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资料来源:杨晶的生理思政课,2021-10-04 10:03
只有怀疑精神才能唤起实验要求,也只有怀疑精神才决定实验推理形态
——法国 克劳德 ·贝尔纳
引 言
在生活状态下,人与动物的血管内都具有一定的压力,甚至在心脏停搏血流停止时,依然可测得低值的压力(约7毫米汞柱)。我们常常把流动着的血液对于单位面积血管壁的侧压力,称为血压。虽然我们在生理学教学中,常常把血压放在血管生理学中来讨论,这或许是从讲解的方便来安排的,但实际上正常状态下血压形成的重要动力还是心脏。
在现代的日常诊疗活动中,不论内科医生或外科医生,测量血压已成为他们使用频率相当高的一种常规方法。一个高血压的患者应否降低他的血压。首先,必须知道血压高低,不去测量它是不行的,而且有时不能只测一次,还需要反复多次测量,甚至一个危重的患者或具有严重心血管疾病的患者,还要一分钟不漏地监视其血压状况。此外,作为评价某种医疗手段的有效性,也需要血压的数值。在我国的中医学中可通过"号脉"来了解脉搏的虚实、弦紧、浮沉,从而间接地了解血压的状况。但是这些方法虽然具有一定的科学性,但是却无法定量,或者说在交流时无法表述它的数量值。
当生命科学的历史被这一问题呼唤时,血压测量法在 1733 年问世,经历无数科学家的奋斗,经历了从简单到复杂再回复到简单的漫长历程。
第一个测量血压的人
在18 世纪开始时,不要说是人的血压,就是动物的血压,历史上也从没有过测量的记录。直到有一位名叫斯蒂芬·黑尔斯(Stephen Hales;1677—1761)的英国人,他既不是医生,也没有学过医,他就是特丁顿教区的一位牧师,结果他成了第一个测量血压的人。这是怎么回事呢?
斯蒂芬·黑尔斯,剑桥某学院的一名神学生,他测量血压更多的是出于对自然现象的好奇,以及他对自然知识的求知欲和探索精神。他当时其实既不是关心医学,也不带有使命感,当然也并未考虑到临床应用,就是出于对某一知识领域的兴趣,进行研究和探索,这种求索的天性不能不让现代人的我们汗颜。
1707年,黑尔斯在他剑桥大学时代的朋友、一位年青而又热情的医学预科生威廉·斯图克莱(William Stukeley,1687-1765)的协作下.曾测量了许多种类的动物血压。1709年,当他就任特丁顿教区的终身副牧师后,他开始了循环的进行马血压的测量研究,据说他共进行25次实验,使用最多的动物是犬,也包括了3匹马。
1733年,从黑尔斯发表在《静力学论文集》(Stastical Essays)第二卷《血液静力学》(Haemastaticks)中所描述的实验情况可了解到他当时是怎样进行这个实验的和取得了什么实验结果:
1733年12月1日,他们把自己家里的已不再适于服务的马右卧位用绳子固定在平放在地上的大门板上,门上面铺以稻草。剖开马的左颈静脉,插一根127 厘米的玻璃管至近心端。在3-4秒内,血柱升起约30厘米;2-3秒后,血柱停止上升;3-4秒后,有时又逐渐升高,当马有小的挣扎时,血液运动加速,升起23厘米,当有较大择扎时,血液升高约92厘米,并也可能下降 13-15厘米,当马剧烈挣扎时,血柱上升得如此之高,以致血液可以从玻璃管顶端溢出。当马停止挣扎时,血柱下降 46-50厘米。因此,静脉血的回流并未受到静脉瓣的阻碍。我也曾在没有静脉瓣的部位观察过,尽管有时是绝对地阻碍了任何液体的回流。
插入到静脉中并固定的黄铜管的直径为0.36厘米,而颈静脉的直径约为1.3厘米。暴露左颈动脉,插入一黄铜管至心脏方向,在黄铜管的一端,接上一个鹅的气管,它的另一端接一只长为3.9米的玻璃管。马在动脉插管之前,已失血约1120毫升,当测量时血柱升高至2.9米时,从颈动脉取下管子,放血约960毫升,然后立即接上玻璃管,以观察每次放血之后血柱的高度,重复多次,一直到马断气。观察到,当玻璃管中血柱的垂直高度约为0.6米时,所有的马都死去。泻血的血液总量为13328毫升,血液的重量约为13.2千克,在马体内大的静脉还充满血液,在降主动脉及两心室两心房内,也有一些血液残留。
黑尔斯的实验记录值得我们注意的是:
黑尔斯能想到动物的心脏能把血液送到多少高度,并力图先去测量动物血液的压力,结果让他成为在生命科学史上成功地首次用直接法测定了动物血压的人。10多年之后,他还发明了U字形水银检压计成功地测定了树液的压力,但却未用于动物。
从马的实验记录上可见他观察了多项血液动力学指标。他测定了颈动脉及颈静脉的压力,观察了血压在心收缩期及舒张期的上下波动,以及呼吸和体动对血压的影响。同时又观察了放血对血压的影响。每次放血约 900毫升,共放血15次,放血总量达到约14升,动脉血压由放血前的 290厘米下降至 70厘米左右,然后他把总放血量加上残存于心房、心室及主动脉内的血量相加。粗略地估计了马的血液总量。
聪明的黑尔斯还还在动物活着未做实验前,先测定它的脉搏频率,然后杀死动物,取出心脏,将蜡注入左心室,以确定其容积,再将心率与左心容积相乘,其积即为心输出量,无疑是获得了一个历史上先驱性的概略性研究结果。
不过遗憾的是黑尔斯在做完了最初的关于血液动力学研究,特别是首次测定动物血压的 25个实验之后,他再也未做过动物的实验,在他83 岁猝死之前,他把全部精力都集中到植物学上。不知道这些是不是和他是神父的身份有关。
从循环生理学的角度看,在哈维发现血液循环之后100年期间,黑尔斯对心脏学中血液动力学的研究,可以说是首创性的独树一帜。因此。也被称为血压测量法之父(The father of sphygmomanometry)。
