馬歇爾生日│ 科學史上的今天：9/30

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

喝尿可以養生或是尿療法這樣的說法，我想大家都聽過，但你敢喝嗎？當然，諸多推廣人士引用本草綱目說法，來加強其合理性。玻利維亞總統胡安·埃沃·莫拉萊斯·艾瑪在 2014 年 7 月 2 日表示，曾經有飲用自己尿液養生的習慣，同時說道：「對抗咳嗽，沒有什麼比一碗尿液更有效」。

這些消息的確會讓人覺得喝尿是一件很棒的事，我們好像也該到廁所端一杯尿來喝看看，但是任何的說法都是需要有科學根據的！先讓我們搞清楚，尿液中到底有那些成分吧？

尿液是怎麼來的？

一般人一天的排尿量是 750~2000 mL，尿液是人體血液過濾後的廢棄物。人體血液循環流經腎臟的時候，其中的代謝廢物、部分水，以及微量元素，會被腎小球過濾到腎小管中，成為原尿。再經過一大套尿液的濃縮、稀釋過程，來到輸尿管、膀胱，最後排出體外。

尿液為什麼是黃色的？

尿液顏色來自於化學物質尿色素 (urochrome) 。 尿液呈黃色的主要原因，其結構如下圖所示。尿色素是血紅素代謝的中間產物。血紅素首先轉化為膽綠素，之後轉化為膽紅素。被大腸內的微生物代謝為尿膽原。部分尿膽原被重新吸收進入血液，在血液中氧化為尿膽素，由腎臟排出，使尿液呈黃色。尿液的顏色還可能與吃入的食物有關，這個部分就不深入討論。

尿液的化學成分是？

尿液是混合物，其中有 91-96% 為水，固體成分約占 6%。成分包含：有機物（含氮廢物：尿素、尿酸、毒素、色素、激素、蛋白質、葡萄糖等異常成分）、電解質（離子）、無機物（固體）、細菌等。

科學家證實人類尿液有至少 3,079 種化合物成份，都是身體代謝的產物，絕大部份是外來化學物質。有機物當中又以尿素 (Urea) 含量為最高。電解質的部分又以氯離子、鈉離子的含量最多（食鹽的成份：氯化鈉）。

另外尿液當中還有許多的固形物，它們是屬於無機晶體，透過顯微鏡可以被觀察到，如下圖所示，所列為局部的固形物。

那喝了尿液到底會怎樣嗎？

首先有個重要的觀念要提醒大家：任何化學物質如果攝取超過身體能負荷（超標）的就是毒素。

有機物含量最高者為尿素，對身體是否有害？

科學家以小白兔進行動物實驗，將含量為 4%之尿素混入食物中餵食六周，並未發現太大的異常[4]。人體尿液中之尿素含量大約在 1.75% 左右，也就是說餵食小白兔的量，高於人體尿液中含量的 2.3 倍。結果說明，尿液中主要含量的尿素，如果以尿液的比例喝進去，短期內應該不會對人體造成太大的傷害。

但可別高興得太早，人體內有一種幽門螺旋桿菌，喜歡寄生在胃酸較低的胃黏液或胃黏膜細胞之中，在口腔中也可發現。幽門螺旋桿菌能夠將尿素分解成氨 (ammonia) 來降低胃酸的強度，而且能促使胃發炎，得到養分，又不致被免疫細胞清除掉。

在臨床醫學中胃炎與消化性潰瘍病人的胃中被發現後，消化醫學界便紛紛開始尋找它與人類消化性疾病間的各種關係。發現它的馬歇爾醫師 (Barry Marshall) ，為了證實它與胃炎的關係，1984 年竟然一次喝下含有10億多隻幽門螺旋桿菌的水，結果立刻引發了急性胃炎。

如果我們長期飲用尿液，那麼正好提供幽門螺旋桿菌生存所需的尿素，改變菌落的生態，是有可能對人體產生傷害的，所以當然不建議長期飲用尿液。另外尿酸本來就是毒素，會造成痛風等症狀，更是不在話下。

