鑑識故事系列：麻醉劑誤當生理食鹽水

本文由 高柏科技 合作，泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時，曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏，那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓，引來眾多師生抗議。

「從此以後，我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中，帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言：在理論模型中，氨是太空熱控系統的理想介質；但在現實的辦公大樓裡，它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯，但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險，以及必須為後果負責的工程師。

高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ，曾任職於美國 OAO 工程部熱流組，深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球，他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心：當晶片運算速度無止境攀升，那股伴隨而生的熱，究竟該往哪裡去？

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗，彷彿進步毫無邊界。然而，每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化，一旦設備過熱，系統便會降頻保護。在物理現實面前，再動聽的發表會敘事也必須低頭。

回顧個人電腦發展早期，晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後，鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級，其實更像是對空間的極限勒索：晶片功率翻倍，發熱源的面積卻沒變大，機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出，散熱設計的核心只有三要素：功率、熱源面積與空間限制。他舉例，在標準的 1U 機箱中，若發熱面積約為三十乘三十毫米，氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數，而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於，風扇轉速提升的背後，是噪音、電力損耗與空間占用。

因此，「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫，而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱，卻也將新的挑戰帶入機房：漏液風險、流道堵塞、材料相容性，以及維運時的難度。工程的進步，本質上鮮少是徹底消滅問題，更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的，不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人，是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中，沒有空氣能讓風扇製造對流；受光面溫度破百度，陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射，以及熱管與環路型熱管（LHP）來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱，冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力：在他設定的特定條件下，實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能；但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變，移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦（kW）。他強調「每秒」的觀念，因為散熱談的是動態流動速率，而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此，太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度，偏好無馬達幫浦的被動式設計；但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度，往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒：技術是否「先進」，與它是否「適合」當下的場景，始終是兩回事。

好論文，為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」，而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作，還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據，在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時，也曾遇過實驗數據無法複製，或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠，而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝，高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」，每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作，並指派專業人才在過程中持續微調、校正，確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測，但由於儀器預設以「水」校正，換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算，卻發現缺乏重複性，數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面，改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證，才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號，而在於那段不夠優雅的挫折：假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻，企業需要的不只是會算數的人才，而是能洞察研究何時「走鐘」，並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

林唯耕坦言，過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」，進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽，卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計，若無法穩定生產或贏得客戶信任，也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案，誰來負責出貨？

訪談尾聲，主持人國威提出了一個時代難題：假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計，企業該選擇全面擁抱 AI 的速度，還是保留緩慢但穩定的工程驗證，以規避潛在的失效風險？

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是：兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案；但工程師仍須實作原型，進行嚴苛的性能與可靠度測試，最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺，而是基於一項事實：AI 的資料庫裡，通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節，且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代，最稀缺的未必是熟練下指令（Prompt）的人，而是具備這種能力的人：能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來，並且願意為最終的量產品質負起責任。

大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中，雲端是由龐大的機房架構而成，裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張，都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值，就是不讓這筆物理帳單，被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

少年醒來了。他反覆地用英語說，自己在美國猶他州。^[1]

這裡是荷蘭 Maastricht 大學附設醫學中心（Maastricht UMC+）的術後恢復室。少年踢足球傷到膝蓋，剛開完刀。外科護理人員判斷他麻醉尚未退盡，不以為意。然而數小時後情況依舊，精神科因此參與會診。^[1]

精神狀態檢查

術後 18 小時，精神醫師為少年進行精神狀態檢查（mental status examination）。以下是個案報告中，記錄的幾個項目：^[1]

