體溫計大概是最常見的醫(yī)療器械。頭疼?先量個體溫吧??人裕肯攘總€體溫吧。流鼻涕?先量個體溫吧……
那么,體溫計是如何出現(xiàn)在生活中的呢?
早在兩千多年前,人們就注意到了熱脹冷縮的現(xiàn)象?!肚皾h書.律歷志》寫到:“銅為物之至精,不為燥、濕、寒、溫變節(jié),不為霜、露、風、雨改形?!惫糯糟~鑄造貨幣,就是因為銅的物理性質較為穩(wěn)定。
(鋼軌之間的縫隙是為了避免鋼軌發(fā)熱膨脹引起歪曲,圖片來源:ipsm.hner.cn)
無獨有偶,在古希臘,有位叫菲倫的人,他運用熱脹冷縮的原理,制作了一種玩具。這個玩具的主體,是一個n型玻璃管。玻璃管內裝有水,一端用玻璃球密封,一端用鉛球密封。加熱或者冷卻鉛球,玻璃管內的水就會前進、后退。
(藍色液體會流動嗎,圖片來源:ipsm.hner.cn)
1593年,著名的物理學家伽利略,在此基礎上,開始了進一步研究。他準備了一個特殊的玻璃管,一端開口,另一端呈空心圓球狀。在玻璃管內加入水,然后將玻璃管倒置,插入同樣盛水的容器內。當加熱玻璃球時,玻璃球內的空氣受熱膨脹,液面便會下降。這便是溫度計的雛形。
(伽利略溫度計,圖片來源于網(wǎng)絡)
隨后,諸多學者對體溫計進行了改進。
第一個改進,是法國物理學家讓.雷做的。他做的事也很簡單,就是把伽利略的溫度計倒過來。球狀的一端在下,開口的一端在上;用液體取代空氣,作為新的測溫物質。這一改進雖然微小,但是意義重大。因為空氣體積除了取決于溫度,還受氣壓影響,液體則穩(wěn)定得多。
(讓.雷溫度計示意圖,圖片來源:ipsm.hner.cn)
不過,讓.雷的溫度計仍然和外界連通。假如液體蒸發(fā),測量結果就會出現(xiàn)較大的誤差。所以,隨后,弗洛倫薩的學者們,又對其做了進一步的改進:把溫度計密封。
(早期溫度計,此時的刻度是隨意標注的)[4]
一轉眼,到了1709年,德國物理學家華倫海特也對液體的熱脹冷縮產(chǎn)生了興趣。經(jīng)過不斷實驗,他發(fā)現(xiàn)酒精在不同溫度下的體積變化,比水更為明顯,于是將酒精灌注在玻璃管內,制成了酒精溫度計。隨后,基于同樣的理由,他又用汞取代了酒精。同時,將鹽水混合物的冰點和人體血液的溫度,作為兩個固定點,將其分隔成96份,每份為一度。這就是華氏攝氏度的由來。
華倫海特之后,埃特肯在球形儲液囊和玻璃細管之間,設計了一段狹窄收縮的部分,以保證水銀不會在讀數(shù)之后流回去。至此,現(xiàn)代水銀體溫計的所有特點,結構、水銀和刻度,都具備了。但它仍然不能被稱之為體溫計,因為這個時候,醫(yī)生們還沒有深入思考過體溫和疾病的關系。
(水銀體溫計,圖片來源:wikipedia.org)
1868年,終于有醫(yī)生這么做了。德國醫(yī)生翁德利希,在不斷的行醫(yī)過程中,開始把體溫和疾病聯(lián)系起來。
為了詳細說明二者的關系,他進行了100多萬次的實驗,對兩萬五千例病人進行了體溫測量,最終得出結論:體溫并不是一個恒定值,而是時刻處于變化之中。36.3 OC ~37.5 OC都屬于正常。他將這個結論,寫到了《疾病與體溫》一書。
水銀體溫計成本低、結果準,可以說是價廉物美。
但是,水銀體溫計也有自己的問題。
首先是汞。有學者估算,2002年,僅為了生產(chǎn)水銀溫度計,就消耗了149.625噸汞。汞是有毒的,不管在生產(chǎn)緩解還是在使用環(huán)節(jié),稍有不慎,就有可能造成嚴重后果。
因此,誕生了電子體溫計。其原理并不復雜,就是用溫度傳感器,取代了傳統(tǒng)體溫計中的水銀。
(電子體溫計,圖片來源:amazon.cn)
另一個明顯不足,是測量方式。水銀體溫計一般放置于腋下、口腔中或者肛門內,經(jīng)3~10分鐘后取出、讀數(shù)。在傳染病流行期間,這一方案自然就不太合適了;不懂配合的嬰兒,也是個麻煩。
于是,出現(xiàn)了兩種新型體溫計。
一種,是一次性體溫計。
(一次性體溫計,圖片來源:sharedour.com)
一次性體溫計包括感溫物質和指示劑兩部分。將對溫度敏感的物質固化在試紙上,遇到某一特定溫度時,該物質氣化,覆蓋指示劑表面,使其呈現(xiàn)獨特的顏色。既保證了準確性,又避免了交叉感染。
(一次性體溫計,圖片來源:sharedour.com)
還有一種,是體溫槍。
(體溫槍,圖片來源:amazon.cn)
和其他體溫計不同,體溫槍并不是測量體溫,而是“看到”體溫。
我們都知道,自然界中的任何物體,都存在紅外線輻射。皮膚也好、耳膜也罷,每時每刻都在往四周輻射紅外線,而輻射紅外線的劑量,又和其溫度有關。運用這一原理,通過光學系統(tǒng)接受被測部位的紅外線,將光信號轉化為電信號,電信號再經(jīng)芯片解讀,顯示在液晶屏上,就能在不接觸的情況下,快速、準確測量患者的體溫。
(狗的紅外線照片,圖片來源:wikipedia.org)
根據(jù)關于《關于汞的水俁公約》,到2020年,中國將不再生產(chǎn)、進出口含汞產(chǎn)品。這意味著,傳統(tǒng)的水銀體溫計,很快會從生活中消失。不過,大可不必為此唏噓。體溫計的發(fā)展史,也是物理學家、醫(yī)生、材料研究者
責任編輯:海凡
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