多亏了他的“小爱好” 医生才能给你检查眼睛

作者:赵言昌来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-11-06

看不到病变,何谈治疗呢?

医院每个科室都有一些必备物品,外科医生离不开手术刀,呼吸科医生总带着听诊器,一提到牙医,人们便想到钳子、钩子,嗡嗡作响的钻头……

那么,眼科呢?

答案当然是眼底镜。全世界任何一个眼科诊室都少不了它,而它的发明,是一个非常有趣的故事,而且充分说明人有一个业余爱好是多么重要。

眼底镜

眼底镜(图片来源:pixabay)

教学问题

故事发生在1850年,作为柯尼斯堡大学的新晋教授,赫尔曼·冯·亥姆霍兹(Hermann von Helmholtz)希望他每一堂课都是有趣并且完美的。今天,他要给学生们讲解眼睛的生理,所以要精心准备授课材料,翻资料的过程中他发现了一个问题:黑夜里的猫,有时候眼睛“熠熠生辉”,看起来像个小号的灯泡。难道猫的眼睛会发光?

亥姆霍兹

亥姆霍兹(图片来源:wikimedia)

其实,早在古罗马时期,人们就注意到这种现象,但是,一直没能找到合理的解释。如果猫的眼睛可以发出光线,跟猫眼中的哪种结构有关,和人类相比,猫的眼睛有什么特殊的地方吗?

亥姆霍兹带着问题翻阅大量资料时,被一位前辈学者的描述吸引了。据描述那位学者当时站在大学礼堂的门和吊灯之间,有一个学生推门而入后,转身关门的瞬间,眼睛里出现了明亮的、红色的光芒。描述中补充道:”想要观察到类似现象,需要准备一个足够亮的光源,观察对象两三米外,瞪大眼睛往光源后方看,就可以看到其瞳孔发出红光了。“

业余爱好

普通人对此多半一笑而过,亥姆霍兹则不然,除了生理学这个正当职业以外,他还有一个“小爱好”,喜欢物理。

年轻时的亥姆霍兹

年轻时的亥姆霍兹(图片来源:《Hermann von Helmholtz》)

亥姆霍兹1821年出生于德国,从小便对物理十分感兴趣。小时候,他曾用废旧镜片和书里找到的公式打造了属于自己的望远镜。每一颗星星都隐藏着无穷无尽的奥秘,激励他一路前行,研究能量的转换、当时刚刚兴起的电磁学以及他最爱的光学。然而,当他站在大学门外,准备成为一名物理系学生的时候,父亲却让他去学医。

因为,当时柏林有一所军方主办的学校,承诺为每一个学生提供足够的奖学金。而条件是大学毕业后,必须优先为军队服务。

考虑到家里的情况,亥姆霍兹最终选择了医学,当然在毕业后也开始了漫长的陆军医生生涯。一直到1848年,也就是故事开始的两年前,他才得以重返校园,开始自己的研究事业。

巧夺天工

学医的经历,没有让亥姆霍兹忘记自己的“小爱好”。甚至可以说,他变得更坚定、更敏锐了。看到那位学者的描述,他几乎立刻意识到,眼睛不能发射光线,是眼球底部收集进入眼睛的光线、从瞳孔反射出去了。打个比方。把眼睛看作一个模样古怪的水壶:它的口(瞳孔)很小,肚子(眼球)挺大,底部(视网膜)涂着一点反光物质。平常看起来,口是黑黢黢的,不过要是找准角度,很容易看到水壶底部。

但当时的眼科学,研究进展缓慢,医生们没有检查眼睛的工具,只要医生站在患者前面,光线立刻被挡住,无法通过瞳孔观察患者的眼底改变。所以只能用”黑白内障“(black cataract)泛指各种疾病。

眼科检查示意图

眼科检查示意图(原图来源:《视觉心理学》)

看不到病变,何谈治疗呢?想到这里,亥姆霍兹心里一动:如果能用某种设备,把光线送入患者的眼底……

设备需要由三个部分组成:一是光源;二是光源不能正好位于患者与医生之间,否则同样有碍观察,因此,需要一个反射系统,将光源发出的光线反射到患者的眼底;最后,还要有一个放大系统,将眼球底部的结构进行放大,方便医生观察。

设备原理

设备原理(原图来源:《视觉心理学》)

生前身后

亥姆霍兹按照自己的想法,用纸板、玻璃和放大镜做了一个原型机,在写给父亲的信上提到,设备的效果比他预想的还要好,在放大二十倍之后,眼底的血管、神经清晰可见。

亥姆霍兹做的眼底镜

亥姆霍兹做的眼底镜(图片来源:sciencemuseum)

这个原型这就是现在的眼底镜。

1851年光棍节,在柯尼斯堡医学年会上,亥姆霍兹公布了自己的发现。在场的所有眼科医生们知道眼底镜意味着什么:他们将跨越瞳孔组成的窄门、直入患者的眼底。再也不会有什么含混不清的”黑白内障“了,从此以后,每一种疾病都对应着清晰的病理改变!

恰在此时,亥姆霍兹收到了父亲的回信。父亲建议他考虑一下专利问题,他却把设计图无偿交给了设备制造商。因为他的慷慨,眼底镜成为了普及最快的医疗设备,无数患者因此受益,当然也包括今天的我们。

7年后,德国眼科学年会上,会长递给他一个银质的杯子,上面写着”新科学的创造者,施恩与全人类者,眼底镜的发明者”。

亥姆霍兹当之无愧。

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参考文献

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