

护理机器人一般由机械部分和控制系统两大部分组成。机械部分一般是在移动式小车上,安装多关节机械臂和机械手,分为单臂和双臂两种。与护士小姐的模样相距甚远。

单臂护理机器人只有一只手臂,为了能完成护理动作,它的灵活性和自由度比较大,可以帮助病人饮水、进食,还能完成送药的护理动作。移动式单臂护理机器人,可以巡回护理几个高位截瘫的病人。

双臂护理机器人系统

护理机器人的护理操作,是受病人控制的,它可以根据病人的指令,调节护理动作。而且在多床位的巡回护理过程中,护理机器人只接受优先发出的调动信号,在它接受了第一个病人的“命令”后,只要还没完成那些护理任务,就拒绝接受其他病人发出的信号。只有把第一个病人的护理任务做完了,才去护理第二个病人。

双臂护理机器人系统由可推动的移动式双臂护理机器人和沿轨道运动的护理车组成。它执行任务时,先由护理人员推动并在病床边定位,病人通过麦克风发出指令,控制机械手的运动。

护理车也可由病人控制,护理机器人供应病人所需的物品,病人可以通过监视器监视各项命令的执行情况。

随着高新技术的发展,机器人都编有计算机程序,它可以按程序完成一些很复杂的工作。现在,各国的一些医疗中心,外科医生正使用类似机器人的仪器,帮助他们完成一些复杂精细的手术。如加拿大多伦多儿童医院的神经外科医生吉姆·德雷克,已成功地为6名2~10岁的儿童切除了脑肿瘤,而用别的器械是完全办不到的。

自1985年以来,在美国明尼苏达州罗切斯特的一个诊所,神经外科医生借用另一种机器人器械,完成了1700多例脑外科手术,它可以让医生清楚哪儿是动脉,哪儿是静脉,知道手术中可能出现什么问题,从而使手术顺利进行。

机器人医疗仪器提高了手术的精确性,使对大脑活组织检查的时间缩短了一半,减少了手术时间和术后恢复住院时间,病人的住院费可减少30%~40%。

相信到下世纪,会有更多种类的机器人帮助医生做各种手术和护理工作。

计算机看病

谈起计算机看病,大家已不陌生了。它开始用于医院是在50年代末,60年代开始应用于疾病的辅助诊断。1961年美国首先应用贝叶斯公式诊断先天性心脏病。1962年日本应用计算机诊断肝硬变、先天性房室间隔缺损等疾病,取得满意的效果。70年代,我国开始了

计算机辅助诊断的研究,最早应用于急腹症的诊断,逐渐发展到临床各科疾病的诊断、治疗方法的选择、手术方式及适应征的选择,以及疾病的预后判断等许多方面。特别是我国用电子计算机模仿老中医看病,独具特色,早已引起国外医学界的广泛兴趣和关注。其中关幼波老中医的肝病诊断程序最具代表性,已诊病数万人次,这不仅方便了病人,而且对保存、继承、研究、使用和推广老中医的经验,培养年轻的中医,推动中医的现代化提供了有利的条件。

现在,计算机辅助诊断已发展到专家咨询系统的阶段,把人工智能技术应用于医疗决策,形成医疗诊断专家系统。这种系统的特点是把医学专家的经验存在计算机内,使之能与医学专家类似的方式进行推理,便于人机对话,能达到医学专家的诊断水平。这是计算机辅助诊断的发展方向。

利用医学诊疗专家系统,让计算机担当起“名医”的角色,使许多疾病的诊断率大大提高。如急腹症,这是一种常见的外科急症,一般有经验的医生确诊率为79.6%,而用电子计算机来诊断,确诊率就大大提高,在日本确诊率为88%,英国为91.8%,明显高于医生。

