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什麼是腦下垂體腫瘤?——常見症狀及治療解析

careonline_96
・2022/08/02 ・5882字 ・閱讀時間約 12 分鐘

  • 文/潘威霖|台大醫學系醫學生
  • 文/黃博浩|台大神經外科醫師、副教授

什麼是腦下垂體腫瘤?

腦垂體或又稱腦下垂體(pituitary gland)位於頭顱底部中央、又稱為蝶鞍部(sella turcica)的位置,是我們內分泌系統的樞紐。

腦下垂體大致上可以分為前、後兩葉。前葉可分泌生長激素、促腎上腺皮質激素、甲狀腺刺激素、催乳素、濾泡刺激素和黃體生成激素等。而後葉分泌兩種激素,抗利尿激素和催產素。這些賀爾蒙可以調控人類生長發育、水份代謝、 產後哺乳、以及甲狀腺、腎上腺、性腺等內分泌器官的功能。

腦下垂體的位置也與視神經的位置相當接近,當腦下垂體出現腫瘤而產生壓迫現象時也容易造成視覺的受損。

腦下垂體實際大小僅 1 立方公分,重量約 0.5 公克,但卻是顱內腫瘤的好發位置,將近有十分之一的腦瘤是源自腦下垂體。根據某些文獻的健檢與大體解剖報告,腦垂體瘤的盛行率在正常健康人甚至高達 40%。流行病學臨床調查顯示,在任何年齡段都可能發生腦下垂體瘤,而在 30~40 歲,以及 60~70 歲則是兩個明顯的發病高峰。而就性別來看,女性(尤其是停經前的女性)發病率明顯高於男性。

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大部分有症狀與少部分無症狀的垂體腫瘤需要以手術、藥物、放射線等方式,以一種或多種方式合併治療,期使內分泌功能與視力恢復正常、腫瘤根除或其生長受到抑制。

黃博浩醫師指出,開刀的治療方式包括開顱(將頭骨打開進行手術)與經鼻(從鼻孔進入進行手術)兩種途徑,目前主流方式採用內視鏡經鼻的微創手術。因此完整的腦垂體疾病的診療面向涵蓋內分泌科、眼科、神經外科、耳鼻喉科、影像醫學科、病理科等範疇。

過去的診療為疾病治療方式為導向分科處裡,譬如藥物治療以內科為主、手術治療則在外科處置,需要時再照會或轉診他科。黃博浩醫師說,近年來院內相關科部醫師逐漸凝聚共識,深覺以病患為中心的臨床醫療有助於提升診療效率與病患治療後的結果,並在 2019 年成立台大醫院腦垂體多專科團隊。

腦下垂體腫瘤的種類

腦下垂體腫瘤大多數為良性,依據其是否分泌賀爾蒙,可分為兩大類:

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一、功能性垂體腫瘤(Hormone Secreting tumor)

因為腦下垂體本身即為賀爾蒙的分泌中樞,其中內含多種細胞各自分泌不同的賀爾蒙影響身體各個器官。若有其中一種或多種分泌細胞大量生成特定賀爾蒙,就可能造成身體原本的內分泌平衡被破壞,衍生出各式各樣的內分泌相關疾病。

二、非功能性垂體瘤(Nonfunctional tumor)

相對於功能性垂體腫瘤,這類的腫瘤細胞增生並不分泌賀爾蒙。在初期無症狀,但若腫瘤生長擴大(通常要超過 1 公分以上的腫瘤)壓迫在腦垂體周圍的視神經路徑或其他腦組織時,則會導致視野缺損或其他神經功能障礙。當病患出現神經功能障礙或視野缺損時,宜儘快接受治療。

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腦下垂體腫瘤常見症狀

由於腦下垂體是人體的「內分泌中樞」,而且又位於視神經交叉下方,所以常見的症狀有以下幾種:

