【肌少型肥胖症】:肌少成疾 — 獨立自主的第二人生,從練肌力開始
住在隔壁已邁入68歲的楊婆婆自從有糖尿病後,這 10 多年來,飲食都吃的很清淡,因為牙齒不好,所以肉都不太吃,四肢很瘦,走路蹣跚緩慢,年紀大了,也不敢到處跟家人朋友去旅遊,因為走一小段路,腳就會酸,更別說走有樓梯的步道了。
最近走路越來越緩慢,回診時聽醫師講解,才知道自己患了肌少症,因為肌肉量太少,才會導致走不動。為了不要跟楊婆婆一樣,讓我們一起來認識肌少症和學習如何預防吧!
■獨立自主的第二人生,從練肌力開始
其實生活中有太多機會需要舉超過兩公斤的重量,例如週末去菜市場買一週的菜並提回家,或是腳一拐卻能平衡回來沒有摔倒,這些都需要肌力。
肌力還能幫助你保持自主獨立,能夠上市場買菜,能到社區花園和老鄰居聊天,能抱起朝你衝來的孫子,這是每個人活到生命最終,都不想失去的生命品質。
相反地,萬一肌力退化,連上下樓梯、上廁所、穿衣等日常生活都變成考驗,活動能力退化造成生活處處不便,甚至危險,萬一跌倒,陷入失能臥床,需要花一筆錢找照護,從此人生變黑白。
更糟的是,許多人肌力愈來愈弱,並不是去運動強化肌力,而是逐漸減少活動或尋求省力的方式,例如二樓就不爬了,遠一點的地方也懶得去了,形成惡性循環[1]。
■肌少成疾
根據國民健康署106年「國民健康訪問調查」3,280位65歲以上老人中,約每6人,就有1位在一年內有跌倒的經驗(占15.5%)[2],也就是說,每六個老人就有一人有跌倒經驗,同一份調查中更顯示,在他們跌倒後,竟然有六成的老人不採取任何的措施來防止下一次的跌倒。
對於青年或是壯年人口來說,跌倒對於他們不會有太大的風險與傷害,重新站起來,拍一拍灰塵就能繼續往前走下去,就算發現身體有異狀,我們也能迅速發現並且迅速就醫。但是對於65歲以上的老人就不是那麼簡單的事。
嚴重跌到可能會造成老人長期臥床甚至死亡,或出現骨折、頭部受傷等情形,而且曾經跌倒的長者可能會因為害怕再度跌倒而更加依賴家人,家庭往往也會需要花費更多的心力與時間陪伴他們。
試想,如果這樣的情形不斷發生,在少子與高齡化趨勢難以逆轉的台灣,如何對抗衰老,讓家中的年長者遠離「失能」,是我們將會面臨的難關與挑戰。
■什麼是肌少症?與跌倒有何關聯?
肌少症是一種老化的現象。隨著年齡增加,各項生理器官功能都會逐漸降低,而肌肉的質量更是如此,當肌肉量與其強度、功能都呈現衰退,就是所謂的「肌少症」。
如果你有以下的症狀,就必須多加注意,例如:相較於過去,走路時是否比較不穩,容易腿軟無力?從椅子上起身是否變得吃力,需要依靠手的幫助?無法一口氣走樓梯上樓?
