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【科學簡史】納粹醫師心中的惡魔–人體試驗的黑暗史(1)

miss9_96
・2016/01/16 ・3610字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 504 ・六年級

「身為醫師,我將竭盡所能的幫助病人,不執行會傷害或致人於死的手術。」-希波克拉底醫師誓約。

「在這裡,為了打造亞利安人種,納粹醫師將化學物質注入兒童的眼睛,希望創造出藍色的眼睛。」-在奧斯威辛(Auschwitz)集中營。

用肉身開啟真理之門-孤獨的心導管之父

「人體試驗:徵求受試者……」,台大醫院的長廊裡,年輕的學生看著公告正思考著,他並不擔心實驗的安全性,心中只計算著那500元的營養金划不划算。他從來沒有想到,眼前的這些人體實驗,也有著自己的故事,故事裡有著用自己的肉身窺見真理的醫師,也有披著白袍的死亡天使,更有著堆積如山的屍體以及許多慘無人道的實驗。這個橫跨半個世紀多的漫長故事,就讓我們從二戰前的一名德國醫師,和他的導尿管開始說起吧……

1929年,經濟大蕭條的寒風正要吹向歐洲,此時希特勒還只是個微不足道的小人物,一名年輕的德國醫師正執行著史無前例的人體實驗,25歲的沃納·佛斯曼(Werner Forßmann)醫師正將導尿管插入一名男子的左臂裡,他興奮地快速推進,看著導尿管沿著靜脈迅速地爬上肩膀、鎖骨,漸漸地靠近了男子的心臟,佛斯曼覺得血脈噴張、興奮不已…

數週前,佛斯曼深深地為一幅素描著迷,那是張動物實驗的素描,畫中的科學家用塑膠管深入馬的心臟,直接量測心臟的搏動與壓力變化。對佛斯曼而言,這幅畫散發出難以言喻的魔性,他日夜的想著-「這能用在活人身上嗎?」。毒癮般的求知慾折磨著這名年輕醫師,終於他下定決心,要找個活人來達成心中的慾望,趁著四下無人,他走向了診所裡的護士…

佛斯曼將護士綁好後,腎上腺素湧遍全身,他用力地割開靜脈,今晚,他一定要碰觸到活人的心臟,只不過,佛斯曼的目標,是自己的心臟!

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絕不可執行會讓受試者死亡的實驗!除非,受試者本人就是進行實驗的醫師」-紐倫堡公約(The Nuremberg Code),1947年。

多年後,佛斯曼回想時說道:「我認為,如果實驗可能會出問題時,那受試者就應該是我自己,絕不是其他人」。佛斯曼走進了X光室,由於還有條導尿管在左手裡,佛斯曼只得用右手調整螢光板,拍下了醫學史上第一張「心導管」的X光片。從那一刻開始,佛斯曼手裡的那根導尿管,逐漸發展成葉克膜冠狀動脈氣球擴張術等數不清的救命科技,全都源自於佛斯曼醫師那毒癮般的求知慾,和捨我其誰的自體實驗精神。

但不幸的是,當時的醫界無法接受如此新穎的概念,報告刊出後反倒引來排山倒海的抨擊,佛斯曼醫師被同儕嚴重排擠,他的所有實驗,都得不到支持。而在當時,雖然佛斯曼醫師擁有納粹黨黨籍,但他拒絕黨部提供活人受試者,堅持只用自己的肉體進行實驗:「我絕不會為了自己的夢想,而將病人的身體當做天竺鼠般地使用!」。不久,二戰開打,佛斯曼醫師為了祖國而選擇參戰,他被派去冰冷的蘇聯戰場,迎向隨時會戰死的未來……

