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心導管手術第一人──福斯曼誕辰 │ 科學史上的今天:08/29

張瑞棋_96
・2015/08/29 ・1253字 ・閱讀時間約 2 分鐘

1929 年一個夏天中午,德國艾伯斯華德 (Eberswalde) 小鎮一家醫院的手術室閃進兩個人影。領頭的是資深護士狄森 (Gerda Ditzen),後面跟著年輕的實習醫生福斯曼。

狄森熟門熟路地只開啟幾盞必要的燈,接著打開櫃子拿出幾樣手術器具,消毒後放在檯子上。福斯曼邊查看器具,邊示意狄森躺到手術台上。
「不是坐著就好嗎?」狄森壓低聲量問道。
「呃……因為要打麻醉藥,還是躺著比較安全。」福斯曼趕緊編了個理由。待她躺好後,福斯曼再將她的手臂與雙腳牢牢固定在手術台上。見到她狐疑的表情,他趕緊安撫她:「安全起見。以免你下意識亂動。」

狄森微笑點頭,準備接受實驗。福斯曼鬆了一口氣;說實話,他一開始完全沒把握計謀能否成功,沒想到結果狄森竟如此支持他這項大膽的醫學實驗──從左手肘的靜脈插入導管,一路直達心臟。

福斯曼深信這是一個安全有效的方法,可以直接對心臟投藥,或是注入 X 光的顯影劑。他志願當第一隻白老鼠,但主管認為危險性太高而駁回,要他先提動物的實驗計畫。福斯曼知道如此一來勢必曠日廢時,而且就算實驗成功也不見得就能獲准用在病人身上;他想私下試驗又拿不到所需的器材,因此他才特意接近掌管手術室的狄森護士。狄森最後也相當認可他的構想,同意助他一臂之力,但前提是由她來當白老鼠。

福斯曼看著手術台上的狄森,她已幫他這麼多了,怎麼可以再讓她冒這個險呢!他感覺左臂的麻藥已生效,於是轉過身去,迅速在自己左手肘處劃開一道傷口,將一根細長的管子插入靜脈,往上推進約 30 公分。然後他走進手術台,解開狄森手腳的束縛,狄森瞄到福斯曼的左手臂,明白了怎麼一回事,不禁哭了出來,不停數落他的不是。

福斯曼請她趕快打電話給 X 光室做好準備,接著狄森陪他快步走去照 X 光。此時福斯曼的同事聞訊也趕了過來,想要幫他把導管拉出來,福斯曼好不容易才勸阻了他。X 光照片洗出來後,福斯曼估算還能再推進 30 公分,於是在導管上做好記號後,在身旁三人驚惶的目光下,繼續將導管推往心臟。就定位後,再照一次 X 光,照片清楚顯示導管末端就在右心房內。福斯曼在自己身上成功完成史上首次的心導管手術,證明了心導管的可行性。

福斯曼的主管原本大為震怒,但看了 X 光照片後還是信服了。他允許福斯曼在病人身上使用心導管,果然得到不錯的成效。然而,福斯曼發表論文後,得到的噓聲卻遠大於掌聲,原本預備前往任職的醫院也通知他已被解雇。在整個德國心臟科醫界的負評壓力下,福斯曼只好轉往泌尿科發展。

二次大戰後,法國醫生考南德 (André Cournand) 與美國的理查 (Dickinson Richards) 醫生發現福斯曼的論文,兩人共同合作發展出心導管在心臟醫療上的應用,心導管才逐漸普及;福斯曼雖已不在此領域久矣,還是欣慰當年狄森與他兩人的冒險沒有白費。1956 年,他們三人共同獲頒諾貝爾生理或醫學獎,福斯曼終於獲得應有的肯定。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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光溜溜的下巴怕鐵拳?快把你的鬍子留好留滿!【2021年搞笑諾貝爾—和平獎】

Yiting
・2021/09/23 ・1791字 ・閱讀時間約 3 分鐘

要打架可以,但不要打臉啊啊啊!!!

試著在腦袋裡想像一下,打架的時候你第一個目標會先打哪裡呢?

過往研究顯示,男人與男人之間一言不合就開打的情況相當稀鬆平常,因此臉部掛彩什麼的都只是小事。而流行病學數據也告訴我們,男性因為打架導致臉部受傷的比例,比女性高出 68~92%(不是說好不打臉的嗎?)。

既然臉這麼重要,下頜骨(mandible)又是一個很容易在打架時骨折的區域,有沒有什麼方式可以妥善保護它?——或許你可以考慮像海格一樣留個濃~濃~的鬍子!

你有想過為什麼要留這麼濃密的鬍子嗎 (´・ω・`)? 圖/Pexels

怕痛嗎?要不要考慮留個鬍鬚?

