我靠打爆學霸兌換黑科技

第1473章 人造心的超級難關

類別︰都市言情 作者︰吃肉的熊貓 本章︰第1473章 人造心的超級難關

    兩人講完話便關了攝像頭,現場又是經久不息的掌聲,許多數學家甚至全程站著听,連一些站立困難的老頭都在堅持。

    歷屆國際數學家大會,這種場面不多見!

    宋河摘下面具戴上口罩,和女朋友一起接著往下看。

    “數學界,你也算帶著我登頂了。”相曉桐笑道。

    “登頂?這叫什麼登頂?”宋河搖頭,“半山腰罷了!”

    “菲獎還不算登頂,什麼算登頂?”相曉桐詫異。

    “還有很多獎項,可以拿個至高雙獎小滿貫吧?像丘成桐那樣,同時拿菲爾茲和沃爾夫。或者像邁克爾•阿蒂亞那樣,同時拿菲爾茲和阿貝爾。”宋河掰著手指頭算。

    “滿貫之上,可以試試拿大滿貫吧?德利涅、塞爾、湯普森、米爾諾都是大滿貫。他們幾個都是菲獎、沃爾夫加上阿貝爾三大頂尖獎項拿齊了。”

    相曉桐忍不住笑,“你還真是貪得無厭,放心吧,千禧難題都解了,剩下那些獎只是時間問題!肯定大滿貫慢慢會有的!”

    “拿了大滿貫就知足了嗎?”宋河挑眉,“雙圈大滿貫要不要挑戰一下?”

    “瘋了!”相曉桐捂臉。

    “瘋什麼?王將軍還給咱們派活兒,讓咱們幫忙解納維斯托克斯方程呢,回頭真讓咱們解出來了,是不是又是一圈大滿貫?”

    宋河還沒結束,“雙圈大滿貫難道就登頂了嗎?非也!含金量高的什麼菲爾茲獎、陳省身獎、高斯獎、拉馬努金獎,都是以人名命名的啊!”

    “你不會想說……宋河獎,相曉桐獎?”相曉桐扭頭看他。

    “對咯!”宋河拍掌,笑得扭頭咳嗽兩聲,“宋河獎和相曉桐獎都成為至高獎了,咱們才算徹底登頂!還早著呢!”

    “我看你是瘋了!”相曉桐雙手捂臉。

    兩人高興地嘻嘻哈哈一陣,接著看直播。

    下面的頒獎大家就沒那麼興奮了,全程坐著,鼓掌也是例行公事。

    別的數學家宋河都不關心,耐心等等等,終于等到高斯獎!

    全場掌聲中,現場直播鏡頭對準一個年輕人,楚龍滿面通紅地起身,嘴角完全壓不住!

    他一改往日的不修邊幅,換了身明顯定做的黑色正裝,連發型都做了,登台發表獲獎感言。

    楚龍的感言屬于老套中帶點新意,一段段都在各種感謝,感謝父母感謝老師感謝同學感謝母校,恨不得連家里馬桶都感謝一番,但每段感謝里又帶點調侃。

    “他會不會感謝你啊?”相曉桐饒有興趣地听。

    “我有強烈預感。”宋河一手托著下巴。

    果然,演講的尾聲,楚龍壓軸感謝!

    “最後感謝我的老朋友宋河,我們剛認識的時候,他年齡比我小得多,是我的學弟,我懷揣著一種老學長的心態和他交流,希望能提攜後輩,他當時看我的眼神也明顯帶著看成功前輩的仰慕。”

    “後來事情急劇變化,我發現宋河進步速度太夸張了,一不留神他就沖到我前面了!”

    “于是我拼命追趕,當時我的心態是,連區區一個學弟都比不上,我還怎麼在高手如雲的數學界混呢?”

