發炎反應的關鍵訊號「細胞激素」和它們的發現者—— 2020 唐獎生技醫藥獎

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！

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）。

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？

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。

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。

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。

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）。

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！

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《類風濕性關節炎恐致肺纖維化，高風險族群宜早期肺功能篩檢，專科醫師圖文解說》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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「一位類風濕性關節炎患者因關節腫痛就診，透過胸部影像檢查，意外發現肺部已纖維化。由於患者平時僅偶爾咳嗽，並未察覺異狀，導致延誤治療時機。」中國醫藥大學附設醫院風濕免疫科主任黃建中醫師表示，肺纖維化會讓肺部漸漸失去彈性，嚴重甚至會導致呼吸衰竭，即使初期沒有顯著症狀，若患者具有肺纖維化高風險特性，應盡快進行第一次的肺功能檢查，依據檢查結果持續追蹤，以便及早發現與治療！

類風濕性關節炎（Rheumatoid arthritis）是一種自體免疫疾病，不僅影響關節，還可能出現間質性肺病、肺纖維化、心血管疾病、皮膚結節、乾眼症和周邊神經病變等。由於患者大多不曉得類風濕性關節炎可能造成肺纖維化的潛在風險，因而忽略呼吸道症狀。黃建中醫師指出，肺纖維化早期症狀不明顯，隨著病情惡化，可能出現乾咳、運動耐受力下降、容易疲倦、呼吸急促等狀況，使工作與日常活動受到限制。當病情進展至後期時，患者即使靜止不動也會感到喘息，嚴重影響生活品質。

肺纖維化提高死亡風險 肺功能檢查有其必要性！

肺纖維化會影響肺部氣體交換，使血液中的氧氣濃度降低，甚至引發呼吸衰竭，危及生命。根據 2023 年美國風濕病學會與美國胸腔醫學會建議，針對類風濕性關節炎相關之間質性肺病高風險病患或出現呼吸道症狀的類風濕性關節炎患者，應接受肺功能檢查及高解析度電腦斷層掃描，以評估肺纖維化的可能性。黃建中醫師說，肺部與心臟疾病是類風濕性關節炎的重要死因，其中肺纖維化更是顯著提高死亡風險的關鍵因子。

針對類風濕性關節炎，常用的藥物包括類固醇、免疫調節藥物（DMARDs）、生物製劑等；治療肺纖維化則需加上抗纖維化藥物，有助於抑制肺纖維化進程和降低肺功能急性惡化風險，並改善症狀，目前針對漸進性肺纖維化 (PPF) 的患者，可以申請健保給付的抗纖維化藥物治療。

積極治療肺纖維化 助患者保留肺功能

黃建中醫師強調，類風濕性關節炎患者若其具有肺纖維化高風險特性，應早期接受肺功能檢查，即便沒有顯著呼吸道症狀，也能夠幫助及早發現肺部問題並接受適當治療，以保留較多的肺功能。此外，根據健保署給付規定，申請使用抗纖維化藥物需提供過去一年內的病歷及相關檢查報告，如果患者未曾接受過肺部相關檢查，等到症狀明顯才就醫，即使肺功能已惡化嚴重，也無法馬上申請使用抗纖維化藥物。

類風濕性關節炎患者做完首次肺功能檢測後，應配合醫囑每3至6個月至風濕免疫科及胸腔科門診定期追蹤，以評估病情進展及治療成效。黃建中醫師呼籲，病情穩定亦需規律服藥，不可自行停藥，若有異常症狀應立即向醫師反映，以便適時調整用藥。日常生活中也要攝取均衡營養、規律運動、定期接種流感疫苗、避免吸菸或吸入有害物質，並與醫療團隊密切配合，才能改善生活品質、改善預後！

肺纖維化常見的檢查工具包括聽診、胸部 X 光、肺功能檢查和高解析度電腦斷層掃描，黃建中醫師提醒，除了類風濕性關節炎患者，其他自體免疫疾病族群也是肺纖維化的高風險族群，應提高併發肺纖維化的風險意識，主動與醫師討論安排早期肺功能檢查；此外，抽菸、過敏性肺炎、胃食道逆流、長期吸入有害物質、家族病史等，也是造成特發性肺纖維化的危險因子，若出現咳嗽、疲倦、呼吸急促等症狀長達八週以上，應儘速前往胸腔內科診治。

筆記重點整理

• 類風濕性關節炎主要會導致關節發炎與破壞，也可能出現關節外症狀，包括間質性肺病、肺纖維化、心血管疾病、皮膚結節、乾眼症、周邊神經病變等。
• 肺纖維化早期症狀不明顯，隨著病情加劇，會導致乾咳、運動耐受力下降、疲倦、呼吸急促等狀況，使工作與日常活動受到限制，嚴重影響生活品質。
• 抗纖維化藥物有效治療肺部纖維化，及早介入使用可改善症狀、減緩疾病的進展、降低肺功能惡化速度及死亡風險。目前健保給付用藥在類風濕性關節炎合併漸進性肺纖維化的患者，若符合給付條件便可申請使用。
• 類風濕性關節炎與自體免疫疾病族群患者，若具肺纖維化危險因子，應有肺功能檢查紀錄，日常也需留意喘、咳、累三大症狀的發生。
• 除了自體免疫疾病外，抽菸、過敏性肺炎、胃食道逆流、長期吸入有害物質、家族病史等，是造成特發性肺纖維化的危險因素，若呼吸道症狀發生八週以上，應前往胸腔內科進行診治。