佛斯曼
左:佛斯曼醫師;右:佛斯曼將導尿管伸入心臟的X光片。from: wikimedia

而佛斯曼醫師於戰場中求生的同時,德國境內也有一群醫師-一群被心中的惡魔所吞噬,化身為撒旦的死亡醫師,而他們所創造的地獄,我們稱之為-「納粹集中營」。

披著白袍的死亡天使-慘無人道的人體實驗

披著白袍的約瑟夫·門格勒(Josef Mengele)冷冷地看著一對對的雙胞胎送進奧斯威辛集中營,他是名醫生,但他的外號更響亮,人稱-「死亡天使」。病態的意識之下,門格勒堅信他能夠打造出金髮、碧眼又高壯的完美人種,他只需要一些材料,一些「活著的」材料而已……

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大屠殺倖存者蘇珊·薇戈禮托(Susan Vigorito)緩緩的說道:「我和雙胞胎妹妹被關在狹小的木籠裡,門格勒會反覆地從我的腿上割去一點組織,或是在我妹妹的脊柱裡注射液體,整整一年」。門格勒還會將化學物質注射進孩童的眼睛裡,試圖製造出藍色的瞳孔。各種意義不明的實驗殺死了許多人,大約1000對雙胞胎成了門格勒的實驗「材料」,約800對死在他的手裡。當年僅3歲的薇戈禮托活了下來,但他的妹妹卻再也沒有離開奧斯威辛集中營。

無意義的殺戮實驗當然令人髮指,但如果是用科學之名包裝成的虐殺呢?

1941年,希特勒對蘇聯開戰,包括佛斯曼醫師在內的數百萬名德軍,湧入冰天雪地的環境。而在德國境內的西格蒙德·拉舍爾(Sigmund Rascher),卻以科學之名,用活人測試寒冷對身體的影響,許多人被迫浸泡在冰水裡直到凍死為止,數百名囚犯因此死亡。而除了失溫的實驗外,拉舍爾也強迫囚犯連續喝12天的海水,模擬飛行員迫降於海面的情況。而更殘忍的實驗是將囚犯關在減壓艙中,讓活人經歷失壓的過程後,再鋸開大腦來觀察血管內氣泡的產生。在拉舍爾所控制的達豪(Dachau)集中營裡,死亡有時候反而是一種解脫……

三名醫師,三種結局

二戰末期,納粹德國敗局已現,佛斯曼醫師、門格勒、拉舍爾三人的命運也隨著戰爭快速流轉。1945年時,拉舍爾因犯罪而被處死,和被他殺死的許多人一樣,葬身於達豪集中營裡。而門格勒假扮成一般士兵,躲過追緝後流亡到南美洲,直到1979年在巴西意外溺斃後才被確認身分。而始終堅持人性的佛斯曼醫師則在戰火中存活了下來,1945年時游過易北河後向美軍投降,戰後以泌尿科醫師的身份默默地生活著。在惡魔的年代結束之際,三名醫師分別擁來了他們各自的結局……

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nazi being judged
左上圖:將人浸入冰水當中,藉此研究在低溫下人體的反應;左下圖:故意讓小孩感染結核菌,並切除腋下的淋巴腺,測試人體的免疫力;右圖:紐倫堡審判中,對卡爾·勃蘭特(Karl Brandt)醫師的審判,他被控同意並參與非人道實驗和其他戰爭罪行,最後被判絞刑。from: wikimedia

用屍體換來的規範-紐倫堡守則

堆積如山的屍體、骨瘦如柴的幸存者,那些泯滅人性的實驗震撼了全世界。1948年在紐倫堡進行的醫師審判,被告的醫師之中,不乏知名的科學家,如施靈(Klaus Karl Schilling)曾是國際瘧疾研究聯盟的成員,戰時卻刻意讓一千多名囚犯感染瘧疾來進行科學研究。科學家在戰爭期間荒唐的行徑,讓美國醫師里昂·亞歷山大(Leo Alexander)動筆起草人體實驗中應有的道德規範,也就是今日我們熟知的「紐倫堡公約」,寫明了醫師在任何情況之下,都不得傷害受試者(除非受試者就是醫師本人)。而1964年在芬蘭舉辦的全球醫師大會更提出「赫爾辛基宣言(The Declaration of Helsinki)」,說明了受試者有絕對的權利了解實驗內容,保障了受試者「知情同意」的權益。

