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腰酸背痛好難受!下背痛有兩種,如果發炎別輕忽

careonline_96
・2020/12/22 ・2516字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

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「今天早上我的背又痛到不行!」小陳發出簡訊:「可能要請假…」

「你年紀輕輕,怎麼這麼容易腰痠背痛?」友人迅速回覆。

「可能是之前車禍傷到吧。」小陳寫著:「我本來也以為多休息就會好,偏偏每次都是起床的時候最痛。」

「聽起來怪怪的……」友人傳了張沉思的貼圖,接著回覆:「趕快去看醫生吧,我進公司會幫你請假。」

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總是腰酸背痛?下背痛有兩種:機械性、發炎性

成大醫院過敏免疫風濕科翁孟玉醫師指出,腰酸背痛是經常遇到的問題,大概每個人都曾經在工作後、久坐後背痛發作。當背痛發作,肌肉緊繃痙攣時,我們通常可以透過「多休息」來舒緩疼痛。

這類型的腰痛稱作「機械性背痛」,最常見的原因為過度活動、姿勢不良,或搬運重物使背部受力過大,導致肌肉與韌帶過度拉扯而受傷。面對機械性背痛,要盡量維持良好的姿勢,多多休息,適當地做復健,就能漸漸緩解。

然而,如果發現自己「休息越久,越不舒服」,就得提高警覺,這可能是「發炎性背痛」。

發炎性背痛的患者常於晨間起床時感覺僵硬疼痛,但起床活動一段時間後症狀相對改善。而且,發炎性背痛的患者年齡大約在二十歲上下,絕大多數都小於四十歲,較機械性背痛患者來的年輕。發炎性背痛患者的家族成員中常有類似的症狀。

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翁孟玉醫師提醒,「發炎性背痛」比較難纏,需及時接受藥物治療,才能減緩狀況惡化。假使有這類型的腰痠背痛持續三個月以上,最好要就醫檢查。

下背、臀部總是疼痛難耐?發炎性背痛的成因可能有這些!

臺中榮民總醫院過敏免疫風濕科黃文男醫師表示,多數的發炎性背痛患者會抱怨下背部與臀部附近的疼痛與僵硬,這種發炎性背痛的原因是身體出現了慢性發炎反應,使脊椎關節處於持續發炎的狀態。

以下是常見導致脊椎關節慢性發炎的原因:

  • 僵直性脊椎炎

僵直性脊椎炎常出現在二十歲上下的年輕人,主要症狀為下背痛、晨間僵硬和下肢關節發炎,由於早期症狀不明顯,經常被誤認為是運動傷害或姿勢不良造成的下背痛,也有不少病友已經長期習慣了疼痛,而錯過早期診斷及早介入的時機。

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  • 乾癬性關節炎

乾癬是一種外顯於皮膚上的免疫疾病,雖然主要病灶表現於皮膚,卻屬於脊椎關節病變家族的其中一員,近三成的乾癬病友會合併乾癬性關節炎的症狀。

  • 發炎性腸道疾病

發炎性腸道疾病會讓病友出現腹瀉、腹痛、血便等症狀,常被誤以為是腸躁症,約有四分之一的病友腸胃道以外的症狀,關節發炎就是其中一個症狀表現。

  • 其他

反應性關節炎及非典型脊椎炎也是發炎性背痛的可能原因。

僵直性脊椎炎如何診斷?晨間僵硬、休息無法改善都是特徵

翁孟玉醫師解釋,要診斷患者是否罹患僵直性脊椎炎,醫師需要了解病史,患者下背痛的狀況是否已經超過三個月、是否符合晨間僵硬、經休息無法改善等典型特徵。

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接著醫師會進行身體檢查,確定腰椎運動範圍受限的程度、擴胸範圍受限的程度、脊椎的彎曲程度,並評估是否有其他肌肉骨骼的症狀。

