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每天自我檢測,洗腎廔管暢通不阻塞

careonline_96
・2021/06/15 ・2755字 ・閱讀時間約 5 分鐘

我們的腎臟負責排除體內多餘的水分、電解質與代謝廢物,當腎臟衰竭時,便得利用血液透析、腹膜透析來替代腎臟的功能。

大林慈濟醫院心臟血管外科主任張兼華醫師指出,一般來說洗腎機要達到足夠的透析功能,每分鐘至少要 200 毫升的血流量才夠用。我們身體只有動脈有辦法提供如此大量的血流,但是動脈通常比較深,扎針的難度較高。為了克服這個困難,血管外科醫師可以替患者建立洗腎廔管。

洗腎廔管就是把動脈跟靜脈接在一起,讓動脈的血液直接進到靜脈裡面。」張兼華醫師說,「靜脈的位置較表層,而且在動脈血流的衝擊下,靜脈管徑會漸漸擴大,方便扎針進行血液透析。」

洗腎廔管怎麼做?

原本的動脈血液進入微血管後,再流入靜脈,要讓動脈血液直接流入靜脈可以利用「自體血管」或使用「人工血管」。張兼華醫師解釋,「自體洗腎廔管」是將自身的動脈與靜脈嫁接在一起,「人工血管」則是將人工血管的兩端,一端接著動脈、另一端接著靜脈,然後將人工血管放在皮下,未來需要透析的時候,可以直接扎針。

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「自體洗腎廔管的問題是有可能經過幾個月後,靜脈管徑一直沒有擴大、成熟,而沒辦法扎針透析。」張兼華醫師分析,「人工血管不用等到靜脈擴大,可以直接扎針進行血液透析,但是人工血管發生阻塞、感染等問題的機會較高。」血管外科醫師會與患者詳細討論,並綜合評估患者的年紀、需求、血管、健康狀況等,選擇合適的洗腎廔管方式。

洗腎廔管要定期檢查,確保暢通!

當洗腎廔管阻塞時,血液透析治療將被迫中斷,患者也需要接受緊急處置。為了確保洗腎廔管暢通,平日務必定期檢查。

「我們會教導洗腎病友如何自行判斷,例如要經常用手輕輕觸摸洗腎廔管,確定這是震動而不是跳動的感覺。」張兼華醫師解釋,「洗腎廔管與一般血管不同,觸摸的時候會有一種『震顫感』,感覺好像有電流通過,麻麻的感覺。這是因為洗腎廔管的血液是從高壓系統進入低壓系統,所以會產生震顫的狀況。」

另外,也會建議病友買個聽診器放在家,每天聽洗腎廔管,張兼華醫師說聽起來會有「呼!呼!呼!」像風吹過的聲音。

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每天自我檢測,用手摸、用聽診器聽,可以提早發現洗腎廔管狹窄或阻塞,不用等到洗腎當天才發現,而影響洗腎治療,打亂生活步調。

除了自我檢測之外,建議每三至六個月回門診做血管超音波檢查,張兼華醫師提醒,有時候聽起來、摸起來都正常,但是更精細的血管超音波能夠提早發現一些問題,及早治療。

洗腎廔管阻塞怎麼辦?

當洗腎廔管狹窄或阻塞時,會較難扎針,而且血流也不順暢,洗腎機經常出現警示訊號,也可能在拔針之後,止血不易。如果出現手臂腫脹、疼痛,也需要立刻就醫檢查。

懷疑洗腎廔管有狀況時,需要先作血管超音波檢查,張兼華醫師說,「血管超音波檢查可以測量洗腎廔管的血流量、看看是否有血塊,並確認洗腎廔管狹窄的位置與嚴重程度,幫助醫師擬定治療計畫。」

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為了解決洗腎廔管的問題,目前大多採用微創導管介入治療,張兼華醫師說,「我們會將導管小心穿過洗腎廔管狹窄的位置,然後撐開氣球導管,擴張血管的管徑,讓血流可以順利通過。」