• 外表：此項目觀察病患維護個人衛生的能力，穿著是否合宜，外貌可有因病蒼老等。^[2]時年 17 歲的白人少年，服儀整潔，躺在床上。^[1]
• 情緒：這是病患的主觀感受，通常就是直接問他們當下覺得如何。^[2]該少年的心情愉快，顯然不受病況影響。^[1]
• 表情：有些精神病患會出現跟情緒不吻合的表情，例如：該哭的時候笑，或者說自己心情好，卻一直哭。^[2]少年的表情正常。^[1]
• 行為：某些精神狀態、生理疾患或藥物副作用，會改變病患的行為。比方說，狂躁症患者亢奮的舉止；巴金森氏症使動作僵硬緩慢；亦或是因藥導致的非自主性運動等。^[2]本案少年輕鬆自在，與醫師握手打招呼，以開放的態度對話，且有適當的眼神接觸。^[1]
• 認知：常見的項目有清醒程度、專注力、記憶力、抽象推理能力，以及辨識人、時、地的定向力等。^[2]少年稍早在恢復室，以為自己位於從來沒去過的美國，又不認得父母，就是定向力異常。到了精神科問診的時候，醫師沒有發覺異樣，並認為他的智力約在平均水準。^[1]
• 感知：人在沒有外界刺激的狀況下，不該接收到感官訊號。^[2]少年的感知正常，無幻覺。^[1]
• 思考：此項分為模式和內容。^[1]前者是指思路是否清晰，還是雜亂無章；後者則要看病患的思緒可有圍繞特定主題，像是擔心遭受迫害，或是想自殺等。^[2]醫師認為少年的思考模式與內容都正常，沒有奇怪的妄想。^[1]
• 言語：一般是觀察說話的語調、節奏、速度、音量和流利程度等特質，^[2]當然這裡得加上語言的種類。就讀高中三年級的少年，平常除了學校的英語課，生活中都講荷蘭語及該國南部的林堡語（Limburgish）。現在他卻用英語跟醫師溝通，而且只擠得出簡短的荷蘭語答覆。不過，比起先前完全聽不懂荷蘭語，這已經好得多。醫師評論其英語，雖然帶有荷蘭腔，但發音大致清晰正確。護理人員及少年的母親，則認為他的英語相當流利。^[1]

外語症候群

麻醉劑會暫時改變腦部連結，也許是認知功能恢復較慢，或者用藥種類的選擇，有時便引發令人困惑的甦醒譫妄（emergence delirium）。外語症候群（foreign language syndrome）可能算是其中罕見的類型，而非獨立的診斷。過去的學術文獻裡，相關案例以成年人居多，症狀維持的時間長度，不論年紀則從 25 分鐘至 28 小時不等。^[1]

術後 24 小時，少年的朋友們前來探訪。他以荷蘭語對答如流。翌日，少年再次接受精神狀態檢查。這回醫師的描述，涵蓋了另一個重要的項目──病識感，^[1]也就是病患本身對病況的理解。^[2]少年表示，他有意識到自己術後僅懂英文，以為身處異地，又認不得人。既然精神狀態似乎都已恢復，同時神經科方面的檢查也無異常，隔天他便回家。^[1]

或許如同動物實驗中，麻醉對未成熟個體認知功能的影響較為長久。過了3週，少年告訴精神科診所的醫師，他容易累，注意力比開刀前差。他在出院後 2、5 和 10 個月，持續回診追蹤，所幸後來症狀逐漸改善。^[1]

參考資料

1. Salamah HKZ, Mortier E, Wassenberg R, et al. (2022) ‘Lost in another language: a case report’. Journal of Medical Case Reports, 16, 25.
2. Voss RM, M Das J. (12 SEP 2022) ‘Mental Status Examination’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.

• 作者／蘇仁福、曾明騰
• 繪者／Oliver Wei、卡斯威爾

藥到命除

麻醉用的藥物其實自古就有，例如：酒精、曼德拉草（Mandragora）、天仙子、大麻、鴉片等等，有些醫師為了減輕病人的疼痛，甚至連催眠也用上了。

酒精的麻醉歷史最為古老，據說西元前三千年，人們就已經開始將酒精運用於麻醉之上。

除了酒精，鴉片的歷史也同樣淵源流長。

西元一五〇到二〇〇年，希臘軍醫迪奧斯科里德斯（Pedanius Dioscorides），則是不做選擇兩種都要，他使用的正是在《哈利波特》中擔任解藥一角的曼德拉草。

迪奧斯科里德斯的麻醉配方，是以紅酒燉煮曼德拉草的根部，讓病人在進行截肢手術之前喝下，目的是為了使病人陷入沉睡並幫助止痛；他也是第一位使用麻醉（Anesthesia）這個術語的人。