不过,黑尔斯的动脉血压测定虽然不曾哈维的血液循环学说被抵制了一个多世纪,却也是在他发表后踌躇了100年,才在英格兰及欧洲大陆的生理研究室广泛应用。原因可能和黑尔斯所用的直玻璃管太长,都在300厘米以上,至少马的血压可直冲至约290厘米之上,无法在室内应用有关。另外,也许是一个更为重要的原因,就是虽然黑尔斯曾用过 U形水银检压计,但是他是发表在《植物静力学》(Vegetale statics)上,这或许并未能引起医学家和生理学者的注意,从而长时间未能推广应用。尽管如此,他的这个工作仍然是在哈维发现血液循环后,在心血管领域中,第一个直正有意义的进展,甚至有人评价黑尔斯是18世纪英国最大的科学家之一。
应用 U形水银检压计测量血压的第一人
在黑尔斯首次测定了动物血压之后,大约100 年间并没有进一步去研究血压的问题,因为黑尔斯应用的方法不适用做系统研究的,最大的缺陷是马与犬的颈动脉铜插管,其游离端是与一个可弯曲的鹅气管连接,再与一个3米长的垂直玻璃管相接,这就在实验时相当费时;同时当血液充满玻璃管时,必有一定量的失血。此外,在开始研究之前的凝血问题,当时亦未解决,动物挣扎时,血压的呼吸性波动也比较大。
经历了100年的血压测量静默期,新的探索者出现了,他就是法国的生理学家和物理学家让·勒纳·玛丽·泊肃叶(Jean Lenard Marie Poiseuille,1799-1869),对就是那个泊肃叶,学习生理学的同学都不会对他陌生,学习血流量时,常常会讲到泊肃叶定律,这一定律讨论的是血流量和压力差、管半径、管长度以及血液黏滞度之间的关系,这个定律就是他创造的。
在泊肃叶还是一个医学生时,他就开始了血压测定的研究。1828年,泊肃叶首次应用他自己制作的U形检压计测量了动物的血压,并且于同年以“动脉血压研究”为题,作为他的博士论文发表,因此曾获得了皇家医学科学院(Royal Academy of Medicine)金质奖章,并被后世生理学界评价为心脏血管生理学历史上的里程碑。
泊肃叶完成的直接血压测量绝不是对前人的简单重复,他虽然用的不是他首创的是U形管水银检压计测血压,但是他使用的 U形管已经有很多创新:他解决了管内凝血问题,他当时用的是饱和碳酸氢钠(NaHCO3)溶液,阻止了血液凝固;校正了U形管中的碳酸氢钠-血液混合物的量与液柱高低之间的差异;研究了 U形管中温度对水银密度的影响;研究了 U形管两肢的口径大小不等对测量值的影响;观察了U形检压计的垂直与偏倾对测量值的影响。在做完这些物理学研究之后,他最终采用了将一根7 毫米直径、8 英寸(约20厘米)长的玻璃管,制成 U形,充以水银,U形管做成长短两肢,短肢经插管插入动脉,进行测量。
泊肃叶测量动脉血压的初衷可不像黑尔斯那样就是出于对自然界的好奇,泊肃叶完全是出于科学研究的需要,一种他自己对某个问题的质疑。在泊肃叶生活的那个年代,流行的一种心血管生理学中的观点是血流阻力主要存在于主动脉,即自左心室出口至下腹的主动脉的另一端之间。泊肃叶是带着探索血流阻力的动机开始了U形检压计的设计的。
从泊肃叶的实验开始,血压值再不是以英尺、英寸,而是以毫米汞柱为计算单位。假如事实真如当时流行的观点那样,即主动脉是血流阻力的提供部位,那么血压将沿着主动脉逐次下降。泊肃叶最先做实验去检验这一假说的真实性,他发现,在仰卧位时,从主动脉起始部和腹主动脉的另一端,血压几乎是一样的。因此,他证明了在主动脉中不存在可以测得到的阻力,正如在泊肃叶的论文所描述的:实验使人惊奇的是,当两个检压计同时插入两个不同距离的两根动脉时,显示完全相等的读数。他同时测量的是颈动脉和下肢的小动脉,不麻醉的马颈动脉平均压连续9次测量的均值为146.7 毫米汞柱,而同时测量的下肢小动脉平均的9次均值也是146.7毫米汞柱,但是下肢小动脉的口径只是颈动脉口径的1/50。
泊肃叶的实验表明从主动脉到直径2毫米动脉血管,其血压值均约为 150毫米汞柱,那么循环中血压的降落发生在哪里呢?为了找寻这一问题的答案,泊肃叶又测量了静脉系统的压力,他测得的外周静脉压力只有5-10毫米汞柱。因此,他的结论是血压的阻力主要是在 2毫米口径以下的小血管。这一结论的真理性至今仍然是颠扑不破的,它经历了历史的考验。
泊肃叶还用显微镜研究了微循环,他观察了鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及小哺乳类动物的小动脉、毛细血管、小静脉中的血流,因此泊肃叶在微循环研究领域中也是第一个伟大的先驱。
1850年,也就是泊肃叶首次应用U形水银检压计检测动脉血压的 22年后,法国生理学家马让迪(Francois Magendie,1783-1855)改进了泊肃叶的血压计,我们称它为马让迪压力计吧。马让迪是19世纪法国著名的实验生理学家、曾担任过法兰西科学院院长。有人说,是他的贡献促进了现代药理学的诞生,他首次提出了药物和毒药都必须先被吸收进血液,并输送到作用部位,才能发挥出作用。得益于马让迪提出的原则,后续多位药物学家相继研发了各种有效的新药,纷纷被授予诺贝尔奖。不过今天我们在这里要说的是马让迪对血压测量的研究。
前面我们说过,泊肃叶所用的U形水银检压计玻璃管两肢的口径都是相同的,7 毫米直径。马让迪却在一个小圆瓶中充以多半瓶水银,在圆瓶的下端开口部接一2毫米口径较细的有刻度的玻璃管,圆瓶上口的塞上插入一弯成近直角的玻璃管,可经插管插入动脉中。这样改进的测压装置一是可使压力变动作用到一个较大的水银表面;二是减少了刻度管的直径。因此,同样的压力变动,就会使刻度管中的水银柱高度变化和泊肃叶压力计比,马让迪压力计更能使幅度加大。这个系统对小的压力变化就会更敏感,读数更为精密和准确。如今,普遍在临床上使用的袖带式水银血压计,仍然在设计上沿用着马让迪的血压计的原理。
人类血压的首次测量
好了,动物血压已经完成了首次测量,测量血压的工具几经改良也适用于室内试验了,血液循环中动力学问题的研究已经经由他们创造性地开启了。那么如何把动物上所做的测量进行人类血压的测量呢?