醫師表示,老人家常常說跌到骨頭斷掉是因為骨質疏鬆,其實原因常常是肌肉不夠,他沒有辦法平衡自己。人之所以能活動,是依靠著肌肉、骨骼與關節,而肌肉是帶動關節及骨骼的關鍵,如果肌肉強健有力,便能走得穩,也能夠減少骨骼、關節的負擔。所以「肌少症」的確牽動著年長者是否會跌倒的主因之一。
老年人如果同時擁有肥胖以及肌肉量不足時,稱為「肌少型肥胖症」。對於年長者健康的影響,比單純肥胖症或是肌少症更容易引發心血管疾病、代謝症候群、骨質密度減少等症狀,接著可能會讓老年人的面臨失能的困境,死亡率也會上升[3]。
■肌少型肥胖
肥胖會影響健康已是社會大眾普遍知道的常識。身體質量指數(body mass index, BMI)愈高,罹患肥胖相關疾病如心血管疾病、糖尿病、慢性腎病、甚至癌症等的機率也就愈高。
近年來,骨骼肌肉量對健康的影響逐漸意識抬頭。骨骼肌肉質與量的下降,若合併肌肉強度或功能的衰退則為肌少症(sarcopenia),會增加身體失能、罹病率與死亡率。
特別是在老人族群,自然老化過程身體組成會逐漸改變,肌肉質量減少伴隨脂肪組織增加。肌少症被認為是老年病症候群(geriatric syndrome)的表現,若同時併有肥胖則為肌少性肥胖(sarcopenic obesity, SO),對健康更是有加成負面的影響。老年人肌少性肥胖為近年重視及討論度高的議題。
同時符合肥胖及肌少症定義者,為肌少性肥胖患者。目前尚無統一的診斷共識,最常使用的標準為使用身體質量指數及身高或體重校正的四肢骨骼肌肉量(appendicular skeletal muscle mass divided by body height squared in meters,
ASM/ht2 或appendicular skeletal muscle mass divided by weight, ASM/wt) [4]。
■老人的肌少型肥胖症
肌少型肥胖症,屬於老年症候群的一種,隨著人口老化,盛行率也逐漸提升,增加疾病與失能風險。
當肌少症 (sarcopenia) 與肥胖症(obesity)同時存在時,便稱為SO。目前尚無SO的統一診斷標準。
肥胖指的是身體脂肪過多,常用指標包括身體質量指數(body mass index, BMI)、腰圍、脂肪質量(fat mass)百分比。WHO將肥胖定義為BMI>30,老人因為身高減少,BMI會高估老人肥胖的情形,特別是≧85歲的女性。老人可能同時有體脂肪比例增加及肌肉減少,但BMI無變化的情形[5]。
■研究顯示,肌少症造成老人健康之影響可分為三方面:
(1)肌少症對功能障礙和身體失能的影響:肌肉力量減少,下肢功能變差,因此較易跌倒、增加失能風險。
(2)因肌肉與身體的新陳代謝例如人體蛋白質的儲存、調整血糖的代謝等有關,故肌少症與糖尿病、代謝症候群等有相關性。
(3)老年人若同時存在肥胖與肌肉不足時,稱之為肌少型肥胖症,其對健康之不利影響比單一存在的肥胖症或肌少症更易引發心血管相關疾病、代謝症候群、骨質密度減少等,使老人的失能增加、死亡率上升[6]。
■肌少型肥胖四項自我檢測
日本國立長壽醫療研究中心院長荒井秀典在日本NHK健康頻道上提出若有以下徵兆,提高警覺:
•走路比別人慢
•曾經有過無法在交通號誌轉變前過馬路
•曾經無法打開寶特瓶
•無法單腳穿襪子[7]
■肌少性肥胖症的臨床挑戰
銀髮族罹患肌少症 (sarcopenia)者,外觀上體弱多病、步履蹣跚、齒危髮禿、行動遲緩、搖晃不穩等,這些外觀常被認為是年老後的必然後果,一般人認為年邁體衰只是想當然而的老年無奈,對於肌肉無力的抱怨,常常給予平淡的回應,令病患徒呼負負;近年來許多專家期望從多方面改善銀髮族的體適能和生理機能,以防治肌少症。
臨床上除檢測肌肉量及肌力、步行速度外,目前並無明確的生化檢查指標可供評估肌少症,肌肉量檢測可用雙能量X光吸收儀(dual energy x-ray absorptiometry, DXA)、生物電阻抗分析儀(bioeletrical impedance analysis, BIA),肌力測定可採用手握力 (男性<26kg;女性<18kg),身體機能可評估行走速度(<0.8m/s)或起立速度,用以評量病患的肌少症程度;但各團隊定義肌少症程度的標準不同,且前述檢測項目未能完全反應出療效,因此治療難有共識,唯有及早預防保健,落實保健養生觀念,才是根本防治之道。
原則上防治須增加病患的活動量和改善營養,但應考量個別病患的最佳劑量需求;防治上需同時注意針對潛在病因和併發症的防治。最好諮詢相關醫事人員和營養師,共同從增加身體活動量、攝取適量蛋白質和營養著手。
可是高齡病患較難安全地完成足量運動,且其代謝和消化系統已較退化,平日食量較小,食慾減退,如果為了要提高肌肉量而要求他們去攝取大量蛋白質,是否會使老年人的腎臟超載,都是很大的挑戰。近年來雖然有些特殊營養品或藥物被開發出來,但在驗證療效的實證醫學得到證實之前,仍應先諮詢,才能安全[8]。
【Reference】
1.來源
➤➤資料
