脉搏血氧仪及其发明者青柳卓雄

作者: 寂寞帅猫

来源: 赛先生

发布日期: 2020-05-29 19:06:47

青柳卓雄发明的脉搏血氧仪以无创方式测量病人动脉血液中血氧饱和度,已成为全球对抗新型冠状病毒的重要仪器。他的发明使得血氧饱和度测量变得更加便捷和实时,挽救了无数生命。

脉搏血氧仪最有价值的地方在于人体血氧饱和度是我们能实时监测的极少数数据之一,在全球饱受新冠肺炎肆虐的今天,血氧监测比以往任何时候都更加重要。医学界发现,具有轻度至中度症状的新冠肺炎患者可能具有危险的低血氧水平,这可能导致严重的并发症。脉搏血氧计可以为病情恶化但可能仍没有呼吸困难的患者提供“警告信号”。在这场没有硝烟的战斗中,血氧仪于无形中挽救了无数人的生命。

4月18日,被誉为“现代血氧测量技术之父”的青柳卓雄(Takuo Aoyagi)在东京离世,享年84岁。他所发明的脉搏血氧仪(pulse oximeter)是以无创方式测量病人动脉血液中血氧饱和度或动脉血红蛋白氧饱和度的一种医疗设备,现已成为世界各地医院的重要设备,也是近几个月来全球对抗新型冠状病毒不可或缺的仪器。

然而,就是这样一个惠及全球人民的工具,它的发明者却鲜为人知,直到上月他在东京去世,他的名字才在网络上被人们提及。

每当我们想要介绍某一位科学家生平的时候,往往会发现,他们虽然著作等身、科研硕果累累,但是网络上关于他们日常的各种报道却很少。即使这样,我们仍能从这些为数不多的图文资料中窥见他们非凡的一生和伟大的灵魂。

在医学上,许多临床疾病会造成患者氧气供给的缺乏,甚至导致病人因手术时缺氧而死亡,因此,动脉血氧浓度的实时监测在临床救护中非常重要。传统的血氧饱和度测量方法是先进行人体采血(一般采桡动脉和股动脉的动脉血),再利用血气分析仪分析并测出血氧饱和度。然而,这种反复抽血容易导致病人的假性动脉瘤,也会带来许多不必要的痛苦。

最大的麻烦是,这种方法通常至少需要20-30分钟才能获得结果,不能进行实时监测,而这种延迟可能是致命的,因为低氧会在5分钟内发生严重的脑损伤。因此,当时的许多医务工作者希望能为麻醉患者充分供氧并实时监测其血氧含量,对他们而言,1936年是标志性的一年。

1972年,在研究以染料稀释法(即将无毒的染料作为指示剂注入患者体内)来测量人体心脏泵血量时,青柳卓雄发现人体血液流动时会产生一种干扰染料稀释曲线的“噪音”,这种噪音中携带着动脉血液氧合的重要信息。他利用创新技术消除了这种噪音,从而可以清晰读取氧气含量。这使他发现了利用两种不同波长的光信号进行脉搏血氧测定的方法。

1974年4月26日,青柳卓雄向日本医学电子与生物逻辑工程学会(MEBE)报告了他的脉搏血氧测定法,并与合作者,也是同事的木井一夫(Michio Kishi)一起创建了一个脉搏血氧计原型,1974年他们的公司提交了一份专利申请,将两人列为发明人。5年后,这项发明被授予专利。1975年,第一个利用青柳卓雄的方法做的商用脉搏血氧计面世。

这款血氧仪由一个包含发光装置的探针和两个光电探测器组成,可以由两个波长的光通过耳垂到达光电探测器,根据动脉血的脉动来测量每个波长的吸光度变化。该设备能够快速、无创地评估患者的氧合,使临床医生能更早地发现血流动力学和呼吸的异常情况,避免患者受到伤害,并实时评估临床干预的效果。

近年来,青柳卓雄的发明越来越受到人们的认可。这项发明得到了世界卫生组织的大力支持,尤其适用于处于麻醉手术状态的病人。在医疗技术发达的今天,许多公司都在出售血氧仪,形态多样,功能齐备,但所有的脉搏血氧仪,都是基于青柳卓雄最初的脉搏血氧测定原理。现代脉搏血氧仪(图源:pixabay)。

血氧水平,是一个人综合身体素质的反应,血氧饱和度要在95%以上才是人体的正常水平。血氧不足对人体的危害:头晕易困,精神不振。如果长期血氧含氧量不足,大脑皮层会受到伤害,容易出现心跳骤停、心肌衰竭、血液循环衰竭等一系列严重后果。哪些人需要关注血氧水平:心脑血管患者、呼吸系统疾病患者、60岁以上的老年人、高强度运动人群、每天工作/学习超过12小时的人等。

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