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移民火星計畫──該擔心死亡風險還是科學新聞?

科學新聞解剖室_96
・2015/02/25 ・4254字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 563 ・九年級
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科學新聞解剖室-案件編號8

案情:「你已經死了!」媒體的火星死亡筆記本

Mars_atmosphere
圖片來源:http://goo.gl/ooMB6q

第87屆奧斯卡頒獎典禮在台灣時間2/23上午登場,去年票房大賣的《星際效應》(Interstellar)雖只搶下最佳視覺特效獎,但是上映時可是刮起一陣猛烈的天文熱潮。記得當時,好像每個人都變成天文達人,對天文物理都能侃侃而談,說得頭頭是道,甚至出現將科學神學化的「星際效應大解密」活動,還有近期國內BBS大站PTT出現太陽閃焰末日的謠言(破解文:世界末日擦身而過?──破解太陽閃焰的謠言)等等,可見一般大眾對於遙遠天際源源不絕的好奇心(就像我們對外星人永不退散的狂熱);但是這些資訊是否可以讓民眾擁有正確科學知識呢?這讓解剖員不禁想起去年10月瀏覽新聞時看到一則以「移民火星等於送死? 科學家:現有技術只能活68天」為題的報導,當時讓解剖員心中的警示燈號連連響起,心中隱隱覺得哪裡有問題,報導中提到:

太空愛好者若想移民火星,以目前的進度看來可能要暫緩,因為最新研究顯示,人若是踏到火星環境,可能68天之內就會死亡。科學家則表示,人類若想在火星永遠定居,還需要開發新科技,以避免氧氣含量的喪失。

這篇新聞是報導「美國麻省理工學院」(MIT)對於「火星一號移民計畫」(Mars One)的技術評估報告(以下簡稱MIT報告),指出移民火星的侷限,但是新聞提到的研究報告在哪裡呢?68天又是怎麼來的呢?這則和我們日常生活似乎沒有緊密相關卻又意外搭上天文熱的新聞究竟是怎麼一回事呢?且讓解剖員帶著大家一步一步掀開它「神秘」的面紗。

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解剖:太快下定論的火星疑雲生死鬥

科學疑點一:被忽略的其它因素

在這篇新聞報導中,被提到的科學相關資訊包含:「最新研究」、「火星一號移民計畫」、登陸火星後約68天內死亡、在火星種植作物會產生大量氧氣等等,但卻對「MIT報告」中如何針對「火星一號移民計畫」與火星實地環境進行評估、計算等過程都略而不談,只擷取最後的結論,並將重點放在「只能活68天」。也許報導是很貼心地考量到一般民眾對科學新知的閱讀耐心,太難、太複雜的都看不懂,所以就只翻譯其中的一部份,然後相關的數據分析、圖表全都跳過。「MIT報告」如何分析「火星一號移民計畫」的數據才做出這份評估報告?報告中有什麼重要的訊息?又是如何進行實驗分析?全是一團謎啊。

因為新聞中沒有附上原文報告連結,所以解剖員只好先搜尋「MIT報告」才漸漸撥雲見日,該份報告中指出研究人員開發了一套分析工具,並運用這套工具模擬與分析火星居住地的各項數值,在報告中都有相當詳細與完整的說明。報告的一開始就指出「就地資源利用」ISRU,In-situ resource utilization,從其他行星獲取資源的技術,降低從地球運送物資的負擔,增加太空探索的續航力),以及「生命維持技術」(Life support technologies)兩者是「火星一號移民計畫」是否能夠成功的重要關鍵,兩個因素必須一起考慮,而氧氣就是資源與生命維持技術的連結關鍵之一。

但是,這篇新聞報導只有提到「生命維持技術」,完全忽略「就地資源利用」的重要性,對於報告中的關鍵分析也沒有說明,就單單抓取一般民眾「可能」會有興趣或看得懂的數值、名詞,例如:存活68天、環境變得易燃等,新聞報導不就是民眾「知」的權利嗎?其實記者大可大膽一點都翻譯出來,或是將翻譯稿附在新聞最後,不要剝奪民眾多看、多學的機會呀!(敲碗)

科學疑點二:「68天」是怎麼計算出來的呢?