[1](大人社團 - 與你一起實踐美好生活)「從走路痛到穿高跟鞋參加健美!76歲阿嬤4招打敗肌少症、練出好肌力」:https://club.commonhealth.com.tw/article/3168
[2] (衛生福利部 - 國民健康署)「五」功秘笈學起來 防跌大師就是你!:https://www.hpa.gov.tw/Pages/Detail.aspx?nodeid=4141&pid=13090
[3] (小世界新聞)「肌少成疾 肌少症與重訓迷思」:https://bit.ly/3CCIzgG
[4] (台灣家庭醫學醫學會)(家庭醫學與基層醫療 第三十五卷 第九期)「肌少性肥胖診斷及治療建議」: https://www.tafm.org.tw/ehc-tafm/s/viewDocument?documentId=324cce8c973e4834b8c519d52e769cd2
[5] (台灣家庭醫學醫學會)「老人的肌少型肥胖症」(家庭醫學與基層醫療-第三十二卷第二期):https://bit.ly/37tDTeH
[6] (長庚醫訊-第四十二卷第八期 110年8月1日發刊)「肌少症」:
https://www.cgmh.org.tw/cgmn/category.asp?id_seq=1903012
[7] (天下雜誌)比肥胖還恐怖的「肌少型肥胖」:40歲後身體充滿霜降牛肉油花:https://www.cw.com.tw/article/5101453
[8] (健康遠見 - 對身體好!)「肌少性肥胖症的臨床挑戰」:https://health.gvm.com.tw/article/74778
➤➤照片
(台北榮民總醫院Taipei Veterans General Hospital高齡醫學中心)「失能及衰弱之預防」-黃安君醫師 An-chun Hwang M.D.:https://www.slideshare.net/tchang101/201708-0819-for
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標準公斤原器密度 在 時代力量新北黨部 Facebook 的最讚貼文
【時代力量新北黨部新聞稿】- 新北市消防員權益總體檢,時代力量呼籲盡快補足人員、裝備大缺口
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明天是「國際消防員日」,時代力量新北黨部與消防員工作權益促進會 搶救消防員 於今(5/3)日共同召開記者會,為消防人員的基本權益發聲。出席者包括有時代力量新北黨部副執行長陳姳臻、彭盛韶,以及消防員工作權益促進會理事翁立思 ,針對消防人員的整體勞動權益進行總體檢,並且提出三大訴求:
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1⃣ 確實提出人力補充計畫。
2⃣ 設備補充應兼顧品質與常態性規劃。
3⃣ 合理分配訓練時數、避免過勞。
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#新北市升格已逾11年,#消防員員額依舊補不足
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陳姳臻表示,消防員權益是時代力量長期關心的議題,時代力量新北黨部過去幾年也不斷提醒新北市政府應該要重新檢視消防預算、消防員工時問題、消防設備的確實補足,以及品質提升。在國際消防員日的前夕,希望透過這場記者會,讓社會以及新北市政府再次重視相關問題,儘速提出因應對策。
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陳姳臻說,以內政部消防署最新的統計數據來看,新北市消防人員的編制額應是3,500名,預算員額2,583名,但實際上現有員額卻只有2,357名,新北市消防員服務人口比為1:1,710,等於一位消防員必須照顧1,710位新北市民的生命財產安全。新北市消防服務人口比為全國第三高,過去已經多次提過,但依預算員額來看,新北市消防員的缺額仍然高達226名,是全國缺額最多的縣市。換言之,新北市若按預算名額補足消防人力,則服務比就會降至1:1,560,對於減輕人力負擔與降低工時亦會有幫助。
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相較於國外主要城市的三位數消防服務人口比,新北市消防服務人口比是紐約的三倍,消防人員的工作負擔與壓力名列世界前茅。消防署曾推動「充實消防人力推動計畫」,陳姳臻呼籲新北市政府也應該要有自己的消防人力充實計畫,真正一步一步達到服務比下降的目標。
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#老舊消防衣依舊無法替換,#缺乏維護保養評估規範