從電解質的攝取方面來看，喝尿會有影響嗎？

根據衛生署建議成年人每天鈉攝取量，最好不要超過 2400 毫克，約等於 6 公克的鹽（1 公克的鹽，含有 400毫克的鈉）。如果我們將排出的尿液中鈉離子含量以 150 mmol的數值來計算，鈉離子含量為 3.45 公克。因此，如果每天喝尿再加上我們每日攝取的食物，是很有可能超標的。依此邏輯推演，其他離子攝取含量也可能超標。

尿液中的其他成分會對人體有什麼影響？

尿液中可能含有，來自於陰道、尿道、內褲的細菌。雖然人體器官內部本來也就有益菌的菌落，但若是我們長期飲用尿液，可能會破壞菌落的的平衡。

我們從尿液的成分進行科學分析，不建議讀者喝尿。如果只是單獨想品嘗那麼一兩次即可，長期飲用還是可能對身體帶來影響，畢竟尿液是代謝物，當然不是多多益善。

參考文獻：

1. Health Benefits Of Drinking Urine? UK Couple Drinks Own Pee To Treat Depression, Brighten Eyes, And Clear Skin [VIDEO]
2. 維基百科——尿膽素
3. Biochemical composition of normal urine
4. Performance and Nutrient Digestibility of Rabbit Fed Urea Treated Cowpea Husk

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胃潰瘍是大家一定聽過的常見疾病，有些人會把胃食道逆流跟胃潰瘍混為一談，但實際上胃潰瘍指的是胃的粘膜發生潰瘍，但胃食道逆流則是胃液往食道的方向逆流造成刺激或發炎，是完全不同的兩種疾病。

胃潰瘍最常發生的情境是在飽食一餐後，就突然發生腹痛，嚴重一點的人甚至會難過地在地上打滾。據研究統計⁷，胃潰瘍在歐洲的盛行率只有 2%，而在台灣，單單無症狀的胃潰瘍的盛行率就高達 4.7% ，足足是歐洲的兩倍有餘！以全國人口數來換算的話，應該有近 100 萬人可能患有胃潰瘍¹²。

腹痛難耐，非一日之饞。胃潰瘍是慢慢發生的，往往在你沒注意的狀況下，胃粘膜已經默默受傷了。大家可能都在各大媒體聽說各種胃潰瘍的緩解偏方，例如喝苦茶油可以改善胃潰瘍？也有不少資訊提到胃潰瘍可能導致癌症。胃潰瘍到底要如何預防與治療？得了胃潰瘍，真的轉變成胃癌的機率很高嗎？今天團隊醫師將會整理文獻，帶你清楚了解胃潰瘍，揭開這個疾病不為人知的一面。

胃潰瘍的原因是什麼？除了藥物，更多是幽門螺旋桿菌！

胃潰瘍的原因是什麼呢？首先我們要了解胃部消化運作的過程。當食物經咀嚼後吞入胃裡，胃部的壁細胞會分泌胃酸，胃酸會與食物混合，形成酸性的內容物。在酸性的狀況下，有利於胃部分泌的蛋白酶消化含有蛋白質的食物，之後這些被消化到一半的食糜會再流入十二指腸，在腸道進行下一步的消化。除了幫助消化外，胃部的強酸也可以幫助殺菌，因此強酸的環境，對胃部的正常運作來說，其實是非常必要的。

但在這麼強酸的環境下，又加上消化蛋白質用的酵素，腸胃道的黏膜細胞是如何不被酸度近似鹽酸的胃部內容物所侵蝕呢？胃的內部有一層黏膜細胞，黏膜細胞間的柵欄狀的結構能防止胃酸破壞胃部。這些粘膜細胞持續會被耗損，但還好正常的狀況下，胃部黏膜層有豐富的血液供應，產生新的粘膜細胞，替補被胃酸侵蝕老舊細胞。

胃潰瘍指的就是胃酸長期侵犯胃部黏膜細胞，侵犯程度超過了粘膜層能自我修補的能力，因此在破損的區域會產生發炎、纖維化等狀況，胃部結構也會因此逐漸變薄，更嚴重的時候，可能導致胃出血，甚至是整個胃穿孔的問題。