    “現在我回過神來了,感情學弟是菲爾茲獎得主,當今數學界的至高神之一,我稀里糊涂以他為目標追趕這麼多年,一不留神追到高斯獎的位置上來了。”

    “人生就是如此奇妙!我最大的人生經驗就是,找一個足夠強悍的人緊緊追趕,而不是得過且過!”

    “謝謝大家!”

    場上一片笑聲,掌聲也跟著隆重了許多。

    電腦前的兩口子忍不住大笑,听上去有拍馬屁的嫌疑,但誰不喜歡被拍馬屁呢?

    “等會兒學術報告你隨便講講糊弄一下吧,我先趴窩了。”宋河起身,又跑去床上鑽被窩。

    “啊?”相曉桐吃驚,“數學界都盼著你講兩句呢,載入史冊的時刻你不多露露臉?”

    “讓他們盼去吧,我寫的宋河流形他們都看不懂,有幾個配听我講課?史冊里我露面機會多著呢,不差這一場。”宋河嘴臉囂張,在被窩里蠕動兩下,“抓緊時間養精蓄銳,爭取下周一能去實驗室開工,生病太耽誤事兒了。”

    “你多休幾天吧,這麼快又要重返實驗室嗎?”相曉桐語氣心疼,“生病放個小假,誰敢說什麼?”

    “我腦袋上有倆小人,一個白色小天使,一個黑色小惡魔,他倆意見一致。”宋河說。

    “意見一致?”相曉桐微怔,“怎麼會意見一致?”

    “白色小天使說,宋河啊,不能借著生病在這擺爛了,人造器官是造福世界的重要項目,千百萬人翹首以盼,你必須支稜起來!”

    “黑色小惡魔呢?”

    “黑色小惡魔說,宋河啊,你不想跟女朋友洞房嗎?得把延年益壽的項目做出來,女朋友才服服帖帖跟你洞房啊!沒點本事哪來的家庭帝位?”

    相曉桐臉紅,“睡你覺吧!學術報告你那份兒我替你講了!”

    “感謝老婆!”宋河迷糊嘟囔,片刻後呼吸均勻起來。

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    ……

    周一,早上七點。

    宋河和相曉桐推開實驗室門,眾多白大褂已經整整齊齊坐著等待開會了。

    但今天人數明顯少了很多,不少團隊成員還在假期里,忙著花天酒地紙醉金迷,用各種奢侈享受洗刷實驗室里沒日沒夜干活的壓力。

    謝科夫站在白板旁等待講課,今天會議主要由他主持,畢竟人造心髒項目是他負責的。

    許久不見,謝科夫眼眶黑的嚇人,整個人瘦了兩圈,原本色澤健康的黃毛此刻比野狗毛還凌亂黯淡,一看就是拼死拼活搞研發,透支陽壽的狀態。

    最前排留了兩個空位,宋河和相曉桐坐下,齊齊點頭,示意開始。

    “我簡單介紹人造心髒的難點、現狀!”謝科夫也不廢話,撓了撓黃毛拿起筆板書。

    “目前醫用的人造心髒大多是機械式的,能解燃眉之急,但缺點也很明顯,比如一些機械電子元件容易故障,時刻連接體外電池意味著時刻有感染風險,只能進行勻速輸血,無法完美代替心髒的各種小功能等等。”

    “我們的研發目標是,放棄機械路線采用生物路線,做出無限逼近原裝心髒的人造心,恢復最為自然健康的心髒狀態!”

    “心髒主要功能是心泵,通過節律性收縮和舒張驅動血液。”

    “下面我以幾個主要標題,盤點研發困難。”

    謝科夫說著,在白板上寫字,如今他漢字寫的很漂亮了,甚至有些過于規整,落筆效果像印刷一樣。

    【1.心動周期】

    “一次收縮和舒張構成一個心動周期,但整個周期非常精密,時間血量卡的很死,稍微出現誤差,輕則疾病,重則致命。”

    “下面的數據我們都采用每分鐘75次心跳為例。”