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陳姳臻表示,要改變消防人員的職場環境所牽涉的面向很廣,除了人力以外,消防裝備的補充與維護,才能保護好消防人員,進而維持良好的服務品質。新北黨部長期關注消防衣短缺問題,這幾年透過民間的捐款與贊助,儘管今年度達到每位消防人員擁有第二件消防衣,但對於未來常態性的汰換與維護預算,至今仍未明朗。陳姳臻說:「原先擔心的是沒有預算補上第二套消防衣,現在是擔心沒有常態預算維持應有的養護。」
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落實兩套消防衣的政策,也應該更加重視消防衣的維護管理。依《消防機關消防衣保養維護管理注意事項》規定分為現場與進階檢查,而美國消防協會(NFPA) 則將消防衣的清潔工作分為現場除汙、分隊除汙及專業檢修,消防人員打火結束後消防衣會殘留影響身體健康的污染物質,應該要落實NFPA規範的三個步驟,確保消防衣接受恰當的維護工作。
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有關現場除汙的部分,目前台南市、桃園市在消防車上有安裝可在現場除汙的除汙灑水頭,新北市政府應參考該作法落實現場除汙工作。且依照目前新北市政府的作法,經歷火警之後消防衣應該完成的專業檢修,僅僅只有一個月一個大隊約10件可送洗,無法配合消防人員實際出勤的需求,新北市政府應該重新盤點需求,提高送洗頻率與件數,真正符合基層需求。
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#補充美式梯、#救護車全面貼反光條迫在眉睫
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彭盛韶指出,包括新北市在內的消防單位,除了消防衣,包括消防梯、救護車反光條等消防裝備仍舊不齊全。目前,台灣多數消防單位所使用的梯子為常見的工業雙節梯,承重為150公斤,但消防員穿著全套設備的重量就100公斤,只要救援一名體重正常的成年傷患,就會超過其乘載重量,加上雙節梯的不耐熱性,除了會增加救援的困難,更會陷救援人員於高度風險中。
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彭盛韶說,2019年台中消防隊演練時,雙節梯下墜引發爭議,時代力量黨團當時就曾召開記者會,表示應該要精進裝備並且檢討使用年限。去年(2020)高雄市消防隊在進行編組訓練時,也因為雙節梯卡榫鬆脫,導致模擬演練的消防人員脊髓骨折。相較於雙節梯,美式梯承重與耐高溫的能力較高、卡榫的設計以及配置的拉繩符合救災需求,且有溫度示警及即時檢測功能,彭盛韶呼籲新北市政府應考慮全面,或者漸進式地更換安全性較高的美式梯,其表示,雖然兩者在預算上有所差別,但安全防護不應該打折,沒有什麼事情比生命安全更重要,市府莫因裝備問題而誤了保障消防員的機會。
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另外,雖然救護車貼反光條還不是法律上的必需設備,但這幾年臺北、臺南與高雄等縣市都開始將救護車的外觀加上「巴騰堡格紋(Battenburg markings)」的反光條,目的是為了增加車輛的辨識面積和夜間能見度,可以保障救護車的行車安全,以提升救護效率。彭盛韶認為,新北市是全台人口數最多的縣市,當其他五都開始設置反光條,新北市就應該更積極推動將救護車貼上反光條,一方面可有效促使其他用路人及早警覺、安全避讓;另一方面也可加強救護車的行車安全。
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綜上,依照職業安全的精神,雇主本有義務提供受雇者符合安全標準的器具及設備,更遑論是工作風險列在保險6級的消防人員。目前新北市政府經常利用民間捐贈來補充裝備,但一方面又為符合職業安全衛生的精神,二方面無法確保常態性的設備維護與汰換,難為長久之計。
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#應檢討消防人員勤務繁重、#訓練密度過高,#避免消防員過勞
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翁立思表示,近年來,新北市消防局為了提升「消防救災救護能力」、降低傷害,開設了不少訓練課程,例如高級救護技術員訓練、特種搜救基礎訓練、救助隊訓練等,「並規劃許多超越消防署要求之勤業務評比項目。」當時程相近,各科室訓練、勤業務皆壓縮在一起時,是否會造成各消防分隊人力調度上的壓力,是值得商榷的。
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另外每年的龍舟賽事、支援市府各局處非三大消防任務之勤業務,新北市消防局都會消耗救災救護人力、車輛器材配合,是否會加重消防人員勤務上的健康負擔、影響民眾安全保障?