自古以來,有鬍子的男性都被認為比較陽剛、有男人味,就像雄獅那頭帥氣的鬃毛一樣。以前,你可能只會覺得「這些人留鬍子是想耍帥吧?」,但在看完今年(2021)搞笑諾貝爾和平獎的得獎研究之後,你會知道這些鬍子可沒這麼簡單 ಠ_ಠ

今年搞笑諾貝爾和平獎,由美國猶他大學(University of Utah)的研究者 Beseris、Naleway、Carrier 獲得,他們發現擁有濃密的鬍子除了讓你看起來男性氣質 +10%,還能讓你在實戰中防禦力 +30%!

想模擬濃密的鬍鬚?試試羊毛吧!

為了知道人類鬍子的防禦指數到底有多少,研究團隊首先以短纖維環氧樹脂化合物(short fiber epoxy composite)作為材料,建構出人類的骨頭模擬物。而後再用羊皮、羊毛模擬出人的皮膚、鬍子,並將這些模擬物分為三組:毛茸茸的毛、修剪過的毛、無毛,用以代表著有濃密鬍鬚、修剪過鬍鬚、拔除鬍鬚(furred, sheared, plucked)這三種狀態的人類男性。

在製作好毛茸茸這些模擬物後,我們還缺少一個最重要的東西:拳頭。而落錘重量衝擊試驗機(drop weight impact tester,型號為 Instron Dynatup 8250)就是研究團隊們用來代替拳頭的進行落錘衝擊實驗的完美物品。

我們的人工拳頭落錘重量衝擊試驗機與毛茸茸的樣品。圖上中文為作者加註。圖/參考資料 1

毛茸茸的毛,防禦力 +30% 的關鍵

在使用了落錘重量衝擊試驗機後,研究團隊發現相較於「修剪過的毛」或「無毛」這兩種樣本而言,「毛茸茸的毛」確實可以吸收更多重量衝擊,提供下方的骨骼模擬物較好的保護力。

我們可以從圖 A 較為平緩的黑色曲線看出,當落錘掉下來時,「毛茸茸的毛」具有緩衝效果,衝擊力達到高峰耗費的時間長,吸收重量衝擊的效果較好,灰線也顯示這坨濃密的毛能吸收的能量比「修剪過的毛」、「無毛」兩組來得多。而圖 B、C 則告訴我們,若使用「修剪過的毛」、「無毛」樣本進行實驗,落錘釋放的力會在短時間內達到高峰,毛髮吸收的能量也沒有「毛茸茸的毛」來得多。

落錘重量衝擊試驗的數據圖表,三張圖分別代表毛茸茸的毛(A)、修剪過的毛(B)、無毛(C)這三組樣本;黑線為落錘掉下來的衝擊力,灰線則表示毛髮吸收的能量。圖/參考資料 1

鬍子防禦力有限,珍惜下頜骨才是上策

上述數據告訴我們,「毛茸茸的毛」能比另外兩組多吸收將近 30% 的能量,但這是否代表著我們留了濃密鬍子後,就能成為一個不怕痛的耐打高手嗎?事實可能並不盡然。

研究團隊表示,濃密的鬍鬚雖然能減少臉部皮膚、肌肉的傷害,也能保護臉部骨骼脆弱的區域免於骨折危機,但魔鬼藏在細節中——你的鬍鬚並不是羊毛啊!在本次研究中使用的羊皮、羊毛其實相當毛茸茸又厚實,即使能作為一個好的模擬物,但在缺乏人類臉部毛髮粗細、密度、厚度數據的情況下,並沒有辦法 100% 保證它能代表我們。

此外,不同人種的臉部毛髮也略有差異。擁有中東與北歐血統的人們,能夠長出厚實、濃密的鬍鬚;然而東亞、美洲印地安人的臉部毛髮卻相對稀少。後續仍需要進行更多的研究,確定這些毛髮究竟是如何影響衝擊力道,或許也可以透過建立毛髮纖維模型並以程式模擬的方式達成研究目的。總而言之,在更多研究數據出來之前還是先別輕舉妄動,小心防禦力沒加成,反而讓自己破相啦!

參考資料

  1. E A Beseris et al., Impact Protection Potential of Mammalian Hair: Testing the Pugilism Hypothesis for the Evolution of Human Facial Hair,Integrative Organismal Biology, Volume 2, Issue 1, 2020.
  2. The 2021 Ig Nobel Prize Winners

Yiting
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在鳳梨田裡唸生科的人類,畢業後意外走上了科普路,目前還在緩慢前行中。喜歡有趣怪知識、諧音爛笑話,還有床。
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