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能不能給我你死亡的時間?把驗屍全部做完才說再見──《法醫科學研究室》

PanSci_96
・2017/06/08 ・6526字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 549 ・八年級
  • 【科科愛看書】如果《CSI 犯罪現場》對你來說,是最好下飯的影集,那你絕對要來拜訪一下《法醫科學研究室》。在這間研究室中,會有身處第一線的醫生為你專業解剖八百萬種死法,教你如何從皮屑、纖維、指紋等等蛛絲馬跡,逐漸建立出犯罪現場的真實面貌。無論你是想成為下一位福爾摩斯、還是想用手中鋼筆殺盡天下人(?)都要好好來拜師學藝一下!

到底是何時見閻王?永遠沒有標準答案

死亡時間的判定既是藝術也是科學,需要法醫運用各種技術詳加觀察,做出他的推測。一般而言,屍體死後愈快檢驗,推測上就愈準確。

不幸的是,屍體死後發生的變化捉摸不定,連發生的時段也無法預測。沒有一個因素可準確指出生理死亡的時間,永遠只能做最接近的猜測。但如果充分掌握必要原則,法醫對於生理死亡時間的推測往往具有相當的準確度。

法醫運用各種觀察和檢驗以助做出推測,包括:

.屍冷
.屍僵
.屍斑
.腐壞程度
.胃內容物
.角膜混濁度
.眼球玻璃體鉀濃度
.昆蟲活動
.現場記號

其中最重要也最常用的是屍冷、屍僵和屍斑。法國醫學家、犯罪學家亞歷山大.拉卡薩涅(Alexandre Lacassagne, 1843–1924)醫生,曾任法國里昂法醫學會會長,撰寫了大量關於屍冷(屍溫)、屍僵(屍體的僵硬程度)和屍斑(屍體的顏色)的文獻。

屍體溫度升升降降,正確公式是什麼?

死後的正常體溫為 98.6℉(37℃),屍體會逐漸降溫或升溫,直到與周圍介質達到平衡為止。由於屍體溫度可以方便且快速地測量出來(我們馬上就會談到如何測量),多年來專家一直在尋求利用相關數據推估死亡時間的公式。早在 1839 年,英國醫生約翰.戴維(John Davey)就在倫敦研究屍體失溫的速度,到了 1962 年,馬歇爾(T. K. Marshall)和霍爾(F. E. Hoare)方試圖將相關分析標準化,建立了一套名為「標準冷卻曲線」(Standard Cooling Curve)的電腦運算公式。在這段期間,甚至在馬歇爾和霍爾之後,許多人都試圖設計出類似的算法,可惜沒有一個證實比既有的公式更準確。該公式如下:

死亡時數=(98.6-屍體核心溫度〔℉〕)/1.5

此一概略的失溫速度一直持續到屍體達致環境溫度為止,之後便保持穩定。聽起來夠簡單的了。

不過,情況沒有這麼單純。屍體是否以每小時 1.5℉(0.83℃)的速度失溫,受到周圍環境、屍體大小、衣物及其他因素影響。舉例來說,比起在流動的冰冷河水裡,屍體在溫暖房間裡失溫的速度要緩慢許多。而在酷熱的環境中,例如八月的亞利桑那州鳳凰城一處密閉的車庫裡,室溫可能達 125℉(51.7℃)以上,屍體則可能升溫。關鍵在於,屍體會降溫或升溫直到與環境一致。

圖/GIPHY

驗屍官的技術人員在現場處理屍體時會測量體溫,以及周圍介質的溫度,像是空氣、水、雪或土壤(倘若屍體被掩埋)。理想上,屍溫測的是直腸肝臟的溫度,後者較能準確反映屍體真正的核心溫度。做法是在右上腹開道小切口,將體溫計插進肝臟組織中。唯有受過訓練的人員在法醫的指示下才能執行此一步驟,過程中必須小心不要改變或破壞屍體上任何既有的傷口。有些人建議從刀傷或槍傷的傷口插入體溫計測量核心溫度,便無須製造新的切口。但由於任何外來物都有可能污染或改變傷口,傷口又是案件的關鍵證據,因此不會採取此種做法。基於實際考量,通常是測量直腸溫度。