強酸造成潰瘍的情形，不只會發生在胃部。在連接胃部的十二指腸，也可能被強酸所破壞，造成十二指腸潰瘍。醫師習慣將胃潰瘍及十二指腸潰瘍兩者合併稱為消化性潰瘍 (peptic ulcer disease)。

胃潰瘍的發生是有時序性的，並非一天就造成。胃潰瘍病變過程主要可分為：

1. 胃酸侵蝕增強或胃液分泌過多
2. 黏膜細胞無法正常修復
3. 黏膜細胞間柵欄崩解

了解上述三大病變過程後，其實說穿了，造成胃潰瘍（或十二指腸潰瘍）的罪魁禍首，最常見的就是幽門螺旋桿菌感染，以及藥物過度或不當使用（以非類固醇消炎藥物為主）。

幽門螺旋桿菌感染

此細菌會讓感染處發生過強的免疫反應，以及胃酸分泌量上升，也會破壞黏膜細胞柵欄結構，最後產生胃潰瘍病變。長期的胃部發炎，可能導致胃部萎縮或者是不該出現在胃部的腸道組織增生。這些不正常的變化，可能會提高罹患胃癌的機率。

在 1983 年首次發現幽門螺旋桿菌 (Helicobacter pylori) 能引發胃潰瘍之前，醫界當時完全不認為這個疾病跟感染有關，甚至很多人覺得細菌根本不可能活在這麼酸的環境下。但後來發現，幽門螺旋桿菌其實可以附著在消化道黏膜層上，透過分解尿素來產生氨，進而中和胃酸。感染的過程中，會導致胃粘膜組織的病變，長期可能導致癌症，因此早在 1994 年，世界衛生組織就把幽門螺旋桿菌列為一級致癌物質。此外，在 2005 年新英格蘭醫學期刊中有一研究經過近 10 年的追蹤，發現 297 位胃潰瘍患者當中，有 10 位後來罹患了胃癌。因此胃潰瘍是導致胃癌的重要危險因子之一，證據是很明確的¹⁰。

幽門螺旋桿菌的檢驗及治療方式逐年進步，不過目前尚未找出確切的感染原因，據研究推測，細菌可能是通過糞口或人傳人的途徑感染。許多人會把胃潰瘍認為是吃太多止痛藥或飲食習慣不好所造成，但實際上和過度使用消炎藥的族群相比，幽門螺旋桿菌所導致的胃潰瘍其實更常見。

非類固醇消炎藥物的過度或不當使用

非類固醇消炎藥物 (nonsteroid anti-inflammatory drugs 簡稱 NSAID 藥物) 為常用的消炎止痛藥物。其中阿斯匹靈 (aspirin) 可以抑制血液凝集，可以降低血栓的產生，因此也常被用來預防心肌梗塞或腦中風的再次發作。有人可能會認為，這些藥物的止痛效果，不正好可以緩解胃潰瘍造成的疼痛嗎？這想法與其藥理機轉有很大的出入哦！實際上， NSAID 藥物主要抑制環氧化酶 (cyclooxygenase COX ) 的催化作用，此作用可達到消炎止痛、抗血栓等效果。另外服用 NSAID 藥物會造成前列腺素分泌降低，以致消化道無法正常修復黏膜層細胞，引發胃潰瘍病變。

看到這裡，你應該已經了解到為什麼胃潰瘍這種常見的疾病能衍生出那麼嚴重的後果。但胃潰瘍到底會出現什麼症狀呢？

胃潰瘍會有哪些症狀？該如何自我緩解？

大多數人認為胃潰瘍會立即引發各種不適症狀。事實上，近 7 成患者是沒有明顯症狀的³。因此，老年人及常用 NSAID 藥物者需要時刻留意自己的腸胃狀況。胃潰瘍的症狀大多以腸胃症狀為主，這包括了：

[上腹疼痛]