患者需要抽血檢驗體內的發炎指數和是否帶有人類白血球抗原 B27 基因(HLA-B27)。根據研究,帶有 HLA-B27 基因的人 2-10% 將會罹患僵直性脊椎炎。

影像的部分會安排 X 光檢查,以評估薦腸關節發炎的程度。

僵直性脊椎炎如何治療?長期抗戰準備要做好

黃文男醫師說明,發炎性背痛經常是慢性且反覆發作,因此患者在面對僵直性脊椎炎時,要做好長期抗戰的心理準備,好好了解疾病的病程與可能帶來的後續問題。

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若能及早診斷、早期介入,利用藥物控制僵直性脊椎炎,則能大幅減少關節破壞、避免功能喪失。目前,第一線治療藥物為非類固醇消炎止痛藥(NSAIDs),可以降低關節發炎的程度、緩解疼痛。類固醇可用於局部注射,不建議長期口服或注射。

免疫調節劑(DMARDs)對於合併周邊關節炎病患有部分療效,但是,少部分人會出現腸胃不適、皮膚過敏、肝功能異常等副作用。

倘若傳統治療藥物無法有效控制病情,就應該考慮使用生物製劑。生物製劑是具有專一性的免疫抑制劑,可以抑制特定的發炎因子,達到治療疾病的效果。先前研究發現,僵直性脊椎炎病友體內有高量的發炎因子「腫瘤壞死因子(TNF)」,抗腫瘤壞死因子生物製劑便成了醫師們常用的治療武器,並具有多年的臨床經驗證實其療效及安全性,台灣的全民健康保險也有條件性的給付,詳情可以與醫師討論。

生物製劑需要注意感染問題,但不須過於擔心,醫師會進行事前評估及追蹤,將風險降到最低。

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黃文男醫師說,「我們都會一再提醒患者,僵直性脊椎炎屬於慢性病,務必與醫師好好配合,定期回診,依照指示用藥,才能讓病情穩定,減少關節發炎或功能的損失。」

若不治療,骨質疏鬆、脊髓損傷險將提高

翁孟玉醫師叮嚀,假使沒有好好控制僵直性脊椎炎,患者的脊椎會於不間斷的骨頭重塑過程中失去活動度,導致患者姿勢總是躬身前傾。而且僵直性脊椎炎患者罹患骨質疏鬆症的機會也很高,因而提高了之後骨折或脊髓損傷的風險。

關節變形往往是不可逆的傷害,及早治療是預防功能喪失的最佳辦法。

此外,由於僵直性脊椎炎是自體免疫所造成的慢性發炎反應,不但會影響關節,也可能進展到為全身性疾病,可能出現虹彩炎而眼睛痛、畏光,或是心血管疾病、腎臟病變、肺纖維化、骨質疏鬆等多種麻煩的共病。

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若有持續超過三個月的背痛、晨間僵硬、越休息越不舒服的狀況,要提高警覺,盡快就醫喔!

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Intel® Core™ Ultra AI 處理器:下一代晶片的革命性進展
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/21 ・2364字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 Intel 委託,泛科學企劃執行。 

在當今快節奏的數位時代,對於處理器性能的需求已經不再僅僅停留在日常應用上。從遊戲到學術,從設計到內容創作,各行各業都需要更快速、更高效的運算能力,而人工智慧(AI)的蓬勃發展更是推動了這一需求的急劇增長。在這樣的背景下,Intel 推出了一款極具潛力的處理器—— Intel® Core™ Ultra,該處理器不僅滿足了對於高性能的追求,更為使用者提供了運行 AI 模型的全新體驗。

先進製程:效能飛躍提升

現在的晶片已不是單純的 CPU 或是 GPU,而是混合在一起。為了延續摩爾定律,也就是讓相同面積的晶片每過 18 個月,效能就提升一倍的目標,整個半導體產業正朝兩個不同方向努力。

