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科技英语三单元
三单元
Anartificialheartcontainingminiaturizedspacetechnologywillsoonbeatinsideaperson,havingnowbeenapprovedforhumantrialsinFrance、Withheartdiseasekillingover100millionpeopleindevelopedcountriesaloneandthedemandfortransplantsfarexceedingdonations,creatingatotallyartificialhearthasbeentheholygrailofcardiovascularmedicineforhalfacentury、
一种包含微型空间技术得人造心脏将很快在人体内跳动,目前已获准在法国进行人体试验。
仅在发达国家,心脏病就夺去了1亿人得生命,人们对移植得需求远远超过了捐赠,因此,半个世纪以来,建立一个完全人造得心脏一直就是心血管医学得圣杯。
Brainchildofthevisionarycardiacsurgeon,ProfessorAlainCarpentier,theprostheticistheresultof15yearsofcollaborationwithaerospacegiantAstrium,thespacesubsidiaryofEADS、In2008,withsupportfromtheFrenchGovernmentandinvestors,Prof、CarpentierfoundedtheEADSspin-offcompany,Carmat,tocompletethework、CombiningtheuniqueexpertiseofProf、Carpentier,knownworldwideforinventingtoday’smostusedheartvalves,withAstrium’sexperienceinbuildingsatellites,Carmatproducedtheirfirstcompletelyartificialheartearlierthisyear、ItturnedoutthatspacehadtheingredientsthatCarmatneeded、Workingcloselywithsatelliteengineers,thecompanyappliedAstrium’sexpertiseinbuildingspacecrafttoguaranteethenecessaryprecisionanddurabilityforanartificialhumanorganlikeaheart、
这具远见卓识得心脏外科医生阿兰·卡彭迪尔教授得构想,就是该公司与航空业巨头阿斯特瑞姆公司合作15年得成果,阿斯特瑞姆公司就是EADS得空间子公司。
2008年,在法国政府与投资者得支持下,卡彭提尔教授创立了欧洲航空防务与航天公司(EADS)分拆公司Carmat,以完成这项工作。
卡玛提尔教授以发明当今最常用得心脏瓣膜而闻名于世,加上阿斯特里姆在制造卫星方面得经验,卡玛特在今年早些时候生产出了她们得第一个完全人造心脏。
结果证明,太空中含有卡玛特所需要得成分。
该公司与卫星工程师密切合作,利用阿斯特瑞姆公司在制造航天器方面得专长,以保证人造人体器官如心脏所需得精度与耐久性。
Fashionedinpartfrombiologytissueandinpartfromminiaturesatelliteequipment,thedevicecombinesthelatestadvancesinmedicine,biology,electronicsandmaterialssciencetoimitatearealheart、Theteamhadtobuildadevicethatcouldwithstandthetoughconditionsofthebody’scirculatorysystemandpump35milliontimesperyearforatleastfiveyearswithoutfail、Theyneededtheultimateinreliability,andtheanswercamefromdesignmethodologies,testingstrategiesandknow-howfortheelectronicsonsatellites、“Spaceandtheinsideofyourbodyhavealotincommon,”saysMatthieuDollon,HeadofBusinessDevelopmentinAstrium’sFrenchElancourtEquipmentteam,whoareworkingcloselywithCarmatontheheart、“Theybothpresentharshandinaccessibleenvironments、”Telecomsatellitesarebuilttolast15yearsontheirowninspace,36,000kmaboveEarth、Theheartmightbecloserthanasatellitebutitisjustasinaccessible、“Failureinspaceisnotanoption、Norisonsitemaintenance、Ifapartbreaksdown,wecannotsimplygoandfixit、It’sthesameinsidethebody、”
该装置部分由生物组织制成,部分由微型卫星设备制成,结合了医学、生物学、电子学与材料科学方面得最新进展,模拟出一颗真正得心脏。
该团队必须制造一种设备,能够承受身体循环系统得恶劣环境,并且至少五年内每年要泵3500万次而不发生故障。
她们需要最终得可靠性,答案来自于卫星电子设备得设计方法、测试策略与诀窍。
“空间与您得身体内部有许多共同之处,”马蒂厄·多伦说,她就是阿斯特瑞姆法国艾兰考特设备团队得业务发展主管,她在心脏方面与卡玛特进行了密切合作。
“她们都面临着恶劣与难以接近得环境。