一、內分泌功能症狀

(一)賀爾蒙分泌過多

  1. 泌乳激素瘤:最常見的「賀爾蒙分泌過多的功能性腦下垂體腫瘤」,體內泌乳激素過高,乳頭不正常分泌乳汁。
  2. 生長激素瘤:體內有過多的生長激素,發生在小孩稱為「巨人症」,身形明顯較一般小孩來得高;發生在成人稱為「肢端肥大症」,手部、足部、前額、下巴、鼻子不正常增大。
  3. 庫欣氏症(促腎上腺皮質激素瘤):由於促腎上腺皮質激素過高,導致高血壓、高血糖、體重增加、皮薄如紙、皮膚不正常色素沈積、皮膚不正常瘀血、骨質疏鬆症……等,如同吃過多類固醇所產生的症狀。
  4. 促甲狀腺激素瘤:較罕見,有多動、心跳加快、怕熱、易出汗……等,類似甲狀腺亢進的症狀。

(二)賀爾蒙分泌不足

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正常的腦下垂體組織,受到腦下垂體腫瘤的壓迫,造成原本腦下垂體的功能低下,賀爾蒙分泌不足,而影響內分泌恆定。

二、壓迫症狀

腫瘤過大,對周邊正常組織的壓迫。常見於過大的腦下垂體腫瘤,壓迫視神經或視交叉,產生視力、視野的症狀,典型的病人可能會有雙眼靠外側(耳側)的視野缺損,感覺上很像在隧道裡面一樣。

三、無症狀

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這類的腦下垂體腫瘤沒有症狀,在身體檢查或是腦部影像學檢查時才意外發現。

四. 腦下垂體腫瘤中風

腦下垂體腫瘤生長與血管生長出現了一些問題,導致腫瘤內部出血或是梗塞(缺血)的狀況,因腦下垂體腫瘤中風後壓力會上升,造成周圍正常組織更嚴重的壓迫,這類病人需要緊急處置。

腦下垂體腫瘤需要做哪些檢查?

一、詳細血液賀爾蒙檢測

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一方面與正常人比較是否血液中的賀爾蒙有異常,一方面賀爾蒙亦可以作為醫師的治療的追蹤標的,選擇適當的治療方式後,還會再定期追蹤賀爾蒙報告,透過賀爾蒙的數值的趨勢,得知選擇的治療方式是否有效。

二、腦部核磁共振或是電腦斷層檢查

詳盡的影像學檢查,可以提供神經外科醫師治療建議的資訊,並且可以當作日後治療成效追蹤的基礎資料。

三、視力/視野檢查

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如果病人本身有視力或視野的症狀,有可能需要安排此項檢查。

如何治療腦下垂體腫瘤?

主流的治療方式包括藥物、放射線、與手術治療等方式。

一、手術切除

是腦下垂體腫瘤常見的治療。若手術完整切除,此疾病即已治癒,不需後續藥物治療或放射線治療。以下狀況病患可能需考慮手術:

  1. 功能性腦下垂體瘤患者對藥物治療反應不佳或出現副作用。
  2. 大型的非功能性腦下垂體腫瘤壓迫神經組織導致視野缺損或其他神經功能障礙。
  3. 急性腦下垂體腫瘤中風(Pituitary apoplexy),病人因為腦下垂體持續出血造成腦壓迅速上升影響大腦其他組織或神經功能麻痹,通常病人會先感受到劇烈的頭痛。

二、藥物治療

主要針對功能性垂體瘤的病患,尤其多巴胺促效劑(dopamine agonist)對於泌乳素瘤,可以有效抑制腫瘤生長與調節內分泌功能;抗生長激素(octreotide)可以抑制生長激素的下游作用,對於生長激素瘤有不錯的治療效果。其他賀爾蒙激素的功能性垂體腫瘤也都有很好的藥物去針對該特賀爾蒙激素系統做症狀治療。