在越過海洋的遙遠東方，同時期的華佗，則成為醫學史上第一位使用麻醉藥——也就是鼎鼎大名的「麻沸散」——來進行外科手術的醫師。

可惜的是，無論東方西方，這些麻醉藥物的處方並沒有流傳下來，湮沒在歷史之中；幾個世紀之後，回教世界的醫生又轉身投入各種草藥的懷抱，並且藉此來為病患止痛。

這些草藥不僅劑量難以控制，止痛的效果也同樣需要打上問號。許多病人不是在手術途中，因為疼痛而呼天搶地，就是悲傷的陷入長眠，從此一睡不醒。

別擔心，在現代的手術中，這些難以預期的草藥已經不再被人們使用；然而在那個遙遠的年代，強壯的助手依然是外科手術的必備要素。

如果你想問，在沒有麻醉的手術臺上，該如何處理疼痛問題？當然是忍啊！忍無可忍，就繼續再忍！畢竟，那個年代可沒有安心亞能幫你呼呼。

英國研究、美國取樂

「乙醚」的發現，無異是麻醉史上最重要的第一步。

這個玩意兒來自於十三世紀一位煉金術士的配方，因為其味甘甘，當時還被取名為「甜礬」。一直到十七世紀，一位來自瑞士的醫生（同時也是煉金術師）──帕拉塞爾蘇斯（Paracelsus）才發現，這傢伙除了甜，居然還具備著令人意外的止痛效果。

只可惜，身為內科醫師的帕拉塞爾蘇斯和外科手術臺不熟，因此沒能發揮乙醚的鎮痛專才。

被稱為「笑氣」的氧化亞氮（Nitrous Oxide, N2O），則為麻醉史取得另一項重大的進展。

一七二二年，英國化學家普利斯特利（Joseph Priestley）首先發現了這種氣體；一八〇〇年，同為英國化學家的戴維（Humphrey Davy）則經由觀察得知，這款氣體可以讓吸入它的人感到十分愉快，並且興奮的捧腹大笑，他因此將它稱為「笑氣」。

之後，戴維更進一步的發現（這其實是他親自吸入後的心得），笑氣，居然也可以舒緩牙痛！再之後，戴維的助手法拉第也發現，吸入乙醚和吸入氧化亞氮的效果差不多，都能夠舒緩疼痛。

無論是乙醚還是笑氣，即便它們的止痛效果在十八世紀已逐漸為人所知，依然要等到十九世紀的中期，才真正被人們當作麻醉劑使用。

散播歡樂的笑氣，在傳入大西洋對岸的美國之後，成為一種超時髦的取樂方法。

除了用以享樂，當時還有兩種醫生，對笑氣的麻醉效果深感興趣。一種是需要進行深度全身麻醉的外科醫師，至於另外一種，則是需要進行局部麻醉的牙醫師們。

當時的美國醫學院與牙醫學院的醫學生們，甚至會不定時的舉辦「乙醚狂歡會」與「笑氣派對」，號稱吸了之後，恐怖感↓ 愉悅感↑，連大腦都在顫抖抖抖抖抖。

一八四二年，一位參加過「乙醚狂歡會」的學生根據自身經驗，向他的牙醫波普（Eljia Pope）提出建議，認為乙醚或許可以幫助需要拔牙的病患來消除疼痛。

波普真的採納了這個建議，將乙醚使用在一位需要拔牙的女病患身上，這名女病患，因此成為史上第一位經歷「無痛拔牙」的患者。

說起來，無痛拔牙可真是個好東西，時至今日，因為醫學技術的進步與麻醉的普及，（成年的）病人也因此技術，不再視拔牙為畏途（應該吧）。

——本文摘自《奇怪的生物知識增加了》，2021 年 10 月，聚光文創。

骨科病患術後要接受的止痛劑 metamizole 與 piritramide，通常會被加入生理食鹽水中，然後接上電子幫浦，精準控制經靜脈輸進體內的速度。袋裝生理食鹽水的外觀，跟每袋 200 ml，濃度 0.2%（400 mg/bag）的麻醉劑 ropivacaine 溶液相仿。在那個工作量高、時間緊迫、人力不足的夜班，一名護理人員匆忙間抓錯數包。她沒使用幫浦，又未記錄確切的給藥時間，疑似總共影響 7 人。^[1]