”电信卫星就是在距离地球36000公里得太空中自建15年得。
心脏可能比卫星近,但也同样难以接近。
“太空中得失败不就是一个选择。
现场维护也就是如此。
如果一个零件坏了,我们就不能简单地去修理它。
体内也就是一样得。
”
Equally,spaceengineerstoleratenointerruptionsorbugsintheirelectronics、TeammemberDungVo-Quoc,whodesignedsomeofthevitalelectronicsfortheheart,pointsout:
“Ifyoursatellitestopsworkingduringthefinalpenaltyofthefootballworldcup,it’sdisappointing、Butifaheartstopsbeatingforfiveseconds,it’sfatal、Wetryhardtomakesurethateverysinglepartwillfunctionasplannedforthedurationofthedevice、”It’sthisneedforlong-termdependabilitythatmakesthequalitythresholdforspaceelectronicshigherthananyotherfield、Everycomponenthastobetestedmeticulouslytomakesureitwillstandthetestoftime,evenintheharshestconditions、Nothingislefttochance、Everyoneofthe900tinycomponentsintheCarmatheartmustfunctionperfectly、Justastheywouldforsatellites,theteamusedadvancedmodelinganddigitalsimulationtechnologiesanddevelopedlatest-generationtestbenchestoperformthoroughanalysis、ForCarmat’sTechnicalDirector,MarcGrimme,itwasarevelation,“Ihadn’trealizedquitehowdemandingthetestingisforspacecraft、Iknewthemilitaryhadhighstandards,butinspacethebarisevenhigher、”
同样,太空工程师不容许她们得电子设备出现中断或故障。
团队成员董沃国(DungVo-Quoc)为心脏设计了一些重要得电子产品,她指出:
“如果您得卫星在世界杯得点球大战中停止工作,那就太令人失望了。
但就是如果心脏停止跳动5秒钟,那就就是致命得。
我们努力确保每一个零件在设备运行期间都能按计划运行。
”
正就是这种对长期可靠性得需求,使得空间电子得质量门槛高于任何其她领域。
每个组件都必须经过仔细测试,以确保即使在最艰苦得条件下也能经受住时间得考验。
没有什么就是靠运气得。
卡玛特心脏里900个微小部件中得每一个都必须完美地工作。
正如她们对卫星一样,该团队使用先进得建模与数字仿真技术,开发了最新一代得测试台来进行彻底得分析。
对卡玛特得技术总监马克·格林来说,这就是一个启示。
“我还没有意识到太空船得测试就是多么得苛刻。
我知道军方有很高得标准,但在太空中酒吧甚至更高。
”
Thatrigorhaspaidoff、TheFrenchHealthAuthorityhasdeemedtheprostheticreliableenoughtoauthorizethefirsthumanimplantsinthreeapprovedhospitalsinParis、Doctorscannowstartselectingthefirstfourpatientstotrialitinsidetheirbodies、“Thecountdownhasstartedtothenextphase,”saysMarcGrimme、“It’sabitlikearrivingatbasecamponMountEverestandgettingtheauthorizationtoheadouttothenextlevel、It’sveryexcitingandveryemotional、”
这种严谨得到了回报。
法国卫生署认为这种义肢足够可靠,可以授权在巴黎得三所经批准得医院进行首例人体移植手术。
医生现在可以开始选择前四名患者在她们得体内进行试验。
“倒计时已经开始进入下一个阶段,”马克·格林说。
“这有点像到达珠穆朗玛峰上得大本营,并获得前往下一级别得授权。
这很令人兴奋,也很感性。
”
Oneofthechallengeswastocreateaheartthatwouldbeatliketherealthingandspeeduporslowdowndependingonitsowner’sexertionlevels、Spacehadtheanswerhere,too、BasedontechnologiesdevelopedforEuropeanspaceprojects,thetinyelectronicsintheprostheticheartaretheequivalentofthoseonthebusofatelecommunicationssatellite、“Liketheheart,asatelliteneedstorespondonitsowntowhat’shappeningaroundit,”explainsMatthieuDollon、“Ithasabrain,theonboardcomputer,whichgleansinformationfromsensorsaboutwhereitisinspaceanditsenvironment,suchasitspositionortemperature、ItthencommandsthesatellitetoperformfunctionslikepointinganantennatoEarthorrotatingitssolarwingstowardstheSun、”
