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疼痛、僵硬、難走路,迎戰髖關節不能拖

careonline_96
・2021/02/25 ・1930字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 494 ・六年級
相關標籤: 髖關節 (2)

髖關節是人體最大關節,活動度很大,當髖關節受損時,行動會受到限制,生活品質也大受影響。中國醫藥大學附設醫院骨科洪誌鴻醫師指出,髖關節受損時,最常見的表現是活動角度會受限且沒辦法負重。

「當膝關節出問題時,患者的膝關節不太能彎曲,但是可以坐或站,」洪誌鴻醫師說,「但當髖關節出問題時,就很麻煩,由於髖關節旋轉角度受限,使得患者無論坐或站都很不方便,對日常生活的影響更為嚴重。」

髖關節受損最常見的原因是年紀大導致關節退化、軟骨磨損,另外還有創傷和股骨頭壞死。髖關節是由髖臼與股骨頭所構成,股骨頭像顆圓球,裝在髖臼裡。當股骨頭的血液循環變差,股骨頭可能壞死。壞死之後的股骨頭會漸漸被身體分解、吸收,而漸漸變軟、崩塌,無法支撐體重。

股骨頭壞死的危險因子有很多種,包括飲酒過量、長期服用類固醇、紅斑性狼瘡、潛水夫病、骨折等,但是也有部分患者無法找到明確的原因。洪誌鴻醫師說,「年輕人也可能出現股骨頭壞死喔,我曾經替二、三十歲的患者換過人工髖關節,非常年輕。」

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髖關節受損,不能單靠止痛藥

髖關節受損時的治療方式有藥物、復健、手術。洪誌鴻醫師解釋,因為患者容易疼痛,所以會使用消炎、止痛藥物。復健的部分主要針對功能性問題,例如髖關節活動角度受限、沾黏,可以利用復健幫助關節伸展。

如果髖關節的結構出現變化,骨頭明顯損壞或崩塌,關節無法順利滾動,就要考慮動手術換人工髖關節。

「部分患者常會問說,能不能吃止痛藥,勉強能過日子就好?」洪誌鴻醫師說明,「千萬別以為吃吃止痛藥就好,因為股骨頭受損變形後,若在髖臼裡轉動,會持續磨損、造成破壞。髖臼的骨頭其實很薄,如果一直磨、一直磨,就會越磨越深,可能影響未來手術的進行,甚至磨穿骨頭。患者最好能與醫師好好討論,若須手術不能拖,要及早接受治療。」

前側入路置換手術疼痛較少、恢復較快

髖關節的活動度很大,其周圍被層層肌肉所圍繞。傳統人工髖關節置換手術會先將肌肉切斷,然後把附著在骨頭上的軟組織剔乾淨,露出骨頭,接著將髖關節裡的股骨頭脫臼出來。截斷損壞的股骨頭,並替換人工股骨頭後,再裝入髖臼裡。最後需要一一縫合截斷的肌肉,把傷口關起來。

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洪誌鴻醫師說,「截斷這些肌肉,對患者而言是種傷害,術後疼痛比較厲害。」近年來發展出來的前側入路人工髖關節置換手術(Direct Anterior Approach),是在皮膚劃開看到肌肉後,不要直接切斷肌肉,而是把肌肉撥開,利用縫匠肌與闊筋膜張肌之間的縫隙,進行人工髖關節置換。手術過程中,醫師盡量減少對肌肉、韌帶等軟組織的傷害。

和傳統手術相比較,前側入路人工髖關節置換手術的傷口較小、術中失血量較少、術後需輸血的比例較低,且術後疼痛較輕、恢復期較短、住院天數較少,行走步態也較為穩定。

洪誌鴻醫師解釋,因為患者術後能夠較早下床活動,可以開始進行復健,也能預防因為長期臥床所衍生的併發症,諸如下肢深部靜脈栓塞、肺栓塞、褥瘡、肺炎等。下肢深部靜脈栓塞可能導致肺栓塞,讓患者忽然喘不過氣,是相當致命的併發症。

傳統人工髖關節置換手術是讓患者側躺,因為另一隻腳處於彎曲的狀態,換上人工關節後,不容易比較雙腳的長度,術後可能出現長短腳;前側入路人工髖關節置換手術是讓患者平躺,較容易評估雙腳的長度。

