日本人发明的划时代的医疗器械 红细胞和血红蛋白(1 / 1)

在日本,每年因年糕噎住造成窒息而送医的患者甚多,仅东京消防厅辖区内,每年约有100例,半数以上发生在12月和1月[72],这和过年时吃年糕的习俗有关。

喉咙被异物卡住会造成呼吸道堵塞,抢救时间只有短短几分钟。如果无法获得氧气,脑部很快就将丧失功能,随后心跳停止。我们的身体器官如果无法正常获得氧气就无法运作。总之,没有氧气我们无法生存。

我们是如何从外界摄取氧气呢?

首先,呼吸让空气通过气管到达肺部。随后,空气中的氧气进入肺部丰富的毛细血管中。血液在全身不断循环,将氧气供给各个器官。

担负运输氧气这一重任的细胞就是红细胞。如果把红细胞比作将氧气送达全身的货车,那“车斗”就是血红蛋白。红细胞内的血红蛋白会将与之结合的氧气分离出来,就像在各个地方“卸货”一样。

刚刚说过,有很多呼吸困难的患者被送进医院,而原因除窒息外,还有肺炎、哮喘等肺部或支气管疾病,此时就必须用氧气面罩等进行辅助呼吸。

怎样才能知道氧气的缺乏程度呢?

全身利用的氧气都来自血液。因此,可以抽血测量血液的血氧饱和度(氧气溶在血液里的量)。实际上,从手腕的动脉采血来测量血氧饱和度,是医院每天的例行公事,也称为“血氧浓度检查”。

但这个方法有个很大的缺点——测量结果只是采血时的状态。假如1分钟后患者病情急转直下,迅速缺氧,用这种方法是无法及时反映实际状况的。而现实中的重症患者,病情时刻都会发生变化。

“你有肺部重症,因为不知道什么时候病情就会突然恶化,所以从今天开始每隔1分钟就要进行抽血检查。”如果医生这样跟你说,想必你是要崩溃的。

还有一个问题,就是对于失去意识的人,我们很难知道他是否缺氧。例如全身麻醉手术中,病人的呼吸是完全停止的,需要借助呼吸机进行换气,如果此时患者肺部发生任何问题,你别指望他开口说一句“我喘不上气”。

有没有像测量血压、脉搏、体温那样,在不侵入身体的前提下就得知血氧浓度的方法呢?一位日本人最终解决了这个难题。

载入医学史册的伟大成就

任职于医疗器材制造商——日本光电公司的研究员青柳卓雄,就是如今世界范围内广泛使用的脉冲式血氧仪的发明者。

青柳注意到,与氧气结合后的氧合血红蛋白和没有结合氧的脱氧血红蛋白,对红光的吸收能力存在差异。因此,富含氧气的血液会呈现鲜红色,而缺乏氧气的血液则呈现暗红色。脉冲式血氧仪就是通过体表来观测不同血液对红光的吸收差异的设备。这样就能知道“载货车”和“空货车”的比例。

将脉冲式血氧仪夹在手指上,立即就可以推算出血氧浓度并以“百分比”表示出来,还会根据指夹传来的数据进行实时监测,非常方便。

日本光电公司的官方网页上,有一篇题为《青柳卓雄与脉冲式血氧仪》的文章,介绍了脉冲式血氧仪研发背后的故事[73]。

1974年,青柳在日本医学电子与生物逻辑工程学会上首次发表相关理论,并于次年将脉冲式血氧仪商品化。但当时这项发明并未引起足够的关注,研发被迫中断。后来,美国发生多起接受全身麻醉手术的患者因缺氧而死亡的事故,脉冲式血氧仪才再度受到关注。

1988年,日本光电公司再次发售脉冲式血氧仪。当时青柳预言:“眼下的主流仪器是单体仪器,但整合型生理监测仪才是未来的发展方向。”

所谓生理监测仪,是可以实时测量血压、脉搏、体温等重要生理指标的仪器,临**常称之为“生理监测仪”或“监控”,相当常用。

当然,现在这类仪器已经包含了脉冲式血氧仪的功能,青柳的预言已经成为现实。使用脉冲式血氧仪得到的血氧浓度值被称为“SPO2”,是了解患者状态的重要指标。

SPO2中的S是指Saturation(饱和度), P是指Percutaneous(通过皮肤), O2则指氧气,那么,SPO2也就是“经皮测定血氧饱和度”的意思。这个数值正常状态下为96%~99%,也就是说健康状态下数值应接近100%。血液通常都是这种充满氧气的近饱和状态。

脉冲式血氧仪

2015年,青柳成为首位获得美国电气电子工程师协会医疗技术创新奖章(IEEE Medal for Innovations in Healthcare Technology)的日本人。

2020年,新冠肺炎疫情肆虐全球,脉冲式血氧仪大显身手。而同年4月,青柳84载的人生也悄然落幕。尽管他去世的消息未被广泛报道,但无论是对医护人员,还是对全世界的患者来说,他的发明无疑是值得载入史册的成就。