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翁立思接著說,消防工作的高危險性,執勤需要絕對集中精神,但以新北市過高的消防服務人口比,消防人力吃緊、消防人員休息時間不足,「符合憲法保障的工時健康權」對消防人員來說更是遙不可及的夢想。先前徐國堯案學長所提的釋字785,已經說現行的勤休與超勤補償制度違憲,有關消防員有效分配工作訓練時數,刻不容緩。是上述的「各科室訓練、業務」排程在沒有有效分配與安排的狀況下,也會導致消防人員「被迫工時上升」配合勤務運作。
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面對這些人力吃緊又勤務繁重的問題。翁立思期盼新北市消防局「除了控管全局訓練流量,更能定期協調各科室、大隊重新研議、檢討各項業務、訓練之時程規劃,避免在隊人力不足導致違反基層消防員健康權、工時上升的情形發生。」
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且上述不論是工時分配、設備的需求都應該要納入基層消防員的意見,甚至可以跟消防員協會合作,一起來推動更符合基層需求的規劃與設計。
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最後,陳姳臻表示,在「國際消防人員日」的前夕,希望透過這場記者會,可以讓社會各界及新北市政府更加重視消防人員的權益,並且呼籲新北市政府及相關政府單位,確實提出消防人力補充計畫;補充兼顧品質與常態性規定之設備;並且合理分配消防人員的訓練時數。從消防員工作權益促進會成立,消防員的權益開始被大眾所知,至今經歷了多場殉職與職災,不論是人力不足、設備不足、專責分工等都是老話題了,但是市府目前做的是遠遠不夠,期盼侯友宜市長帶領的新北市政府,能夠針對消防員整體勞動條件的改善進行盤點並提出計畫。最忌諱的是見一個漏洞補一個,缺乏長遠規劃,無助於整體消防環境的提升。
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<生技醫藥新訊>
洗腎突發心衰怎麼辦?北榮即時預警AI一秒就知道!
臺北榮總今(13日)揭露一套即時血液透析AI預警系統,可根據洗腎機每秒產生的上百組參數,來預測每位病友的心衰竭風險和乾體重預測,準確率達90%。這套系統能即時處理大量參數的關鍵,在於連續型資料庫,可即時處理大量資料,最高每秒可達上萬筆。在應用上,這套AI有如戰情室儀表板,直接呈現在臺北榮總洗腎中心的螢幕上,醫護人員一眼就可看出高風險病患和風險因子,來即時處理。
▪ 臺灣年洗腎患者超過9萬人,半數因心血管疾病死亡
臺北榮總腎臟科主任唐德成是這項AI預測專案的關鍵推手,他指出,臺灣洗腎人口密度世界居冠,每年超過9萬人洗腎,其中有半數因心血管疾病死亡,心衰竭就是重要死因之一。
不只如此,每次洗腎後的乾體重設定,也是一個重要因素。所謂乾體重,是指患者洗腎後的正常體重,也就是無過度脫水、血壓正常狀況下的體重。這個體重通常仰賴醫生經驗來設定,而醫生經驗多以嘗試錯誤(Try and error)累積而成,有經驗的醫生至少需要3個月至半年,才能抓到準確的建議值。
比如,病友每次洗腎約4小時,每月平均洗13次,每次洗腎約增加2至5公斤,要是乾體重設定不準確,就會造成脫水過多(引發肺積水)或脫水太少(引發血壓下降),「對有共病的病人來說,容易引發心衰竭,」唐德成說。