這篇新聞從標題到內容共提到三次「68天」,這令人過目難忘的「68天」又是如何怎麼來的呢?

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我們回頭來看看「MIT報告」,報告中所謂的68天,是分析「火星一號移民計畫」的「生命維持單位」(Life support unit)後所得出的數值,指出若沒有「就地資源利用」的補給,第一批人員抵達火星後,會因為環境中「氧分壓」(oxygen partial pressure)過低而導致大約在68天左右會有窒息的危機(如下圖)。新聞報導內沒有提到「就地資源利用」補給的問題,才導致致死的危險;而且,「MIT報告」提到的68天是預估值,報告中使用的英文單字是approximately(大約),描述口吻可沒有這篇新聞所說那樣肯定唷。

缺氧門檻
資料來源:MIT報告(P.10)

況且,68天是在沒有「就地資源利用」補給的情況下所做出的預估值,若是在「火星一號移民計畫」預計啟動的2024年(有些報導寫2023年),說不定到時候已經發展出更先進的科技,解決物資運送的問題,或是成功開發火星的「就地資源利用」技術,那麼,此時新聞論斷的68天是不是變得太過武斷呢?至今尚未開發出定居火星的技術,也缺乏實際經驗,一切都是經由專家進行實驗、模擬、推估,新聞怎麼能毫無保留地對不那麼確定的事情妄下定論呢?

此外,新聞首段說:「人類若想在火星永遠定居,還需要開發新科技,以避免氧氣含量的喪失」,第三段又說:「依實際情況,這樣做會產生大量的氧,使得環境變得『易燃』,因此某種形式的去氧系統是有必要的。」解剖員不太能理解,氧氣究竟夠不夠?到底要發展避免氧氣喪失的科技?還是要開發去氧系統?可以說清楚一些嗎?看得好混亂啊(眼球暫時喪失對焦能力)。

接下來看看媒體上的問題:

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媒體疑點一:數字並非神諭

數據不僅是科學研究的重要工具,也是和日常生活息息相關的生活語言,[1]拜媒體之賜,我們已經且非常習慣用「數據」衡量許多事情,而媒體也喜歡用數據操作新聞,當然,這些年來也成功利用數據引起很多話題,例如:驚!多吃一片烤吐司 致癌物就超標?!本土瘦肉精更毒兩千倍食安問題是操作重點)、別再被電子菸給騙了!致癌物竟比香菸多10倍等等;再加上將數據當成標題,看起來好像更科學、更專業;但是,我們似乎很少會去追問這些數據怎麼來的?是經過什麼實驗過程?可信嗎?都不會出錯嗎?

我們要注意的是數據並非神諭,數據也是人類產製出來的資訊,看到一個數字時,要先找出原始資料(raw data)是什麼。我們的科學新聞報導常常很迷戀數據的威力,但是數據指的是有單位的量、機率或是倍數(特別要小心驚人的倍數)?數據是由什麼人用什麼機器或框架產製?數據之間是否有關係?關係是否錯誤?因果是否錯置?假如一篇科學新聞的標題就已經用數據來誤導大眾的邏輯思考,那麼我們就要特別地小心。

媒體疑點二:小心標題的陷阱

解剖員在閱讀新聞時,一般習慣先掃描標題,再挑選有興趣、看起來很可疑的,然後再細讀新聞內容;但是,對於生活忙碌的現代人來說,有時候只看標題而沒時間看內文,在這樣的情況下,很容易掉進標題製造的陷阱裡面,尤其是報導品質低劣的媒體,利用標題營造誘人或驚悚的效果,吸引民眾的目光,卻不能帶給民眾正確的報導,不能不小心啊。

這篇科學新聞也犯了這個毛病,報導中完全忽略了科學模擬、推算的邏輯過程,而直接取用結果,並用一般民眾較為有感的數據當成標題:「科學家:現有技術只能活68」,但我們仔細看看新聞內容,第一段:「可能68天內就會死亡」、第三段:「推斷第一批人會在登陸後68天左右死亡」,奇怪!標題不是說只能活68天嗎?內文卻又變得好像不那麼確定,標題和內文出現不一致的情況,究竟要相信哪一個說法?另外,標題前半說「移民火星等於送死?」末段又說提到主辦單位對於移民所需的技術都已成型,究竟如何呢?相當矛盾啊。(嘖嘖)

