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整形外科之父-《開膛史》

時報出版_96
・2013/05/16 ・2385字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 496 ・六年級

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接受心臟外科手術後的病患,有些會因為發生併發症,接受其他外科醫師的診治。

例如有人因為腸子阻塞不通,甚至是腸胃出血,需要消化系統的醫師開腸剖肚;也有人移除不了呼吸器,到最後得拜託胸腔外科或耳鼻喉科醫師,為他們實施「氣管切開」的置管手術;更有病患在心臟手術後昏迷不醒,最後發現是腦出血,要商請神經外科為他們做「開顱術」清除血塊,避免腦組織受到壓迫而壞死……。

上述的併發症雖然林林總總,但會診的外科醫師都脫不了「見招拆招」的模式,把眼前的問題解決了即可,不需要去思索當次手術的「配套措施」。但是,有一個科別和心臟外科合作時,和上述的醫師不一樣,除了要「實用」以外,還必須兼顧「美觀」,那就是整型外科醫師。

由於大部分的開心手術是將胸骨用電鋸打開,才能看清楚整個心臟,然後再施行手術。所以要是術後傷口有感染,甚至於造成胸骨的「骨髓炎」的話,常常會使得胸前有大片組織缺損,情況嚴重到傷口關不起來時,就需要整型外科醫師的幫忙,在「巧婦難為無米之炊」的考驗下,他們就必須利用胸大肌、腹膜或者是大腿的皮瓣,巧妙的將傷口關起來,並且還要想辦法,讓提供給傷口組織的地方,外表看起來跟沒什麼大事發生一樣。這樣的功力,讓身為心臟外科醫師的我不得不佩服。

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整型外科的英文名稱叫“Plastic and Reconstruction Surgery”,翻譯後應該叫做「整型與重建外科」。但臺灣有太多醫美診所的影響,一般人對整型外科的印象大多停留在割雙眼皮、隆鼻、隆乳、打脈衝光等等讓人看起來「美觀」的處置上,而不知植皮、燒燙傷、脣顎裂修補、變性手術、接斷指等等更複雜的手術,都需要學有專精的整型外科醫師介入。

整型外科中的“plastic”是從希臘字“plastike”演變而來,是「模鑄」或「鑄造」的意思,“plastic surgery”雖然是十九世紀的德國外科醫師格拉斐(Karl Ferdinand von Graefe)所創的字眼,但在希臘羅馬時代,以「整型」為概念的外科處置早已風靡一時。

根據文獻記載,當時的人偏好兩種手術:一種是去除背上的疤,一種是把孩提時期被割去的包皮「補回來」。

背上有疤,看在羅馬人眼裡,會覺得是種恥辱,因為這在當時會被認為可能是在戰場上心生恐懼,轉身拔腿向後逃,背上被敵軍殺傷而造成。另有一說是被敵軍俘虜後嚴刑拷打,背後遭鞭笞所留下來的。因此,背上有疤的人會找外科醫師處理解決。

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另一種有關包皮的手術就更有趣了。在古希臘羅馬時代,包皮是男性高貴的象徵,是不可以輕易割掉的。據說在那個時代舉行的奧林匹克運動會,不論是參觀者或比賽者,都必須裸體參加,女性是不被允許入場觀賞的。當時男人出場時,如果龜頭露了出來是不神聖的行為,所以所有男人都必須有包皮,如果包皮過短,則會將包皮往前拉,並且用線綁起來。

如果有人包皮過短,抑或是包皮在小時候被割了,外科醫師就要想辦法幫求助者「生」出來。這件事在羅馬帝國時代早期的百科全書作者塞蘇斯(Celsus)的筆下記錄了下來,只可惜沒有把方法流傳後世。

不過,雖然說希臘羅馬時代就有整型手術,但公認整型手術的開端是在西元前六世紀的印度,蘇許魯塔(Sushruta)醫師所施行的「鼻整型手術」。因為古印度對於「通姦」的刑罰就是削去鼻子,所以造就了此一手術的出現。