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類風濕性關節炎為常見的自體免疫疾病之一。根據統計，女性患者數量約為男性的三倍，且好發年齡層廣，一般以中老年居多，但仍有 20 多歲被診斷出來的案例。

高雄醫學大學附設高醫岡山醫院陳冠宇醫師分享，日前一名 20 多歲女性因為長期的手指疼痛，尤其在起床時常有關節僵硬的症狀，輾轉求醫都找不出原因，回家上網爬文後發現自己的症狀和自體免疫疾病雷同，才前去風濕免疫科檢查，果真診斷出來是類風濕性關節炎。

所幸在及時的藥物控制下才減緩症狀也避免關節的持續惡化。陳冠宇醫師表示，該名女性來求診時已有備孕計畫，因此在用藥上需要格外留意，他也提醒女性患者有懷孕打算或是已經懷孕期間，都應提早和醫師說明，以免影響受孕情況以及胎兒的健康。

女性荷爾蒙導致類風濕性關節炎？醫：發病率與荷爾蒙相關性低

類風濕性關節炎為一種自體免疫疾病，初期症狀以雙手小關節的紅、腫、熱、痛的發炎反應為主，中後期可能出現全身關節發炎、關節變形，甚至關節外如血管炎、眼睛發炎等症狀。根據統計，類風濕性關節炎的好發族群以女性患者為主，也因此許多人推測是否與女性荷爾蒙相關。

高雄醫學大學附設高醫岡山醫院陳冠宇醫師指出，類風濕性關節炎女性患者約為男性的三倍，病患年齡廣泛，從 20 多歲到 70 多歲都有可能發生。至於女性荷爾蒙是否是導致疾病的原因之一，陳冠宇醫師表示，有許多專家有這樣的推測，不過研究結果發現兩者非直接相關，並非荷爾蒙越高越容易發生。

部分藥物對胎兒有潛在風險 懷孕患者需遵醫囑用藥

也因為類風濕性關節炎的女性患者眾多，陳冠宇醫師強調，要備孕的或是已經懷孕的女性，治療上要更加謹慎，因為在類風濕性關節炎的常用藥物中，約有一半的抗風濕藥物和部分生物製劑不建議在懷孕期間使用。他解釋，藥物在進入患者血液後可能會穿過胎盤，造成胎兒健康上的風險；另外他也提到，有些抗風濕藥物在體內的代謝時間需三個月，有些更會長達兩年，若患者有備孕計畫，就要事先跟醫師溝通用藥上的選擇。

此外，類固醇也是類風濕性關節炎常見的治療用藥，陳冠宇醫師表示，類固醇有它的治療功效，但也伴隨一些副作用，如水腫、血糖控制不易、血壓升高等等，若孕期患者使用後有不適情形，都要跟醫師討論、調整。

生物製劑治療更精準 六旬嬤持續使用半年病情更穩定

在傳統抗風濕藥物無法有效控制病情的情況下，生物製劑成為治療類風濕性關節炎的另一項可行選擇。陳冠宇醫師解釋，相較於傳統的抗風濕藥物，生物製劑具有較高的針對性，會針對導致全身發炎的因子去做抑制，有效控制病情。像是有的生物製劑可以直接針對 TNF（腫瘤壞死因子）來抑制發炎作用，降低對關節的傷害，對於部分患者而言是控制病情的一大福音。

他分享，曾有一名 60 多歲的患者花了兩、三年才被診斷出類風濕性關節炎，來到他的診間時已經出現不可逆的關節變形。在傳統免疫調節藥物和常態治療下已無法有太大的控制成效，後來在符合健保給付資格後開始以生物製劑治療，陳冠宇醫師表示，經過了半年多以來，可以看到她的病情變得更加穩定，患者的生活也跟著改善。

網路資訊普及提高認知 醫師籲：手部關節異常需警惕

陳冠宇醫師提醒，類風濕性關節炎的症狀並非一夕之間出現，而是逐漸從小範圍擴散。手指指節、手腕處是症狀初期最常出現的部位，若發現伴隨早晨起床的僵硬、疼痛感，並且症狀持續六週或以上，就有可能是類風濕性關節炎，建議尋求風濕免疫科的進一步診斷。切勿等到關節已經變形才來找原因，往往已錯失治療先機。

他提到，目前藉由媒體及網路資訊的普及，已讓類風濕性關節炎的能見度越來越高，希望民眾在疾病前期就要有警覺，才能及時控制，維持良好的生活品 質。

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