胸骨底端及橫隔膜所在位置發生疼痛，且疼痛感有可能會轉移到後背。上腹痛的發作會和吃飯時機有關，例如胃潰瘍常在吃飯時會產生上腹痛，這與食物進入胃中刺激胃酸分泌有關。而十二指腸潰瘍常在飯後 2 至 5 小時或夜間發作，原因是十二指腸內用來中和胃酸的鹼性溶液量變少了、且在晚上 11 點至半夜 2 點是胃酸分泌的高峰期。

[腹脹感]

長期十二指腸潰瘍所導致腸道萎縮，讓胃排空變慢。於是食物無法順利流入腸道，產生腹脹感。這也影響了食慾，可能出現營養攝取不足的問題。

[噁心嘔吐]

原因同樣是食物無法順利從胃裡流入十二指腸，超過胃部所能負擔的容量，食物較易逆流回口腔。噁心嘔吐症狀通常會在飯後數小時發生。

[火燒心]

由於胃潰瘍患者缺乏抑制胃酸分泌的激素，胃酸分泌量隨之上升，增加胃酸逆流食道的機率。胸口會有灼熱感，為火燒心症狀。雖然容易與胃食道逆流症狀搞混，但相較於其他胃潰瘍症狀，火燒心所佔比例是較低的¹¹。

了解胃潰瘍的各種症狀表現之後，接下來我們要介紹在日常生活中能採取什麼樣的方式來緩解胃潰瘍造成的不適。

胃潰瘍如何在日常生活中做到緩解？

胃潰瘍會長期困擾患者的生活，但透過調整日常生活習慣及營養攝取方式，不僅能緩解胃潰瘍症狀，也能降低胃癌發生的風險：

1. 調整飲食習慣：選擇全麥穀糧，配合富含維生素 A 及 C 的蔬菜水果來緩和受傷的腸胃。
2. 避免飲用乳製品：雖然喝牛奶可以暫時緩解胃潰瘍症狀，但喝了之後又會增進胃酸分泌，加劇腹痛症狀。
3. 遠離菸酒：抽菸及酒精會刺激腸胃道黏膜層，容易出現發炎反應。此外，抽菸會提高胃酸分泌量，讓胃潰瘍病情每況愈下。
4. 飯後別躺平：飯後 2 至 3 小時請勿躺下，除了能降低胃食道逆流機率，也可以讓食物順利流入腸道消化。
5. 減輕壓力：壓力的積累會惡化胃潰瘍的病情。故以運動、與朋友聊天或寫日記自行鼓勵來緩解壓力。

有些網路上的資訊提到，苦茶油可以顧胃，對改善胃潰瘍有幫助。依據目前的證據，在小規模的動物實驗中，有發現苦茶油可以改善因為過度使用非類固醇類消炎藥所造成的胃粘膜損傷，但目前沒有進一步的人體實驗證實。苦茶油確實是種不錯的油，大家可以適度攝取，但不要過度期待用它可以用「治癒」胃潰瘍啊！

胃潰瘍何時必須就醫？有什麼治療方式？

輕微的胃潰瘍，在經過醫師診斷後，可以透過藥物治療或日常生活習慣的改善，來緩解症狀。但如果出現下列胃潰瘍的嚴重症狀，就需要立即就醫檢查：

1. 吐出血（血塊）或排出黑色瀝青狀的糞便：胃潰瘍有一定的機率出現消化道流血的病變，病患會吐出血（血塊）或排出黑色瀝青狀的糞便。這種糞便常常黑到發亮，並且帶有腥味。
2. 貧血症狀：消化道出血可能產生臉色蒼白、倦怠、頭暈等貧血症狀。醫師會藉由血液生化檢驗及血液抹片檢查，判斷出是否為消化道出血、缺鐵，還是造血系統出現問題所導致的。
3. 急劇腹痛：若突然出現難以忍受的腹痛，症狀持續時間變長，疼痛會轉移到腰椎，且無法更換姿勢來加以緩解的話，這可能是消化道穿孔所帶來的症狀。若不及時處理，可能會引發嚴重的腹膜炎。
4. 反覆嘔吐：多次嘔吐除了減少營養的攝取，還會讓身體缺水及電解質失衡。故立即就醫以回復正常進食能力是必要之舉。
5. 體重不明原因減輕：醫師會透過病史詢問及各項檢查來評估病人營養狀況，推測是否因為胃潰瘍影響進食能力，並排除胃癌或其他癌症的可能性。