蘇許魯塔醫師那時候是在古印度大城瓦拉納西(Varanasi)行醫,聰明的他利用額頭的皮膚移位,巧妙地包覆住被削去的鼻子,幫患者重新整修出新的鼻子。他把這樣的方法詳細記錄在他寫的一本書Sushruta Samhita裡,曾經被翻譯成阿拉伯文,傳到阿拉伯世界,不過沒有流傳到歐洲大陸。

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直到一七九四年,一位署名B.L.的作者,將上述的方法翻譯成英文,發表在《紳士雜誌》(The Gentleman’s Magazine)裡面,雖然沒有造成大轟動,卻也引起一位英國外科醫師卡普(Joseph Constantine Carpue)的重視。結果他隻身到印度,花了二十年的時間學習蘇許魯塔醫師的方法,並且將這個方法改良,再帶回歐洲。

一八一五年,卡普醫師首度將他的方法在歐洲施行,做了第一例的「鼻整型手術」,但是大家似乎有意無意忘記了原創的作者蘇許魯塔,而把這個方法叫作「卡普氏手術」(Carpue’s operation)。

不過歐洲的醫師也不是省油的燈。在文藝復興時期,當時梅毒盛行,有人因為受到感染而使得鼻子腐爛變形,義大利的外科醫師塔利亞科齊(Gasparo Tagliacozzi)突發奇想,用病人的上臂重建鼻子。方法是把病人的手高舉,固定在病人的頭上,然後將鼻子縫在病人的上臂內側,等到鼻子和上臂長在一起後,再把上臂供給鼻子的組織削下來,最後手、鼻分離,將上臂的傷口縫起來,再將有了新組織的鼻子修成一定形狀。

這位十六世紀的外科醫師塔利亞科齊,被某些人尊奉為「現代整型外科之父」,但是他製作的鼻子並不牢靠,病人如果擤鼻涕太用力,可能鼻子就掉了;加以當時教會力量強大,認為梅毒這個花柳病是來自上帝的懲罰,所以塔利亞科齊醫師的「鼻子整型術」並沒有風行太久。

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講了幾個有關整型外科的歷史故事,但都只是皮毛而已,因為整型外科的範圍很廣,任何一個小手術,都可以在文獻裡找到其發展的軌跡,如果全部寫下來,應該可以寫成一部書。但不容否認,今日整型外科能有系統的發展,還是拜兩次世界大戰之賜。

在第一次世界大戰時,在倫敦工作的紐西蘭耳鼻喉科醫師吉里斯(Harold Gillies),開始對在戰爭中顏面受損的士官兵治療,由於成效不錯,更讓他所訓練出來的卡桑基安(Varaztad Kazanjian)與布雷爾(Vilray Papin Blair)兩位醫師,被聘請到美國,為有相同問題的美國士官兵服務,於是各國也紛紛仿效,在醫院成立相關的部門處理這些病患。

第二次世界大戰,有英國皇家空軍的機組員在作戰中發生嚴重的燒燙傷,吉里斯的學生兼外甥麥欽道(Archibald McIndoe)接續了他的工作,連帶使得燒燙傷也加入了整型外科的範圍。

如今的整型外科處理的疾病已是琳琅滿目,多到連我也無法記住所有的項目,他們的功力實在令人佩服。但可惜的是,充斥在各個交通要衝的醫美診所廣告,讓許多民眾已經忘記整型外科醫師的能耐,以為他們似乎只會這些雕蟲小技而已,實在是讓人很想為他們打抱不平。

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摘錄自《開膛史》,作者蘇上豪,時報出版。

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時報出版_96
174 篇文章 ・ 35 位粉絲
出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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解開夢境的奧秘:腦電活動如何塑造我們的做夢能力?——《我們為何會做夢》
PanSci_96
・2024/11/04 ・2465字 ・閱讀時間約 5 分鐘

清醒開顱揭開夢的產地

我在手術室進行清醒開顱手術時,會使用像筆一樣的設備,直接以微電流刺激測試患者的大腦。那暴露在外、皺摺起伏的大腦表面閃爍著乳白色的微光,布滿了動脈與靜脈。而患者意識清醒、機敏,但感覺不到疼痛,因為腦部沒有痛覺受器,但會對電流刺激產生反應。每個人的大腦都是獨一無二的,有些區域一旦被觸碰,就會受到刺激活化。有時,我觸碰一處,患者會說出童年記憶;刺激另一處時,患者會聞到檸檬的味道;再碰另一處,患者也許會感到悲傷、尷尬,甚至是慾望。