    “首先是心室收縮期,第一階段為等容收縮期,持續0.05秒,室內壓超過房內壓,房室瓣關閉阻止血液倒流入心房,此時室內壓比主動脈壓低,所以半月瓣也關閉,心室短暫成為一個封閉腔。”

    “目前有一些大公司在嘗試做動物心髒實驗,一上來到心室收縮期就出問題,這0.05秒的封閉腔死活無法有規律地封閉。”

    謝科夫說著,用紅色馬克筆畫圈,圈出技術難點。

    “射血期,室內壓升到超過主動脈壓,半月瓣開放,但事情沒有這麼簡單,又分為快速射血期和減慢射血期兩階段,分別持續0.1秒和0.15秒,前者心室射出血液量佔總射血量的三分之二,後者室內壓已經再次低于主動脈壓,是靠動能慣性逆壓力梯度流入主動脈。”

    “心髒收縮過程結束了,接下來是心室舒張期。”

    “首先是0.06秒至0.08秒的等容舒張期,主動脈血液反流關閉半月瓣,室內壓讓房室瓣關閉,于是此刻又出現了短暫的封閉腔狀態。”

    “同樣,和剛剛講的0.05秒等容收縮期封閉狀態一樣,人造心這里的封閉也是難點,會有各種問題出現,稍後細講。”

    “最後心室充盈期,又分為0.11秒的快速充盈期、0.22秒的減慢充盈期和0.1秒的心房收縮期。”

    “我這里只講了左心室的變化,右心室的變化幅度要小得多,因為肺動脈壓只有主動脈壓的六分之一左右,做的時候還得注意差別。”

    “整個過程,時間和血流量很難把握精確,從動物實驗來看,跳動節奏不精確的生物心髒,甚至還不如勻速泵血的金屬心髒耐用,這也是目前醫學上大多用金屬心髒的原因之一。”

    謝科夫再度書寫。

    【2.心輸出量】

    “心輸出量又分兩組概念,每搏輸出量和射血分數,以及心輸出量和心指數,基本概念我就不重復了。”

    “但心輸出量也必須控制適度,年輕人和老人、男人和女人、胖子和瘦子、高個頭矮個頭都有差異,甚至還要考慮耗氧量和能量代謝水平,這又要考慮海拔和飲食習慣。”

    “不同海拔不同地域的氧氣濃度不同,對心髒的要求也截然不同,如果是健康人,上高原下高原還能逐漸自我調節,但人造心如果一開始做不精確,至少動物實驗顯示會有大麻煩,最惡劣的案例甚至活不過12小時。”

    “所以必須建立一個數學模型,把所有因素都考慮進去,生成一顆心輸出量適宜的人造心,才能讓病人平安度過心髒移植的愈合階段。”

    【3.泵血儲備】謝科夫再寫。

    “正常的健康成年人,劇烈運動時的心輸出量可以到每分鐘三十升,靜止不動時則是每分鐘五升,六倍的差距,這個就叫泵血儲備。”

    “泵血儲備主要由兩方面決定,分別是搏出量儲備和心率儲備。”

    “搏出量儲備主要靠心髒收縮擴張的幅度,比如左心室在安靜時55毫升到125毫升,劇烈運動時50到140毫升,差距就出來了。”

    “心率儲備就是劇烈運動的心跳達到靜息的2到2.5倍。”

    “同行們做的動物心髒,普遍面臨泵血儲備不足的情況,一方面目前的生物人造心很難發生較大的形變而不受損,搏出量儲備就差。”

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    “另一方面過于快速的形變,也容易導致前面我說的兩個封閉階段出問題,甚至直接產生嚴重的細胞撕裂,導致心髒直接解體!”

    謝科夫再度把黑色馬克筆換成紅色,在技術難點上畫紅圈。

    【4.血流動力學】

    “接下來是關于血管的難題。”謝科夫道。

    “泊肅葉定律公式大家肯定記得,血液屬于粘滯性流體,在剛性管道內穩定流動時可以直接用泊肅葉定律計算,但實際上血管有彈性,來回收縮擴張,而且隨著人的運動,每次收縮擴張的幅度都不一樣,實際血流狀態會復雜的多。”

    “也就是說,由簡單的層流變為復雜的湍流!”

