打鼾沒什麼大不了？「睡眠呼吸中止症」恐導致嚴重嗜睡！——《夜行大腦》

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

• 作者／周怡廷　高雄醫學大學生理學研究所畢
• 審稿／林惠釧　新店耕莘醫院呼吸治療副組長/新北市呼吸治療師公會理事長

我們都不會忘記呼吸。應該說，做為一個生命體的我們，呼吸是件再自然不過的事。然而現實生活中，仍有人會在不知不覺中，忘了呼吸。長時間沒有呼吸自然是件致命的事。若又經常於睡眠中忘了呼吸，非但健康受損，還可能連命都沒了。

什麼樣的狀況，什麼樣的人會忘了呼吸？且讓我們來認識一個與呼吸有重大關聯的疾病——阻塞型睡眠呼吸中止症。

阻塞型睡眠呼吸中止症（Obstructive sleep apnea, 簡稱 OSA）是指在睡眠期間，由於呼吸道反覆塌陷，呼吸氣流受阻，導致體內氧氣飽和度下降及睡眠片段化（sleep fragmentation），同時可能引發高碳酸血症（hypercapnia），心血管系統、代謝，此外神經認知系統也可能會連帶受到影響 ^[2]。

患者表現出來的症狀包括難以入眠、難以維持睡眠，睡眠時打鼾、呼吸中止，或因呼吸困難而自睡夢中驚醒，並且會因為睡眠品質不良，導致睡醒時精神不佳、白日嗜睡與疲憊感。OSA 也與中風、心血管疾病、憂鬱、兒童的注意力缺失過動疾患、學習與記憶損傷，甚至交通意外有關 ^[3]，是健康上不可忽視的重要問題。

年齡、肥胖、家族史、更年期、顱顏結構變異（如：口咽氣道狹窄）、吸菸、喝酒皆會增加 OSA 之易感性（vulnerability）^[4]。肥胖（尤其頸圍較大，即脖子較粗者）為 OSA 的重要風險因子，由於脂肪沉積於周邊結構，上呼吸道的解剖構造受影響，因而增加氣道塌陷的可能 ^[2]。在高收入國家，OSA 的盛行率有逐漸升高之趨勢。

一般認為 OSA 問題根源為顱顏結構（craniofacial structure）或體脂肪造成對咽喉氣道的阻礙，導致呼吸道塌陷。清醒的時候，由於上呼吸道擴張肌的用力，呼吸道能保持暢通，一旦進入睡眠，肌肉活動減少，便造成氣道塌陷。

近年則發現氣道的解剖構造未能完全解釋 OSA 的發生 ^[6]，必須也考量到呼吸系統控制的穩定性。當中樞呼吸輸出量增減時，上呼吸道擴張肌的活動也會隨之改變。中樞呼吸的驅動力較低時，上呼吸道擴張肌的活動力也隨之減少，氣道的阻力因而增高，因此較易塌陷。

肺容積也是一個導因。當生物體的肺容積增加時，上呼吸道的總截面積也會增加；無論是否罹患 OSA，肺容積較小的個體，其氣道的截面積亦較小，於是咽部也較易塌陷 ^[7]。

如果要檢測是否有呼吸中止症候群，通常會透過整夜睡眠多項生理功能檢查（polysomnography），持續偵測受測者於睡眠期間的神經生理學、心肺及其他生理參數，藉此對體內各個器官、系統於睡眠與覺醒間之生理變化進行定性與定量之紀錄 ^[8]。此檢查也是診斷多種睡眠障礙的重要工具。

其中 OSA 的嚴重程度常會以睡眠呼吸中止指數（apnea-hypopnea index, AHI）來量化。AHI 係指睡眠期間，每小時呼吸中止與呼吸減弱的次數總合。當 AHI 大於等於 5 次，伴隨有日間嗜睡、疲倦或認知障礙等相關症狀，或無論有無相關症狀，AHI 大於 15 次，則定義為罹患 OSA ^[9]。