在一些比較特殊的情況,醫師還會放置血管支架來維持血管的暢通,張兼華醫師解釋,「洗腎廔管較常使用人工血管支架,與心導管使用的支架不同。心臟冠狀動脈使用的是『裸支架』,看起來就是一個網狀金屬支架;至於洗腎廔管較常使用『覆膜支架』,除了金屬骨架外,還包覆一層人工血管薄膜。對洗腎病人來說,人工血管覆膜支架會比裸支架的效果更好。醫師會視狀況決定是否放入人工血管覆膜支架,來保持洗腎廔管的暢通。」

雲嘉南地區血液透析中心的整合照護模式

洗腎廔管的照護需要:患者、洗腎中心、血管外科醫師,三方面的共同配合!張兼華醫師解釋,「過去的狀況是,病友在洗腎廔管出問題時,洗腎中心會請患者到外科醫師做檢查,而在外科醫師檢查之後,就會請病友回洗腎中心。外科醫師與洗腎中心之間往往是透過病友聯繫,但是病友並不知道洗腎機器出現的警示訊息是什麼意思,也不清楚洗腎廔管出了哪些狀況,傳話過程中經常有誤差。」

為了解決這樣的困境,大林慈濟醫院與雲林、嘉義、台南、彰化、南投等地方,大約五十幾家醫療院所、洗腎中心合作,共同建構了洗腎廔管整合照護模式。張兼華醫師說,「只要病友的洗腎廔管有狀況,洗腎中心都可以即時跟血管外科醫師聯繫,說明病友的問題,然後幫病友預約外科醫師的門診做進一步的檢測。如果洗腎廔管已經阻塞了,外科醫師便會安排急診處置。」

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除了即時溝通管道外,還有編制個案管理師負責追蹤病友的情況。張兼華醫師說,目前已追蹤了將近一千個病友。因為洗腎廔管需要每三個月回診檢查,所以會提前一周通知各個洗腎中心,請他們提醒病友。如果病友沒有回診,個案管理師也會持續追蹤、了解原因,盡可能請病友定期檢查,確保洗腎廔管暢通。個案管理師都會教導病友照顧自己的洗腎廔管,並提供一些實用的醫療知識。

「我們也會定期舉辦研討會,讓洗腎中心的醫師、護理人員參加。」張兼華醫師說,「透過雙向溝通平台,大家可以交流洗腎廔管的新知、照護上遭遇的問題,也能共同討論解決辦法,持續提升洗腎廔管的照護品質。」

貼心小提醒

做好洗腎廔管後,病友務必時常注意,保持皮膚清潔,不要戴手鐲、不要穿著會束緊手臂的衣物、不要背太重的包包、睡覺時不可以壓迫手臂等等。洗腎廔管照顧得宜,可以使用十幾、二十年不是問題。張兼華醫師叮嚀,定期追蹤、與醫師密切配合,即使接受血液透析,洗腎病友也能維持正常工作,擁有不錯的生活品質。

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

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  • 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?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

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。

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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:

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  • 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

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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?

圖形處理的例子

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。

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典型的CPU與GPU架構

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?

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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?

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(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)

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。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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鑑識故事系列:盜服氯化汞
胡中行_96
・2023/09/11 ・2106字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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波蘭的這間實驗室裡,鎖著一櫥劇毒化學藥劑,只有員工才能持鑰匙開啟。她藉職務之便,盜走了一袋白色結晶。[1]

早上 6 點 54 分,急救人員接獲家屬通報,並於 7 點 7 分趕到女子的住所。她正嘗試嘔吐。女子說,自己3個月來服藥抗憂鬱,當天 6 點 40 分,卻還是吞下劑量不明的氯化汞(HgCl2)。她講話的時候抱怨腹痛,但沒有其他症狀。[1]

自殺防治專線:
衛生福利部安心專線 1925
生命線協談專線 1995
張老師輔導專線 1980

氯化汞。圖/Leiem on Wikimedia Commons(CC BY-SA 4.0)