溫度高低變數多,要把握黃金時間

屍體死後愈快被發現,用這種方式推估的死亡時間就愈準確。屍體一旦達到環境溫度就沒戲唱了。但即使做法正確,又在死後很快進行,屍溫的判定還是會受到一些因素影響而失準。

用來計算的假設條件之一是初始體溫。一般認定正常體溫為 98.6℉,然實際情況因人而異。有些人的正常體溫比其他人要高,女性體溫就有比男性高的傾向。而與發燒有關的疾病會讓死時體溫顯著升高,慢性病、脫水或長時間休克則可能降低初始體溫。多數人的體溫在一天當中也會有所變動(基本上是晝夜不同)。這一切都意謂著計算一開始就有某種程度的誤差。

屍體透過三種不同的機轉被動散熱:輻射(以紅外線的型態散熱)、傳導(散熱至任何與屍體接觸的物體上)和對流(散熱至到流動的空氣中)。屍體的狀態與環境條件影響散熱的速率甚鉅。

肥胖的體型、厚重的衣物、溫暖滯塞的空氣、暴露在陽光直射之下或密閉的環境,都會減緩散熱的速度。脂肪和衣物是很好的隔熱物,所以比起未著衣物而暴露在寒冷或流通的空氣、水以及陰影之下的瘦削屍體,穿著毛衣的肥胖屍體散熱慢上許很多。孩童和老年人,乃至於患有慢性病或瘦弱的人,往往散熱得比較快。倘若屍體接觸到冰冷的表面,如大理石或冰涼的水泥地,散失的熱度會比較大。

導致屍體體溫下降較慢的因素:肥胖的體型、厚重的毛皮……(?)

還有一個變數:死亡幾天之後,蠅蛆開始以屍體為食,牠們的活動和內部代謝過程有時會提高屍體溫度。不過,這對鑑識調查人員應該不構成問題,因為昆蟲活動一旦發展至此,屍溫也就無用武之地了。

如你所見,散熱作用充滿誤差。儘管如此,盡早謹慎測量屍體核心溫度並考量屍體周圍的條件,還是能得出一個合理準確的估計值。

假設有兩個人於夏末在德州休士頓市家中遭到殺害,屍體在死後四小時被發現。一具屍體在室溫 110℉(約 43℃)的車庫裡,另一具屍體則留置在空調維持 72℉(約 22℃)的客廳中。屍體以每小時約 1.5℉ 散熱,如果法醫有證據證明死亡發生於四小時前,他應該會預測核心體溫落在 92℉ 至 93℉ 之間。

1.5 ℉(每小時) × 4 小時=6 ℉

98.6 – 6=92.6(℉)

如果他測得的核心溫度不同,他就要修正他的算法。但萬一受害者年紀很大或很年輕、很瘦、未著衣物,或倒在冷氣送風口附近冰涼的磁磚地上呢?在這些情況下,散熱會更迅速。核心溫度可能是 88℉ 至 90℉(31℃ 至 32℃),或許還更低。法醫若是沒把這些降溫因素考慮進去,就可能推算出一個錯誤的死亡時間。比方說,核心溫度是 88℉,而他未能根據屍體周圍的環境條件做出調整,就可能估算出死亡時間大約已經過七小時。

98.6 – 88 = 10.6 / 1.5 = 7.1 小時

六到八小時和三到五小時是很不一樣的估計值。凶手可能在前一段時間中有牢不可破的不在場證明,而且很容易就能證明自己不在場,因為他當時根本還沒抵達犯罪現場。他說不定正和二十個人共進午餐。但才不過四小時之後,他就可能沒有這種不在場證明。

至於在車庫的屍體呢?法醫會預計屍體一樣以每小時 1.5℉ 升溫,所以核心溫度應該是大約 104℉(40℃),或許甚至更高。

殭屍殭屍,屍體到底怎麼僵?