數十年的努力之下,美國和其他國家都誓言杜絕非人道的臨床實驗,全世界都認為這種惡魔般的人體實驗不會再出現了。

我們都錯了。

遲來的公道-1956年諾貝爾醫學獎

讓我們把時光退回到1956年的西德,51歲的佛斯曼醫師已在郊區執業六年,一生坎坷的他歷經了學界的排擠、戰爭的砲火,甚至在戰後,西德政府還禁止他從事醫療業務五年之久。而由他年少時所開啟的心導管領域,早在大西洋彼岸的美國發揚光大,但這數十年來,佛斯曼醫師卻完全被學界捨棄,直到全世界都已經遺忘了佛斯曼醫師的姓名時,來自瑞典的斯德哥爾摩捎給了他一則訊息:

我們決定將諾貝爾醫學獎授予沃納·佛斯曼先生,以表彰您對心導管的開發,以及應用於相關疾病上的貢獻」-1956年 [註1]

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這個遲來的榮耀,代表著佛斯曼醫師年輕時的犧牲,終於獲得了肯定。獲得諾貝爾獎後,各界的榮譽先後湧向佛斯曼醫師,他的偉大不只是勇於用自己的身驅開啟真理之門,更值得敬佩的是,佛斯曼醫師活在道德模糊的納粹年代裡,戰勝了心中的惡魔。從那張自體實驗的心導管X光片算起,相隔了26年,諾貝爾和這個世界終於還給了佛斯曼醫師一個公道。1979年6月1日,心導管之父離世,享年74歲。

心導管
心導管已經發展成許多的救命技術,包括血管支架、導管心臟瓣膜置換術(Transcatheter heart valve replacement)、主動脈內氣球幫浦(Intra-aortic balloon pump)等。左上圖:心肌梗塞;右上圖:緊急施予氣球擴張術後,可看到血流通路已被打開;左下圖:施行氣球擴張術的導管;右下圖:臨床上已取代氣球擴張術的血管支架技術。from: Denise Chan & wikimedia

本文感謝衛生福利部台東醫院檢驗科張昱維(Yu-Wei Chang)協助

  • 註1:佛斯曼醫師和迪金森·理查茲(Dickinson W. Richards)、安德烈·弗雷德里克·考南德(André Frédéric Cournand)三人共享1956年的諾貝爾醫學獎。後兩位是在美國執業的醫師,主要的貢獻在於延續並發揚心導管應用。

參考文獻

  • Victor Cohn (1987) Self-Experimenters Tested Anesthesia, Yellow Fever, Safety Harnesses, The Washington Post, USA, Washington, D.C.
  • Lawrence K. Altman (2000) 誰先來?:在自己身上做實驗的醫生,天下文化,中華民國,台北
  • Werner Forssmann – Biographical。諾貝爾獎官方網頁。
  • David Bogod (2004) The Nazi Hypothermia Experiments: Forbidden Data? Anaesthesia, 59, 1155-1156
  • Baruch C. Cohen (1990) The ethics of using medical data from Nazi experiments, Journal of Halacha and Contemporary Society, Spring; No. 19:103-126
  • Eugene Garfield (1989) Citing Nazi Research: To Do So Without Condemnation Is Not Defensible, The Scientists, 3, 10

其他篇章:

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  1. 國家安全比人權更重要?–人體試驗的黑暗史(2)
  2. 是誰剝奪了病人自主的權力?–人體試驗的黑暗史(3)
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蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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間質性膀胱炎是什麼?有哪些症狀?如何治療?
careonline_96
・2024/05/15 ・2573字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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劉育志醫師:請問什麼是間質性膀胱炎?