輕度 OSA ^[10] 者，AHI 為 5～15，日常易於不太需要集中注意力（如看電視）時感覺疲累。中度 OSA 的 AHI 介在 15～30 間，患者會在需要集中精神（如開會）時，不自覺感到疲累。若 AHI 超過 30，則為嚴重 OSA，患者即使需要高度注意力（如駕駛車輛）時，也會感覺疲累。

目前 OSA 的治療方式包括行為策略、利用醫療器材，或手術 ^[11]。

行為策略

行為策略包括戒菸、戒酒、避免仰臥睡姿、規律進行有氧運動，以及減重。有些患者在仰躺狀態下，AHI 會升高 ^[12]，或呼吸中止的症狀於仰躺下比側躺時嚴重 ^[13]，對於此類患者，採側躺或趴臥睡姿有助於改善症狀。

減重方面，並非所有肥胖者都有 OSA，但罹患 OSA 的患者中，許多為肥胖者，而 OSA 的發作常伴隨著體重明顯增加 ^[14]。此外，肥胖的 OSA 患者在體重減輕後，其睡眠呼吸中止的情形隨之減少，而肺功能與氣體交換異常的情形也會跟著改善 ^{[5, 15]}。

醫療器材

目前 OSA 的標準治療為利用連續性氣道陽壓（continuous positive airway pressure, CPAP）呼吸器治療，將氣流通過呼吸道送入肺中，主要是利用正壓通氣打開睡眠時阻塞的呼吸道，以減少缺氧情形。

然而，也有許多患者因為配戴陽壓呼吸器時的不適感而拒絕此治療方式 ^[3]。對於無法適應這類產品的患者，一個替代方法是利用口腔矯正器治療，口腔矯正器不會產生噪音且攜帶較便利，患者的接受度較高，然而仍有配戴造成不舒適的問題存在，且對病情較嚴重者，治療效果仍有待進一步評估 ^[16]。

此外也有研究 ^[17] 提供患者口咽鍛鍊，由一名語言病理學家指導患者每日練習發出指定母音、進行專門的舌部運動、做出指特定面部表情等訓練，針對口腔中之軟顎、舌頭、面部肌肉及口腔肌肉咬合系統予以鍛鍊。結果發覺這樣的訓練有助於減少 OSA 患者的打鼾、日間嗜睡情形，改善睡眠品質。

手術

也有患者尋求透過手術，永久性改變局部解剖結構以改善上呼吸道之氣流順暢 ^[17]。

手術可能透過移除部分軟組織或其他方式，改造咽部的解剖構造。其中懸雍垂顎咽成型術（Uvulopalatopharyngoplasty）為最常見的手術型式，做法乃是移除懸雍垂（uvula）及軟顎的末端。其他手術矯正方式包括將下顎前移（mandibular advancement），或將利用縫合線將舌骨往下頜骨的方向拉的舌骨肌切開懸吊術（hyoid myotomy suspension）。頦舌肌前移術（genioglossal advancement）也是以類似的做法，將頦舌肌的附著點往前拉，擴大舌頭後方空間 ^[18]。

如果要接受手術治療，應先確認其 OSA 是否為上呼吸道結構異常所導致，與醫師詳盡溝通，審慎考量手術之成功率與可能併發症再作決定。

由於影響 OSA 的因素繁多，包括過重、睡眠習慣不佳、鼻塞、藥物的使用、酒精的攝取等。無論採取何種方式治療，都應同時考量這些疾病相關因子並適當介入，在治療 OSA 及改善睡眠品質上都將更有效益。

參考文獻

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18. 臺中榮民總醫院，頦舌肌前移及舌骨懸吊手術對於重度睡眠呼吸中止症之療效探討（2018 年 9 月 18 日）。檢自 https://www.vghtc.gov.tw/UnitPage/UnitContentView?WebMenuID=cc45940d-9927-4c64-b7ae-bb2804777913&UnitID=08becea1-8750-4636-aa2b-a86843f0eb17&UnitDefaultTemplate=1（May 18, 2023）