局部麻醉劑 ropivacaine

局部麻醉劑 ropivacaine 是一種長效型的醯胺類（amide）藥物，能抑制局部的感覺神經傳導，又不會使人失去意識。當初是開發來替代同類，但心毒性較高的 bupivacaine，幾乎未曾導致死亡案例。從硬膜外給藥時，末端排除半衰期約 5 至 7 個鐘頭；若是經過靜脈，則是 2 小時。在正確使用的情形下，耐受性高，副作用少，可以舒緩兒童和成人的術後疼痛。如果經靜脈輸注卻意外中毒，中樞神經系統的症狀 2 至 8 分鐘內就會出現，比心血管要早。常見的副作用包括：暈眩、發音障礙、視聽覺干擾、口部周圍麻痺、皮膚刺痛等感覺異常，以及肌肉抽搐或僵硬等。另外，也有噁心、嘔吐、尿液滯留和心跳遲緩等案例。^[1]

倖存者

當晚可能受害的 7 名病患，年齡介於 56 到 83 歲之間：2 人身亡；而 5 個倖存者中，有 1 個不曉得用了何種溶液。德國烏姆大學附設醫院（Universitätsklinikum Ulm）的法醫機構，以塑膠容器盛裝 5 名倖存者的血液及尿液檢體，保存於 4 °C 的溫度直到化驗。檢察官要求篩驗所有檢體內，有無毒品、藥物和酒精。^[1]

前 4 名倖存者的尿跟血，含止痛劑 metamizole 和誤用的麻醉劑 ropivacaine；而另一個止痛藥 piritramide，只出現在尿裡。他們之中有 2 人心跳過速、噁心、發麻、皮膚刺痛，甚至瀕死。所幸與其他人一起吊生理食鹽水點滴，並接受密切觀察後，都平安出院。至於那個處境不明的病患，本身無任何症狀，又僅在尿液中有微量的 ropivacaine 主要代謝物，推測來自前一天的手術，應該沒有被輸注錯誤的溶液。^[1]

驗屍

驗屍於事件發生後的隔天進行：死者之一為 78 歲男性，167 公分高，81 公斤重，幾天前入院換髖關節。右手肘內側和左手背，有靜脈注射的針孔。顱內壓稍高；肺部出血且水腫；膀胱積滿尿液；心臟肥大；冠狀動脈硬化；主動脈瓣膜硬化；右邊腎臟有未擴散的腫瘤。^[1]

另一位是 62 歲的女性，高 156 公分，重 69 公斤，有背痛的毛病，且罹患轉移到胸椎的乳房腫瘤。她雙肘內側均有針孔；肝臟纖維化；而其他的症狀與男性死者雷同：顱內壓力過高；肺部出血又水腫；以及冠狀動脈硬化。^[1]

法醫無法單從上述解剖的發現判斷死因，還得做毒理學分析：基於死後再分佈（postmortem redistribution），ropivacaine 及其主要代謝物在心臟中的濃度，比周邊血液高。不過，整體而言，結果與那 4 個被給錯藥的倖存者相似，而且周邊血液中 ropivacaine 的濃度，比他們還更高。因此，檢察官認為證據足夠，無需進行組織學等其他檢驗。^[1]

判決

針對這起不幸事件，醫院決定實施強制性在職護理訓練課程，並於 ropivacaine 的包裝上增添標示。法庭則認定該護理人員，應對 2 起過失殺人，以及 3 起過失傷害負責，判決她緩刑 1 年，但須繳罰金。事後烏姆大學法醫系的驗屍團隊，在 2021 年的《法醫毒理學》（Forensic Toxicology）期刊上指出：由於此案靜脈輸注 ropivacaine 的劑量相同，除了每個人血液裡會跟藥物結合的蛋白質濃度迥異，點滴速度的差別，很可能是造成有些病患死亡，而其他人倖存的原因。所以在一般非誤用的時候，也應注意放緩，並透過幫浦精準控制。^[1]然而，在安全考量方面，不知為何他們完全沒有提及，施以經靜脈藥物與危險藥品，最好由兩個護理人員確認，這種廣為採納的預防措施。^[2]

參考資料

1. Winkler M, Alt A, Dietzsch S, et al. (2021) ‘Two fatal and four surviving cases after accidental infusion of ropivacaine’. Forensic Toxicology, 39, 506–512.
2. Koyama AK, Maddox CS, Li L, et al. (2020) ‘Effectiveness of double checking to reduce medication administration errors: a systematic review’. BMJ Quality & Safety, 29(7):595-603.