症狀

救護車在 7 點 34 分抵達醫院急診室,女子開始嘔吐。[1]接著,她中樞性發紺(central cyanosis),全身缺氧,膚色泛青;[1, 2]心跳過速、頻頻顫抖、吞嚥困難、腹瀉、口齒不清。[1]她的呼吸急促,吸氣時肺部有濕囉音(crackles或rales);吐氣則伴隨喘鳴(wheezing)。[1, 3]

濕囉音。影/Medzcool on YouTube
喘鳴。影/Medzcool on YouTube

檢驗

血液檢測顯示,女子的血球容積比(haematocrit),也就是血液中紅血球所佔體積的百分比,數值極高,意味著嚴重脫水;[1, 4]單位容積裡,血紅素(血紅蛋白)的重量,還有紅血球、白血球、血小板的個數,也全部超標;而汞濃度高達 191 mg/L[1]

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另外,生化檢驗的血液檢體,因為過份溶血(haemolysis),所以缺乏結果報告。[1]雖然汞中毒會破壞紅血球,而導致此現象;[5]但是另一管血液似乎未受影響。[1]如果兩管為同時採樣,僅此檢體溶血,其實也有可能起因於技術失誤,像是止血帶綁太久等。[6]

治療

氯化汞等腐蝕性物質,會傷害腸胃道的黏膜,使其穿孔。治療時,得密集地經靜脈補充水份,並對付各種症狀。醫療團隊試圖改善女子脫水的情況,同時投以正腎上腺素、胃酸抑制劑、鴉片類止痛劑等,然後插管連接呼吸器。他們沒有幫女子洗胃(gastric lavage),[1]或許是因為文獻指出這會引發嘔吐,然後就有將穢物吸入呼吸道的風險。[7]理想上,還可提供螯合療法(chelation therapy),[1]用能與重金屬結合的藥物,將毒物從血液中移除。[8]甚或加上血漿分離術(plasmapheresis),換置乾淨的血漿;或是以血液透析(俗稱「洗腎」;haemodialysis)過濾掉毒素。[1, 9, 10]不過,時間根本不夠執行這些治療。10 點 25 分,女子就心臟驟停(sudden cardiac arrest)。立刻心肺復甦無效,享年38歲。[1]

驗屍

儘管這名女子罹患憂鬱症,服毒動機明確;負責此案的檢察官為求謹慎,仍委託波蘭博美醫學大學(Pomeranian Medical University)的法醫系驗屍:女子嘴唇與口腔黏膜交界的表層壞死,呈現深褐色;某些跟牙齒連接處的牙齦發黑;肺及大腦等內臟鬱血水腫;食道和十二指腸的黏膜極為柔軟;白色剝落的病灶,遍佈血栓性壞死(thrombotic necrosis)的灰白胃壁;胃裡有 50 毫升的粉褐色液體(照片);有些稀爛的糞便,猶未排出體外。血液中,驗出急救時使用的藥物,以及 2 種抗憂鬱劑,還有濃度高達 147 mg/L的汞[1]

女子的嘴唇與口腔黏膜交界壞死,牙齦發黑。圖/參考資料 1,Figure 1(CC BY 4.0)

氯化汞

氯化汞能讓蛋白質變性,過去曾被當作消毒劑使用。其毒性極強,若不慎攝取,可能會造成腐蝕性灼傷、急性腸胃炎、急性腎衰竭與循環衰竭,甚至微小的劑量就能致人於死。正常來說,汞在血液裡的濃度,應該維持於 10 μg/L以下;超過 20 µg/L,即視為中毒。此案女子生前跟死後兩次驗血,得到的數值分別為 191 mg/L 和 147 mg/L,可謂相當驚人。檢察官看了驗屍報告,確認女子死於服氯化汞自盡,便不再繼續調查。[1]