    “由雷諾數公式我們可以判斷出,血流快、血管大、血液粘滯低的狀況下湍流會頻發,所以恰恰是心室脈和主動脈的湍流多,這對人造心的穩定也是巨大考驗。”

    “現有技術造出的動物人造心都會出現大量的特征性雜音,這種特征性雜音是正常健康心髒里極少有的,意味著心髒不夠正常耐用,埋著巨大隱患!”

    【5.心髒神經】

    “這也是一個巨大技術難點,目前為止全世界還沒有像樣的解決方案,但神經部分恰恰又是和機械心髒能拉開差距的地方!”

    “如果神經部分能做好了,對身體健康起到的效果要遠遠強于呆板的機械心髒,但如果做不好,則生物人造心依舊不如機械心。”

    “心交感神經和心迷走神經是主要神經,如何讓神經重新連接支配心髒是個難點,也是心髒移植手術的關注點之一,盡早恢復神經和心髒的有效連接,才能實現移植心髒徹底融為一體。”

    【6.體液調節】

    “這一部分也是非常非常復雜,光是心血管活性多 目前發現的就有近40種,比如心房利尿鈉 、尾升壓素、降鈣素基因 等等,未發現的可能還有更多!”

    “加上各種激素、活性物質、黴、氣體信號分子隨著血液循環往復進出心髒,必須確保心髒細胞對這些成分的反應在合理範圍內,否則很容易導致人體系統失衡,釀成疾病!”

    【7.心病】

    “嘗試做生物型人造心的團隊不止我們一個,有太多前輩努力過,最終出現了一些比較集中的失敗,就是心病!”

    “造出來的心髒看似完美,跳起來也像那麼回事,但移植到動物體內仔細檢查後,發現各種奇奇怪怪的毛病都出來了,相當于造了一顆病心髒給患者移植。”

    “技術比較差勁的團隊,做出來的心髒出現常見的二尖瓣狹窄、二尖瓣關閉不全、主動脈瓣狹窄、主動脈瓣關閉不全、房間隔缺損、法洛四聯癥,也是普通人心髒常見的問題,但在制造過程中屬于較大尺寸誤差導致的低級問題,咱們多試一試應該可以避免。”

    “技術較好的團隊,可以把心髒形狀做的誤差極低,但又會出現一些其他病,比如限制型心肌病、圍生期心肌病、彌漫性間質性心肌炎、轉發性巨細胞心肌炎和莫名其妙的原發性心髒腫瘤。”

    “這些病本身在臨床上就原因不明,造人工心時出現的頻率更高了,我們暫時不知道怎麼避免,除非我們先搞明白這些病的病因,目前醫學上還沒有定論。”

    【8.基因】

    謝科夫已經累了,氣喘吁吁。

    “最後一個問題,我不知道具體難度,因為沒多少前輩試過。”

    “為了避免免疫排斥,我們的做法是從動物或患者身上取細胞,用動物和患者的原裝基因去重新做心髒各種細胞。”

    “但這又會在部分患者身上出現問題,因為有些心髒病本身就和基因缺陷高度相關,比如擴張型心肌病、肥厚型心肌病、致心率失常性右室心肌病等等。”

    “那麼我們用患者本身的基因做心髒,做出來的心髒又會面臨各種心髒病風險,所以最直接的辦法似乎就是修改基因,但修改人類基因是極大的禁區和風險,因為太多基因是牽一發而動全身,可能把心髒病相關的基因給改了,別的地方又出現問題。”

    “好!目前現狀大概就這樣!”謝科夫累得不行,“我黑板上列的這些問題都解決,一切順利沒遇到其他意外的話,我們基本上就能得到一顆完美無瑕的人造心!”

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