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看到這裡,你還要在瀏覽新聞的第一時間就相信標題嗎?解剖員慎重地呼籲大家:請大家注意,有些新聞標題已經喪失原本功能,請小心服用,切莫囫圇吞棗。(認真魔人)

媒體疑點三:援用國外媒體的落差

依據解剖員瀏覽國內科學新聞多年的經驗顯示,國內的科學新聞有一大部分是來自翻譯國外媒體的報導,而且,通常都不那麼喜歡附上援用的「國外媒體」名稱與「原始研究報告」的來源,所以當我們要查證某篇新聞報導時,通常都要花一點時間才能找到原始資料,接著才能進一步確認新聞的可信度(記者朋友們為什麼要耍神秘呢?把原始資料附上來是很值得鼓勵的作法啊,請踴躍跟進,謝謝大家);而這篇新聞可是有明確寫出是引用自英國的《赫芬頓郵報》(Huffington Post)的喔(鼓掌)。

但是,解剖員在《赫芬頓郵報》網站以關鍵字「Mars one」搜尋,一共找到11篇相關的報導,卻怎樣都無法和國內這篇報導直接連結起來,因為國內的這篇報導有許多細節在《赫芬頓郵報》中也無提及,例如國內報導指出主辦單位會再嚴格選出24人,但《赫芬頓郵報》卻沒有提到24人的訊息;又如國內報導指出希望到了2024年可以在火星建立永久殖民地,但《赫芬頓郵報》好幾篇報導都是寫2023年,而不是2024年;又如《赫芬頓郵報》的報導完全提到68天這個數據等等,落差甚大。

因此,解剖員推測,這篇新聞應該不只有參考《赫芬頓郵報》的報導,應該還有涉獵其他媒體的報導,若是如此,解剖員認為負責任的媒體應該要檢具消息來源,詳細列出所有參考的資料,以免被貼上援用不實的惡名喔。(啾咪)

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解剖總結:新聞媒體不是鐵口直斷的算命師!

解剖員認為,「MIT報告」的核心是根據「就地資源利用」以及「生命維持技術」來做技術評估,卻因為媒體記者科學素養的不足(也可能沒時間看「MIT報告」),所以只能拿民眾易懂的數據來鋪排新聞;而且下標題時不懂保留,將致死危險加以渲染成死亡,並去除「估計」的字眼,直接說明只能存活68天,實在非常不應該。

本來媒體因應時事報導科學新聞,這就是很好的開端,但不應該只是趕風潮或是沾醬油般地簡化,科學講究據實報導,時事講究持續追蹤,就看媒體對此科學議題的重視程度。同樣是天文議題,以2014年11月人類科學盛事──彗星追蹤器羅賽塔(Rosetta)的探測器菲萊(Philae)成功登陸彗星為例,解剖員特別要表揚這篇引用歐洲太空總署影片的報導(探測器菲萊成功登陸彗星),它不僅簡潔而且包含了新媒體資訊圖像化的有趣要素,非常值得其它媒體的參考。綜合以上分析,本解剖室給這一則新聞報導評以如下評價(13顆骷髏頭):

綜合剖析評比-科學偽新聞指數(滿分五顆)

「忽略過程」指數:☠☠☠☠

「不懂保留」指數:☠☠☠☠

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「關係錯置」指數:☠☠☠

「多重災難」指數:☠☠

 

(策劃/寫作:簡克志、賴雁蓉、黃俊儒)

[1] 參考《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》第二章。台北:時報,2014。

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文章難易度
科學新聞解剖室_96
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「科學新聞解剖室」是由中正大學科學傳播教育研究室所成立的科學新聞監督平台,這個平台結合許多不同領域的科學解剖專家及義工,以台灣科學新聞最容易犯下的10種錯誤類型作為基礎,要讓「科學偽新聞」無所遁形。已出版《新時代判讀力:教你一眼看穿科學新聞的真偽》《新生活判讀力:別讓科學偽新聞誤導你的人生》(有關10種錯誤的內涵,請參見《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》一書)。