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參考資料

  1. Majdanik S, Potocka-Banaś B, Glowinski S, et al. (2023) ‘Suicidal intoxication with mercury chloride’. Forensic Toxicology, 41, 304–308.
  2. Pahal P, Goyal A. (03 OCT 2022) ‘Central and Peripheral Cyanosis’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  3. Dugdale DC. (14 JUL 2021) ‘Breath sounds’. MedlinePlus, U.S. National Library of Medicine.
  4. What Does Hematocrit Mean?’. The American National Red Cross. (Accessed on 26 AUG 2023)
  5. Kerek E, Hassanin M, Prenner EJ. (2018) ‘Inorganic mercury and cadmium induce rigidity in eukaryotic lipid extracts while mercury also ruptures red blood cells’. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biomembranes, 1860(3):710-717.
  6. Jacob E, Jacob A, Davies H, et al. (2021) ‘The impact of blood sampling technique, including the use of peripheral intravenous cannula, on haemolysis rates: A cohort study’. Journal of Clinical Nursing, 30(13-14):1916-1926.
  7. Zag L, Berkes G, Takács IF, et al. (2017) ‘Endoscopic management of massive mercury ingestion: A case report’. Medicine (Baltimore), 96(22):e6937.
  8. Millstine D. (SEP 2022) ‘Chelation Therapy’. MSD Manual – Professional Version.
  9. Sergent SR, Ashurst JV. (10 JUL 2023) ‘Plasmapheresis’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  10. Murdeshwar HN, Anjum F. (27 APR 2023) ‘Hemodialysis’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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精神個案系列:能量飲料喝過量,腎臟損傷又抓狂
胡中行_96
・2023/06/12 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

一月前與妻子分居,30 來歲的東南亞裔英國男子,搬回去跟母親同住。他工作輪班,不時日夜顛倒,喝酒和蠻牛(Red Bull)苦撐。[1]

飲品所含的酒精以 10 公克為 1 單位,女性每日飲用建議上限為 1 單位,男性則不宜超過 2 單位。[2]另外,多數能量飲料每毫升約含 0.32 毫克咖啡因,也就是 250 毫升裝的每罐有 80 毫克。[1]健康成人每日攝取 400 毫克以下,通常還算安全,[3]而且適量的咖啡因,對情緒、注意力,以及將外來資訊轉為可儲存形式的記憶編碼(memory encoding)都有助益。[1, 4]

男子每天消耗 12 罐 250 毫升的蠻牛,即單日咖啡因攝取量高達 960 毫克。事發當天,他還喝了 7 個單位的酒精飲料。[1]兩者皆以倍數超標。

圖/Jesper Brouwers on Unsplash

被害妄想

咖啡因會促進中樞神經系統的多巴胺活動,過量攝取可能導致焦慮、不安、狂躁,甚至感知錯亂進而發瘋。若在極端壓力下,每日超過 200 毫克,就會增加幻聽的風險。[1]

果不其然,男子產生被害妄想(delusions of persecution),因持刀及刑事損害遭捕,被押去當地醫院的急診室檢查。醫療人員瞧他外表毫髮無傷,只肌肉注射一針鎮靜劑lorazepam,又把人還給警方。稍後,他以非自願病患的身份,住進精神病房。[1]

急性腎損傷

毫無相關家族病史的男子,12 年前經歷情緒低潮,並在 1 年後試圖用藥自殺,但未曾這樣鬧事又入院。他在病房裡焦慮躁動,抱怨背疼,可是X光照不出原因。2 天後,男子腹痛嘔吐。以下為他驗血結果的異常項目:[1]

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  • 肌酸酐(creatinine;Cr):肌酸酐是肌肉代謝物,理應由腎臟過濾,隨尿液排出,不會留太多在血液裡。[5]男子的肌酸酐濃度為 1,205 μmol/L,落在正常範圍 59 – 104μmol/L 之外。[1]
  • 估計腎絲球過濾速率(estimated glomerular filtration rate;eGFR):eGFR展現腎臟過濾廢棄物的能力,[6]正常值必須大於90 ml/min。男子的檢測結果是4 mL/min。[1]
  • 肌酸激酶(creatine kinase;CK):肌酸激酶是骨骼肌、心肌和腦裡面的酵素。上述組織受損時,肌酸激酶會流入血液。[7]男子的肌酸激酶濃度為 3,336 U/L,超過標準範圍 40-320 U/L 的上限。[1]
  • C反應蛋白(C-reactive protein;CRP):C 反應蛋白是一種由肝臟製造的蛋白質,身體發炎時,濃度會增加。[8]正常來說得小於 10mg/L;他的檢驗結果卻為 38.8 mg/L。[1]