清醒開顱手術的目的,是為了找出不受微電流影響的精確位置,如此一來,我便可從此處安全地下刀,切開表面組織以觸及下方的腫瘤。若微電流刺激未產生任何反應,我便清楚割除此處不會造成任何功能受損。

進行清醒開顱手術時,我以幾毫米的距離有條不紊地逐一刺激患者腦部最外層的大腦皮質(cerebral cortex),這會為患者帶來奇異且深刻的體驗,有時感覺甚至強烈到患者要求我停手,此時,我便必須暫停手術。儘管大腦皮質只有薄薄一層,厚度不超過六毫米,卻主導了我們大半的個人能力,包含語言、感知、記憶和思想。那嘶嘶作響、微弱的電流,能引發患者各種反應,例如聽見聲音、回憶起創傷事件、體驗深刻的情感──甚至做夢。

事實上,惡夢可透過電刺激(electrical stimulation)誘發,只要將電極探頭從大腦表面某個隆起處移開,惡夢就會終止;一旦用電極刺激同一處,惡夢就會再度出現。現今認為,反覆出現的惡夢是自行維持的神經元電活動循環,重現我們恐懼的經歷。

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惡夢可由電刺激誘發,反覆惡夢源於恐懼記憶的神經循環。 圖/unsplash

夢境背後的生理奧秘

無庸置疑地,我的專業回答了人類其中一項最原始的疑問:夢從何而來?對此,我可以斷言,夢境源自於我們的大腦,尤其是腦部的電活動(electrical activity)。

從古至今,夢真正的起源一直令人困惑,我們也缺乏基本的了解。在人類歷史的長河中,夢多半意味著來自神靈、魔鬼或祖先的訊息,或是靈魂夜半出竅所搜集到的資訊。我們頭顱內看似毫無活動的一坨組織,是人最難以想像的夢的來源。大家普遍認為,人入睡時,頭腦處於休眠狀態,只是被動的容器,因此,夢不可能是睡眠的產物。怎麼可能是呢?我們的大腦與外界的訊號隔絕,在此情況下,它如何能成為這種夜間奇觀的來源?夢的起源肯定來自遠比我們自己更偉大、超然的力量。

當然,現今已知,所有意識都源於腦電活動,包含做夢在內。事實證明,做夢的腦和清醒的腦一樣活躍。而且,部分睡眠階段所測到的腦電強度和模式,看來與我們清醒時幾乎並無二致。此外,人在做夢時,某些腦部區域消耗的能量可能超過清醒時,尤其是情緒和視覺中樞。我們清醒時,大腦通常會將情緒和邊緣系統(與情緒、本能、學習記憶有關的大腦區塊)的代謝活動上調或下調 3% 至 4%,但做夢時的腦可將邊緣系統的代謝活動提高至 15%,十分驚人。這表示做夢時,可達到人清醒時生理上難以達到的情緒強度。換言之,你在做夢時,最是「生氣勃勃」。

夢境時腦活動與清醒時相似,情緒強度甚至高於清醒狀態。圖/unsplash

人在做夢時,大腦活動十分活躍,我們視線清晰、感受深刻,還能自由移動。夢之所以對我們影響深重,是因為我們將夢境的體驗視為真實。從生理上而言,我們在夢裡感受到的快樂與清醒時無異,恐怖、沮喪、性興奮、憤怒和懼怕等情緒亦是如此。同理,我們在夢中的身體經歷感覺也很真實。在夢裡奔跑時,運動皮質(motor cortex)會被啟動,與我們真正在跑步時所使用的腦部區域相同;當我們在夢裡感受到愛撫,就如同人在清醒時一樣,感覺皮質(sensory cortex)會受到刺激;回想自己過往住處的回憶,會使負責視覺感知的枕葉被活化。

