1
00:00:06,792 --> 00:00:10,125
体内酒精检测仪到底是怎样

2
00:00:10,125 --> 00:00:11,725
单凭人们的呼吸

3
00:00:11,725 --> 00:00:14,211
就能检测饮酒几小时后的

4
00:00:14,211 --> 00:00:16,341
血液里的酒精含量？

5
00:00:16,341 --> 00:00:20,891
呼出的气息里包含着
成百上千的

6
00:00:20,891 --> 00:00:23,351
挥发性有机化合物：

7
00:00:23,351 --> 00:00:27,835
这些质量极轻的小分子，
被呼吸带了出来。

8
00:00:27,835 --> 00:00:32,434
其中包含着我们从酒精饮料中摄取的乙醇。

9
00:00:32,434 --> 00:00:36,409
它随着血流被输送到肺部的微小气囊中，

10
00:00:36,409 --> 00:00:41,148
然后再被呼出，
这时乙醇的平均浓度

11
00:00:41,148 --> 00:00:43,413
是血液中的 1/2000 。

12
00:00:43,413 --> 00:00:45,815
当一个人向检测仪呼气时，

13
00:00:45,815 --> 00:00:49,865
呼吸中的乙醇进入到一个反应器中。

14
00:00:49,865 --> 00:00:53,893
在那儿，它被转化成了另一种分子，
那就是醋酸，

15
00:00:53,893 --> 00:00:58,907
在这个特别的反应器里，
一股电流在反应中产生了。

16
00:00:58,907 --> 00:01:02,025
电流的强度反映了气息中乙醇的浓度

17
00:01:02,025 --> 00:01:05,754
然后通过估算可得出血液里的乙醇浓度。

18
00:01:05,754 --> 00:01:08,934
除了我们从饮食中摄取的

19
00:01:08,934 --> 00:01:11,040
像乙醇这样的挥发性有机化合物，

20
00:01:11,040 --> 00:01:14,884
人体细胞的生化反应
还产生去许多其他的物质。

21
00:01:14,884 --> 00:01:18,474
当这些反应受到干扰时，
比如疾病，

22
00:01:18,474 --> 00:01:21,764
呼吸中包含的挥发性有机化合物

23
00:01:21,764 --> 00:01:23,624
可能也会改变。

24
00:01:23,624 --> 00:01:27,604
因此，我们是否可以通过分析人体的呼吸
来检测疾病，

25
00:01:27,604 --> 00:01:30,401
从而避免使用更具侵入性的诊断工具，

26
00:01:30,401 --> 00:01:34,054
例如活组织切片、抽血和放射扫描呢？

27
00:01:34,054 --> 00:01:35,827
理论上来说，行得通。

28
00:01:35,827 --> 00:01:40,717
但是检测疾病可比检测酒精浓度复杂多了。

29
00:01:40,717 --> 00:01:42,337
为了识别病症，

30
00:01:42,337 --> 00:01:46,803
研究人员需要检测
数十种呼吸中所含的化合物。

31
00:01:46,803 --> 00:01:49,633
某种特定疾病可能导致某些化合物

32
00:01:49,633 --> 00:01:54,333
数量上的增加或减少，
同时并不影响其他化合物——

33
00:01:54,333 --> 00:01:57,616
而不同疾病造成的这类数量影响
也各有区别，

34
00:01:57,616 --> 00:02:01,493
甚至同一种疾病的各个阶段
也会产生不同影响。

35
00:02:01,493 --> 00:02:05,283
比如，癌症是运用呼吸分析的诊断方法

36
00:02:05,283 --> 00:02:07,933
最广泛的疾病之一。

37
00:02:07,933 --> 00:02:10,933
肿瘤会造成众多生化反应改变，

38
00:02:10,933 --> 00:02:14,405
其中之一，是一种能量产出反应的大幅增加，

39
00:02:14,405 --> 00:02:16,505
被称为“糖酵解”。

40
00:02:16,505 --> 00:02:18,415
也称“瓦氏效应”，

41
00:02:18,415 --> 00:02:24,169
糖酵解的增加导致代谢物增加，
比如产生大量乳酸，

42
00:02:24,169 --> 00:02:28,339
这反过来影响了一系列的新陈代谢反应，

43
00:02:28,339 --> 00:02:31,790
最终改变了呼吸中的化合物组成，

44
00:02:31,790 --> 00:02:36,325
某些挥发性化合物可能会大量聚集，

45
00:02:36,325 --> 00:02:38,748
例如二甲基硫醚。

46
00:02:38,748 --> 00:02:43,285
但是瓦氏效应仅仅是
癌性活动的一个可能性指标，

47
00:02:43,285 --> 00:02:47,303
并且不能揭示癌症的具体种类。

48
00:02:47,303 --> 00:02:51,165
想要确诊，
还需要获得许多其他的指标。

49
00:02:51,165 --> 00:02:52,971
为了明确这些细微差别，

50
00:02:52,971 --> 00:02:55,841
研究人员向健康者的呼吸样本

51
00:02:55,841 --> 00:02:59,011
与罹患某种特定疾病的人的呼吸样本

52
00:02:59,011 --> 00:03:02,361
进行数百次的比对。

53
00:03:02,361 --> 00:03:06,091
完成这一复杂的分析过程所需的探测器，

54
00:03:06,091 --> 00:03:10,151
比酒精测定仪更加全能。

55
00:03:10,151 --> 00:03:12,204
人们正在研发一些这样的机器。

56
00:03:12,204 --> 00:03:15,071
有的通过观察化合物们
经过一系列电场的路径，

57
00:03:15,071 --> 00:03:19,301
辨别出不同的化合物。

58
00:03:19,301 --> 00:03:22,661
有的利用一组由不同材料制成的电阻器，

59
00:03:22,661 --> 00:03:26,621
通过观测每种电阻器在接触
挥发性有机化合物的混合物时，

60
00:03:26,621 --> 00:03:29,161
其阻力发生的变化，
来进行辨别。

61
00:03:29,161 --> 00:03:30,937
这一过程困难重重。

62
00:03:30,937 --> 00:03:34,867
这些化合物的浓度极低，

63
00:03:34,867 --> 00:03:37,207
通常只有十亿分之一，

64
00:03:37,207 --> 00:03:40,397
这可比呼吸中乙醇的浓度低多了。

65
00:03:40,397 --> 00:03:44,287
化合物的数量水平
同时还受到其他因素的影响

66
00:03:44,287 --> 00:03:48,737
包括年龄、性别、
营养状况和生活方式。

67
00:03:48,737 --> 00:03:50,056
最后，要在取得样本后，

68
00:03:50,056 --> 00:03:52,667
快速分辨其中有哪些化合物

69
00:03:52,667 --> 00:03:54,657
来自于患者体内，

70
00:03:54,657 --> 00:03:57,047
哪些来源于外界，

71
00:03:57,047 --> 00:03:59,287
也颇具挑战。

72
00:03:59,287 --> 00:04:03,657
基于这些困难与挑战，
利用呼吸分析疾病的技术还很不成熟。

73
00:04:03,657 --> 00:04:06,758
即便如此，基于肺癌、结肠癌

74
00:04:06,758 --> 00:04:10,589
以及其他癌症的临床试验方兴未艾。

75
00:04:10,589 --> 00:04:16,629
总有一天，探测出早期癌变会
变得如同呼吸一般轻而易举。