此外,洗腎過程造成的併發症,像是血壓下降、抽筋、出血等,也得靠醫生依當下的病況和儀器判斷,再進行治療。雖然,唐德成過去就推動打造一套血液透析無紙化系統,來記錄洗腎過程的資訊,護理人員也能從中查詢病人洗腎時發生的事件和處置。「但即便無紙化,患者洗腎時,護理人員還是得每半小時,手抄患者所有生命參數。」他深知,這個做法難以即時因應突發狀況,因此才決定打造AI預警系統,根據洗腎機的每秒參數變化,來進行風險預警。
▪ 用連續型資料庫整合1.1億筆即時參數,來訓練風險預警AI
於是,唐德成聯手臺北榮總腎臟科主治醫生歐朔銘、臺北榮總資訊室工程師朱原嘉,於1年半前找來數據分析廠商SAS,著手開發造這套風險預警AI。
他們將風險預警分為兩種,首先是心衰竭風險預測。這套AI的訓練資料有臺北榮總大數據中心的健保大數據,比如病歷、檢驗結果、用藥資訊等資料,還有血液透析機每秒產出的上百組參數。
朱原嘉表示,光是取得機器產出的參數,就是一大工程。因為,透析機雖能產生上百組參數,但原廠只設定顯示常用的5、6組,因此,要自行介接其他參數,還得向廠商取得SDK,光是討論過程就重複了好幾次。
取得參數後,團隊還有另一個挑戰,也就是「資料對齊。」朱原嘉指出,不同廠牌透析機產出的參數單位並不一樣,團隊花了不少時間一一詢問原廠,再統一單位。
此外,由於機器每秒產生高達200組的龐大數據,1年半下來可達1.1億筆,這些參數包括動靜脈壓、血流量、導電度、脫水速度、脫水量、透析液流速等,但團隊必須從中找出最具影響力的參數,作為儀錶板上的風險預測關鍵因子。他們先是從200組參數中,挑選140組來優化,最後再挑出最關鍵的10組(以左心室射出功率LVEF為主要指標),在儀錶板上呈現給醫護人員查看。
▪ 用連續型資料庫解決無紙化做不到的即時預警
朱原嘉坦言,光是清理資料、資料介接等前置作業,就花了專案9成時間。在這段時間裡,他們也設置連續型資料庫,來處理每分鐘寫入的130筆資料。這個資料庫很特別,雖然每秒最高可處理上萬筆資料,但朱原嘉指出,資料庫只會記錄有變動的資料,因此不會快速消耗容量。
目前,這套心衰竭預警AI確度為90%,醫護人員可透過洗腎中心儀表板,來隨時掌握病人動態。
歐朔銘表示,未來將持續優化模型,希望將準確度提升至和人類醫生一樣的95%。
▪ 乾體重預測AI降低80%誤差率
除了心衰竭風險,這套AI還可進行乾體重預測。歐朔銘指出,乾體重調整約為病人體重的5%,通常仰賴醫生經驗,但由於病人體重會動態變化,因此每次透析前,需要微調脫水量(約增減300克至500克),來達到設定的乾體重。
不過,血液透析過程變化快速,最後實際的脫水量可能會與透析前的預測有所誤差,平均誤差約為200克左右。
而臺北榮總完成心衰竭風險預測AI後,也緊接著用這些資料,來訓練乾體重預測AI,成功將誤差值縮小至40克,也就是讓誤差下降了80%。
未來,臺北榮總團隊會持續優化模型,進一步打造肺積水預警AI,另一方面也將採用國際醫療資料交換標準FHIR,讓模型更容易介接不同廠牌設備的資料,將AI模型商品化。
文章來源:https://www.ithome.com.tw/news/143813
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它變,全世界都得跟著變!科學家的噩夢:世界通用的「1公斤」縮水了
https://www.storm.mg/lifestyle/63533
風傳媒,王穎芝
什麼都不做就改變體重,大概是許多人的夢想,但如果體重上升的話,恐怕就變成噩夢。
現在科學家也有個噩夢,那就是,1公斤可能不再是1000公克!