其中之一是追求更先進的技術,發展出更小奈米的製程節點,做出體積更小的電晶體。常見的方法包含:引進極紫外光 ( EUV ) 曝光機,來刻出更小的電晶體。又或是從材料結構下手,發展不同構造的電晶體,例如鰭式場效電晶體 ( FinFET )、環繞式閘極 ( GAAFET ) 電晶體及互補式場效電晶體 ( CFET ),讓電晶體可以更小、更快。這種持續挑戰物理極限的方式稱為深度摩爾定律——More Moore。

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另一種則是將含有數億個電晶體的密集晶片重新排列。就像人口密集的都會區都逐漸轉向「垂直城市」的發展模式。對晶片來說,雖然每個電晶體的大小還是一樣大,但是重新排列以後,不僅單位面積上可以堆疊更多的半導體電路,還能縮短這些區塊間資訊傳遞的時間,提升晶片的效能。這種透過晶片設計提高效能的方法,則稱為超越摩爾定律——More than Moore。

而 Intel® Core™ Ultra 處理器便是具備兩者優點的結晶。

圖/PanSci

Tile 架構:釋放多核心潛能

在超越摩爾定律方面,Intel® Core™ Ultra 處理器以其獨特的 Tile 架構而聞名,將 CPU、GPU、以及 AI 加速器(NPU)等不同單元分開,使得這些單元可以根據需求靈活啟用、停用,從而提高了能源效率。這一設計使得處理器可以更好地應對多任務處理,從日常應用到專業任務,都能夠以更高效的方式運行。

CPU Tile 採用了 Intel 最新的 4 奈米製程和 EUV 曝光技術,將鰭式電晶體 FinFET 中的像是魚鰭般阻擋漏電流的鰭片構造減少至三片,降低延遲與功耗,使效能提升了 20%,讓使用者可以更加流暢地執行各種應用程序,提高工作效率。

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鰭式電晶體 FinFET。圖/Intel

Foveros 3D 封裝技術:高效數據傳輸

2017 年,Intel 開發出了新的封裝技術 EMIB 嵌入式多晶片互聯橋,這種封裝技術在各個 Tile 的裸晶之間,搭建了一座「矽橋 ( Silicon Bridge ) 」,達成晶片的橫向連接。

圖/Intel

而 Foveros 3D 封裝技術是基於 EMIB 更進一步改良的封裝技術,它能將處理器、記憶體、IO 單元上下堆疊,垂直方向利用導線串聯,橫向則使用 EMIB 連接,提供高頻寬低延遲的數據傳輸。這種創新的封裝技術不僅使得處理器的整體尺寸更小,更提高了散熱效能,使得處理器可以長期高效運行。

運行 AI 模型的專用筆電——MSI Stealth 16 AI Studio

除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel® Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門用於在本機端高效運行 AI 模型。這使得使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時節省了連接雲端算力的成本。

MSI 最新推出的筆電 Stealth 16 AI Studio ,搭載了最新的 Intel Core™ Ultra 9 處理器,是一款極具魅力的產品。不僅適合遊戲娛樂,其外觀設計結合了落質感外型與卓越效能,使得使用者在使用時能感受到高品質的工藝。鎂鋁合金質感的沉穩機身設計,僅重 1.99kg,厚度僅有 19.95mm,輕薄便攜,適合需要每天通勤的上班族,與在咖啡廳尋找靈感的創作者。

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除了外觀設計之外, Stealth 16 AI Studio 也擁有出色的散熱性能。搭載了 Cooler Boost 5 強效散熱技術,能夠有效排除廢熱,保持長時間穩定高效能表現。良好的散熱表現不僅能夠確保處理器的效能得到充分發揮,還能幫助使用者在長時間使用下的保持舒適性和穩定性。

Stealth 16 AI Studio 的 Intel Core™ Ultra 處理器,其性能更是一大亮點。除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門針對在本機端高效運行 AI 模型的需求。內建專為加速AI應用而設計的 NPU,更提供強大的效能表現,有助於提升效率並保持長時間的續航力。讓使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時也節省了連接雲端算力的成本。