1856年,一位法国外科医生让·法弗尔(Jean Faivre)在手术时,使用泊肃叶的U形水银检压计,在一位截肢的患者身上,把 U形水银检压计的测量端的插管直接插入离断肢的动脉内,进行了人类血压的首次测量,他测量的肱动脉血压是在 115-120 毫米汞柱,确定了人类血压的正常范围。法弗尔的这一工作具有重要意义。
血压的无创估量与测定
(一)先驱性地血压间接测量
尽管让·法弗尔第一个直接测定出了人类的血压,但是这种直接测量动脉内血压方法很难常规实施在临床上。那么谁是无创方法测量血压的第一人呢,目前各文献报道尚不一致。
1834 年,法国医生尤里乌斯·赫里松(Julius Herrison)在巴黎首次设计了一个可以客观地演示人动脉搏动力量的方法。这一方法是人类间接测量血压的开始,实现了动脉血压的无创伤测量。实际上,这一方法就是通过脉搏计(sphygmometer)来描记脉搏从而间接估量动脉血压的值。
赫里松的脉搏记由覆盖着一层薄膜的金属半球和半球顶部连接着一个有刻度的玻璃毛细管组成。管中充以水银,依薄膜受力大小,水银柱可相对应地上下波动。将膜部置于桡动脉上,可以看到毛细管中的水银柱的波动与动脉波动相一致,可以测定脉搏波动的幅度。赫里松认为医生可以应用这一仪器,来正确地记录每一患者脉搏的幅度。赫里松首次应用了一个客观的方法,通过观察健康人或患者的桡动脉脉搏波动的变化来了解健康人或患者的疾病过程。尽管赫里松原来的目的只是为了演示桡动脉的波动,但是他的这一装置也间接地演示并测定了人的血压。
也有文献说德国生理学家卡尔·韦罗尔特(Karl Vierordt,1818-1884)是无创方法测量血压的第一人。韦罗尔特曾担任德国蒂宾根大学(University of Tübingen)的生理学教授,蒂宾根大学曾培养出如天文学家开普勒、哲学家黑格尔这样出类拔萃的学生,它是德国第一个建立自然科学系的大学。
1855年,韦罗尔特在蒂宾根大学工作时设计了一种脉搏描记器。这一装置的原理是衡量消去外周动脉的波动所需的反向压力(counter-pressure),以此压力作为血压水平的指标。具体做法是将金属纽扣 b 置于桡动脉上,然后向左侧大的金属盘中加入砝码,经过金属棒,传递到描记的杠杆直至能够描绘出脉搏波,然后向右侧小盘中放入小份量的砝码,以做微细调节;直至使脉搏消失,依此刻的砝码重量作为收缩压的指标。韦罗尔特在实验中首次使用路德维希(CarlLudwig)的记纹装置进行了无创性血压描记,是把脉搏波描记在纸上的第一人。但是他的装置体积较大,甚为笨重,用法繁复,不仅难于使用,而且也不大精确。但是毕竟代表着是迈向测量人体血压的正确方向。
在生理学史上,更倾向于认为韦罗尔特是首次无创性血压测量者,因为韦罗尔特的原始动机设计脉搏计的初衷就是为了测量血压。而赫里松的工作更多是为了观察脉搏的波动,其主要目的并不是测血压。
(二)马雷的20年研究
马雷(Etienne Jules Marey,1830-1904)为法国著名生理学家,在许多领域均有建树,对心血管生理学也有不可磨灭的贡献。
1860年,马雷设计了一种小型的、能够较为精确地应用于前臂、并可以清楚地记录桡动脉脉搏波动的脉搏描记器。
马雷的改进型脉搏描记器(C)采取空气传递的方式,由鼓中波动的空气去推动一个机械杠杆的动作,使之描画在一个以一定速度转动的熏烟纸上。后来马雷又进一步改进这一装置,使其更简单(D),通过在鼓上装一个描记笔尖,直接记录在一个可旋转记录装置上。D模式后来被称为马雷气鼓,常在记录呼吸运动、器官容积描记等实验中使用。在 20世纪60年代前后,它被电子记录仪器所取代,从而逐渐退出功能实验室的历史舞台。
马雷具有令人钦佩的不断探索和不知疲倦的科学精神,尤其是在改进生理实验仪器的研究设计上保持着旺盛的热情和精力。
1875年,马雷又设计出一种更能精确测量血压的仪器。这个装置一改前人及自己对动脉壁局部施以反向压力的模式,而是对前臂的血管整体,从各个方向上施以均等的压力。前臂和手经金属箱 A右侧松紧适度的橡皮圈,伸入金属箱内。由干橡皮圈围于前臂时,松紧适度,故金属箱中的水不会泄漏出来。经金属箱上部的小玻璃孔可以观察到箱内情况,金属箱连接到水银检计m 和记录鼓 M上。借助于储液瓶(R)逐渐升高,从而渐增箱中的压包力,脉搏波传到液体,从而传到记录鼓及水银检压计上。当描计的波动幅度增加到某一点时,在增加箱内压力,波动幅度将减少,远在波动完全消失之前,前臂皮肤将变得苍白,这表示血管已经塌陷,箱内水压已大于动脉内压。马雷认为出现最大波动以及皮肤变苍白的时点,这是血压测量的两个重要指标。他认为动脉壁只不过是一个在内、外液中飘浮着的膜(floating membrane)。因此,在最大波动发生的时点,正是箱中水平衡了动脉内的压力。他认为这才代表血管内压的水平。在马雷的原著中,对血压水平和收缩压、舒张压的关系没有描述。马雷无法解释他测的是收缩压,还是舒张压?有人认为最大波动代表着舒张压,可是德国医生冯·雷克灵豪森(Von Rechlinghausen)和其他一些研究者则认为产生最大波动时的外压,实际上是接近于“平均血压”(最大压力和最小压力和的平均值)。