• 作者 / 蓋伊・萊施茨納（Guy Leschziner）
• 譯者 / 郭庭瑄

打鼾可以很搞笑，也可以很折磨，對於和打鼾者同床的人來說更是一大酷刑。打鼾是極為常見的現象，成因多為呼吸道狹窄或鼻道部分堵塞，阻礙了嘴巴後方的氣流，導致軟顎、扁桃腺和懸壅垂（懸掛在喉嚨後方的小肉垂）三處口咽部軟組織震盪。呼吸時，紊亂的氣流會引起上述呼吸道組織震動，造成輕柔的呼嚕聲，或是音量大到像卡車經過一樣的鼾聲。

不過，阻塞型睡眠呼吸中止症（obstructive sleep apnoea）的規模等級就不一樣了（我指的是影響，不是音量）。隨著身體逐漸入睡，無數支撐呼吸道、使其保持硬挺的微小肌肉組織也會略為鬆弛。若個體的呼吸道夠窄，或於入睡期間出現一定程度的鬆垂，就可能造成部分或完全阻塞。

這種呼吸道塌陷的現象會導致氧濃度下降，心跳速率加快，從睡眠的角度來看則是干擾睡眠。由於睡眠深度變得支離破碎，協調呼吸道的肌肉會短暫歸位，讓個體得以再次呼吸，如此反覆循環，過程可持續一整夜。這些阻塞現象可能每小時會出現十次、二十次，部分罕見案例甚至高達一百次。若睡眠被干擾到這種程度，起床後會有疲倦感很正常，完全可以理解。

「我知道自己有打呼的問題，」瑪麗亞承認。「我先生曾說我的打呼聲超大，但我沒理他，因為根據我個人的經驗，很多人都會打呼啊，沒什麼大不了，再加上打呼又有點好笑，所以我就沒用應有的態度認真看待這件事。我完全沒放在心上。」

儘管如此，瑪麗亞確實有睡眠中斷的問題，證據顯而易見。她的鼾聲大到讓她先生經常跑去孩子房間避難，而且他也曾說過她偶爾會在睡夢中停止呼吸。

瑪麗亞明顯有睡眠困擾；然而對此，她有另一套解釋：

「我是累壞了沒錯，但我也有睡覺呀。醫生曾問我睡得好不好？我覺得很好。我是一沾到枕頭就會呼呼大睡的人，不管幾點上床，我都能瞬間睡著。過去我經常在半夜醒來，但我以為那是從前哺乳期所養成的壞習慣，因為當時我家兩個小孩都不太能一覺到天亮，所以我以為自己可能已經習慣這種模式，才會常常睡到一半醒來。我以為這就是原因。可是我一直沒有那種精神奕奕、煥然一新的感覺。從來沒有。」

睡眠呼吸中止症可能會導致極端嚴重的嗜睡問題。我們的睡眠中心裡有許多病患都是在開車睡著、出了車禍後才發現自己有睡眠呼吸中止症。我還記得很清楚，有位患者曾多次於站立時突然昏倒，所以來癲癇門診進行相關檢測，看看是否罹病。有一次，他站在辦公桌旁邊，覺得有點想睡；等到恢復意識後，他發現自己躺在地上，鮮血沿著臉和脖子滴滴答答地流下來，原來他的臉用力撞上桌角，把鼻子都撞斷了。該名患者的癲癇檢查結果並無異狀，但我們發現他患有嚴重的睡眠呼吸中止症。經過治療後，他再也沒出現暈倒的現象。

