從干細(xì)胞到基因組編輯，那么多的前沿技術(shù)占據(jù)著頭條，我們很容易忘記如溫度計、聽診器等簡單的發(fā)明對我們生活的影響。

我們也不是總能把功績和人對應(yīng)上——那些成果通常都是許多人站在前輩的肩膀上共同努力的結(jié)果。關(guān)于這些挽救生命的醫(yī)學(xué)設(shè)備的發(fā)明，我們該感謝很多人。

有些發(fā)明可能只是一個偶然的發(fā)現(xiàn)，有些發(fā)明卻窮盡了發(fā)明者一生的心血，但它們都改變了我們的世界。今天我們就來看看，這些歷史上偉大的醫(yī)學(xué)發(fā)明背后的故事。

聽診器

雷內(nèi)·蘭內(nèi)克

法國，1816年

這種如今不可或缺的醫(yī)療器械最初是為了避免尷尬而發(fā)明出來的。

想象一下您看醫(yī)生時被問到能否把耳朵放到你的胸口上聽聽你的心臟。很尷尬，對吧？在聽診器問世之前，醫(yī)生只能這么聽。

內(nèi)科醫(yī)生雷內(nèi)·蘭內(nèi)克覺得這太不體面了，尤其是在有女士參與的情況下，他為此辭去工作，研究解決方案。

法國醫(yī)師雷內(nèi)·蘭內(nèi)克發(fā)明了聽診器，讓他在給女性患者看診時能更加體面

在看到孩子們使用空心長棍發(fā)送信號后，他想到了一種能讓他在一個禮貌的距離聽病人心跳的裝置。他的第一個設(shè)計只有一張卷得很緊的紙，將它置于耳朵和胸部之間時，便可以放大心跳聲。

他后來將他的設(shè)計轉(zhuǎn)換成空心的木筒，在一端加了一個增強(qiáng)聲音的漏斗。他用希臘語的stethos（意為胸部）和skopos（意為檢查）將自己的新儀器命名為“聽診器”。

蘭內(nèi)克的聽診器只不過是一個空心的木筒

聽診器迅速流行并傳遍歐洲。第一個可以彎曲的聽診器是在10年或20年后被發(fā)明出來的，在1851年，愛爾蘭醫(yī)生亞瑟·里爾發(fā)明了雙耳聽診器，可以戴在兩只耳朵上。最終在1852年，這一設(shè)計由喬治·菲利普·卡曼進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化改良。

溫度計

華倫海特

荷蘭，1714年

人類知曉溫度計的基本原理已經(jīng)有數(shù)千年了，但到了18世紀(jì)才有人創(chuàng)造出標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計。

“溫度計的發(fā)明者”這個稱號有不少候選人，這是因為溫度計不是單獨(dú)發(fā)明出來的，而是在將近兩千年的時間里經(jīng)歷不同階段的發(fā)展而來的。

公元前3世紀(jì)，居住在拜占庭的菲洛進(jìn)行了第一個被記錄下的實(shí)驗，是關(guān)于不同溫度下空氣的膨脹與收縮的。他在空心球和一壺水之間連接了一根管子，當(dāng)球中的空氣冷卻收縮時，水就會從水壺中升到管子里。

這個簡單的系統(tǒng)由公元前3世紀(jì)的拜占庭物理學(xué)家記錄下來，是最早的記錄溫度的測量方法

16世紀(jì)，伽利略和他的一位同事發(fā)明了溫度計。這與菲洛的裝置非常相似，不同的是管子從水中垂直升起，空心球位于頂部。還添加了秤，但是這些秤尚未標(biāo)準(zhǔn)化，而且設(shè)備也會受到氣壓影響。

托斯卡納大公費(fèi)迪南德二世在設(shè)計上進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)明了第一個密封玻璃溫度計。這個版本使用的是填充了一定高度的有色酒精的密封圓柱。填充了空氣的小玻璃泡在不同的壓力下在液體中漂浮，隨著溫度的升高或降低而改變位置。

伽利略發(fā)明的溫度計

不過在1714年發(fā)明第一個可靠的“現(xiàn)代”溫度計的卻是丹尼爾·加布里埃爾·華倫海特——正是以他名字命名的華氏溫標(biāo)。

華倫海特的水銀溫度計比以往發(fā)明出的任何溫度計都要精確

這種溫度計使用汞代替水或酒精。這提供了更精準(zhǔn)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，并且在接下來的幾個世紀(jì)中成為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。