1878年,马雷又设计了一个小型测量手指血压的装置。手指血压的波动直接传递到水银柱,按照马雷的设计,当压力计上出现最大波动的压力波时,在水银柱上可读出最大与最小的绝对值。应用这个手指测压装置,马雷首次讨论了测定所谓血压“恒定水平”或最小水平的可能性。因此,可以认为马雷是第一个成功尝试间接测定人舒张压的人。但令人遗憾的是,尽管马雷的仪器是具有独创性的杰作,对于大多数医生来说,还是觉得是太复杂,不方便常规应用,所以未得到广泛的应用。
(三)19世纪末的两种血压计
在马雷设计的血压计之后,曾有不少人试图改进,并也在小型化、简便化上下过功夫,但未得到临床更为广泛的应用。在19世纪末应用时间较久的血压计有两种类型:
一为冯·巴希(Samuel von Basch,1837-1905),他生于捷克的布拉格,毕业于奥地利维也纳,后成为维也纳的一位著名医生,后来人把他称为临床血压计之父。他自1876年开始设计出第1个简便血压计之后,不断改进,用了14年时间,在 1887年又发表了改良型冯·巴希血压计。
在使用这一装置时,选一直接位于骨头上的动脉,例如桡动脉或颞动脉,把橡皮球的膜置于动脉上,在动脉上所施压力通过充水系统,传到金属检压计,同时用另一只手去触摸球压迫点之下的脉搏,当脉搏消失,或者在逐渐减低压力时,刚一摸到脉搏的那一时刻,压力计上的读数,就是收缩压。冯·巴希用了一个更简便的金属压力计代替了水银压力计。有一位病理学家曾在犬实验中检验了冯·巴希血压计的精确性。他将插管插入犬颈动脉做直接测量,同时在犬前肢上用冯·巴希的血压计测量结果两者在很大程度上相互数值一致。
另一位为法国医生波塔因(P.C. Potain),他是一位卓越的临床观察者。他于1889年改进了冯·巴希的血压计,使它更简便,更易携带。他主要有两点改进,他用一个按压动脉的精致小球代替了冯·巴希的粗制的小球,在波塔因血压计的按压动脉的小球上,有一个薄部,这样将使其中的波动传输更灵敏;另一个改进就是他在检压计系统中充的是空气,而冯·巴希所用的是充水的,这样使用是更为简便。橡皮球(A)即可使这一系统中充气增加压力,又可以作为脉搏波动的感知装置。医生的另一只手的手指触摸橡皮球远端的脉搏,判断收缩压的方法与冯·巴希相同。波塔因是最先使用气体压力计的人。由于这个改进,波塔因血压计就可以很容易放在一个轻便的小箱中,便于医生携带至家庭和医院。
冯·巴希和波塔因的血压计在19世纪末是医界广泛所知的,并在临床上应用较久。但是,这一方法也有一些不足,由干围绕被测动脉周围组织的量及动脉壁质量是一个变动的因素,这自然将影响所测血压的水平。此外,医生个人应用这一技术的能力与经验,也是获得正确值的重要因素。在波塔因1902年逝世后所发表的关于人类动脉压力的著作上所见到的正常人的血压数值普遍偏高,但是他第一个研究了年龄与血压的关系,发现血压随年龄增长而增加,这一结果在当时是非常引人注目的。
(四)意大利医生的创意
临床用的血压计最明显的进步,应该说是起于一位意大利内科医生,也是儿科医生西庇欧内·里瓦-罗西(Scipione Riva-Rocci,1863—1937)。他出生在阿尔卑斯山环绕的南部一个乡间小城,毕业干都灵(Turin)大学医学院。都灵是一个古罗马时代的小乡镇,20世纪60年代意大利首都曾一度在那里,那里又是2006年冬季奥运会举办地,曾在国际上名震一时。他曾在意大利有名的帕多瓦大学(University of Padua)作过医学病理学教授。他在医学生理学史中有两件事是人们不可能忘怀的:一是1896年由他的创意所设计的临床血压计,即里瓦-罗西血压计;另一个是他在 1898年成为古老的人工气胸治疗肺结核病的发明者。
里瓦-罗西把冯·巴希及波塔因压在桡动脉的一个点的小球,改成一个围在上臂中部的一个有5厘米宽的橡皮袖袋,这样当用橡皮球充气时,内向的压力可以均匀地施加于肱动脉上,施压于一个面较施压于动脉上的一个点,更为简便易行、更精确。袖袋通过橡胶管与水银检压计相连,水银检压计又与一个打气橡皮球相连。当橡皮球打气时,一方面使袖袋内压增加,一方面也可经水银检压计,了解袖袋中的压力。当加压至刚刚摸不到脉搏,即脉搏消失的时点,就是肱动脉的收缩压。
1901年,德国医生冯·雷克灵豪森(H.von Recklinghausen)研究了袖袋宽度与测得的血压值的关系,接果表明,宽度为5厘米的袖袋血压计测出的数值,约高出实际数值的10%,他把5厘米袖袋改为12~14 厘米袖袋,这一袖袋沿用至今日。
(五)俄罗斯外科军医的创新
尽管经过里瓦-罗西和雷克灵豪森的设计,已经具备了今日所使用的形式,但利用触诊方法测量血压、舒张压是不能精确而满意的测出的。这一问题由俄国外科军医尼古拉·谢尔盖也维奇·柯罗特柯夫(Nikolai Sergeyevich Korotkoff,1874-1920)解决了,柯罗特柯夫既是血管外科的先驱者,也是听诊法测定血压的发明者。