屍僵(rigor mortis)是肌肉細胞死後的化學反應導致的肌肉僵硬與收縮。造成這種結果的化學反應則是三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,簡稱 ATP)從肌肉流失。三磷酸腺苷是肌肉活動的能量,沒有它,我們的肌肉就無法收縮。三磷酸腺苷的存在與穩定有賴穩定供應的氧氣和養分,隨著死亡時心跳停止便不再供應。三磷酸腺苷指數下滑,肌肉便收縮硬化形成屍僵。後續在腐壞過程中,當肌肉組織本身開始分解,屍體則又不再僵硬,而出現肌肉癱軟(鬆弛)的現象。

肌肉細胞死後的化學反應會導致肌肉僵硬與收縮。圖/IMDb

值得注意的是,全身的屍僵同時開始,但不會同時顯現出僵硬的狀態。屍僵形成的過程有一個可預測的典型模式,那就是首先會在臉部、頸部和手部的小塊肌肉顯露出來,接著再進行到較大塊的肌肉。這種由小到大的漸進過程,純粹是因為較小塊的肌肉含有較少的三磷酸腺苷,流失的速度相對就會較快。再者,小塊肌肉的僵硬狀態也比大塊肌肉更容易顯露出來。

屍僵大約在兩小時內開始,整個過程則需大約十二小時。屆時屍體就會完全僵硬,固定在死亡時的姿勢,這種狀態往往會再延續十二小時。這叫做屍僵的僵硬期(rigid stage)。這個過程接下來就會反轉,從小塊的肌肉開始,漸行至大塊的肌肉,屍體以同樣的模式變得不再僵硬。這個過程又需費時大約十二小時左右,此時肌肉變得癱軟(鬆弛),稱之為屍僵的鬆弛期(flaccid stage)。

12-12-12 是屍僵的一般通則:屍僵在十二小時過後出現,持續約十二小時,在接續的十二小時消退。所以,屍僵只在死後的最初三十六小時內有用。正常的條件下是如此,但依屍體和情況而定又有很大的差異。這些差異使得屍僵成為判定死亡時間最不可靠的方式。

屍僵的秘密:告訴你死者生前在幹嘛

為了解這些差異,我們來看看這個過程背後的生理機轉:

有時屍僵在死後很快就會發生,在任何導致死前消耗三磷酸腺苷的情況下就會出現這種狀況。如果在死亡當下肌肉的三磷酸腺苷指數已經非常低,肌肉的收縮和僵化就會更為迅速。

肌肉活動和過高的體溫是消耗三磷酸腺苷最主要的兩種情況。臨死之際,任何重度的肌肉活動都會加速屍僵的形成。比方說,受害者可能正在跑步、與加害者搏鬥、溺水掙扎,或者嚴重癲癇發作。這當中每一項就算不會消耗肌肉所有的三磷酸腺苷,也會把大半都消耗掉,使得屍僵在死後幾分鐘之內就形成。有趣的是,死前曾遭追逐的受害者最先出現屍僵的會是腿部,在這種情況下,該部位的三磷酸腺苷損耗得最厲害。番木鱉鹼(strychnine)是一種導致驚厥和肌肉抽搐的藥物,情況類似重度的肢體活動。番木鱉鹼中毒的受害者幾乎是立即形成屍僵。

由於體溫升高也會導致三磷酸腺苷的消耗量提高,所以任何提高體溫的藥物或發炎感染的狀況皆可導致屍僵迅速形成。敗血症(血液感染)、肺炎或任何發熱(發燒)症狀的患者,乃至於中暑的人,屍僵都會來得非常迅速。

反之亦然。寒冷的條件會減緩三磷酸腺苷損耗的過程,進而延遲屍僵的開始與進展。暴露在寒冷氣候中而死的受害者,或在死後立刻冰凍起來,可能好幾天都不會形成屍僵,或許要到屍體變暖或解凍之後才會。此外,基於不明原因,肥胖的人比瘦削的人形成屍僵的速度慢。事實上,有時肥胖的人完全不會形成屍僵。