軟體方面,Intel 與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化。與 Adobe 等軟體的合作使得使用者在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。獨家微星AI 智慧引擎能針對使用情境並自動調整硬體設定,以實現最佳效能表現。再加上獨家 AI Artist,更進一步提升使用者體驗,直接輕鬆生成豐富圖像,實現了更便捷的內容創作。

此外 Intel 也與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化,讓 Intel® Core™ Ultra處理器將AI加速能力充分發揮。例如,與 Adobe 等軟體使得使用者可以在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。為各行專業人士提供了更加多元、便捷的工具,成為工作中的一大助力。

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下背疼痛反覆發作?——淺談「僵直性脊椎炎」的治療方針
careonline_96
・2022/01/06 ・1789字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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下背晨間僵硬疼痛 小心僵直性脊椎炎!醫師圖文解說

下背疼痛行動困難,竟是僵直性脊椎炎惹禍!

今年四十歲的阿良哥(化名)在年輕時就常出現下背痛,但活動伸展後就緩解,因此不以為意。不料沒幾天後下背痛反覆發作,吃止痛藥症狀也沒改善,讓他難以入眠且心情憂鬱,最後駝背到腰挺不直、頸椎也出現僵硬,造成轉頭困難,甚至痛到無法下床,最後連工作都停擺,影響家庭經濟收入,讓他感覺跌入人生谷底。經輾轉到免疫風濕科檢查,確診罹患「僵直性脊椎炎」,經兩個月生物製劑治療後,大幅改善症狀,讓他恢復自信,迎向光明燦爛的人生。

僵直性脊椎炎與遺傳相關,有家族史需提高警覺

中山醫學大學附設醫院副院長暨過敏免疫風濕科魏正宗醫師說明,僵直性脊椎炎好發於年輕族群,男女比為 3:1,病因多爲先天遺傳基因加上後天環境因素影響,僵直性脊椎炎與 HLA-B27(人類白血球抗原B27)有強烈的關聯性,根據研究顯示,有 95% 僵直性脊椎炎的患者都帶有 HLA-B27 基因,發病率約莫 10~20%;而後天環境因素包括受傷及感染(如細菌、病毒等),誘發異常的免疫發炎反應發生。

僵直性脊椎炎病因

魏正宗醫師進一步說明,僵直性脊椎炎以脊椎為主要症狀,患者早上起床時會有下背僵硬疼痛現象,不過活動伸展後就會獲得紓緩,不像一般背痛需要休息才會改善,不過也容易造成患者忽略徵兆,錯失就醫良機。除了脊椎病變外,也會侵犯周邊關節及其他器官,包含周邊關節炎、虹彩炎、發炎性腸道疾病、皮膚乾癬及跟腱炎等,提醒有家族史的民眾若出現相關症狀,就應提高警覺及早就醫檢查。

僵直性脊椎炎治療多元,懷孕生子不是夢!

魏正宗醫師說明,目前針對僵直性脊椎炎的治療,可分為非藥物治療及藥物治療:非藥物治療包括運動及生活改善,運動建議以有氧運動、溫和伸展操為主,如游泳、伸展運動、瑜伽體操或太極拳,應避免激烈運動。生活改善方面除了要維持作息規律、早睡早起等習慣外,保持身心愉悅也對疾病有很大的幫助,另外僵直性脊椎炎患者千萬不要抽菸,避免加劇疾病惡化。

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僵直性脊椎炎非藥物治療

藥物治療方面,魏正宗醫師表示,目前第一線治療以口服的非類固醇抗發炎藥物為主,主要在緩解患者疼痛症狀;而第二線可使用免疫調節劑,分為傳統口服的免疫調節劑及生物製劑,其中口服免疫調節劑可溫和調節患者免疫系統,但需要長期每天服用。目前有新型的生物製劑,可針對發炎因子進行精準阻斷,80~90% 的患者能獲得有效控制,加上已經通過健保給付,患者可以多與醫師溝通討論適合自己的藥物。