至于柯罗特柯夫的个人的生平,在 20世纪60年代之前,国际医学界对他所知甚少,因此有人说他是被医学史家忽略的科学家。一直到 20世纪 80年代初,有两位爱丁堡的学者还以“寻找柯罗特柯夫”(In search of Korotkoff)为题,在《英国医学杂志》上发表文章。20世纪 50 年代中期,一位原苏联院士沙威茨基(Nikolai Savitsky)致函列宁格勒科学院,宣称:“甚至柯罗特柯夫发明听诊法测血压时的工作单位-军事医学科学院的医院成员,都不知道柯罗特柯夫为何人。”他希望科学院要纠正这一错误。终于在致函提出意见约 40年后的1995年,召开了全俄心脏科学大会,会上军事医院科学院的波波夫(Sergei E.Popov)教授作报告,纪念柯罗特柯夫听诊法测血压发表 90 周年。波波夫在会上的报告,谈到关于俄国外科医生柯罗特柯夫天才的发现,现已被全世界的医师们所应用。这或许也体现了列宁格勒军事医学科学院改正错误的一个行动。
加拿大有一位著名的心脏学家、医史学家西格尔(Harold Nathan Segall,1899-1990)对柯罗特柯夫听诊法测血压的发明,兴趣盎然。20世纪 30年代开始,他一直在收集关于柯罗特柯夫的资料。在西格尔工作的麦吉尔大学中,生理教研室的一位研究叫巴布金的教授(Boris P.Babkin,1877-1950),他既是巴甫洛夫最老的学生,也是巴甫洛夫在皇家军事医学科学院时代消化生理学的共同研究者。巴布金 1904 年取得医学博士学位之后,曾给巴甫洛夫做助手多年。1924 年去乌克兰敖德萨作生理教研室主任教授。由于他对俄国布尔什维克革命的不满,被俄国当局告发,并投入监狱,10余日后,他被放逐,令其离开俄国。当时恰逢他的专著《消化腺的外分泌》一书,已在德国出版,这使他获得了国际声誉。英国伦敦大学生理教授斯塔林(E.H. Starling)邀请他及家属到伦敦大学他的实验室工作。于是巴布金便流亡到伦敦。他曾同斯塔林及贝利斯(W.Bayliss)一起作消化道内分泌的研究。1924年,他赴北美,当他到达美国,本想在华盛顿大学工作,但那里只给他一个讲师职位。后来加拿大达尔毫西大学(Dalhousie University)却是伯乐识才,为他提供一个生理教研室主任职务。他在达尔毫西大学工作4年后,于1928年到加拿大麦吉尔大学任研究教授,一直到他逝世。在巴布金流亡国外之后.俄国人很快意识到巴布金出走,对俄罗斯是一大损失。因此邀他回国,其中包括他的老师 I.P.巴甫洛夫也写信邀归,但都被巴布金谢绝。
巴布金在巴甫洛夫实验室工作期间,柯罗特柯夫也恰好在军事医院科学院工作。西格尔推想巴布金可能知道柯罗特柯夫的工作生活情况。于是西格尔找到巴布金教授,询间问他关于柯罗特柯夫在圣彼得堡军事医学科学院的情况。巴布金教授想起柯罗特柯夫是一位身材细高、好学的青年,巴布金知道他取得了医学学士学位之后,曾到一些偏远单位工作过数年,当他返回圣彼得堡时,他一边在私人诊所“打工”,一边写作他的博士论文。巴布金已回忆不起更多详细的情节。半个世纪前(1963年),西格尔为了要了解柯罗特柯夫历史上的天才发明与他科学生涯状况。他特意访问了当时被西方国家称为“铁幕”国家的苏联列宁格勒(即现在的圣彼得堡),但他高兴而去,却扫兴而归。后来西格尔在1965年的一篇文章中曾提到说:“我曾多次参加医学界的会议,但是没有一个人知道柯罗特柯夫的任何情况。”当他在列宁格勒时,曾去苏联国家大图书馆,馆员未能为他查找到与柯罗特柯夫有关资料,但是承诺如果找到将寄给他。大约1年后,该馆馆员将一份载有柯罗特柯夫的资料(俄文打字两页,并译成英文)邮寄给西格尔。这一资料载于苏联《临床医学》杂志(1956,14 (11):84-85)。
下述的故事最能说明柯罗特柯夫曾被医学历史所忽略而默默无闻的事例。圣彼得堡军事医学科学院的波波夫教授(Sergei E.Popov)曾用30余年点滴收集柯罗特柯夫的生活与科学活动的历史。他幸运地找到柯罗特柯夫生前唯一的一张照片,这张照片是在柯罗特柯夫就读的莫斯科大学医学院的档案中发现的。
波波夫教授已知柯罗特柯夫于1905年生有一子,于是他开始设法寻找柯罗特柯夫的儿子-S.N.柯罗特柯夫(Sergei N.Korotkov,1905-1977)(以下称小柯罗特柯夫)。1970年,就在列宁格勒找到了柯罗特柯夫的儿子。原来他儿子也追随他父亲的道路,在他父亲工作的地方—列宁格勒学习医学后,亦成为医师。尽管小柯罗特柯夫每天带着听诊器为他的患者常规地测量着血压,但是他却从不知道这一测血压方法是他父亲发明的。终于在小柯罗特柯夫大学毕业后14年,才得知听诊法测血压是他父亲的发明。