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有些人聲稱,他們從不做夢。但實際上,幾乎人人都會做夢,只是並不是每個人都會記得自己的夢。人做夢並非出於選擇,而是生存所需。我們睡眠不足時,入睡後最先發生的事就是做夢;倘若睡眠充足,但做夢不足,一睡著後也會立刻開始做夢。即便無法入睡,人也會產生生動的夢。世上有一種罕見且致命的遺傳疾病,名為「致死性家族失眠症」(Fatal Familial Insomnia),罹患此疾的患者幾乎無法睡眠,但對他們而言,做夢的需求十分強烈,以致於白天會出現做夢般的狀態。做夢對人類而言不可或缺。

快速動眼期之外的夢境

過去數十年來,關於夢的研究多半著眼於特定的睡眠階段,即快速動眼期(rapid eye movement,REM)睡眠。研究人員歸納的結論是,我們每晚大約會花兩小時做夢。換算下來,這表示人的一生中,約有十二分之一的時間沉浸在夢中,相當於我們每年有一個月的時間在做夢。夢顯然在我們生活中佔據了重要的地位和時間。而且,這個數據也許大大受到低估。睡眠實驗室的研究者在整晚不同時間點喚醒受試者,而不限於快速動眼睡眠期間;結果發現,人在任何睡眠階段都可能會做夢,這意味著我們一生中,也許有近三分之一的時間都在做夢。

現今,睡眠對健康的重要性受到高度關注,但這些研究發現讓我不禁心想:也許我們真正需要的不是睡眠,而是夢。

——本文摘自《我們為何會做夢:睡夢中的大腦如何激發創造力,以及更好地改善清醒時的生活》,2024 年 11 月,悅知文化出版,未經同意請勿轉載。

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鑑識故事系列:從下呼吸道取出的矽膠
胡中行_96
・2023/07/31 ・2335字 ・閱讀時間約 4 分鐘

這次來醫院的目的,是更換並固定新的侵入性呼吸器材,計劃相當簡單:事前禁食,全程無麻醉,不用住院,做完直接回家。不過,當天程序走到一半,13 歲的德國男孩就過世了。[1]

氣管造口術。圖1/U.S. National Heart Lung and Blood Institute (NIH) on Wikimedia Commons(Public Domain)

氣管造口術

男孩患有原因不明的嚴重先天性神經疾病。[1]大概是食物或液體動不動就落進下呼吸道,他時常感染吸入性肺炎(aspiration pneumonia),[1, 2]因此曾接受氣管造口術(tracheostomy;簡稱氣切)(圖 1):在脖子前方開一個永久性的孔洞,置入氣切管,並連接正壓呼吸器[1]這個氣管造口便於抽清下呼吸道,以維持暢通;[3]但是多年下來形狀走樣,開過數次刀,換了各種氣切管,都無法穩固裝置。不僅空氣外漏,氣切管的充氣氣囊(圖 2),也總是在呼吸器運作時滑出來。於是,男孩的醫師群決定執行氣管造口矯正術(tracheostomal epithesis),把氣切管跟氣管造口之間的縫隙封起來。[1]

氣切管:充氣氣囊(箭頭)及測風球(三角形)。圖2/參考資料1,Figure 1(CC BY 4.0)

氣管造口矯正術

氣管造口矯正術開始,兒童胸腔科醫師拿起新的氣切管,先測試充氣氣囊是否功能正常,再將氣切管從男童的氣管造口插入。以支氣管鏡確認其位置無誤後,拔除呼吸器。然後灌飽氣切管的充氣氣囊,以防止男童吸入異物;同時仍露在體外,用來顯示氣囊狀況的測風球,也相當飽滿。男孩平常能在無呼吸器的情況下,撐好幾個小時,所以及至此刻他的生命徵象依然穩定。[1]

混合槍。圖3/參考資料1,Figure 3(CC BY 4.0)

假體製作師把混合槍(圖3)的前端,伸入氣管造口,從新的氣切管旁,灌注橙色的矽膠印模材料,精確複製周邊組織的構造,好在稍後翻模塑形,填補氣切管跟氣管造口間的空隙。在進行此步驟時,假體製作師發覺矽膠用量異常地大。開始灌注的 60 秒後,男孩的血氧飽和濃度劇降,臉色發青。[1]