即刻被冰凍起來的屍體有可能完全不會變得僵硬。圖/GIPHY

彎曲或伸展屍體會破壞肌肉纖維,從而破壞屍僵的狀態。一旦遭到破壞,屍僵就不會再恢復。

屍體痙攣(cadaveric spasm)是全身瞬間僵直,使屍體固定在死亡當下確切的姿勢。屍體可能以坐著、跪著、伸出手的姿勢凍結起來,事實上任何姿勢都有可能。屍體痙攣是在極度激烈的肢體和情緒狀況下發生。受害者死亡當下可能緊握一把刀,屍體痙攣將導致那隻手死握這件武器不放。

儘管有些爭議,但對屍體痙攣最貼切的解釋,就是瞬間形成的屍僵。這種看法有道理,因為導致屍體痙攣的條件和導致早發性屍僵的條件類似。

死亡之後變斑馬?屍斑背後學問大

屍體上通常都會有一塊塊的暗沉分布各處。這種暗沉是屍斑(英文稱作 livor mortis、lividity 或 post-mortem hypostasis)。它之所以重要的原因有二:首先是有助判定死亡時間,其次是可以顯示出屍體是否曾遭搬動。後者就算不比前者重要,至少也一樣重要。

屍斑是呈現青紫色調的組織,經驗不足的生手可能會誤認為瘀青。它是血液在血管中淤塞所致。死後心臟停止跳動,血液停止流動,重力導致淤塞的血液沉積在屍體的低位區(〔dependent area〕朝下的部位)。這表示一具仰臥屍(面朝上平躺)會沿著背部及臀部兩側形成屍斑,左側臥屍則會沿著左側肩膀、手臂、髖部和腿部形成屍斑。

死亡姿勢側臥的死者,屍斑便會沉澱在身體朝下的一側肩膀、側腹等地方。圖/IMDb

然而,壓在堅硬表面上的低位區會顯得很蒼白,並在周圍形成屍斑。舉例而言,平躺在地的屍體會沿著整個下側表面顯現屍斑,但實際接觸到堅硬地面的部位除外。頭部、肩胛骨、臀部和小腿的後側接觸點會顯得很蒼白,因為屍體的重量壓在這些支撐點的血管上,使得淤塞的血液無法在此沉積。緊繃的衣物也可能造成一樣的結果,腰帶、褲頭帶或胸罩可能在屍斑分布的區域留下一道白色的痕跡。

屍斑為什麼是這種混濁泛黑的顏色?飽含氧氣的血液是鮮紅色,被剝奪了氧氣的血液則是紫色。死亡之後,心跳和血液循環停止,人體細胞盡其所能吸取所有的氧氣,將血液當中的氧氣剝奪殆盡。缺氧的血液呈現深紫色,沉積之後便形成紫色的屍斑。

但也不是所有屍斑都青青紫紫的,一氧化碳中毒和氰化物中毒的情況下,屍斑可能呈現櫻桃紅或粉紅色。一氧化碳和血紅素結合,產生碳氧血紅蛋白(carboxyhemoglobin),這種化合物的顏色是鮮紅色。同樣的,氰化物和血紅素結合,產生的氰化血紅蛋白(cyanohemoglobin)也是鮮紅色。此外,氰化物是一種代謝性的毒物,妨礙人體細胞使用氧氣。由於細胞不再吸收氧氣,血液保持富含氧氣的狀態,這也使得血液呈現鮮紅色。所以,飽含碳氧血紅蛋白、氰化血紅蛋白或氧氣的血液是鮮紅色,產生的屍斑也反映出這一點。

另一個產生紅色屍斑的常見狀況,是當受害者臨死前或死後暴露在相當寒冷的環境中。在這種情況下,所有的細胞活動因為寒冷而減緩,包括死後從血液吸取氧氣的活動在內,從而使得血液富含氧氣並呈現紅色,屍斑於是就會呈現紅色或粉紅色。