僵直性脊椎炎藥物治療

魏正宗醫師補充,過去對於懷孕或需要哺乳的女性僵直性脊椎炎患者,僅能使用少許安全藥物或採取停藥方式來控制病情,容易造成疾病復發,因此許多患者因而不敢結婚及生育,但隨著醫學持續進步發展,目前已有適合計畫懷孕患者及生育後哺乳使用的生物製劑,只要及早跟醫師溝通調整用藥,還是有機會可以懷孕生子。

魏正宗醫師提醒,罹患僵直性脊椎炎的患者不必過於難過害怕,只要遵守醫囑、定期回診,積極接受正規治療,就可以避免病情惡化,維持正常生活品質。

魏正宗醫師

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你所不知道的椎間盤——椎間盤突出應力分析|2021 數感盃|高中專題|銀獎
數感實驗室_96
・2021/12/25 ・3156字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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  • 作者:吳芳瑜、周盈妤/永春高中

數感盃青少年寫作競賽」提供國中、高中職學生在培養數學素養後,一個絕佳的發揮舞台。本競賽鼓勵學生跨領域學習,運用數學知識,培養及展現邏輯思考與文字撰寫的能力,盼提升臺灣青少年科普寫作的風氣以及對數學的興趣。
本文為 2021 數感盃青少年寫作競賽/高中組專題報導類佳作之作品,為盡量完整呈現學生之作品樣貌,本文除首圖及標點符號、錯字之外並未進行其他大幅度編修。

我從高一就加入熱舞社,認識一位二十多歲的舞蹈老師。某次練習時,他說他因為一次空翻失誤,造成了椎間盤突出;後來,聽到一位籃球教練,因長期的運動,也有著椎間盤突出的問題;而身邊也有幾位長輩年輕時經常搬重物,導致了椎間盤突出。 

我開始好奇,到底甚麼是椎間盤突出?查了資料才發現,許多從事搬重物的工作者、年輕的運動員,都飽受「腰痛」以及四肢發麻的困擾;而經過檢查發現,這些腰痛及四肢發麻等問題,都是「椎間盤突出」造成的。 

圖/envato elements

有些健康網站或新聞建議了蹲下再搬重物的姿勢,避免造成椎間盤突出問題。而我們試著用簡單的模型,探討這些生活中「不同姿勢對椎間盤所造成的壓力」的問題。 

壹、脊椎結構 

首先,我們先來大致的了解一下脊椎的結構,每個人身上都有 33 塊脊椎骨,分別有 7 塊頸椎、12 塊胸椎、5 塊腰椎、5 塊薦椎、4 塊尾椎。每一節脊椎都會由椎間盤、小關節及韌帶連接。 

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(一)椎間盤 

連接上下兩塊脊椎骨,具有保護、緩衝的功 能,從內到外的結構分別為:髓核、纖維環 、軟骨板(終板),其中髓核是椎間盤最重 要的部分,內部為膠狀物質,可隨外部壓力 改變形狀,負責緩衝的功能。

(二)小關節 

主要負責穩定兩相鄰脊椎,其表面有相對的軟骨 (作為骨頭的緩衝),周圍有關節滑囊(潤滑)。

貳、甚麼是椎間盤突出?  

俗稱為「椎間盤滑脫」是指位於椎間盤中間、成果凍狀的「髓核」受到擠壓,壓迫到神經、韌帶、脊髓硬膜,或是從外層纖維環的裂縫流出來。大致上可以分成二種情況:

圖/《背部保健學習百科》

參、椎間盤突出受力分析  

由於我們無法拿實際的骨頭做測量,因此我們詢問生物老師,老師幫我們去保健室取得腰椎模型,得到腰椎長約 3 公分,寬 2 公分,椎間盤間距約為 1 公分。

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我們先以長方形的假設對脊椎截面進行討論:脊椎未彎曲時,完整承受正向力的截面積約為 6cm² = 0.0006m²

