拯救生命的新技術

玉　山

伊拉克拉韋城外，黃沙飛揚，雖然才是上午，氣溫已升至38℃。36歲的美軍中士杰克·奇斯拉坐在裝甲車內，雙眼緊盯前方，他們在搜尋暴徒。突然一聲巨響，急馳的裝甲車被下面埋藏的地雷所炸。奇斯拉大聲叫喊著，從車里爬出。

這輛車上一共有5名士兵，3人在爆炸中身受重傷，奇斯拉傷勢最重，雙腳被炸飛。一天后，他被轉到德國，并進行了雙腿截肢手術：右腿從膝蓋以下截去，左腿則連膝蓋切除。

4個月后，奇斯拉竟能下床走動了，在華盛頓特區(qū)華特·里德陸軍醫(yī)院治療中心，他散步時的步態(tài)幾乎和常人一樣。寬松的運動褲遮住了奇斯拉腿上安裝的人工裝置——“智能仿生腿”(C-Leg)。仿生腿配置在人體膝關節(jié)的電腦微處理器處理速度很快，并能根據(jù)使用者的步態(tài)進行步幅等的調整。經技師調校后，智能仿生腿可以幫助奇斯拉輕松通過任何復雜的地形。

智能仿生腿

以前若在戰(zhàn)場中失去雙腿，無異于終身殘廢。像奇斯拉這樣截肢后還能夠自由走動，要歸功于這套價值5萬美元的電腦假肢，它以鈦與石墨制成，由德國奧托博克健康康復集團公司制造。

奇斯拉的左腳裝設電腦假肢，右腳配置機械義腿，可以行走自如，并很快恢復了正常生活。2006年11月，他參加了紐約市馬拉松賽，駕駛手搖腳踏車，以3小時完成了42千米的賽程，他希望能盡快回到工作崗位，在肯塔基州納克斯堡基地擔任教官，并計劃周末駕駛哈雷機車馳騁。

對于那些使用純機械義肢的人來說，完成諸如上樓梯、散步或者打高爾夫球之類的運動都困難重重。每行動一步都要預先想好。1997年，奧托博克集團在世界矯形外科和康復技術博覽會上發(fā)布了他們的這款產品。該產品可以極大減輕肢殘人士的負擔：全球首個由微處理器全程控制的膝關節(jié)能最大程度地模仿人類行走的自然狀態(tài)。微處理器可以通過傳感器獲得義肢的運動信息，并以每秒50次的運算速度處理信息。智能義肢全天候運轉。它將幫助肢殘人士向輕松無障礙的生活邁出漂亮的一步。

奇斯拉的康復，聽起來似乎是個奇跡。但電腦假肢之類的神奇產品，以后卻會越來越多，也會越來越普遍。自2003年以來的美伊戰(zhàn)爭，使美方付出約3000人死亡、2.3萬人受傷的代價，其意外收獲卻是讓治療傷痛的新發(fā)明陸續(xù)問世。在治療和復健方面，軍事醫(yī)學研究獲得了令人訝異的進展，并且其中不少新發(fā)明已為民間醫(yī)療機構所采用，并向大眾普及。

神經急救術

許多醫(yī)生認為，顱腦損傷是致命傷。頭部受到嚴重創(chuàng)傷的士兵，存活率不到10％，復原后能自主生活者的比例更是低于5％。在2003年聯(lián)軍進入伊拉克后，由8位神經外科和神經專科專家組成的醫(yī)療組，決定嘗試新療法治療腦顱損傷。該項療法被稱為“神經急救術”。

治療中，醫(yī)生會先移除病人的部分顱骨，以免腦部的腫脹受到壓迫(否則腫脹會壓迫腦干導致不可逆昏迷)。隨后醫(yī)生在縫合患者的頭皮后，用微氣球和藥物讓腦血管通暢，充分滿足腦部的供血需求。這種療法與治療中風的原理相似。經數(shù)月消腫后，醫(yī)生再以電腦模擬病人腦骨制成壓克力(丙烯)植入，讓顱骨復原。由于手術的成功率很高，這些醫(yī)生們被譽為“開腦專家”。

馬里蘭州海軍醫(yī)院神經外科專家洛克·阿孟達正是該項治療方法的研制者之一，他說：“我們把顱腦損傷當作中風處理，提前打開頭骨進行手術，防止了腦部供血不足而致的二次傷害，治療成功率也因此大幅提高。”他估計，接受神經急救的患者，存活率能達到50％以上，超過1/3的患者可以像常人一樣工作、學習，自主生活。

美國每年有140萬人受到顱腦傷害，這種手術已逐漸被各醫(yī)院所采用。

止血繃帶

自人類社會有戰(zhàn)爭以來，嚴重失血是士兵死亡的主要原因之一。時至今日，科技迅猛發(fā)展，在伊拉克和阿富汗的戰(zhàn)場上，仍有不少士兵由于來不及送去治療而失血死亡。不過，一種止血繃帶的問世將大大改善這種情況。止血繃帶以龍蝦殼的有機物質甲殼素制成，可促使血液凝結，一片10厘米見方的繃帶，可在30秒內把傷口的出血止住。據(jù)統(tǒng)計，在戰(zhàn)場上，有九成以上傷者由于使用了這種繃帶而減少了失血。