当波波夫教授第一次与小柯罗特柯夫见面时,他惊异地得知小柯罗特柯夫家中没有他父亲的照片,于是波波夫教授把一张柯罗特柯夫的照片送给了小柯罗特柯夫。同时小柯罗特柯夫也向波波夫教授回忆起幼年时代父亲的生活状况。就在波波夫访问小柯罗特柯夫7年后,这位小柯罗特柯夫因病离开人世(72岁)。
在 20世纪 80年代后,关于写柯罗特柯夫的科学发现及生平的文章多了起来。现在让我们来回顾一下这位具有不朽声名,却默默无闻的俄国外科医生。
1874 年,柯罗特柯夫(N.S.Korotkov,1874-1920)生于俄国西南边睡的一个小城——库尔斯克(Kursk)。
1898年,24岁的柯罗特柯夫以优异成绩毕业于莫斯科大学医学院。大学毕业进入了母校的大学附属医院巴布罗夫(A. A.Bobrov,1850-1904)教授所领导的外科部工作。开头的约两年担任一个无薪酬的实习医生。他只好在业余时间,到俄著名外科医生费德洛夫经营的医院里作“第二职业”,以维持生计。
1900 年5月,当柯罗特柯夫刚刚成为大学医院外科部的正式成员 1个月后,在中国发生了义和团的农民反帝爱国运动。许多国家借口义和团问题侵入中国,沙俄派军队作为八国联军的一个组成部分,残酷镇压义和团运动,并企图吞食我国东北的领土。当时沙俄在远东与我国边境邻近的哈巴罗夫斯克(伯力),建立了红十字会医院,并将柯罗特柯夫派遣去作医疗工作。
1920年,46 岁壮年的柯罗特柯夫离开了这个世界。基本上他是在战争、革命、贫困与疾病之中度过了大学毕业后的22年。在他短暂的一生的艰难环境里,仍然为临床医学留下了全世界医生无一日不用的-听诊法测量血压。
1900年末,任务结束之后,柯罗特柯夫经西伯利亚铁路到达海参崴,自海路经太平洋、印度洋、红海、苏伊士运河、地中海、黑海回到莫斯克。这时的柯罗特柯夫,专心致志地在学术上,他把阿尔伯特(Edward Albert)所著的德文版的《外科诊断学》译成俄文。
1903年,柯罗特柯夫“打工”的那个医院的俄著名外科医生——费德洛夫(S. P.Fedorov)被聘去圣彼得堡军事医学科学院医院担任教授职务。而费德洛夫对曾在他那里“打工”的青年外科医生——柯罗特柯夫印象甚好,正如费德洛夫在他的一封信中所评价的那样。“柯罗特柯夫医生不论从哪方面看。都是个杰出的人”,因此当费德洛夫赴圣彼得堡就任之后,就邀请柯罗特柯夫到他那里作指导医生。柯罗特柯夫也就在同年(1903)提出了学位授予申请,但是由于战争、革命前的社会动乱所致中辍,以及他自己体弱多病的延误,直至 7年后的 1910 年才经正式答辩、审查合格授予医学博士学位。
柯罗特柯夫在费德洛夫门下,进行临床与研究还不到1年,两帝国主义争夺我国东北领土的日俄战争爆发(1904年2月),4个月后又中断了他的研究。他随同俄红十字会所属医院被派往远东,驻扎在我国东北哈尔滨。在哈尔滨这所俄红十字会医院里,主要任务是接收俄军前线后送的战伤伤员,以及俄军中流行的肠伤寒的治疗。柯罗特柯夫对血管外科兴趣甚浓。他一面治疗,一面有准备地为自己的博士论文收集病例。这期间他给 35例外伤性动脉瘤进行了手术治疗。血管的枪伤常常引起动脉瘤发生,柯罗特柯夫想找到一种方法来解决是否保留受伤的四肢。这就须寻求某种指征以事先判断动脉结扎后,患者可能导致的生或死。于是他对每一例动脉瘤都进行了听诊,并测定其血压。
他想起俄国外科学之父-皮罗果夫(Nicolai I.Pirogov,1810-1881)曾经提示给学生的话:“如果是肿瘤,必须应用听诊法确定它是否为动脉瘤。”柯罗特柯夫就是这样实施的,于是这也成了听诊法测血压研究的契机与开端。
柯罗特柯夫在日俄战争正式结束前数月(1905年 4月),因同来哈尔滨在同院做护士的妻子(1941年她死于德军围困列宁格勒期间)怀孕,经西伯利亚铁路提前返回圣彼得堡陆军医院。回院后,他就向费德洛夫教授(S.P.Fedorov)提出申请,希望取得从哈尔滨所获得的血管疾患的诊疗经验,继续做血管侧支循环的研究,得到了费德洛夫教授的认可。柯罗特柯夫1905年末在圣彼得堡军事医学科学院医院的学会上,首次报告了《听诊血压测量法》。但是那是一篇很简短的报告,总共只有 207个单词。对于这一后来为全世界医生广泛应用,造福于所有患者的技术,他的开端却是相当谦卑的。他的报告以“血压研究方法”为题,记载在《俄皇家军事医学科学院院报》上。美国人刘易斯(W.H.Lewis)曾在 1941 年的纽约医学科学院报上,全文笔译了这个短文的内容如下:
在观察的基础上,讲演者得出结论。在正常的情况下,一根完全阻塞的动脉,并不发出任何声音。考虑这一事实,讲演者提出了测量人类血压的听音法。将里瓦-罗西袖袋放在上臂中1/3,快速增加袖袋中的压力,一直到在袖袋下的循环完全停止。开头没有任何声音,当压力计中的汞柱下降至某一高度时,就出现了第一个短促的微弱的声音,这个声音的出现表明血流的脉搏波的一部分,在袖袋下已通过。因此,当第一声出现时的压 力计读数就相当于最高血压(maximum blood pressure),随着压力计的水银柱进一步降落,可听到收缩期压力杂音,即变成另一种声音(第二声)。最后所有声音都消失。声音消失的时点表明了血流的自由通过或流过。换言之,在声音消失或渐弱的时刻,动脉中最低血压(minimum blood pressure)恰超过了袖袋中的压力。因此,这一时刻压力计的读数相当于最低血压。在动物实验上所得的结果也是明确的。第一声音出现要早于摸到脉搏(10~12毫米),脉搏可被摸到只能在血流的大部分通过后。