三、放射線治療

如果手術無法切除整個腫瘤,放射治療是後續控制腫瘤和防止它生長的方法。傳統的放射治療放射治療多屬於大範圍長時間的輻射線照射,雖然能將病變的腫瘤細胞殺死,但容易影響周圍的健康組織造成多種副作用。

目前新興的放射手術(radiosurgery)概念,如電腦刀(cyberknife)、加瑪刀(gamma knife)等新儀器是一種治療小型腦下垂體腺瘤的新選擇。配合立體定位技術來進行高準確度的腫瘤照射,對健康腦組織暴露之輻射量減至最小。資料數據顯示,放射手術比放射治療更有效地降低異常激素分泌,並且縮短治療時間,是在第一線手術治療失敗後,仍然是相當有效的第二線治療方法,而且最終發展成腦下垂體功能低下的機率比一般放射治療低很多。

四、持續門診追蹤、觀察

當腫瘤大小尚小,且沒有對周邊組織產生壓迫症狀,也沒分泌賀爾蒙,可以選擇「持續追蹤、觀察」即可。

手術最常見的類型

一、開顱手術(transcranial surgery)

病人需剃頭髮,因破壞範圍較大,感染風險高且較不美觀,目前並非主流治療方式。通常用於腦下垂體腫瘤過於巨大或無法以經蝶竇手術安全切除的病人。

二、顯微鏡經蝶竇手術(microscopic transsphenoidal surgery)

蝶竇為鼻竇的其中一部分,通常透過鼻孔或口腔伸入手術器械,並需要在鼻中隔或上牙齦處做切割,才能將在蝶竇後的腦垂體腺露出並進行切除。但因為鼻腔或口腔的範圍不大,傳統顯微鏡光線與視線會受到周圍組織的阻擋,影響神經外科醫師的手術進行與結果。後來因為內視鏡技術的引進,目前已經不再是主流的治療方式。現在專家共識認為顯微鏡手術只適合小型腦垂體瘤(<1 cm)。

三、內視鏡經蝶竇手術(endoscopic transsphenoidal surgery)

由於手術器械與內視鏡系統的進步,「經鼻內視鏡手術移除腦下垂體腫瘤」是目前世界上治療腦垂體腫瘤共通的趨勢,除了有不需剃頭髮、不需開顱手術的優點之外,對神經外科醫師而言能有更良好的視野與操作空間,故可以避免一些傳統顯微鏡手術容易有的病發症,對病人是多一層保障,也是目前治療腦下垂體腫瘤的首選。

黃博浩醫師也指出,文獻證實內視鏡可以降低傳統顯微鏡手術容易發生的腦脊髓液外漏與腦部感染的機會,並增加腫瘤切除的範圍與降低有殘留腫瘤細胞的機率,亦降低鼻腔的併發症(如鼻中隔破裂與鼻塞等不適感)[1][2][3][4]

內視鏡經蝶竇手術的流程與優缺點

病人在麻醉以後,神經外科醫師會將內視鏡從鼻孔置入病患鼻腔,經由蝶竇到腦下垂體附近,進行腫瘤切除。目前大部份醫學中心的神經外科醫生皆有成熟的技術以及經驗可以利用經鼻內視鏡經蝶竇手術安全的切除大部份的良性腦下垂體腫瘤。不光是本文的主題良性腦下垂體腫瘤,適合接受經鼻內視鏡手術之腦下垂體疾病包括: Rathke 氏囊腫(Rathke’s cysts)與部分的顱咽瘤(craniopharyngioma)等。

傳統顯微鏡與內視鏡視野與清晰度之差別。
(左)為傳統顯微鏡視野極狹窄清晰度低 (右) 內視鏡解析度清晰視野較廣故國內外醫學中心多採用內視鏡(如:UCLA, https://www.youtube.com/watch?v=D_UQS345C8w

一、經鼻內視鏡手術的優點

不需在鼻中隔作切割,對鼻腔粘膜的破壞較低,故手術後病患的不適感會較少見。另外內視鏡的優點是解析度較高,故手術中醫師可以看得比較清楚,並可利用 30 度內視鏡檢查是否腫瘤有完全切除。目前有研究顯示內視鏡手術(較傳統手術)有較高的腫瘤切除率與較低的併發症。