在治療胃潰瘍（或十二指腸潰瘍）之前，醫師首先會幫你診斷到底你是什麼原因導致了胃潰瘍。會根據致病的原因對症下藥。如果是幽門螺旋桿菌導致的胃潰瘍，就會使用抗生素治療。如果是 NSAID 類藥物導致的胃潰瘍，就會使用抑制胃酸分泌的藥物治療。以下我們做個簡單介紹：

• 抗生素：抗生素是透過殺死細菌，以及抑制細菌分裂繁殖，來達到治療效果。醫師通常會同時開立兩種甚至是三種的抗生素，以求一次根除幽門螺旋桿菌的感染。在治療過程中經常會搭配氫離子幫浦抑制劑 (proton pump inhibitor, PPI )，可達到抑制胃酸的效果。
• 氫離子幫浦抑制劑：氫離子幫浦抑制劑（簡稱 PPI 藥物）能抑制胃部壁細胞分泌胃酸。對於因非類固醇消炎藥物所導致的胃潰瘍，醫師會選擇 PPI 藥物治療，治療時間至少 8 週。若是遇到無法替換藥物的情況下，通常需要服用 PPI 藥物來預防胃潰瘍⁴。

胃潰瘍長期沒控制好的話，可能會導致胃出血、胃穿孔、或是胃無法排空食物等嚴重的病發症。對於胃出血的治療，醫師會利用內視鏡探入患者胃中，並在胃潰瘍患處加以止血。若是已經發生胃穿孔，就需要緊急手術治療。若是發生胃無法排空食物的併發症，醫師會安排外科手術，來解決無法排空食物的問題。

胃潰瘍影響了許多民眾的健康，且帶來許多生活上的不便。看完這篇文章之後，相信大家對於胃潰瘍都有更完整的了解。我們要提醒患者，別忘了除了避免濫用藥物以外，還要時時留意自己的飲食狀況、保持身心愉快、遠離菸酒，不要再讓胃默默受傷。！

參考資料

1. Medscape: Peptic ulcer disease
2. Mayo clinic: Peptic ulcer
3. Uptodate: Peptic ulcer disease: Clinical manifestations and diagnosis
4. Uptodate: Peptic ulcer disease: Management
5. Uptodate: Surgical management of peptic ulcer disease
6. Uptodate: Treatment regimens for Helicobacter pylori
7. Uptodate: Epidemiology and etiology of peptic ulcer disease
8. Uptodate: Bacteriology and epidemiology of Helicobacter pylori infection
9. Uptodate: NSAIDs (including aspirin): Pathogenesis of gastroduodenal toxicity
10. Naomi Uemura, M.D., Shiro Okamoto et al. Helicobacter pylori Infection and the Development of Gastric Cancer. N Engl J Med 2001; 345:784-789. DOI: 10.1056/NEJMoa001999
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12. Fu-Wei Wang, Ming-Shium Tu et al. Prevalence and risk factors of asymptomatic peptic ulcer disease in Taiwan. World J Gastroenterol. 2011 Mar 7; 17(9): 1199–1203.Published online 2011 Mar 7. doi:  10.3748/wjg.v17.i9.1199

• 本文轉載自MedPartner 美的好朋友，原文為《胃潰瘍的原因是什麼？如何治療與預防？醫師圖文完整說明》
• 編按：愛美是每個人的天性，不過對你而言光是看滿架的化妝品、保養品，各種醫美產品就令你眼花撩亂，更別說還有玻尿酸、膠原蛋白、類固醇這些有聽沒有懂的名詞來搗亂嗎？如果你想要聰明的美，不想要被各種不實廣告唬得團團轉，那麼泛科學這位合作夥伴 MedPartner 美的好朋友，就是你我的好朋友，歡迎大家訂閱支持喔！