蔡青倍醫師:間質性膀胱炎,其實是一個慢性非細菌性的膀胱炎,所以既然是慢性,通常這些病人,會有超過六個禮拜以上,不舒服的情況,怎麼樣的不舒服,其實是很像細菌性膀胱炎的,解尿疼痛、下腹痛,所以它的核心症狀其實是疼痛,它的診斷需要,還有輔助一些下泌尿道的症狀,譬如有一些解尿疼痛,頻尿、急尿,一直要去上廁所,這樣非常困擾的下泌尿道症狀,它的盛行率,其實在女生的族群比較常見,也許有八到九成都是女性的病患,而且相對是年輕的,平均可能是四十幾歲左右,會被做診斷,也因為慢性,所以是無時無刻,可能病人都有覺得這樣的不舒服,在這種解尿疼痛、下腹痛,無時無刻的影響,也因此這些病人的生活品質,是非常的差的,甚至有些人覺得這些病人的生活品質,甚至比洗腎的病人還要來得差。

劉育志醫師:請問在確診間質性膀胱炎,會遭遇哪些困難?

蔡青倍醫師:間質性膀胱炎,基本上是一個慢性的過程,所以很多病人,在一開始的症狀,本來就是比較模糊不清,或者是一開始的症狀,其實是反反覆覆發生,也因為有些病人會在性行為之後,或者是月經來以前,這樣的症狀又再發作,也因此像這樣的疼痛、解尿不舒服,很容易被診斷為泌尿道感染,也許這些病人在給了藥物治療之後,症狀又有稍微得到緩解,沒有再進一步追根究柢,把根本的原因找出來,也有一個文獻說,平均這些病人,要經過七、八年的時間,可能會遇到五到七位,不一樣的主治醫師,最後才得到診斷。

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劉育志醫師:請問間質性膀胱炎該如何治療?

蔡青倍醫師:第一步,要先能夠好好的照顧自己,跟疾病能夠長期共處,所以第一點的保守治療,要能夠先了解自己,應該會有一些壓力、情緒,或者是飲食,會讓疼痛、解尿不舒服的情況,又再次發作,所以如果找到自己容易誘發的因素去避免,以平常的生活習慣,維持一個良好的生活習慣,不要有太大的壓力,適當的飲水,去減少發作,在比較一些緊急發作的狀況,會需要用到一些藥物治療,這樣的藥物治療,還是以一些止痛劑,適當的止痛劑,或者是一些膀胱,或者是一些骨盆肌肉,放鬆治療藥物為主,很多病人應該也會問到說,目前有玻尿酸的膀胱灌注治療,這樣的治療其實是藉由玻尿酸的溶液,可以修復膀胱上皮的黏多醣層,對於尿液裡面的一些刺激物,就會比較沒有那麼敏感,這也是病人常常在我們門診,有可能會反覆回來,做灌藥的一個療法,如果口服藥物治療,或者是膀胱灌注治療,可能都沒有辦法紓解,這麼嚴重疼痛的狀況,也會有比較侵入性的,像膀胱進水擴張手術,或者是膀胱鏡的注射手術。

劉育志醫師:請問玻尿酸灌注會如何進行?

蔡青倍醫師:玻尿酸其實是 50 cc 的一個透明的溶液,它的結構因為跟膀胱表皮的,黏多醣層類似,也因此如果能夠灌注到膀胱內側,其實是可以修復,補充破損的黏多醣層,病人的症狀也會獲得緩解,在診間醫師會經由導尿的方式,將 50 cc 透明的玻尿酸,直接灌注到病人的膀胱內側,之後導尿管其實就可以拿掉,病人就可以馬上下來活動,也許過一、兩個小時之後,再自己把玻尿酸,隨著尿液一起排出來,其實就可以了,病人也許在灌注之後的幾天,甚至到幾個禮拜之內,就會覺得這樣的疼痛,解尿不適的狀況舒緩許多。

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劉育志醫師:請問玻尿酸灌注治療的選擇,有何注意事項?