二、經鼻內視鏡手術的缺點與限制

需要內視鏡專用的手術器械,並不是所有醫院都有這樣的器械與技術,不過台灣各大醫學中心都已經引進內視鏡技術。

經鼻內視鏡手術的風險與併發症

一、感染、出血

與傳統手術相似,經鼻內視鏡手術之併發症包括感染,出血。輕微的感染多數以抗生素治療即可治癒,但若發生嚴重感染(如腦下垂體化膿)則有可能需接受引流手術將膿泡引流而出。手術後鼻腔因為有侵入性治療通常會有流血的狀況,但大多數皆會慢慢改善,但有少數案例需要接受止血手術。

二、解剖位置併發症

又因為腦下垂體的位置特殊,也有視神經傷害與腦膜傷害造成腦脊髓液外漏(cerebrospinal fluid leakage)的風險。腦脊髓液外漏發生之機會為 3.5%,手術中會使用組織膠或自體脂肪組織來修補腦膜破洞,手術後需臥床並接受腰椎腦脊髓液引流(lumbar drainage)約 5~7 天以利腦膜破洞愈合。

三、內分泌相關併發症

若因為腦下垂體切除而影響腦下垂體本身的功能,亦有可能有因為抗利尿激素不組造成的尿崩症(diabetes insipidus),腦下垂體賀爾蒙不足造成內分泌失調。黃博浩醫師指出,整體手術後之嚴重併發症之發生機會低於 5~8%。尿崩症與腦下垂體賀爾蒙不足,又可分為暫時性或永久性,需要補充賀爾蒙並定期抽血檢查。一般來說永久性的腦下垂體賀爾蒙不足之機會低於 5%,而這些病患需終身補充賀爾蒙。

四、罕見併發症

手術中發生傷到內頸動脈的機會極低(0.5%),但若發生則有可能有生命危險。

目前研究顯示,內視鏡手術(較傳統顯微鏡手術)有較低的併發症比率。至於因為手術需要麻醉,麻醉風險通常和年紀與心肺肝腎功能有關,手術前通常會諮詢麻醉科醫師之意見。其餘風險包括:中風、心臟病發作、下肢靜脈栓塞等。另外,若手術無法順利完整切除腫瘤,則有可能需要再接受開顱手術或放射線手術治療。

筆記重點

腦下垂體腫瘤,絕大多數為良性腫瘤,惡性腫瘤的機率較低,雖然如此,也絕對不能放著不管它,更不能放任腫瘤任意的生長。尋求合格的神經外科醫師協助,接受完整的身體檢查,與神經外科及耳鼻喉科組成的顱底手術團隊討論最適宜的治療方式,才能降低腫瘤的危險性。

(A) 腦下垂體腫瘤壓迫到視神經, 術前核磁共振檢查。
(B) 經鼻內視鏡腦下垂體腫瘤切除術後腫瘤完全切除且視神經壓迫獲得緩解。

在台灣,台大醫院的內分泌科、眼神經科、耳鼻喉科與神經外科位居國內龍頭地位。台大神經外科是國內最早採用經鼻顯微手術的單位,近十年來也與耳鼻喉科團隊合作採用內視鏡手術,台大腦垂體團隊乃國內全方位整合性的醫療團隊,不論內科、外科治療結果都具有相當的優勢。

目前手術團隊包括鼻科、眼科與神經外科互補合作,發展複雜性顱底手術,能安全治療較侵入型與巨大型腦垂體瘤。2021 年底台大醫院也引入術中核磁共振造影,增加困難治療的腦垂體瘤之手術成功率。