兇案的關鍵證據?線索就在屍斑

失血過多致死(流血而死)的人可能沒有或很少屍斑,由於殘留的血液不多無法沉積,典型的特色是全身都會很蒼白。相反的,嚴重心臟衰竭、中風或窒息而死的人則可能形成深紫色的屍斑,在這些情況下,生前的血液含氧量通常很低,所以顏色會是深紫色,屍斑就會隨之呈現深紫色。

失血過多而死的屍體,可能會體內的血紅素不足以形成屍斑。圖/IMDb

屍斑通常在死後三十分鐘至兩小時開始浮現,在八至十二小時達到巔峰。一開始,改變屍體姿勢會轉移暗沉的位置。如果屍體仰臥兩小時,接著被翻到左側,沿著背部開始累積的屍斑就會轉移,變成沿著左側累積。但六至八小時,屍斑就漸次固定了。(編註:亦有資料指出為六到十二小時)這代表改變屍體姿勢不會導致暗沉轉移。原因在於經過六到八小時之後,這個區域的血管開始破裂,從血管滲出的血液暈染開來,擴及周圍組織。不同於留在血管系統裡的血液,組織裡的血液會固定在原位。法醫可用轉移和固定的屍斑來推估死亡時間,並判定屍體是否被搬動或改變過姿勢─在沒有外力協助的情況下,死者是不會自己這麼做的。

倘若屍體被發現面朝下,胸部、腹部和腿部前側有固定屍斑,法醫便可推斷死者至少是六至八小時前死亡,可能更久,但不可能更短。如果屍斑還能轉移,死者就可能是在不到四小時前死亡。反之,若屍體被發現面朝下,但卻在背部有固定屍斑,那麼屍體就是在死了至少六小時後被移動過,但不會更早,否則屍斑會轉移至新的低位區。這代表屍體死後先是仰臥至少六小時,久到足以讓屍斑固定,接著才被翻過來趴著,或者移動到一個完全不同的地點,以趴姿被棄屍。

此一固定的過程不是一種兩極化的絕對現象,而是漸進式的。意即在四到六小時之間,有些屍斑可能會固定,有些則可能還是會移動。如果法醫發現屍體背部有一些淡淡的固定屍斑,正面則有真正固定的屍斑,那麼他或許會推斷屍體先是躺在地上四小時左右,接著被人搬動,改成面朝下放置,再趴了六小時左右。

同樣的過程也發生在內臟。解剖一具仰臥姿的屍體時,法醫預計會發現血液沿著肺臟、肝臟、脾臟、腦部,以及其他內臟的後緣區(背側)沉積。這可能會構成問題,因為仰臥姿受害者的血液會沿著頭皮及腦部後側淤積,甚至會滲透到硬腦膜下腔(介於腦部和顱骨之間的空間)。乍看之下,這種淤積的情況看起來可能像是後腦受到鈍器重擊,導致頭皮和腦部挫傷(瘀血)。法醫必須運用專業知識和經驗做出區別。

從這裡你就看得出來,審慎檢驗屍斑的模式可為凶案提供關鍵證據,並協助重建圍繞著死亡的案發過程。如果屍斑的模式和屍體的姿勢不符,那就表示有人有理由要移動屍體。那個人不一定是凶手,但凶手最有可能是他。也有些時候,發現至親屍體的家屬可能會想在報警之前清理屍體,或將屍體調整成較為雅觀的姿勢、移動到較為得體之處。

以上的推理過程假設的都是正常的情況。由於屍體的腐敗主要是依周圍的氣溫而定,而屍斑的固定是由於血管破裂,釋放出來的血液滲透到組織當中,所以任何加速或減緩腐敗過程的因素,都會對屍斑的固定起一樣的作用。在濕熱的環境中,屍斑可能在三、四個小時這麼短的時間內就固定。在較冷的氣候中,則可能要三十六小時之久。


