这项技术拯救了200万早产儿,居然只靠中学物理知识!

2017-04-11
admin
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  几十年前,提前六周出生的早产儿中的一半会在几小时或者几天之内死亡。他们的死因在当时并不明确。后来我们发现,是因为一种叫做呼吸窘迫综合征(RDS)的病。而这种病的发病机理,居然是一个很基础的物理学问题

  这种病主要发病部位是肺部深处的肺泡。肺泡是用来交换氧气和二氧化碳的,健康的肺泡长的像下图左边的样子,像一个个充了气的小气球。但是医生发现患病的肺泡,有的瘪了,有的被吹的特别鼓——就像右图这样。这严重影响了气体交换,婴儿也会因此窒息而死。

  

  这跟物理有什么关系呢?

  不知道你吹气球的时候有没有注意过,一个气球在开始的时候是最难吹起来的。这个可以用拉普拉斯定理来解释。简单地说,气球表面曲率越大,产生的附加压力就越大,所以气球就越难吹起来

  

  如果把一大一小气球连接起来,会发生什么事呢?大气球会把气体送小球里吸走!像下面这样:

  

  

  

  人的肺泡有大有小,所以也会产生上面这种情况。为了防止一部分肺泡瘪掉而另一部分爆炸,健康人的肺泡表面会分泌出一些表面活性剂,调节两侧肺泡的压力。但是早产儿分泌表面活性剂的能力还比较弱,所以调节能力就很差,小的肺泡就会瘪,大的变得更大,从而导致婴儿的窒息……

  

  最初,医生也没有想出什么办法来解决这个问题。但后来他们发现,只要一直往肺里打气就可以保持较小肺泡一直是鼓起来的了啊!同时,大肺泡也不会特别鼓。当婴儿分泌表面活性剂的能力恢复正常之后,肺功能就恢复正常了。

  根据这一原理,有人发明了一种仪器叫做CPAP,来给肺部打气。使用这种设备之后,早产儿的存活率直线上升

  

  CPAP价格并不贵,它被迅速推广到世界各地,拯救了至少200万早产儿的生命,特别是低收入国家的早产儿。

  谁敢断言那些科学定理是“空中楼阁”,“生活中根本用不上”呢?

  

  reference: https://www.youtube.com/watch?v=CJQlgrlB29M