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4254字 ・閱讀時間約 8 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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奪命瞬間!劇烈撕裂性胸背痛恐是「主動脈剝離」,醫師解析分型與微創保命關鍵
careonline_96
・2026/04/16 ・2123字 ・閱讀時間約 4 分鐘

猛爆性胸痛!主動脈剝離常伴隨致命併發症,外科手術、微創主動脈支架解析,心臟血管外科醫師圖文懶人包

突發劇烈撕裂性胸背痛,當心是致命「主動脈剝離」!若延誤恐引發中風或猝死。本文由醫師解析甲乙型差異,並帶您了解開放式手術與微創支架等保命治療關鍵。

「那是一位中年男性,有天中午在搭車的時候突然發生非常劇烈的胸痛及背痛,痛到全身冒冷汗,而被送到急診室。」林口長庚醫院心臟血管外科主任陳紹緯教授表示,「經檢查確認為乙型主動脈剝離(Type B),患者便住進加護病房密切觀察。」

後續經藥物治療血壓仍無法良好控制,且追蹤電腦斷層後發現主動脈剝離進展,因此患者接受微創主動脈支架置放手術。陳紹緯教授說,在先進影像系統的導引下,醫師利用主動脈覆膜支架封住主動脈內膜裂孔,患者順利恢復,目前持續在門診追蹤治療。

主動脈是人體最大的動脈血管,管壁構造分為三層:內層、中層與外層。陳紹緯教授指出,當主動脈內膜出現裂孔,血液會灌入血管壁中,形成血管壁撕裂的現象,稱為「主動脈剝離」。

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出現主動脈剝離時,血液原本流通的管腔稱為「真腔」,而血液灌入撕裂處所形成的空間則稱為「假腔」。

主動脈剝離爆發胸痛

主動脈剝離較常出現在男性,危險因子包括高血壓、老年人、動脈粥狀硬化、結締組織疾病、家族病史等。

主動脈剝離通常是突然發作,患者會感到非常劇烈的撕裂性胸痛,疼痛可能由前胸延伸至背部,常伴隨呼吸急促、全身冒冷汗。陳紹緯教授說,若剝離延伸至供應腦部的血管,可能導致腦中風;若影響冠狀動脈,可能引發心肌梗塞;若波及脊椎供血,可能造成下肢癱瘓;若影響腎動脈,可能造成急性腎衰竭。主動脈剝離也可能造成血胸、腸缺血、下肢缺血壞死等嚴重併發症。

主動脈剝離恐致嚴重併發症

臨床上會根據剝離位置將主動脈剝離分為兩型,「甲型主動脈剝離(Type A)」與「乙型主動脈剝離(Type B)」。陳紹緯教授說,剝離範圍包括升主動脈稱為「甲型主動脈剝離(Type A)」,剝離範圍僅降主動脈稱為「乙型主動脈剝離(Type B)」。

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甲型主動脈剝離(Type A)是威脅生命的急症,需立即進行緊急手術治療,也有許多患者在發作時即猝死;乙型主動脈剝離(Type B)則需住進加護病房密切觀察,視情況採藥物或介入治療。

主動脈剝離治療

甲型主動脈剝離(Type A)的治療以開放式手術為主,由心臟血管外科醫師打開胸腔,切除剝離的主動脈段,並以人工血管重建主動脈結構。

乙型主動脈剝離(Type B)的治療方式包括藥物控制與微創主動脈支架置放手術。主動脈支架包覆一層薄膜,展開後可貼合主動脈壁,封閉內膜裂孔,阻止血液進入假腔。

微創主動脈支架置放手術一般會從腹股溝處將導管放入股動脈,在先進影像系統的導引下將覆膜支架送至主動脈病灶,確認位置後展開支架,讓血液在支架內流動,避免再度灌入裂孔。陳紹緯教授說,若主動脈弓的動脈受到影響,便需要透過另一個刀口進行血管繞道手術或支架手術來重建腦部或上肢血管血流。

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主動脈剝離患者在接受主動脈支架手術後,請務必定期回診追蹤,並嚴格控制血壓、血糖、血脂,以降低再發風險。

