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為什麼婚戒要戴在無名指?什麼是腕隧道症候群?——《我的十堂大體解剖課》

八旗文化_96
・2016/07/31 ・3628字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 482 ・五年級

蜜月手、電腦手與媽媽手

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臂神經分成四條神經來到上肢,為肌皮神經(Musculocutaneous nerve)、正中神經(Median nerve)、橈神經(Radial nerve)與尺神經(Ulnar nerve)。圖/wikipedia(點擊看大圖)

臂神經叢出了腋下以後,會形成四條主要神經來到上肢:分別是肌皮神經、正中神經、橈神經以及尺神經。要找到這四條主要神經並不困難,問題是大體老師的手可能會有些彎曲,加上皮膚僵硬,手掌可能緊握等,使翻皮進度較慢,所以在實驗室經常看到學生努力在按摩大體老師的手部,好增加一點延展性。肌皮神經主要支配上臂屈肌,大家熟知的肱二頭肌即是其中之一。當我們在顯示自己肌肉發達時,經常比出像大力水手卜派的姿勢,在上臂鼓起的肌肉就是肱二頭肌,而這動作能完成,就是藉由肌皮神經的支配。

正中神經支配前臂大部分屈肌及手掌大拇指側的肌肉,掌管像是彎屈手腕及手指等動作;也負責手掌、大拇指、食指、中指及一半的無名指這三指半部位的皮膚感覺。

我們常聽到的「電腦手」、「腕隧道症候群」,就是正中神經受到壓迫造成的。之所以會稱為「腕隧道」,是因為當手掌朝上時,腕骨的排列是凹狀的,凹口兩端由橫腕韌帶圍住,看起來像是隧道一般的結構,所以叫做腕隧道

我們彎屈手指的肌腱,包括正中神經及血管均通過腕隧道由前臂進到手掌,當這部分的結締組織因為過度使用或壓迫而發炎,就會腫脹增厚,擠壓到正中神經,產生疼痛。因為正中神經支配部份手掌和手指的皮膚感覺[註1],會造成大拇指側三指半邊手掌及手指的酸麻或疼痛感,另外因為正中神經也支配大拇指基部的魚際肌,因此也有可能造成大拇指有使不上力的現象。

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正中神經支配拇指掌側、食指和中指,無名指的一半以及手指甲床的皮膚,手掌外側的部分有正中神經掌側皮支支配,於手腕處發出。掌側皮支穿行在橈側腕屈肌旁單獨分割的筋膜間隙內,然後進入屈肌支持帶淺層。(如圖)(wikipedia, 正中神經

此句原文為「因為正中神經支配手掌三又二分之一的皮膚感覺」

source:Henry Vandyke Carter - Henry Gray
source:Henry Vandyke Carter – Henry Gray

橈神經走在我們上臂的後面,位在肱三頭肌跟肱骨之間,大約在肱骨中下段時,會呈螺旋狀從內側往外側轉,之後就會往前臂大拇指側走。主要支配上臂的肱三頭肌以及前臂所有伸肌。

有些男子會罹患所謂的「蜜月手」,理由是因為女伴徹夜枕著他的手臂睡覺,橈神經長時間被壓迫而酸麻無力,因為這種情況常發生在兩情繾綣的新婚階段,才會有「蜜月手」的別名。雖然被當枕頭的部位是上臂,但酸痛會延伸至前臂的背側跟手背,導致手腕無法伸直,那是因為橈神經受壓迫時,影響到前臂背側的伸肌。若罹患了「蜜月手」,不嚴重的情況,只要別再枕著手睡覺去壓迫神經,過陣子也就自然好了,但若情況嚴重,就得尋求專業治療。

Loving couple lying in bed gazing into each others eyes as they lie back on the pillows
另一半甜蜜地躺在你上臂時,同時也在重壓的你橈神經。圖/Richard @ flickr

關於橈神經,還有一種常見的病症叫做「橈骨莖突部狹窄性腱鞘炎」,也就是俗稱的「媽媽手」。通常是因為經常反覆做大拇指伸直及外展的動作,影響到大拇指側手腕部位的外展拇長肌及伸拇短肌。在姿勢不當或過度使用下,容易使這兩條肌腱的腱鞘(即肌腱周圍用來保護潤滑的囊狀構造)發炎腫脹增厚甚至沾粘,當運用這部位時,肌腱在狹窄的腱鞘中一移動,就壓迫到橈神經,導致疼痛。許多母親為了抱孩子,長時間撐大手掌,過度使用外展肌跟伸拇短肌,導致肌腱腱鞘發炎,因故得名,但這可不是媽媽的專利,凡是需要大量使用大拇指的人,都有可能遇到這種問題。

至於尺神經,則是支配前臂及手掌靠小指側的部分肌肉,及小指、無名指靠近小指這一側二分之一部位的皮膚感覺。有時候我們不小心敲到手肘內側,會立刻產生一陣刺痛酸麻,俗話說這是「敲到麻筋」了,就醫學上來說,其實是刺激到尺神經了。因為尺神經由上臂往前臂延伸時,在手肘內側走得很淺,只是繞在肱骨旁邊而已,只要敲到,就會立刻有酸麻反應。

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「執子之手,與子偕老」的科學解釋?