我们从 W. H.刘易斯译为英文的《皇家军事医学科学院报》上这篇不满一页的简短引文可以见到,柯罗特柯夫当时的研究,实际上把听到的声音,只分为3 个阶段,即3个时相,但现在却把听到的声音分为Ⅰ~V 5个时相,同时也称为柯罗特柯夫的5个时相。因此,5个时相的分法是后来的发展,而不是柯罗特柯夫的原作;其次在引文中,我们也可以看到,柯罗特柯夫把收缩压叫作“最高血压”,而把舒张压叫作“最低血压”,现在正规的叫法,应该是收压缩、舒张压。在柯罗特柯夫发表后的讨论会上,有不止一人提出怀疑与反对意见。报告后数日,为回答这些反对和怀疑的观点,柯罗特柯夫在同一学会再次报告了用动物实验证明了他的听诊血压测量法的正确性。在当时的参会者中,有一位俄国圣彼得堡军事医学科学院医院的教授、资深的血压研究家雅诺夫斯基(Mikhail V.Yanovsky,1854-1927)。从一开始就支持柯罗特夫的听诊血压测定法。他曾评价柯罗特柯夫的方法,他说:“我认为柯罗特柯夫的方法,实际上能更正确地测量血压。方法单纯,观察敏锐,显示了他个人的智慧与才能,但是已注意到许多研究者都忽略了他。”受到俄罗斯血压研究家-雅诺夫斯基的赞扬,随后柯罗特柯夫血压测量法,由雅诺夫斯基领导的教研室首先将这种方法应用干临床。并进一步证明其正确性。因此,在俄罗斯国内首先被接受,并曾将这一方法称为“柯罗特柯夫-雅诺夫斯基法”。在 4-5年后,由其弟子将这一方法传播至欧洲及美洲。及至 1910年柯罗特柯夫法已扩展至全世界。
听诊法测定血压的广泛应用,却又导致了临床听诊习惯的变化—即双耳听诊器和扩音听诊器(phonendoscope)的普及化。从听诊器发展的历史看,自法国医师拉埃内克(Rene Laéennec,1781-1826)1819年发明了第1个单耳听诊器,近40年间都是使用单耳听诊器,虽然最早的双耳听诊器在1855年就已经制作出来,但临床医师仍习惯于单耳听诊器,直到 20 世纪初,双耳听诊器并不普及。由于柯罗特柯夫听诊法测血压技术的发表,在测血压时既要一手控制打气球和袖袋的压力,眼睛又必须注视血压计。因此,单耳听诊器使用时,就会很不顺手,很不方便,这就是在柯罗特柯夫听诊测压法之后,双耳听诊器得到了大发展与普及的原因。
柯罗特柯夫短暂的一生,命运多舛,两度因战争远赴西伯利亚及我国东北,当然饱尝了艰难的旅程,艰苦的生活。当1914年他被调到圣彼得堡新建的彼得大帝医院(十月革命后改称梅奇尼柯夫医院)任上级医师,他刚刚过上了像人一样的生活,当时年薪2520 卢布。他不饮酒,不吸烟,只是爱好读书与绘画艺术。但是不久,第一次世界大战暴发,他又穿上军装调到圣彼得堡市郊的伤残军人病院工作。3年后(1917)俄国二月革命的暴风骤雨来临;社会处于混乱与动荡之中。同年十月列宁与托洛茨基领导的十月革命成功,但翌年就陷入苏联的内战灾难之中。柯罗特柯夫就在战争与革命的反复中,经历了饥饿与动乱,他自己于1919年也患上了胸膜炎,病况逐渐恶化,于1920年5月因大量咯血窒息而离世,他当时只有46岁。于1939年美国心脏协会、大不列颠、爱尔兰心脏学会委员会。将柯罗特柯夫的方法定为测量血压的标准方法;1962 年,世界卫生组织推荐柯罗特柯夫的方法为医学临床的最适用的血压测量法。
结 语
回顾血压测定的历史,从最初测定马的血压,直至能准确地测定人的收缩压与舒张压,整整经历了188年。在这近两个世纪的时光中,经过英、法、德、意、俄5个国家的研究者、在各阶段中相互合作完成的测量血压的方法结果,使我们能清楚地了解血压的“数值”。像古老时代的医生那样,只用脉搏“快”“细”“强”“弱”那样来判断血压的高低,已被历史摆脱,在柯罗特柯夫听诊测量血压的1905年之后,医师可以用数值来表达血压的高低,而且不仅知道收缩压,也可以了解舒张压,我们可以说使高血压的研究也逐渐走入科学的领域。
历史常常是保守的,它像一个怀旧的老人,总喜欢留恋过去,甚至在 1905年的《英国医师会杂志》,对血压计的使用还登载过这样的评论:“如果我们习惯于使用这样的新装置,那么我们是否会失掉医师的临床感知力?”但是科学的历史又常常要挣脱怀旧与留恋,被新的创意与新的发现推向前进,血压测定也是在克服偏见打破因循中逐次得到全世界的认可与广泛应用。
参考资料(略)
1.富维骏. 心脏学简史——开拓者与里程碑事件. 上海:第二军医大学出版社,2015年。
2.Acierno L J. The history of cardiology [M]. New York: The Parthenon Publishing Group,1994.