筆記重點整理

  • 主動脈剝離通常是突然發作,患者會感到非常劇烈的撕裂性胸痛,疼痛可能由前胸延伸至背部,常伴隨呼吸急促、全身冒冷汗。主動脈剝離也可能造成腦中風、心肌梗塞、血胸、腸缺血、下肢癱瘓、下肢缺血壞死、急性腎衰竭等嚴重併發症。
  • 剝離範圍包括升主動脈稱為「甲型主動脈剝離(Type A)」,剝離範圍僅降主動脈稱為「乙型主動脈剝離(Type B)」。甲型主動脈剝離(Type A)是威脅生命的急症,需立即進行緊急手術治療,也有許多患者在發作時即猝死;乙型主動脈剝離(Type B)則需住進加護病房密切觀察,視情況採藥物或介入治療。
  • 甲型主動脈剝離(Type A)的治療以開放式手術為主,由心臟血管外科醫師打開胸腔,切除剝離的主動脈段,並以人工血管重建主動脈結構。
  • 乙型主動脈剝離(Type B)的治療方式包括藥物控制與微創主動脈支架置放手術。主動脈支架包覆一層薄膜,展開後可貼合主動脈壁,封閉內膜裂孔,阻止血液進入假腔。若主動脈弓的動脈受到影響,便需要透過另一個刀口進行血管繞道手術或支架手術來重建腦部或上肢血管血流。
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不想戴老花眼鏡有救了?揭開「老花眼藥水」背後的針孔效應與市場大戰
PanSci_96
・2026/04/15 ・2226字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 AI 協助生成,內容經編輯審閱。

你是不是也開始覺得,看手機的距離得越拿越遠,餐廳菜單上的字也變得有些模糊?沒錯,老花眼(Presbyopia)是每個人生命中難以逃避的生理關卡。目前全球有超過二十億人飽受老花之苦,長期以來,我們似乎只能無奈地戴上老花眼鏡,或是尋求侵入性的雷射手術。但近年來,醫學界出現了令人振奮的突破——「老花眼藥水」。滴一滴眼藥水,就能暫時告別老花眼鏡?這到底是甚麼黑科技?

為什麼會老花?傳統矯正方式有什麼盲點?

老花眼的根源在於眼內「晶狀體(Crystalline Lens)」的老化。年輕時,晶狀體充滿彈性,能隨著睫狀肌的收縮改變形狀,就像相機鏡頭一樣精準對焦。然而,隨著年紀增長,晶狀體內的膠原蛋白因為長期的氧化壓力而產生化學變化(形成雙硫鍵),導致晶狀體變硬、失去彈性。當它無法再聽從睫狀肌的指揮時,我們的眼睛就失去了看清楚近距離物體的能力。

過去,解決老花眼主要依賴光學矯正或手術。老花眼鏡雖然直接,但在看遠和看近之間必須頻繁摘戴,常讓人覺得麻煩,忘了帶眼鏡更是讓人焦慮;漸進多焦鏡片則有視野邊緣扭曲的問題,需要長時間適應,甚至會引發頭暈。而若是選擇多焦點隱形眼鏡,中高齡族群又常伴隨乾眼症,戴起來十分不適。至於單眼視力雷射或人工水晶體置換等手術,不僅費用高昂,不可逆的侵入性也伴隨著對比敏感度下降及夜間眩光等後遺症,讓許多人望之卻步。

「治本」太難,不如靠「針孔效應」治標?

為了解決傳統治療的痛點,各大藥廠開始研發能改善老花的眼藥水。從藥理機制的分類來看,研發方向主要分為兩大派別:「晶狀體軟化劑」與「縮瞳劑」。

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科學家們最初滿懷理想,試圖開發能打破晶狀體老化化學鍵的「晶狀體軟化劑」(如 Novartis 的 UNR844 專案),希望讓晶狀體恢復彈性,達到徹底「治本」的效果。可惜的是,眼球內部的無血管封閉環境難以讓藥物達到足夠濃度,且打破化學鍵的過程極難精準控制,不僅未達預期療效,還可能引發白內障。隨著這條研發路徑在臨床試驗中受挫,產業界將資源全面轉向了另一條路徑——「縮瞳劑」。