除了神經,當然也會讓學生觀察肌肉。在上肢部分,手臂的肌肉算是蠻單純的,上臂後方只有一條伸肌(用以伸展手肘),為肱三頭肌;而前面則是屈肌(用以彎曲手肘),共有三條,分別是:肱二頭肌、肱肌和喙肱肌。而前臂的肌肉也大致分為前方的屈肌和背側的伸肌,負責控制手腕與手指的動作。

前臂的動作較單純,主要是彎曲、伸直、旋前(手心向下)及旋後(手心向上),但我們的雙手及手指頭還可以做握拳、內收、外展、對掌等精細動作,那是因為人類手掌構造非常精細,除了手掌內部就有十九塊肌肉各司其職外,手指部分更有由前臂肌肉延伸過來的肌腱控制指頭的動作,這也是人類雙手之所以這麼靈巧的原因,但也因此,手部若遭受嚴重損傷,手術難度是很高的。

談到手掌肌肉及肌腱執行的動作,不禁想起一件生活趣事。有一次家人一起聊天,我小叔跟大家提起一段網路上廣為流傳的影片「無名指的秘密」,影片中的敘事者先拋出一個問題:「為什麼婚戒要戴在無名指上?」敘事者說,關於這個問題的答案,華人有一個很奇妙的傳說:首先,他伸出兩手,將中指彎曲,對靠在一起;接著,將其他四個手指分別把指尖對碰在一起。

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你是否有想過,為什麼婚戒要套無名指上呢?圖/Parekh@flickr

根據影片敘事者的說法,不同手指象徵著不同的人際角色:中指代表的是你自己,大拇指代表的是你的父母,食指代表手足,無名指代表配偶,而小拇指則代表子女。

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把中指對好以後,他便逐一試著分開每一對指尖相碰的手指。大拇指輕易就分開了,意味著我們的父母總有一天會老去,離開我們。接著,合上大拇指,再試著張開食指,也輕易分開了,意味著兄弟姊妹終究會各自成家,擁有自己的人生,也會離開我們。接著,試著分開小拇指,也很容易,這意味著子女會長大,遲早會離開自己,建立他們的家庭。最後,敘事者要大家試著分開無名指,跟剛剛不同的是,無論怎麼努力,都無法把指尖相碰的無名指分開。

影片的意義是:這世間任何人際關係都會改變,即使親如父母子女,也無法例外,只有配偶才是終身與你相守、跟你關係最緊密的那個人。結論是:所以婚戒才要戴在無名指上。我想第一次體驗這個小遊戲的人都會覺得很驚奇,再搭配上這麼浪漫的說法,應該會覺得很感動吧?尤其是女性,應該對這個小遊戲更有感覺,心中恐怕會立刻湧現「執子之手,與子偕老」的滿腔柔情。

我第一個反應也頗驚奇,但驚奇的不是這個浪漫的「無名指的秘密」,而是:「能想出這個遊戲的人真不簡單,他應該具備蠻多解剖學的知識。」為什麼呢?因為他知道大拇指、食指、小指自己都擁有一條獨立的伸指肌,此外,人體的手背有一塊來自前臂背側的伸指肌,這塊肌肉有四條肌腱,分別會到食指、中指、無名指及小拇指這四個指頭。但因為是共用同一條肌肉,所以會彼此影響,一旦中指彎曲,會影響到那一條伸指肌的有效收縮,於是就沒有足夠力量讓沒有獨立伸指肌的無名指分開;而大拇指、食指、小指因為有獨立的伸指肌,就不受影響,可以順利分開。

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紫色及其延伸部分為伸指肌,由圖可見無名指並沒有獨立的伸指肌。圖/wikipedia

如果把無名指彎曲,就會發現所有的手指都能順利分開;若把食指彎曲,不容易分開的則變成直接被牽制的中指。總之,因為無名指沒有獨立的伸指肌,所以相對其他手指,它比較缺乏力氣,所以鋼琴師才必須特別鍛鍊無名指,以強化無名指的力道。說真的,我還真想去認識一個頂尖的鋼琴師,看看他中指彎時,相碰的無名指尖是否能順利分開呢,畢竟,他們可是有下苦功練過的,說不定可以突破這種限制。

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經過我一番「專業科學」的解釋以後,所有浪漫旖旎的氣氛當場煙飛雲散。小叔忍不住揶揄說:「妳們學科學的女生還真無聊……」

哎呀呀,怎麼能這麼說呢?風花雪月是詩人的工作,而我們學科學的人,必須求真啊 !我學了這麼多年解剖,又教了這麼多年解剖,人體的神經、血管、肌肉的分布與運作方式,早已內化成自己的一部分,「無名指的秘密是什麼?」噢,對我來說,大體解剖學早已告訴了我解答。


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對醫學以外的人來說,解剖學深奧複雜,對大體既是好奇又害怕。解剖室裡到底發生了什麼事情?醫學生如何忐忑地切下第一刀?《我的十堂大體解剖課》,八旗文化出版。

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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