 

 

本文摘自《犯罪手法系列-法醫科學研究室:鑑識搜查最前線, 解剖八百萬種死法》,麥田出版


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近視眼的救星,「雷射手術」後看得更清——《科學月刊》

科學月刊_96
・2022/05/14 ・4118字 ・閱讀時間約 8 分鐘
  • 作者/蔣維倫|泛科學 PanSci 專欄作家、故事專欄作家、udn 鳴人堂專欄作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。喜歡虎斑、橘子、白底虎斑和三花貓。

Take Home Message

  • 近視是因為角膜或眼球變形,使眼球折射光線能力太強,焦點落在視網膜前方,所以無法獲得清楚的景象。
  • 雷射治療近視以達到減弱折射力為目的,主流術式有雷射原位層狀角膜塑型術(LASIK)和微創角膜透鏡提取術(SMILE)。
  • 經雷射手術後,患者視力可以回到配戴眼鏡前的水準,散光減輕到輕度散光。不過術後最常見的副作用是乾眼症,因此手術前需和專業醫護團隊討論。

你常覺得遠處的景物看不清楚,總是要瞇著眼看東西嗎?這些都是近視的典型症狀。近視通常在 6~14 歲之間出現,多數人於 20 歲後趨向穩定。目前尚未釐清近視出現的原因,但戶外活動時間較長的兒童,近視的風險較低,不過仍不清楚是因為「看比較遠」、「戶外光線」,或「運動量較高」等因素所致。全世界的近視盛行率非常高,在美國,超過四成的人罹患近視,而東亞的一些國家,如臺灣,兒童的近視率甚至達八成以上。

壞掉的攝影機

為什麼會近視?主要是因為眼睛的結構是透過「折射光線、將光聚焦在眼底的視網膜」來獲得清晰的投影輪廓。所以當眼球變形(變扁)或角膜折射光線能力有問題(形狀出錯)時,光線聚焦的焦點會落在視網膜前方(圖一),投影在視網膜時就會呈現模糊的輪廓,無法獲得清楚的景象,此時稱為近視。當你的近視度數愈深,焦點就會距離視網膜愈遠。因此最簡單的改善方式,就是加一塊凹透鏡(眼鏡)來發散光線,進而調整光的路徑,讓光線重新聚焦在視網膜上。

(圖一)近視眼球示意圖。/圖片來源:123RF

切掉一點眼睛如何?雷射治療近視的原理

既然近視是「眼球折射光線的能力太強」,那麼用刀削掉一點眼睛,這樣可行嗎?可以。

如前所述,近視是由於眼球變形或折射力太強,使光線焦點落在視網膜之前。目前無法矯正變形的眼球,因此調整光線折射路徑,就成了最佳的治療方式。而眼球負責折射光線的組織,為最前方的角膜和位置在後方些的水晶體(圖一);而又因為角膜暴露在外,醫師能用刀械直接削除,或是雕塑外型,所以角膜組織就成了外科手術治療近視的最直接選擇。雖然調整水晶體也能改善近視,但較不普遍。

最早,醫生便是利用刀具削去角膜以治療近視。 但需注意,削去眼球結構減弱聚焦能力,進而改善近視,仍不算是「治療」。由於這個方法無法改變眼球的整體形狀,因此眼球變形後,造成視網膜剝離等疾病的風險仍存在。

在雷射技術發明之前,醫師會用層狀角膜重塑術(automated lamellar keratoplasty , ALK)——微型刀械移除角膜組織,達到減弱折射力的目的,這種手術方式約盛行於 1980~1990 年代。直到雷射技術成熟後,才開始應用於治療近視,雷射依原理和發展時程可分為雷射屈光角膜切除術(photorefractive keratectomy , PRK)、雷射原位層狀角膜塑型術(laser-assisted in-situ keratomileusis , LASIK)、微創角膜透鏡提取術(small incision lenticule extraction , SMILE)。

雷射屈光角膜切除術(PRK)