參考文獻

  1. Phan K, Xu J, Reddy R, Kalakoti P, Nanda A, Fairhall J. Endoscopic Endonasal versus Microsurgical Transsphenoidal Approach for Growth Hormone-Secreting Pituitary Adenomas-Systematic Review and Meta-Analysis. World Neurosurg. 2017 Jan;97:398-406. doi: 10.1016/j.wneu.2016.10.029. Epub 2016 Oct 15. PubMed PMID:27756664.
  2. Kahilogullari G, Beton S, Al-Beyati ES, Kantarcioglu O, Bozkurt M, Kantarcioglu E, Comert A, Unlu MA, Meco C. Olfactory functions after transsphenoidal pituitary surgery: endoscopic versus microscopic approach. Laryngoscope. 2013 Sep;123(9):2112-9. doi: 10.1002/lary.24037. Epub 2013 Jul 8. PubMed PMID: 23835915.
  3. Li A, Liu W, Cao P, Zheng Y, Bu Z, Zhou T. Endoscopic versus microscopic transsphenoidal surgery in the treatment of pituitary adenoma: a systematic review and meta-analysis. World Neurosurg. 2017 Jan 16. pii:S1878-8750(17)30032-3. doi:10.1016/j.wneu.2017.01.022. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 28104521.
  4. Gao Y, Zhong C, Wang Y, Xu S, Guo Y, Dai C, Zheng Y, Wang Y, Luo Q, Jiang J. Endoscopic versus microscopic transsphenoidal pituitary adenoma surgery: ameta-analysis. World J Surg Oncol. 2014 Apr 11;12:94. doi:10.1186/1477-7819-12-94. PubMed PMID: 24721812; PubMed Central PMCID: PMC3991865.

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人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

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C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

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圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

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圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

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舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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「經鼻內視鏡」腦下垂體腫瘤切除手術,克服治療困境,降低併發症機率!
careonline_96
・2023/12/05 ・2541字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「有位 60 歲的男性病人,一開始是因為視力模糊、全身痠軟、虛弱無力來就診。檢查發現在腦下垂體長了一顆 3 公分左右的腫瘤。」

林口長庚醫院腦腫瘤神經外科主任李丞騏醫師指出,「受到腫瘤壓迫,正常腦下垂體的功能受到影響,導致內分泌失調。腦下垂體附近的視神經也受到壓迫,導致視野缺損、視力模糊。」

經過討論後,患者接受經鼻內視鏡腦下垂體腫瘤切除手術,利用內視鏡從鼻腔進入蝶竇,再磨開骨頭進入蝶鞍,移除腦下垂體腫瘤。李丞騏醫師說,手術過程相當順利,術後患者的視力便幾乎完全復原。隨著內分泌功能逐步恢復,全身痠軟、虛弱無力的狀況也明顯改善。經鼻內視鏡腦下垂體腫瘤切除手術從外觀看不到傷口,術後疼痛較少、恢復期較短,讓患者非常滿意。

腦下垂體是重要的內分泌器官,當腦下垂體出現腫瘤時,可能出現多種症狀表現。李丞騏醫師說,一般可將腦下垂體腫瘤區分為「功能性」與「非功能性」。

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功能性腦下垂體腫瘤會分泌過量荷爾蒙,例如泌乳激素瘤分泌過多泌乳激素,造成月經失調、乳房脹痛、乳汁分泌、不孕等;生長激素瘤分泌過多生長激素,在成人會導致肢端肥大症,而且常合併心血管疾病、睡眠呼吸中止症、大腸癌風險上升等;若分泌過多促腎上腺皮質激素(ACTH),會導致庫欣氏病,症狀包括月亮臉、水牛肩、肌肉萎縮、皮膚變薄、骨質疏鬆、中樞型肥胖等。

腦下垂體腫瘤較小時,可能完全沒有症狀。腫瘤逐漸變大之後,會對周遭的腦組織造成壓迫,而讓患者出現頭痛、頭暈、眼窩後方疼痛等症狀。李丞騏醫師說,若腫瘤壓迫視神經,可能造成視野缺損、視力模糊。