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所有動作立刻停止。原本在灌注完成後,要透過氣管鏡,檢查有無矽膠跑進氣管或支氣管。現在兒童胸腔科醫師,以及陸續加入搶救的兒童加護科、兒童腸胃科和耳鼻喉科醫師,只管拼命地把矽膠抽出來,還有進行人工呼吸。他們拔出氣切管,再插入一支新的,然後從支氣管鏡看到矽膠的堆積,遠超過計劃範圍。趕緊給男童上了麻醉劑,推去手術室。[1]

醫療團隊於喉頭鏡支氣管鏡的輔助下,繼續清除矽膠,並且幫他接上體外維生系統(ECMO;又稱葉克膜)。在經過數次努力後,終於從下呼吸道,取出一根 Y 字型的矽膠(圖4)。遺憾 2 小時的搶救下來,男孩仍然回天乏術。[1]

從男孩下呼吸道取出的矽膠。圖4/參考資料1,Figure 6(CC BY 4.0)

鑑識證據

隔天,法醫仔細檢驗這具 140 公分高,28 公斤重的屍體,與死亡相關的發現,包括:取出的矽膠,跟氣管下半部、主支氣管和肺節支氣管完全吻合照片);肺水腫(pulmonary oedema);急性肺氣腫(acute emphysema);以及肋膜下的瘀點(petechiae)等。另外,假體製作師拿的混合槍,容量為 50 毫升;而從男孩體內取出的矽膠(圖 4),約有 43 毫升。至於出事時用的那支氣切管,充氣氣囊與測風球的功能都正常。[1]

法醫確定男孩死於矽膠阻塞下呼吸道,所造成的窒息[1]但是,應該不能超過充氣氣囊頂端的矽膠,究竟是怎麼搞得到處有?

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可能的肇因

2022 年於期刊上發表此個案報告的作者,推測矽膠有可能在這些情況下,流出預定範圍:[1]

  1. 充氣氣囊沒灌飽。[1]
  2. 充氣氣囊移位。[1]
  3. 灌注矽膠的壓力,擠壓氣管壁,而產生流竄的通道。[1]
  4. 灌注矽膠的壓力,大過充氣氣囊防堵的阻力。[1]
  5. 以上假設的各種組合。[1]

責任歸屬

調查完畢後,檢察單位認為:[1]

  1. 此氣管造口矯正術是必要的醫療行為,而且事前有簽署同意書。[1]
  2. 2016 年事件發生時,當地沒有氣管造口矯正術的官方準則。直到隔年,德國聯邦假體製作師協會(Deutscher Bundesverband der Epithetiker)增修指南,才涵蓋氣切造口等開放性傷口的印模。[1]換句話說,當時缺乏判定作法是否正確的標準。
  3. 該假體製作師受過所有相關訓練,具專業認證,而且過去 15 年,執行逾百次氣管造口矯正術。[1]
  4. 基於個體差異,無法估計矽膠的正確用量。[1]
  5. 醫療團隊有即時發現問題,並馬上以適切的方式急救。[1]

綜合以上,檢方以嫌疑不足結案。報導此事件的論文作者,則提出了幾項建議:首先,在氣管造口矯正術的過程中,最好同步使用氣管支氣管鏡,別等事後才檢查有無異狀。如此便能在問題發生的當下,迅速停止動作。再來,充氣的時候,若有氣囊壓力計(圖 5),灌飽與否就不會僅是憑感覺。最後,專業指南必須詳述操作步驟、所需的人員和技術,以及安全須知。[1]

1 號為氣囊壓力計。圖 5/Kriege M, Alflen C, Eisel J, et al. (2017) ‘Evaluation of the optimal cuff volume and cuff pressure of the revised laryngeal tube “LTS-D” in surgical patients’. BMC Anesthesiology, 17, 19.(CC BY 4.0)

  

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  1. Wittschieber D, Schulz R, Schmidt PF. (2022) ‘A safe procedure? The unusual case of a fatal airway obstruction by silicone during the production process of a tracheostomal epithesis in a 13-year-old boy’. International Journal of Legal Medicine, 136, 373–380.
  2. Vomiting’. (JUN 2021) Healthdirect Australia.
  3. Ueha R, Magdayao RB, Koyama M, et al. (2023) ‘Aspiration prevention surgeries: a review’. Respiratory Research, 24, 43.
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