雷射於 1980 年代開始用於治療近視,並逐漸發展出 PRK 術式。PRK 原理是利用雷射能固定能量的焦點、升高局部組織的溫度、進而氣化掉部分角膜最外層的上皮層細胞(epithelium,圖二),達到減少角膜厚度降低折射力的目的(圖三)。

在此技術問世後,PRK 迅速地成為治療近視的首選,但因為要削掉角膜上皮層,同時也氣化了角膜裡的痛、觸覺神經,容易導致術後劇烈疼痛和視力恢復期過長等問題;再加上大面積的傷口直接暴露在外,術後洗頭、洗臉也容易導致感染,所以在新技術出現後,選用 PRK 的患者也逐漸減少。

(圖二)眼球角膜的剖面結構圖。圖片來源/123RF
(圖三)雷射屈光角膜切除術。圖片來源/123RF

雷射原位層狀角膜塑型術(LASIK)

LASIK 為目前雷射治療近視的主要術式之一。為了要減少 PRK 術後疼痛且感染風險高的困擾,科學家思考,是否能改善術式,盡可能地減少暴露在外的傷口呢?在 1990 年代,醫師開始建構另一種術式,也就是現在常聽到的 LASIK。

它所氣化的部分和 PRK 不同,主要是削除角膜裡的基質層(stroma)、盡可能地保留上皮層組織完整性;手術先切出一個類似「C」的傷口、創造並掀開一片角瓣膜(corneal flap),然後以雷射直接氣化、雕塑基質層細胞後再將角瓣膜覆蓋住傷口(圖四)。和 PRK 相比,LASIK 較少暴露於外界的傷口,感染風險較低。

(圖四)雷射原位層狀角膜塑型術。圖片來源/123RF

由於術後恢復期較短且傷口較不會感到疼痛,使 LASIK 逐漸取代 PRK,成為主流術式之一,目前接受 LASIK 的眼球超過數百萬顆以上。

微創角膜透鏡提取術(SMILE)

為什麼要一直改良手術?因為醫學界希望能減少破壞角膜神經、縮小暴露外界的傷口。角膜是布滿神經的組織,能感受細微異物、刺激淚水分泌,達到排除異物、潤滑眼球的功能。神經束從內而外伸出、穿出鮑曼氏膜(Bowman’s membrane)並彎曲近直角、在上皮層細胞和鮑曼氏膜之間形成豐富的神經末梢(圖二)。

從角膜神經的分布可以推測出,最早的 PRK 氣化上皮層細胞的缺點,就是削除了神經末梢,造成傷口大面積的暴露,進而導致術後疼痛。而 LASIK 雖然減少了傷口暴露,但由於切出「C」形狀傷口、創造角膜瓣時,也同時切除了大部分的神經,導致大規模的神經受損,進而使眼睛無法自主分泌淚水,引起嚴重的乾眼症。所以科學家持續地構思新的解決方法。

相較於前兩種術式,SMILE 的歷史最短,它起源於 2002 年德國團隊的想法,直到 2007 年才開始臨床試驗。幾年後術式逐漸成熟,在 2016 年獲得美國許可治療近視,僅一年時間,全球就累積超過 100 萬次手術。

SMILE 使用雷射「可在特定深度聚焦」的優勢,手術分成兩個步驟:首先,聚焦雷射,隔空在角膜的基質層裡切出一個極小的凸透鏡結構;接著,在角膜表面切出約三毫米(mm)的小傷口,取出小透鏡。與 LASIK 須開出「C」形狀的傷口、斷開大部分的神經相比,SMILE 的創口較小,理論上切斷的神經比例較少、乾眼症的機率也較低,所以快速地成為患者主要選擇的術式之一。