腰椎測量。圖/作者提供

接下來我們考慮一位身高 170 公分,體重 60 公斤的人,要抬起重量 10kg = 100N 的物體;又假設上半身重量佔全身重量的 75%,則此人上半身重量為 60×75% = 45kg = 4500N

因為多數的椎間盤突出發生在尾椎的位置,所以我們用尾椎第三節及第四節進行討論。如下圖所表示,當我們在彎腰的時候,上方的脊椎對下方脊椎的夾角為 θ,則下方脊椎的垂直受力面積為 2× cos θ × 3(cm2),我們先計算下方接觸面所承受的壓力。

我們會使用正向應力的公式:  \( \sigma =\frac{P}{A}(Pa\, or\, N/m^{2}) \)

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(一)不彎腰 

假設搬重物時,直接下蹲,且脊椎沒有任何彎曲,則此時的彎曲角度為 0°,椎間盤單位面積所承受的力為 (100+4500)÷0.0006=7666666Pa 

(二)單膝彎腰 

假設搬重物時,單膝彎腳下蹲,且稍微彎腰,考慮此時脊椎彎曲角度約為10°,那麼椎間盤單位面積所承受的力為 (100+4500)÷0.0005908=7786052Pa 

(三)站立彎腰 

假設搬重物時直接彎腰,考慮此時脊椎彎曲角度達到最大限度,約為 30°。那麼椎間盤單位面積所承受的力為 (100+4500)÷0.0005196=8852963Pa 

脊椎不同彎曲角度之受力分析 

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接下來我們進一步考慮椎間盤內部,如下方示意圖。其中 AB 線段從 A 處開始依序通過了纖維環、髓核,再到達前方 B 處的纖維環;C、D 是線段通過髓核的兩側端點;O 是脊髓中點。經剖面圖測量估計, \( \overline{AC}:\overline{CD}:\overline{DB} \) ≒ 1:4:1

圖/《背部保健學習百科》

假設上方正向力的大小是 F,在脊椎未彎曲的情形下,也就是 0° 時,受力是平均的,所以每一個部分的平均正向應力皆相同。若有彎曲的狀況,考慮從 A 點到 B 點的範圍,從 0 均勻增加到 2F 的受力分布;在這個狀況下,雖然平均受力仍然是 F,但在  \( \overline{AC} \) 、  \( \overline{CO} \) 、  \( \overline{OD} \) 、  \( \overline{DB} \) 四個對應範圍的正向應力也會有所不同,受力範圍也個別不同。

可推算出各範圍正向力: \( \overline{AC}\approx \frac{F}{6} \) 、 \( \overline{CO}\approx \frac{2F}{3} \) 、 \( \overline{OD}\approx \frac{4F}{3} \) 、 \( \overline{DB}\approx \frac{11F}{6} \) 。

以下是各個對應範圍的正向應力分析:

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從上面表格中可以發現,用錯誤的姿勢搬重物,對於纖維環的壓力甚至可能達到正確姿勢的  \( \frac{21153}{1666}\approx 13 \) 倍以上!

在一開始討論的例子中,F 的值是 4600N,水深增加 1m,壓力大約就增加 101.3hPa,所以 m=xF÷100÷101.3hPa,換算出這些壓力對應到在海裡大約是多少深度: 

肆、結論  

由上表得知當脊椎彎曲 30° 時,  \( \overline{DB} \) 部分纖維環所承受的壓力是 0° 時的 13 倍,且超過了 人體極限的 32 倍(人類自由潛水最深紀錄為 300m),換算成海的深度就接近世界上第六深的海溝——克馬德克海溝(深度約 10047 m)的底部,難怪對椎間盤會造成這麼大的傷害! 

所以我們要用正確的姿勢搬重物,對椎間盤造成的傷害也會大幅的降低,透過這次的數學模型分析,我們才了解到錯誤的動作會對椎間盤承受的壓力有多大,因此希望大家好好保護自己的脊椎,不要再直接彎腰下去拿重物了! 

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引注資料: 

數感實驗室_96
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數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/