其中得一个挑战就是创造一颗像真得心脏一样跳动,并根据主人得努力程度来加快或放慢心跳速度。
空间也给出了答案。
根据为欧洲空间项目开发得技术,假心脏中得微型电子装置相当于电信卫星上得电子装置。
马蒂厄·道伦解释说:
“就像心脏一样,卫星需要对周围发生得事情做出自己得反应。
”“它有大脑,板载计算机,它从传感器上收集关于它在太空中得位置与环境得信息,例如位置或温度。
然后,它命令卫星执行诸如指向地球得天线或将其太阳翼旋转向太阳等功能。
”
Theheartcontainsthesametechnology,only100timessmaller、High-techsensorsdetectapatient’sexertionlevelsandtransmittheinformationtoaminiaturecomputer、Thiscommandsthebrushlessmotorstopumptheheartfasterorslower,allowingittofeedmoreorlessoxygentothebodyandcontrolbloodpressuredependingontheperson’slevelofactivity、
心脏包含着同样得技术,只就是小了100倍。
高科技传感器检测患者得运动水平,并将信息传送到微型计算机上。
这指令无刷电机泵送心脏快或慢,让它提供或多或少得氧气给身体,并根据人得活动水平控制血压。
Anotherhurdlewastobuildaheartthatthebodymightbetteraccept、Previousartificialheartshavepresentedcomplications,withsyntheticmaterialstriggeringbloodclotsthatcantraveltothebrainandcausestrokes、TheCarmatprostheticovercomesthisbyusinganimalpericardium,themembranesurroundingtheheart,whichhasbeenchemicallytreatedtoreducethehost’simmuneresponse、Thedevicehastwochambersseparatedbyamembranewiththebiologicaltissueonthesideincontactwiththepatient’sbloodandpolyurethaneontheother、Theminiaturizedpumpingsystemofmotorsandhydraulicfluidschangesthemembrane’sshape、ItalsousesbiologicalmaterialfortheartificialvalvescreatedbyProf、Carpentier、
另一个障碍就是建立一个心脏,身体最好接受。
以前得人工心脏出现了并发症,合成材料触发得血凝块可以传播到大脑并引起中风。
通过使用动物得心包膜,心脏周围得膜,经过化学处理以减少宿主得免疫反应,卡马假体克服了这一点。
该装置有两个腔室,其中一个与患者血液接触得生物组织与另一个与聚氨酯接触得生物组织相隔离。
电动机与液压油得小型泵系统改变了膜得形状。
它还使用生物材料为卡彭提尔教授创建得人工瓣膜。
“Thefusionofspacetechnologywithmedicalandbiologicalsciencestocreateapotentiallylifesavingorganisnotonlyafeatofhumanengineering,”saysTech2Market’sClaude-EmmanuelSerre、“It’salsoagreatexampleofhowadvancedspacetechnologyandexpertisecanbenefitourliveshereonEarthinaconcreteway、”Tech2MarketistheFrenchpartnerinESA’sTechnologyTransferNetworksetupbytheAgency’sTechnologyTransferProgrammeOfficein13Europeancountries,supportingnon-spaceindustrytoidentifypotentialamongthethousandsofreadilyavailablespacetechnologies、
“空间技术与医学与生物科学得融合,创造出一个潜在得救生器官,这不仅就是人类工程学得壮举,”Tech2Market得Claude-EmmanuelSerre说。
“这也就是一个很好得例子,说明先进得空间技术与专业技术如何以具体得方式造福于我们在地球上得生活。
”Tech2Market就是由原子能机构技术转让方案办公室在13个欧洲国家建立得欧空局技术转让网络得法国伙伴,该网络支持非空间工业在现有得数千种空间技术中发掘潜力。
AsthefirstclinicaltrialsontheCarmatheartbegin,Mr、Dollonadds,“It’sabitlikewatchingyourfirsteversatellitelaunchintospaceonarocketbutevenmoreemotional、”Whereassatellitesarecommercialitems,theheartisallaboutgivinglife:
“Ifthisheartmadeofbiologicalmaterialmergedwithspacetechnologycanhelppeoplelivebetter,thenwecanallfeelveryproudofthatachievement、”
多伦补充说,在卡玛特心脏上进行得首次临床试验开始时,“这有点像瞧您第一次用火箭将卫星送入太空,但感觉更加情绪化。
”虽然卫星就是商业项目,但我们得心就是赋予生命:
“如果这个由生物材料与空间技术相结合得心脏能够帮助人们生活得更好,那么我们都会对这个成就感到非常自豪。
”
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