皮下注射器

查爾斯·普拉瓦茲或

亞歷山大·伍德（爭議）

法國/蘇格蘭，1850年代

得益于皮下注射針筒的使用，藥品可以被快速、安全地施用。

皮下（意為“在皮膚下”）注射器用于將物質(zhì)注入體內(nèi)或從體內(nèi)提取液體。它包含一根非常細(xì)的中空的針，還有一個注射器和它連在一起。

現(xiàn)代針頭防止污染的設(shè)計通常有兩種：第一，它們光滑到匪夷所思的表面可以防止細(xì)菌黏附其上；第二，它們鋒利到匪夷所思的地步，可以確保留下最小的針孔，從而減少感染的機(jī)會。不過，注射器也不是從一開始就這么高科技的。

克里斯托弗·雷恩是17世紀(jì)率先使用皮下注射針頭進(jìn)行手術(shù)的人，他用動物膀胱當(dāng)注射器，用鵝毛筆做針頭。直到1844年愛爾蘭醫(yī)師弗朗西斯·林德發(fā)明空心針之后，無切口注射才得以進(jìn)行。

法國人查爾斯·普拉瓦茲采用了他的設(shè)計并進(jìn)行改造，做出了一種由螺絲操作控制注射物的劑量的皮下注射器。

注射器通體用銀制成。在差不多同一時間的蘇格蘭，亞歷山大·伍德正在開發(fā)自己的皮下注射針頭，他可以說是將注射術(shù)作為一項醫(yī)學(xué)技術(shù)普及的功臣。

查爾斯·普拉瓦茲皮下注射器通常被認(rèn)為是最先被發(fā)明出來的皮下注射器

到了1944年，錢斯兄弟公司位于伯明翰的玻璃廠開始生產(chǎn)首批全玻璃注射器，十年之后，基于滅菌的考慮，新西蘭的一位發(fā)明家柯林·默多克申請了一次性塑料注射器的專利。

起搏器

威爾遜·格雷特巴奇

美國，1956年

起搏器，一個偶然的發(fā)明，由于擔(dān)心醫(yī)生會用其擾亂自然規(guī)律，差點(diǎn)沒能成功投放市場。

起搏器的起源可追溯至19世紀(jì)，當(dāng)時蘇格蘭生理學(xué)家約翰·亞歷山大·麥克威廉發(fā)現(xiàn)對人的心臟施以電脈沖可以強(qiáng)制肌肉收縮和泵血。在1920年代，使用這種技術(shù)的設(shè)備被用來復(fù)活死胎，在1932年，美國人阿爾伯特·海曼發(fā)明了帶有手搖馬達(dá)版本的起搏器。

然而由于公眾認(rèn)為他那是在通過“復(fù)活死者”來擾亂自然規(guī)律，他的發(fā)明從沒正式發(fā)表過。在1950年代，有人創(chuàng)造出外部起搏設(shè)備，但這些設(shè)備非常笨重，通常需要電源。

在威爾遜·格雷特巴奇的發(fā)明之前，起搏器只能佩戴在外部

我們所知的起搏器要到1956年才被發(fā)明出來。美國工程師威爾遜·格雷特巴奇在制作用來記錄心音的振蕩器時，不小心裝錯了電阻器。結(jié)果它開始發(fā)出與跳動的心臟無異的規(guī)則電脈沖。

他意識到自己的發(fā)明可以用來幫助患病的心臟保持正常心率，因此在接下來的兩年中，他將自己的設(shè)計優(yōu)化成由電池和電阻組成的袖珍部件。

一位科學(xué)家將起搏器的組件組裝在一起

1960年，它被植入了一名人類患者——一位77歲的男人體內(nèi)，他在此后又活了18個月。該項發(fā)明獲得了專利，同時威爾遜·格雷特巴奇有限公司（現(xiàn)在的整數(shù)控股公司）創(chuàng)立，該公司至今仍在生產(chǎn)起搏器。

顯微鏡

漢斯

扎卡里亞斯·揚(yáng)森（爭議）

荷蘭，1590年代

借助顯微鏡的發(fā)明，一個嶄新的細(xì)胞和微生物世界在我們眼前驀然展開。

幾千年來，人們只能看到至少有頭發(fā)粗的物體。古代文明曾經(jīng)測驗過水的光學(xué)特性，公元前3000年發(fā)明了玻璃，但直到13世紀(jì)發(fā)明了透鏡，簡單的顯微鏡才首次被使用。

它基本上就是放大鏡，由單個透鏡組成，主要用來查看微小的昆蟲。它又被稱為“跳蚤透鏡”。

不過我們談?wù)摰娘@微鏡，實(shí)際上是“復(fù)合顯微鏡”——是由通過空心管連接的多個透鏡組成的。在離樣品近的一端，有一個物鏡，會生成首次放大的圖像，在另一端是目鏡，可放大首次放大的圖像。