蔡青倍醫師:其實在全球而言,這樣的玻尿酸產品非常多,目前真正進入台灣的品項,也都有台灣衛福部的核可,但是大家在選擇這樣的產品,其實可以注意,是不是有標明來源,它的純化,整個過程到底是怎麼樣進行,再來是這些產品,是不是都有比較多的文獻,去佐證它的使用概念,所以其實建議大家,在選擇產品的時候,是可以稍微詢問,玻尿酸的來源跟廠牌。

蔡青倍醫師:她(患者)在來看我之前,的確也經歷了超過五年以上,蠻痛苦的就醫過程,因為她在一開始的症狀,其實是有點反反覆覆,大部分其實是在憋尿之後,開始就會覺得肚子痛、排尿不順,解尿痛的狀況,她就到處去看醫生,反反覆覆、來來回回,她可能看了也許不下十家的醫院,一開始的症狀是會好的,可是在來看我的前面那一、兩年,就發現這樣的症狀,在吃了藥之後,變得好像沒有什麼效果,那一年她其實是沒有辦法上班,所以她的工作也因此就沒有,就變成到處看醫生,可以想像其實她的生活非常痛苦,她的說法是每天尿尿超過二、三十次,在經過膀胱鏡的檢查之後,確定這樣的診斷,我們幫她做的治療,除了口服藥物之外,其實是玻尿酸的灌藥治療,她其實也蠻認真配合,所以在第一個月,她每個禮拜都來報到,她覺得那一個月,是這幾年最大的轉折點,她開始比較有辦法出門,後來她的玻尿酸的灌藥治療,是採用一個比較維持性的療法,也就是每一、兩個月,她再回來接受治療,後面變得非常的穩定之後,我們也慢慢的拉長灌藥時間,可能到兩、三個月,再回來灌藥一次,而且幾乎所有的止痛藥,或者是頻尿的藥物治療,也都不太需要了,給我最大的鼓勵是,她也很高興的回來跟我說,她後來又找到了工作。

蔡青倍醫師:雖然她是一位蠻年輕的病人,目前也才三十幾歲,可是看得出來,她從很年輕的時候,就開始慢慢的出現症狀,經過了那麼長時間,吃藥跟就醫治療,最後找到了確切的治療之後,其實是可以維持一個非常好的生活品質。

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乳癌化療以外的新選擇?CDK4/6 抑制劑搭配抗荷爾蒙治療與停經針,延續患者生命!
careonline_96
・2024/05/10 ・2130字 ・閱讀時間約 4 分鐘

「那是一位大學教授,發現乳癌後便接受手術,不過大約一年半後發現肝臟轉移。」新光醫院乳癌中心主任鄭翠芬醫師表示,「因為患者屬於停經前荷爾蒙受體陽性、HER2 陰性乳癌,所以便開始接受口服 CDK4/6 抑制劑標靶藥物、抗荷爾蒙治療與停經針。」

經過一年的治療後,患者肝臟的腫瘤幾乎完全消失。鄭翠芬醫師說,經過討論後,患者決定接受手術,切除部分肝臟。術後患者持續使用口服 CDK4/6 抑制劑,至今又過了 4 年,病情依然維持穩定,都沒有使用到化學治療。因為是口服藥,沒有明顯肝心毒性副作用,只有些許的白血球低下,可透過調整劑量而控制改善,所以患者的生活沒有受到影響,依然在大學裡教書、作研究。

「這在過去是難以想像的狀況,因為以前的乳癌患者若出現肝臟轉移,都必須接受化學治療,而存活期大概僅有一年。」鄭翠芬醫師說,「CDK4/6 抑制劑不僅大幅提升治療成效,也讓患者能夠維持生活品質。經常有患者出國旅遊,回診時還特地帶小禮物來跟我們分享。」

鄭翠芬醫師說,從今年開始,停經前轉移性荷爾蒙受體陽性、HER2 陰性乳癌患者也納入健保給付,相信能帶給年輕的乳癌患者非常大的幫助!