現今可說是「睡眠呼吸中止症大流行」的時代。最近瑞士有一項社區研究指出，高達二分之一的男性與四分之一的女性有嚴重的睡眠呼吸問題。罹病機率會隨著腰圍和脖圍增長，體重愈重、身材愈胖，就會愈常出現睡眠呼吸中止的症狀。二○一四年有百分之六十二的英國成人被認為有過重或肥胖的問題，較數十年前的百分之五十三為高。近年來，世界上大部分已開發國家都出現了國民體重增加的現象。在美國，特別自一九八○年代早期以來，肥胖人口比例就逐年增長，呈現上升的趨勢。

人類很早就了解到阻塞型睡眠呼吸中止症與肥胖之間的關聯。英國文豪查爾斯．狄更斯（Charles Dickens）非常喜歡觀察維多利亞時代的倫敦醫療環境，他在《匹克威克外傳》（The Pickwick Papers）中描寫了一個名叫喬的小胖子：「『睡！』老紳士說。『他老是在睡。叫他跑腿結果睡得東倒西歪，叫他上菜還給我打呼咧。』」正因為狄更斯筆下這個人物，肥胖換氣不足症候群（obesity-hypoventilation syndrome，睡眠呼吸中止症的一種變體）後來也被稱做「匹克威克症候群」（Pickwickian syndrome）。

肥胖相關的睡眠呼吸中止症或類似情況記載其實可以追溯到更早之前，如西元前四世紀獨占鰲頭的赫拉克里亞潘提卡（Heraclea Pontica）暴君迪奧尼西斯（Dionysius）就是一例。據說他體型龐大又愛打瞌睡，身旁的僕從每次都要用長針刺他才能把他叫醒。另一位相關的歷史人物則是卒於西元前二五○年的昔蘭尼國王馬加斯（Magas of Cyrene），根據修辭學家阿特納奧斯（Athenaeus）的說法，馬加斯「於生命中最後那段日子裡被駭人的龐然軀體重重壓住；事實上，他是被自己壓到窒息而死。」

——本文摘自《夜行大腦：從失眠、夢遊到睡眠中躁動、暴食、性交……，神經科醫生與睡眠障礙的決鬥傳奇，揭開你不知道的睡眠祕密》/ 蓋伊・萊施茨納，2022 年 1 月，臉譜出版。

台北時間上午6:22，軌道科學公司（Orbital Sciences Corporation）的天鵝座運輸太空船（Cygnus），從美國太空總署（NASA）位在維吉尼亞州的瓦勞埔飛行中心（Wallops Flight Facility）升空，6秒後便爆炸墜毀。原先預計前往太空站的2268公斤補給（其中約有三分之一是研究設備），也化成灰燼。NASA發言人波登（Jay Bolden）表示：「爆炸意外中並沒有人員傷亡」，相關調查才正要展開。

這次任務原先預計在週一升空，但因為有船隻誤闖安全區，所以升空延後到週二，但就意外爆炸。此任務是NASA高達19億美金的8趟商業運輸合約中，第三趟運輸任務。首趟運輸任務在一月，另一次在七月，在此之前，2013年還有兩次試飛，都很順利。

目前還不清楚NASA是否會在短期內追加太空站補給的任務，但如果有，NASA也會委託私人太空企業來執行，除了軌道科學公司，太空探索公司（SpaceX）也和NASA簽了12趟共16億美金的運輸合約，用獵鷹系列運輸火箭（Falcon）及天龍號太空船（Dragon）替太空站補給。此外，上個月NASA才和太空探索公司及波音公司（Boeing）達成數十億美金的協議，計畫在2017年前開發出「太空計程車」。

軌道科學公司的代表提到，這次使用的二階段安塔瑞斯火箭（英語：Antares），是發動機升級後的首次任務，但目前還不清楚是否發動機升級是肇禍的原因。

參考資料：

• Private Orbital Sciences Rocket Explodes During Launch, NASA Cargo Lost. Space.com [October 28, 2014]
• Unmanned NASA-contracted rocket explodes; damage is ‘significant’. CNN [October 29, 2014]