3.Fulton] F. Selected readings in the history of physiology[M]. Baltimore Maryland;Charles C. Thomas Publishir,1930.
4.Kennedy A E C.Stephen Hales D.D. FRSM. Br Med J,1977,2;1656-1658.
5.Comroe JH. Exploring the heart: Discoveries in heart disease and high blood pressure[M]. New York,London: W.W. Norton &. Company,1983.
6.Master A M,Garfield C I,Walters M B. Normal blood pressure and hypertension,New definitions[M]. London:London Henry Kimpton,1952.
7.Pappenheimer J R.'Contributions to microvascular research of Jean Leonard Marie Poiseuille[M]//Renkin E M,Michel CC.Handbook of physiology. Bethesda Maryland:American Physiological Society,1984: 1-10.
8.Ghasemzadeh N,Zafari A M.A brief Journey into the History of the Arterial Puls[J].Cardiol Res Prac,2011:1-14.
9.Booth J. A short history of blood pressure measurement[J]. Proc Roy Soc Med,1977,70(11):793-799.
10.Cantwell J D. Nicolai S. Korotkoff(1874-1920)[J].Clin Cardiol,1989,12:233-235.
Scipione Riva-Roci[EB/OI].[2010-04-12] http://en wikipedia org/wiki/ Scipione_Riva-Roci,
11.Mancia G. Profiles in cardiology,Scipione Riva-rociJ]. Clin Cardiol,1997,20:503-504.
12.Francois Magendie[EB/OL].[2010-04-15]. http://global. britannica com/EBcheked/topic/356563/Francois-Magendie.
13.Laher M,OBrien E. In search of Korotkoff[J]. Br Med J,1982,1285;1796-1798. 14.Segall H N. Dr N. S. Korotkoff-Discoverer of the auscultative method for measuring arterial pressure[J]. Ann Intern Med,1965,63(1):147-149.
15.Beck I T. The life,achievements and legacy of great Canadian investigator: Professor Boris Petrovich Babkin(1877—1950)[J].CanJ Gastroenterol,2006, 20(9):579-588.
16.Lewis W H. The evolution of clinical sphygmomanometry[J.Bull NY Acad Med.1941,17:871.
17.Russian Doctor-A discovery acknowledged by the whole world/Though centuries Saint Petersberg[EB/OL].[2012-05-26]. http:// www.300. years. spb. ru/eng/3_SPB_3. ähtml?id=119.
18.Konstantinov I E,Nikolai S,Korotkov.A study of an unknown surgeon with an immortal name[J]. Surgery,1998,123(4):371-381.
19.Shevchenko Y L. 90* Anniversary of the development by Nikolai S. Kolotkoff of the auscultatory method of measuring blood pressure[J]. Circulation, 1996,94:l16-118.
20.Paskalev D,Kircheva A,Krivoshiv S,et al. A centenary of auscultatory blood pressure measurement:A tribute to Nikolai Korotkof[J]. Kidney &. Blood Press Res,2005,28(4):259-263.
21.Pavlov I P. Lectures on conditioned reflex and psychiatry. volume Ⅱ[M]. translated and edited by W.H. Grantt. London:Lowrence &.Wishart Ltd,1941.
22.HodgeJJ. Marey's graphic method[EB/OL]. [2006-06-12]. http:// transliteracies.english. ucsb. edu/post/research-project/ research- clearing.
23.Laporte Y. Etienne-Jules Marey,founder of the graphical method[J]. CR Acad Sci Ⅲ,1998,321(5):351-354.
24.McIntyre N. Medical statues:Etienne-Jules Marey(1830-1904)[J].J Med Biogr,2005,13(3):141.
25.Luderritz B Etinne-Jules Marey(1830-1904)[J]. J Interv Cardiac Electrophysiol,2005,12(1):91-92.
26.Zimmer HG. The contribution of Carl Ludwig to cardiology[].Can J Cardiol,1999,15(3):323-329.
27.Fye W B. Carl Ludwig and the Leipzig Physiological Institute:a factory of new knowledge[J].Circulation,1986,74(5):920-928.
28.Silverman M E. Etienne-Jules Marey 19" century cardiovascular physiologist and inventor of cinematography[J].Clin Cardiol,1996, 19: 339-341.
29.Lawrence C. Physiological Apparatus in Wellcome Museum,3.Early Sphy- gmomanometers[J].Med Hist,1979,23:474-478.
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