還有約 10% 的腦下垂體腫瘤會以急性腫瘤出血來表現。李丞騏醫師說,患者可能出現劇烈頭痛、噁心、嘔吐、視力急速惡化,甚至意識昏迷、性命垂危。

經鼻內視鏡腦下垂體腫瘤切除手術優勢解析

倘若腦下垂體腫瘤已壓迫視神經造成視力模糊、視野缺損,一定要手術治療。李丞騏醫師說,另外若腦下垂體腫瘤壓迫造成腦下垂體功能低下,導致全身倦怠、虛弱無力、食慾不振等症狀,也要考慮手術治療。

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功能性腦下垂體腫瘤會分泌過多荷爾蒙,影響生理功能。李丞騏醫師說,除了泌乳激素瘤以藥物治療為首選之外,其他的功能性腦下垂體腫瘤都應該採用手術治療。

腦下垂體腫瘤切除手術目前是以經鼻內視鏡手術為主流,已經逐漸取代傳統開顱手術。李丞騏醫師說,手術時會經由單側或雙側鼻孔,先從鼻腔進入蝶竇,接著會磨除顱底骨頭進入蝶鞍。將腫瘤外面的包膜切開,就可以使用一些特殊設計的器械將腫瘤一塊一塊的移除。直到確認腫瘤已全部切除或是神經獲得足夠減壓,就可以確認手術已經順利完成。

移除腫瘤後,醫師會將腦膜貼回,再使用一些組織凝膠關閉傷口,減少術後腦脊髓液鼻漏的機會。接受經鼻內視鏡腦下垂體腫瘤切除術,患者通常可以在 5 天左右出院。

相較於傳統開顱手術,經鼻內視鏡腦下垂體腫瘤切除手術有許多優勢。李丞騏醫師分析,由於腦下垂體位於顱底,傳統開顱手術必須鋸開頭骨、切開腦膜、勾開大腦,橫越腫瘤上方的神經血管才有辦法進行腦下垂體腫瘤切除。

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在勾開大腦的過程中,很容易造成術後腦腫脹以及腦出血;在橫越神經血管的過程中,很容易造成不必要的損傷;在移除腫瘤的過程中,傳統手術使用顯微鏡,視野受到限制,所以沒有辦法做到非常完整的腫瘤切除,而且後續止血也比較困難。這些都是傳統開顱手術在處理腦下垂體腫瘤會遇到的問題,以及衍生出來的併發症。

經鼻內視鏡腦下垂體腫瘤切除手術是從大腦下方進行,不須鋸開頭骨、不須勾開大腦,不須橫越許多神經血管。而且內視鏡的解析度高,能夠提供較寬廣的視野,讓醫師能夠把病灶以及顱底構造看得更清楚,可執行完整的切除、減壓與止血。

「經鼻內視鏡手術與其說是『微創』,倒不如說是『無創』。因為是由鼻孔進入,所以外觀沒有傷口。」李丞騏醫師說,「患者在術後疼痛較少、感染風險較低、住院天數也比較短,大約 5 天便可以出院。」

除了用來切除腦下垂體腫瘤,經鼻內視鏡手術還可以處理多種顱底病灶,包括常見的腦膜瘤、顱咽管瘤、脊索瘤、鼻腔惡性腫瘤、或從其他地方轉移過來的惡性腫瘤。李丞騏醫師說,甚至於是一些感染發炎的病灶,也都可以利用經鼻內視鏡手術來處理。

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貼心小提醒

腦下垂體腫瘤的症狀表現很多樣,可導致頭痛、視力模糊、視野缺損、內分泌失調等,雖然腫瘤尺寸不大,但也會造成許多問題。李丞騏醫師說,經鼻內視鏡腦下垂體腫瘤切除手術克服了許多傳統開顱手術的困難,發揮較好的治療成效,並減少併發症發生的機會,幫助患者解決腦下垂體腫瘤的大麻煩!

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