男子顯然得了急性腎損傷(acute kidney injury)。及至此刻為止,他在病房服過抗精神病藥物 olanzapine、止吐劑 cyclizine,以及止痛劑 ibuprofen 和 dihydrocodeine/paracetamol。[1]雖然其中主要由腎臟代謝的藥物,有機會影響腎功能,但他的藥量不大;[1, 9, 10]而且男子早在被捕後就鮮少排尿,表示當時腎已有毛病。過往有些類似的案例,起因於攝取過量咖啡因;[1]短時間內灌太多酒,而重挫腎臟的情形,也偶爾可見。[11]醫師判斷男子的病況,是喝太多能量飲料所致。[1]

血液透析(洗腎)

精神科將男子轉去急性醫院深入檢查,發現其右腰觸診會痛;靜脈血稍微偏酸;尿液有白血球、過量蛋白質及微量血液;而腹部和骨盆的電腦斷層掃描影像,顯現腎臟問題引發的皮下水腫(subcutaneous oedema)。[1]他在那裏接受血液透析(俗稱「洗腎」;haemodialysis),用機器過濾腎臟無法處理的髒血。[1, 12]十幾天後,才被送回精神病房。[1]

男子的腹部電腦斷層描,顯示皮下水腫。圖/參考資料1,Figure 1(CC BY 4.0)

男子此時已經沒有脫序的精神症狀,只是亢奮了點。醫師提高抗精神病藥物 olanzapine 的劑量,並加上情緒穩定劑 sodium valproate 長效型。出院時,仍維持這兩種藥物,但劑量更高。不過,隔週男子就自行停藥。[註]離開醫院 2 個禮拜後,他的肌酸酐濃度,降到略高於標準的 111μmol/L,腎臟功能大致穩定。後續精神科總共追蹤兩次,之間相隔數月。男子的情況良好,表示自己不再喝能量飲料。[1]

   

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備註

任意停用抗精神病藥物,有使病情惡化的危險。如果想停藥,請務必在醫師的監控下,逐漸減少劑量。[13]

參考資料

  1. Kelsey D, Berry AJ, Swain RA, et al. (2019) ‘A Case of Psychosis and Renal Failure Associated with Excessive Energy Drink Consumption’. Case Reports in Psychiatry, 3954161.
  2. European Commission. (31 MAY 2022) ‘Guidance for alcohol consumption’. Health Promotion and Disease Prevention Knowledge Gateway.
  3. Spilling the Beans: How Much Caffeine is Too Much?’ (12 DEC 2018) U.S. Food & Drug Administration.
  4. American Psychological Association. ‘Encoding’. APA Dictionary of Psychology. (Accessed on 29 MAY 2023)
  5. Creatinine test’. (09 FEB 2023) Mayo Clinic.
  6. Estimated Glomerular Filtration Rate (eGFR)’. (17 JUN 2021) Cleveland Clinic.
  7. Creatine Kinase (CK)’. (11 APR 2022) Cleveland Clinic.
  8. C-reactive protein test’. (22 DEC 2022) Mayo Clinic.
  9. Ngo VTH, Bajaj T. ‘Ibuprofen’. (05 JUN 2022) In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  10. Thomas K, Saadabadi A. ‘Olanzapine’. (08 SEP 2022) In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  11. Cleveland Clinic. (23 JUN 2021) ‘How Alcohol Affects Your Kidney Health’. Health Essentials.
  12. Hemodialysis’. (JAN 2018) U.S. National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases.
  13. Keks N, Schwartz D, Hope J. (2019) ‘Stopping and switching antipsychotic drugs’. Australian Prescriber, 42:152–7.
胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。