馬里蘭州戰(zhàn)傷研究中心主席羅勃·費德羅上校說：“止血繃帶的原理與輪胎補漏貼片相似，遇血就會貼在組織周圍止血，效果遠勝過傳統(tǒng)繃帶?！痹摮晒啥砝諏葆t(yī)學激光中心科學家所創(chuàng)造，內含的甲殼素帶正電，可與帶負電的紅血球結合，形成凝塊。自2002年得到美國食品藥品監(jiān)督管理局批準投入臨床應用后，止血繃帶迅速成為戰(zhàn)場上的必備藥物之一。從2006年起，這一產品開始大量推廣到公共醫(yī)療急救部門。

電子資訊牌

湯米·摩利士于1993年起擔任步兵軍醫(yī)，在炮火激烈的戰(zhàn)場上進行傷兵的救護工作。由于救護過程中經常遭受暴風雨的襲擊，他決心把士兵的醫(yī)療記錄數(shù)字化。摩利士今年38歲，是美國陸軍遠程醫(yī)學和醫(yī)學先進技術研究中心主任，他在2001年研制出動態(tài)戰(zhàn)場醫(yī)學資訊系統(tǒng)(BMIST)軟件，醫(yī)生可藉此軟件建立士兵的電子健康記錄，以便前線醫(yī)生或偏遠醫(yī)院日后查閱。此外，這個系統(tǒng)還可以作為醫(yī)學教科書供人使用，也可以在戰(zhàn)場上供醫(yī)生搜尋診斷和醫(yī)學資訊。目前，此軟件已在英國、法國和加拿大等醫(yī)院使用。但這僅是眾多發(fā)明之一，美軍醫(yī)學研究部門于2005年開始試驗“電子資訊牌”，并將其配戴在士兵身上。資訊牌能儲存相當于數(shù)千頁紙的醫(yī)學檔案，醫(yī)生可在9米外輕易獲得士兵的電子資訊信息。

同時，美軍正準備引進全數(shù)字化醫(yī)學資訊系統(tǒng)，決心完全以電子方式建立920萬現(xiàn)役和退伍軍人的疾病、過敏和給藥狀況。這一系統(tǒng)可讓醫(yī)療人員對病人的健康情況了如指掌。有了這個系統(tǒng)，既可判斷病人是否接受過化學藥物治療，還能防止致命的藥物交互作用。

摩利士相信這個系統(tǒng)還能為醫(yī)療診斷帶來更多好處。他認為，將來可將BMIST與感應器結合，醫(yī)生就可手持這個神奇的診斷器，把患者的體溫、脈搏、血壓等生命體征輸入電子資訊牌，為患者建立終身檔案。

由大腦控制的義肢

雖然有些科學構想需要多年才能實現(xiàn)，但前景誘人。美國國防部高級研究計劃署(DARPA)計劃在未來4年，運用價值4800萬美元的開創(chuàng)性義肢程式，制造出由腦電波控制的人工手臂和手掌。

該程式目前已在靈長類動物身上試驗成功。匹茲堡大學的研究人員教導一只猴子使用意念驅動人工手臂的電極，使手臂可以撿起食物。這幕過去僅出現(xiàn)在科幻小說中的場景已發(fā)生在現(xiàn)實生活中。該大學的DARPA研究專家杰佛利·凌上校說：“猴子只要以意念控制，就可伸出機械手臂，把食物送進嘴里，確實神奇。”

在實驗中，研究人員將一系列電極與猴子大腦的某些部位相連，當猴子學會一些基本的動作，例如拿取食物時，上述電極就會紀錄下猴子的腦電波活動情況。在這一過程中搜集到的大量神經數(shù)據(jù)可以很快輸入到一臺電腦中，電腦可以對上述信息進行分析。并使之與猴子手臂的活動情況進行配套。這樣，每當猴子做出一個動作時，計算機就可以對其大腦信號進行處理以便為機器臂設計出一個類似的實時三維動作，經過處理的信息還可以通過互聯(lián)網傳送到他處，用以操縱另一只機器臂的動作。如果猴子的手臂被綁住，經過一些訓練后，猴子還能學會運用意念控制機械手臂。

專家預計，在不久的將來，身體癱瘓的病人就可以通過與其大腦連接的智能系統(tǒng)命令機器手臂做自己想做而不能完成的事情。

高級研究計劃署的目標是把開發(fā)出來的技術向大眾普及。凌醫(yī)生說，科學家正在對半身不遂患者和帕金森氏癥病人進行試驗，可實際使用的人工手臂已接近完成。該手臂無論外表、觸感，還是動作，均與天然手臂無異。他們希望兩年后向美國食品藥品監(jiān)督管理局申請神經控制的應用型式。凌醫(yī)生在阿富汗和伊拉克當過戰(zhàn)地醫(yī)生，深知出自戰(zhàn)爭的醫(yī)學發(fā)明，必將惠及眾生，像血庫、青霉素和重建外科手術都是過去戰(zhàn)爭的產物。他說：“也許意念控制人工裝置這種成果正是美伊戰(zhàn)爭出現(xiàn)的醫(yī)學奇跡之一。”

責任編輯：趙菲