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乳癌是台灣女性最好發的癌症,其中約有四成患者尚未停經。鄭翠芬醫師指出,確診乳癌後,會根據雌激素受體 ER、黃體激素受體 PR、人類表皮生長因子受體 HER2 等生物標記將乳癌分成幾種亞型,包括荷爾蒙受體陽性乳癌、HER2 陽性乳癌、三陰性乳癌等。

停經前乳癌患者以荷爾蒙受體陽性佔多數,而且癌細胞的惡性度較高,術後復發的風險也較高。鄭翠芬醫師說,由於停經前乳癌患者較年輕,在擬定治療計畫時,往往還會有生育、工作、家庭的考量。如果患者只有三十幾歲,可能要討論關於生育能力的保存。

治療停經前乳癌,一般需要讓患者進入停經的狀態,才能達到較好的治療效果。鄭翠芬醫師說,過去的作法是將卵巢切除,現在則可以用停經針,讓患者進入停經的狀態。在完成療程後,較年輕的患者還有機會恢復月經。

針對轉移性荷爾蒙受體陽性、HER2 陰性乳癌,以往只能使用化學治療,而在 CDK4/6 抑制劑標靶藥物問世後,治療成效大幅提升,是相當重要的治療工具。鄭翠芬醫師說,細胞週期素激酶 CDK(cyclin-dependent kinases)是調節細胞分裂週期的重要蛋白質,CDK4/6 抑制劑是一種細胞週期抑制劑,可以阻斷細胞分裂週期,進而抑制癌細胞的分裂複製,並延緩荷爾蒙抗藥性的出現。目前的國際治療指引建議使用 CDK4/6 抑制劑標靶藥物,搭配抗荷爾蒙治療與停經針。

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根據臨床試驗,停經前轉移性荷爾蒙受體陽性、HER2 陰性乳癌患者接受 CDK4/6 抑制劑標靶藥物,搭配抗荷爾蒙治療與停經針,能夠發揮顯著治療成效,延長存活時間。鄭翠芬醫師說,疾病無惡化存活期大概可達到 2 年以上,也有患者達到 3、4 年。

CDK4/6 抑制劑標靶藥物採用口服,便利性高,且副作用較化療少,有助維持生活品質。鄭翠芬醫師說,如今健保已將 CDK4/6 抑制劑標靶藥物、抗荷爾蒙治療與停經針納入給付,幫助停經前、停經後之轉移性荷爾蒙受體陽性乳癌患者降低經濟負擔。

停經前或正在停經乳癌婦女患者使用 CDK4/6 抑制劑,須與芳香環轉化酶抑制劑及停經針合併使用,並符合以下條件:

  1. 荷爾蒙接受體為:ER 或 PR>30%。
  2. HER-2 檢測為陰性。
  3. 經完整疾病評估後未出現器官轉移危急症狀(visceral crisis)且無中樞神經系統轉移。
  4. 骨轉移不可為唯一轉移部位。

「目前健保會給付 2 年 CDK4/6 抑制劑,在滿 2 年後,如果治療效果仍然不錯,可以考慮自費使用。」鄭翠芬醫師說,「有不少患者已經使用了 4、5 年 CDK4/6 抑制劑,病情都維持穩定,不用接受化學治療。」

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貼心小提醒

乳癌早期沒有症狀,建議定期接受檢查,才能早期發現乳癌。鄭翠芬醫師叮嚀,隨著藥物的進步,乳癌的治療成效也持續提升,不但能夠顯著延長存活期,也可維持生活品質。確診乳癌後,務必和醫師配合,盡快接受治療!