縮瞳劑不改變晶狀體的結構,而是利用光學原理中的「針孔效應(Pinhole Effect)」。就像攝影機縮小光圈可以增加景深一樣,縮瞳劑會刺激瞳孔括約肌,使瞳孔縮小。當瞳孔縮小至 1.6 到 2.5 毫米的黃金區間時,能有效過濾掉周邊散射的光線並減少球面像差,大幅增加眼睛的「焦深」。這樣一來,不需改變晶狀體的形狀,患者就能看清楚近處和中距離的影像,同時也不會影響遠處的視力。

從霸主到挑戰者,老花眼藥水的市場大戰

自從 2021 年美國 FDA 核准了全球首款老花眼藥水 Vuity 之後,這個被視為眼科研發領域的「重磅炸彈」級市場便正式點燃戰火。目前市場上有幾個主要競爭者,各自在成分與技術上祭出奇招:

1. 先行者 Vuity(AbbVie):作為市場霸主,Vuity 採用 1.25% 濃度的毛果芸香鹼(Pilocarpine),點藥後約 15 分鐘生效,藥效維持約 6 小時。它的優勢是搶佔先機與知名度,但作為第一代產品,其容易引起頭痛、眼白泛紅等副作用成為對手攻擊的弱點。 2. 挑戰者 Qlosi(Orasis):同樣使用毛果芸香鹼,但將濃度大幅降至 0.4%,且搭配不含防腐劑的獨特配方。Qlosi 於 2023 年獲批,主打「舒適度」,試圖吸引那些因為 Vuity 副作用而停藥的患者。 3. 長效複方 Brimochol PF(Visus):目前處於研發後期的 Brimochol PF 則主打「長效」。它巧妙結合了強效縮瞳劑(Carbachol)與防止瞳孔再次放大的成分(Brimonidine),有望將藥效延長至 8 到 10 小時,解決了第一代藥物一天需頻繁點好幾次的痛點。 4. 黑科技給藥 LNZ100(Eyenovia):這款研發中的產品採用了更具「瞳孔選擇性」的成分 Aceclidine,專注作用於縮瞳而不影響睫狀肌,大幅減少了眼痛感。此外,他們還搭配了獨家「Optejet 微量噴霧技術」,透過更精準的給藥減少藥水溢流,直接從硬體設備端進行降維打擊。

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滴一下就完美?不可忽視的副作用與風險

雖然老花眼藥水聽起來像是一秒變年輕的魔法,但它並非毫無缺陷。在臨床應用幾年後,醫界也提出了幾項重要的安全警示:

首先是「夜間視力下降」。因為瞳孔縮小,進入眼睛的光線變少了,導致在昏暗環境下視力明顯變差。因此,點藥後絕對不建議進行夜間駕駛。其次是「初期不適感」,包含眉骨痠痛、頭痛和眼睛充血,這主要是因為藥物刺激睫狀肌痙攣所引起。最後,也是最重要的警示——「視網膜剝離風險」。FDA 已要求 Vuity 更新標籤警告,因為睫狀肌的收縮可能會牽扯到視網膜,在極少數情況下增加視網膜撕裂或剝離的風險,高度近視患者在使用前必須經過眼科醫師的嚴格評估。

結語

老花眼藥水的出現,無疑為 40 到 55 歲的輕度老花族群提供了一個全新的「無鏡片」選擇。從傳統的光學矯正,到如今利用「針孔效應」的藥理學突破,我們見證了科學如何優雅地解決人類老化的痛點。雖然目前的產品仍需面對延長藥效與降低副作用的挑戰,目前的態勢更是「一超多強,差異化生存」。但隨著各大藥廠的激烈競爭,未來的產品勢必會越來越完善。或許在不久的將來,早晨出門前滴一滴眼藥水,輕鬆滑手機、看菜單,將成為我們日常生活的新常態。

參考資料

  1. Charman WN, Whitefoot H. (1977) Pupil diameter and the depth-of-field of the human eye.
  2. U.S. Food and Drug Administration (FDA) label update for Vuity regarding retinal detachment risks.
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