羅伯特·胡克使用的17世紀(jì)復(fù)合顯微鏡，他最先把這種設(shè)備用于科研用途

圍繞著荷蘭的眼鏡制造中心的幾個人都聲稱自己是復(fù)合顯微鏡的發(fā)明者，尤其是父子二人組漢斯和扎卡里亞斯，以及他們的競爭對手漢斯·利珀普西，后者在1608年申請了第一項望遠(yuǎn)鏡專利。

1650年，荷蘭外交官威廉·鮑雷爾寫信給法國國王的醫(yī)生，告知他詹森斯早在1590年代的發(fā)明。

詹森斯顯微鏡的復(fù)制品，該顯微鏡主要由通過空心管連接的兩個透鏡組成

詹森斯顯微鏡仍然存在，其歷史可以追溯到1595年，它可以將圖像放大到物品真實(shí)大小的9倍。

X射線

威廉·康拉德·倫琴

德國，1895年

這一意外發(fā)現(xiàn)改變了世界各地醫(yī)生——以及鞋匠的生活。

倫琴教授以陰極射線管（裝有電子槍的玻璃真空管）的實(shí)驗而聞名。當(dāng)電子撞擊到電子管另一端的熒光屏?xí)r，它會亮起，通過控制電子撞擊的位置可以制作圖像。

在他的一次實(shí)驗中，他發(fā)現(xiàn)盡管已經(jīng)用硬紙板覆蓋了試管阻止光漏出，在距離管子幾英尺以外的材料上還是會產(chǎn)生熒光。他意識到這里正在產(chǎn)生一種可以穿透重磅紙的新型射線。

威廉·康拉德·倫琴

為了研究這種他稱為“X射線”的射線的多種特性，在接下來的幾周里他幾乎沒有離開實(shí)驗室。

他發(fā)現(xiàn)這種射線能穿過人體組織，但是不能穿過骨骼和金屬。1895年末，他拍下了第一張使用X射線的人體部位照片——拍的是他妻子的手。在宣布他的發(fā)現(xiàn)的一個月內(nèi)，就照出了幾張使用這種射線生成的照片被外科醫(yī)生用來協(xié)助他們的工作。

這是有史以來第一張X射線照片——倫琴夫人的手

到1920年代，X射線機(jī)已在鞋店中用來試鞋。然而到了1950年代，出于對X射線危害的擔(dān)憂，這種做法已不再使用， 不過至今我們?nèi)栽卺t(yī)療應(yīng)用中使用X射線。

心電圖

威廉·埃因托芬

荷蘭，1903年

現(xiàn)在我們知道這是一臺可以把心臟電活動顯示為波峰與波谷的醫(yī)療設(shè)備，但心電圖不是從一開始就能如此準(zhǔn)確地記錄心臟的活動的。

動物電（galvanism）是1786年由意大利科學(xué)家路易吉·加爾瓦尼在對死青蛙進(jìn)行實(shí)驗后發(fā)現(xiàn)的。他觀察到同時用銅探針和金屬接觸青蛙腿時，它們會抽搐，仿佛產(chǎn)生了一股電流。

路易吉·加爾瓦尼

19世紀(jì)，卡洛·馬特奇以路易吉的工作為基礎(chǔ)，成為第一個檢測心臟電活動的人。然而，這種微小的電流很難記錄和測量。英國生理學(xué)家奧古斯都·德西·沃勒解決了這個問題，他用利普曼靜電計創(chuàng)造出世界上第一臺ECG機(jī)器。這臺設(shè)備上有一根汞柱——一種導(dǎo)電液體。

當(dāng)來自心臟的電流傳來時，會讓汞在管子里躍升。這樣的變化在當(dāng)時可以使用顯微鏡觀察并拍下照片。這臺機(jī)器在當(dāng)時非常不準(zhǔn)確且笨重，但一位名叫威廉·埃因托芬的荷蘭人親眼看到了它的實(shí)際運(yùn)作后辭職并投入到實(shí)用ECG機(jī)的研發(fā)與生產(chǎn)中。

第一臺ECG機(jī)器要求患者將四肢浸入生理鹽水中

他使用的是他在1901年發(fā)明的弦型電流計，再加上一輛旋轉(zhuǎn)自行車。他的第一臺原型機(jī)重達(dá)270公斤，要5個人來操作，且需要將患者浸入一桶導(dǎo)電的生理鹽水中。但結(jié)果是驚人的。

多年來，隨著電極的發(fā)展，他對自己的設(shè)計不斷進(jìn)行改進(jìn)，最終擺脫了生理鹽水的操作。威廉·埃因托芬的實(shí)用ECG機(jī)成了診斷心臟病的無價之寶，在1942年，他被授予諾貝爾獎。

本文內(nèi)容摘選自《人類健康史》

《人類健康史》

[英] 艾米·貝斯特 編著

定價：68.00

中國畫報出版社

出版時間：2021.4