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真實的情況是達芬奇在解剖學 上的研究對人類醫學貢獻最為突出,他對心髒的動脈瓣的研究領先了世界四百多年,核心的貢獻是他發現了心髒瓣膜開合的機理。目前的人工心髒膜瓣設計就是由達 芬奇提出的。在學術論文上,在1968年,英國劍橋大學的BJ BELLHOUSE 在自然雜誌上發表了3篇論文,唯一的引用文獻就是達芬奇在十六世紀的筆記。英國著名心血管手術醫生Francis Wells 是全球心髒手術領域的絕對權威。在2007年根據達芬奇的筆記,改良的心髒瓣膜手術,血液回流更少,口徑更大,允許病人手術後做劇烈運動。以至於有病人 說,手術之後,年輕了二十歲。當然最後不得不提的是世界上最著名的微創手術機器人就叫達芬奇,原因在於達芬奇手術機器人最初的設計應用就是心髒瓣膜手術修 複,但是因為實用並不出色,後來轉用於腹腔手術了。
在醫學界,達芬奇在心血管領域,他北鬥泰山的地位是被廣泛承認的。
要理解達芬奇的驚人之處,就必須要理解心髒膜瓣有什麽奧妙。
簡 單的說,心髒有四個心房,膜瓣就像四個房間之間的門。開關可以控製。心髒可以視為是一個水泵,有節秦的跳動,輸送血在四個心房流動。一個問題是怎麽控製這 四個膜瓣的開關。這個看似簡單的問題即使在今天看來也無法直接實驗回答,即使今天的MRI成像,也不很高速成像,無法說看清楚膜瓣開關的動作以及血流的變 化。在當時,解剖隻能看到心髒的結構,不了解血流的情況。在一千多年的時間裏,醫學的想法很簡單,就是對於一個心房,有兩個膜瓣,先開一個,關一個,一 壓,血就從這個心房流進下一個心房。
達芬奇也解剖了幾個牛心,一眼就看出來這種想法是不合理。達芬奇至少讀過500本關於醫學跟生物的 書,一個理念在他心中根深地固,就是功能決定形式。他作解剖有兩個目的,一是服務於藝術創作,讓作品中的人更生動,他想到到生命力的來源。第二是為了工程 研究,解剖生物是向自然學習工程設計的藝術,他一直相信自然的設計是精簡最優的。有過機械設計經驗的達芬奇一眼就看出問題來,說如果心髒是這樣工作的,心 髒不會長成這個樣。瓣膜跟張紙似的,沒有支撐結構,一秒一次,至少要運行七十年。如果這麽按主動開關的想法運行,三五年就壞了。另一個問題是為膜瓣有的分 成三個葉片,有的是二個葉片,主動開關的理論,解答不了。他根據經驗並初步實驗驗證後,最後給出的解答是膜瓣開合是依靠血流的湍流旋渦。
如何理解呢。流體流過管狀孔的時候,中間的流速高,邊緣的速度低。邊緣的形成旋渦下壓膜瓣,使之關閉。所有的膜瓣都是在心髒收縮的時候打開,舒張的時候關閉。整個過程膜瓣都是被動的。
在當時,醫生並不知道這些,也沒注意到這個問題。至到後來實施修複手術的時候以及開發人工膜瓣的時候,按原來的想法設計的結構不合理,壽命短,血流量不夠。人們才開始重新觀注膜瓣,劍橋大學的研究人員也想到了核算流體力學,發現達芬奇是對的。
為什麽達芬奇這麽有聰明,因為他當時在羅馬做過水利工程。。。。
當FrancisWells醫生談到這一點的時候,不禁感歎,達芬奇隻能是屬於文藝複興時代的。那個時代,科學家,藝術家跟工程師還沒分家,最聰明的人不僅有知識,更可貴的是還保持著對世界的好奇心跟觀察力,這在今天的醫學研究中己經越來越少見了。
很多醫學院的學生將手術看成一門手藝,醫學總願意將其標榜成一門科學,但在本質上,手術是工程的藝術。