大K的傳說:只有3位科學家碰在一起 才能把大K拿出來
我們熟悉的「公斤」,其實在100多年前才被定義出來,原本的定義是攝氏0度時,1000毫
升的水等於 1 公斤,但是水的密度會隨溫度改變,純水也很難取得。1889 年,國際度量
衡大會(CGPM)打造了一個鉑銥合金的圓柱體,稱為國際公斤原器(international prot
otype of kilogram,簡稱IPK),它的重量,從此就是世界通用的「1 公斤」,也是世上
唯一還在用實物當成標準的國際單位。
和高爾夫球差不多大的公斤原器,被科學家暱稱為「大K」(Le Grand K/Big K),大K有
40個「同胞手足」,被送到世界各地給人們當成標準,每隔許多年會拿出來校準,為了排
除所有會影響大K重量的因素,大K被鎖在巴黎近郊國際度量衡總部的三層真空玻璃罩裡,
只有分別握有鑰匙的三位科學家聚在一起,才能把大K拿出來。百年來大K只跟手足聚首過
3次,科學家幾乎不敢碰觸,連清潔也要利用蒸氣。
大K的煩惱:差一點,就差很大!
可是這樣重重保護下,大K還是縮水了! 隨著科技日新月異,1992年科學家不安地察覺—
—不知道是「手足們」變重,還是大K受損,幾經校對之後,大K的體重竟然減少了50微克
!也就是說公斤原本等於1000公克,現在等於1000公克減去50微克。
50微克有多重呢?其實,大概就是一粒沙子的重量。只是一粒沙子的重量,為什麼科學家
要這麼緊張?
原來,「公斤」代表著質量單位,和公斤相關的測量單位非常多,例如力學單位「牛頓」
,它的定義就是「使質量 1 公斤的物體擁有1 m/s2 加速度的力」。牛頓也拿來協助定義
壓力單位「帕斯卡」。還不止這樣,能量單位「焦耳」的定義也跟牛頓有關,焦耳又被用
來定義電力的單位「瓦特」,瓦特又是亮度單位「燭光」定義的一部份......總而言之,
如果讓質量單位隨著大K一起縮水,這些測量單位統統會跟著改變!
這樣的巨變簡直就是蝴蝶效應,除了學術研究之外,醫學界、工程界--講求精密測量的
科學科技全都得跟著改變,那會是多可怕的災難?因此,一定要找個方法重新定義「公斤
」,但又不會影響到現行的標準。
讓大K功成身退的方法:天平還是矽球?
從實物標準,轉化為不易改變的物理量標準,人類已經有了經驗,「公尺」的定義過去也
是依照一條鉑銥合金棒子的長度,1983 年之後就改為「光在真空中前進1/299,792,458秒
的距離」。看起來比較複雜,但才能確保這個標準不易變動。
面對大K的問題,科學家已經找出兩個可能的解決之道,其中之一就是一顆同為1公斤的漂
亮矽球。
這顆矽球由「矽28」組成,矽28是矽的同位素中最穩定的一種,多虧半導體工業的高度發
展,科學家已經有辦法製造純度非常高的矽球。
但是,並不是要用矽球取代大K ,而是計算球裡面的矽原子數量,就像計算口香糖機裡面
有幾顆口香糖球一樣,一公斤的矽球裡面有幾個矽原子?算出來的答案,很可能就會成為
新的「公斤」定義。
數原子的方法屬於化學裡很重要的概念「亞弗加厥常數」,也就是「莫耳」。12公克重的
碳12裡,有著約6.0221367x10^23個碳原子,這個數量就是1莫耳,這個數值就是亞弗加厥
常數。人類的技術無法測量1 個碳原子或矽原子的重量,因此無論碳還是矽,其實都是估
計值,只是矽 28 的結晶體近乎完美,每個原子所占空間幾乎相同,所以是目前測量出誤
差值最小的方法。
另外一派科學家,則希望可以使用「瓦特天平」來重新定義公斤,由於載有電流的線圈可
以產生磁力,如果放上1 公斤的珐碼,測量需要多少電功率才能與珐碼達到平衡,得到的
能量數值也可以成為公斤的定義。
這個方法當然也有缺點,並不是每個地方的重力都一樣,而且瓦特天平可能受到震動、空
氣浮力或電流外漏等影響,需要非常穩定的空間才能測量。所以現在國際度量衡大會仍然
猶疑不定,還沒選出即將取代大K的方法。
你比較喜歡哪個方法呢?可以確定的是,幾年之內大K就要「退役」,不過憑它 100 多年
來的功勞,恐怕還是逃不了被鎖在博物館罩子裡的命運!
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