雖然 SMILE 為較新的技術,但不能就此認定 SMILE 比 LASIK 更優秀。醫療手術仍須視個人體質、需求、經濟能力等,進行專業的個人考量。

雷射以後,連打靶都比較準了

許多人的工作高度仰賴視覺,軍人就是其中之一。在美國,SMILE 可治療近視和散光。去(2021)年《白內障與屈光手術期刊》(Journal of Cataract & Refractive Surgery)刊出一篇論文,研究 37 名軍人(74 顆眼睛)在 SMILE 術後的短期視力改變 。術前,患者皆有輕至中度的近視或散光,且分別有 10% 和 20% 的患者反應近視困擾了他們的工作和生活狀態。

而在 SMILE 術後的三個月內,約 96% 的眼睛在不戴眼鏡(裸視)的情況下,視力可以達到正常人的標準[註]。而原先生活和工作受到視力問題困擾的患者,全都降為 0%。在感受度調查也發現,約 83% 患者對手術後擁有的視力更加滿意。其中 14 名軍人在手術前後都接受槍法打靶測試,儘管統計結果並無顯示出差異,但手術後的打靶成績稍稍高了些。不過,仍不能認為雷射近視手術使槍法更精準。

[註]正常視力的標準為裸視遠視力(uncorrected distance visual acuity , UDVA),意思是在史奈侖(Snellen)視力表裡,能看到 20/20(對應視力約 1.0)或更小的字。

手術的功效可以維持多久?     

中國上海復旦大學附屬眼耳鼻喉醫院,發表了一系列長期的研究,追蹤接受 SMILE 手術後的患者多年,並討論他們的視力改善。團隊招募了 26 人(26 顆眼睛,皆為單眼接受手術),接受 SMILE 約七年或更久。發現 26 顆眼睛在術後七年的視力,比七年前戴眼鏡時更好!以史奈侖視力表上 20/20 的字母為標準,術前 96% 的眼睛戴眼鏡時可看清楚,術後有 100% 的眼睛在裸視或脫離眼鏡後可看清楚。

而視力表裡更小的一行字(20/16,對應視力約 1.2),術前有 38% 的眼睛戴眼鏡時可看清楚,術後有 73% 的眼睛在裸視或脫離眼鏡後可看清楚。再小一行的字(20/12.5,對應視力約 1.6),有 19% 的眼睛在雷射手術後可辨識清楚;而手術前,所有的眼睛在戴眼鏡後,都無法看清該行字。

換言之,經過近視雷射手術後的患者不僅擺脫了眼鏡,視力還可回到或優於配戴眼鏡前的水準;在散光方面,所有人在術前都有輕至中度不等的散光,而手術七年後,幾乎所有人都減輕為輕度散光。

雷射後會有後遺症嗎?

任何醫療手術都會有副作用,SMILE 最常見的術後副作用是乾眼症。儘管多個研究都認為,SMILE 的乾眼症比例及嚴重度都比 LASIK 少,因為和 LASIK 相比,SMILE 的優勢是創口較小且切斷的神經較少,因此術後保有較多神經,眼睛控制淚腺的能力較佳,乾眼症也較輕微,且恢復期較短。但這不代表不會出現乾眼症,和未接受手術的眼睛相比,SMILE 後眼睛分泌的淚水仍可能比較少。因此術後的自我照護,例如短期內避免感染和定時且長期地使用人工淚液,是雷射治療近視的必要作業。

儘管 SMILE 是安全的手術,且全球已有百萬例手術的經驗,但仍可能有手術中途失誤的情況發生,例如移除雷射切除的部分時,仍有殘存組織遺留在角膜內,或是失誤而切穿角膜上皮組織等。根據統計結果,這些手術中途失誤的發生率總和小於 1%,且似乎和醫護團隊的學習曲線有關,可能新手醫師比較容易發生手術中途失誤。不過,SMILE 令人最有感的副作用應該是金額,價格在十萬以上,並不是能輕鬆負擔的數字。

(圖五)筆者接受 SMILE 後切下來的角膜。LASIK 和 PRK 是直接氣化角膜組織,所以不會有角膜紀念品。圖片來源/作者拍攝
  • 〈本文選自《科學月刊》2022 年 5 月號〉
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