电子计算机为什么有如此高超的诊断本领呢?诊断又如何来自计算机终端呢?让我们来看看计算机看病的基本过程和条件,就可以得出结论了。

计算机看病的基本过程是:先输入相当数量的病例资料,然后计算机对这些资料进行数学处理,“学习”诊断,得出诊断所需的参数和规律,并将此编为程序贮存入计算机内,此时,如输入新病人的资料,计算机就可以根据病人的症状、体征、检查数据、化验结果等,对照已储存的经验,在半分钟内做出诊断,开出处方,提出医嘱和治疗原则,它甚至可以把用药剂量、方法及病假条一并由电传打字机打印出来,交给病人。计算机还把每例新病人的资料及诊断也自动并入原来储存的信息中去。它还为病人建立病历档案,能把第二次、第三次或多次看病的病人过去的门诊信息一一“回忆”出来,并根据病情的变化、用药反应等,提出新的治疗方案,修改处方。对于适合手术治疗者,计算机可选择手术方式,并按需要从预存的大量手术录像中选出某专家的手术操作录像。

目前,国内已建立了各种诊疗专家系统,利用这些系统,可以诊断脑中风、心脏病和癌症等,并对预后做出预测。

利用计算机看病

随着计算机技术的发展,遥控治病已成为现实。

在德国的医疗部门,计算机技术已相当普及。在那里,外科医生做手术时,同遥远的专家保持联系,随时解决手术中出现的问题。护士们在床边把检验结果输入个人计算机。

强化治疗病人的病床右边,放着个人计算机。

护士和医生用计算机开药方,并把检查和诊断的结果输入计算机。

重病号的左边挂着监控器,锯齿形曲线和其他曲线在荧光屏上一掠而过,显示出脉搏率、呼吸状况、血压状况或者尿量等。

在北符腾堡地区,大约400名开业医生进行联网诊病。他们能够通过综合业务数据网的线路,相互交换文字材料、X光片和超声图片。这种程序还承担了电子处理同疾病保险组织医生联合会以及疾病保险机构定期结帐的情况。

现在,维斯马市医院和吕布克医科大学,也利用通信软件,通过综合业务数据线路联网。这样,吕布克的神经外科医生,就可以在个人计算机荧屏前,对维斯马市的同行拍摄的CT片进行鉴定。

他们通过电话会议,讨论颅脑损伤病人的诊断和治疗情况。

德国的医学计算机专家,已进行了8次这类大型的试验,以探讨进行远程医疗的可能性。

电脑设计药物

美国,马萨诸塞理工学院的实验室。

一位坐在计算机前的女士按下键盘上的一个键,于是,显示器上出现的一些明亮的针状枝杈很快就长出一个个红色的、白色的和紫色的“葡萄”。她转动一个旋钮,屏幕上的图便旋转起来。当她继续转动一些按钮和按下一些键时,屏幕上又出现另一串“葡萄”,然后,这串“葡萄”非常缓慢地漂向原先的那一串“葡萄”。

她聚精会神地注视着屏幕。两串“葡萄”离得越来越近了,终于非常紧密地结合在一起,就像两艘宇宙飞船对接那样。于是那位女士把背靠在椅子上,松了一口气。

这是怎么回事?是在玩电子游戏中取胜了吗?从某种意义上确实可以这么说,因为她做的事有可能使人类取得最大的胜利——生产出第一种能治愈肺气肿(一种能导致死亡的疾病)的药物。

这位女士是化学家林奇。现在有许多不同领域的科学家正在利用计算机寻找更有效、更安全的新药,她正是这支特殊兵种中的一员。

她的监视器屏幕上的每颗“葡萄”代表一个原子,而那些“树杈”则是把原子结合成分子的化学键。分子就是屏幕上那两串“葡萄”。其中的一个分子非常像肺弹性蛋白——这是人体产生的一种蛋白质,它具有消除被损坏的肺组织的功能。当人得了肺气肿这种病后,这种蛋白质一反常态,反而会破坏健康的肺组织。屏幕上的另一个分子则代表某种要与肺弹性蛋白对接的药物分子。

药物分子要进行对接的位置是弹性蛋白酶分子表面上的一个关键部位。这个位置科学家称它为结合点,它负责实现弹性蛋白酶分子的清除工作。但是,当弹性蛋白酶分子起反常作用去破坏肺气肿病人的健康肺细胞时,恰恰是这个结合点出了问题。

科学家研究发现,在正常情况下,结合点上有一顶合适的蛋白质“帽子”,扣得紧紧的,并且总是原位不动。

直到人体需要清除被损坏的肺细胞时,这顶帽子才掉下来,这样,弹性蛋白酶分子的结合点就能同受伤细胞表面对接,然后弹性蛋白酶分子中的物质就会把受伤细胞消灭。

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