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除了需要進行骨移植或病態性肥胖的患者,絕大部分病人都可以使用前側入路來進行人工髖關節置換手術。術後有人可能出現大腿前側麻木的現象,但一段時間後會漸漸恢復。

「我昨天剛替一位83歲的患者做前側入路人工髖關節置換手術,麻醉恢復之後,就開始下床活動。」洪誌鴻醫師分享,「今天早上查房,患者自己說,『好像沒什麼事,可以回家了!』」

「部分患者會因為擔心術後疼痛而遲遲不願意接受手術,但一直延誤治療,反而可能造成更多問題。」洪誌鴻醫師說,「例如損壞的髖關節若持續磨損,骨頭磨掉了,患者就會出現長短腳。另外是髖臼的部分,若磨損嚴重,也會影響手術進行。因為術中需要用器械將髖臼打磨成一個真圓,才有辦法裝入髖臼杯。患者髖臼越圓,就能在損失最少骨頭的狀況下完成;當患者的髖臼磨損嚴重,便需要磨掉更多骨頭,髖臼也較容易鬆脫,這些都是拖太久、延誤治療所造成的問題。」

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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

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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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髖部好緊!你需要這九個瑜珈動作!(懶人包)
careonline_96
・2020/07/01 ・1666字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 486 ・五年級

「終於下班了!」莉香轉轉脖子,站起身,正要離開辦公桌,冷不防覺得髖部右側好像緊緊、痛痛的,站了一會兒才能邁開步伐離開公司。

下背痛膝蓋痛、與髖部疼痛可說是現代人身體的三大困境。而上班、讀書一整天,或是放假縮在沙發上追劇一整天,都是維持坐姿。久坐之後,髖部的肌肉群維持在緊繃縮短的狀態,且如果中途沒有起來活絡筋骨,肌肉持續緊繃,活動度降低,之後就會容易覺得髖部很緊,臀部也會無力、變形。

鍛鍊臀部肌肉可以訓練到髖關節,對肌力、活動度、與髖關節健康都有幫助我們之前已經討論過「臀部訓練菜單」與提供一些「臀腿訓練」的肌力練習,大家可以參考看看。

不過,假使你是久坐之後髖部很緊、活動度降低,剛開始練習深蹲、弓步蹲等經典動作時,可能會因為髖關節太緊繃而有所限制。就連練習最基本的跑步動作,都可能因為髖部太緊而增加受傷機會。因此,我們今天來看看幾個能增加髖關節活動度的瑜珈動作。

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英雄一式

兩腿前後展開,形成弓步,前腳膝蓋彎曲成九十度,後腿伸直。雙臂往上伸直,掌心相對,感覺髖部的伸展,停留約 30  秒。再換邊練習。

低位弓步式

可從下犬式開始,右腳往前膝蓋彎曲,形成大跨步的弓步,左腳在後,膝蓋著地,小腿到腳背處也著地。也可以從像英雄一式這樣的高位弓步姿勢直接放下後腳。身體打直,雙手可放在前腳,也可以向上延展,停留 30 秒。再換邊練習。

蜥蜴式

從下犬式開始,右腳往外大跨步,跨到右手外側,然後左腳(後腳)下降至膝蓋著地,降低身體高度並手肘彎曲,變成由雙手手肘撐地。如果無法由手肘支撐,就維持在雙手手臂打直、手掌撐地的狀況。停留 30 秒。再換邊練習。

鴿式

由下犬式開始,左腳往前,把腳掌放到右手掌的後方,彎曲,雙手繼續撐地,下降身體高度坐下。左小腿此時橫躺於前方,右腳(後腳)伸直於地墊上。腰椎頸椎打直,感覺脊椎和髖部的充分伸展。停留 30 秒。再換邊練習。

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反向鴿式

有的人練習鴿式時會覺得後腳膝蓋著地很不舒服,這時可以練習反向鴿式。仰躺,雙膝彎曲雙腳踩地。左腳彎曲跨到右腳大腿上,抱住右腳大腿往自己身體方向,感覺左側髖部的伸展。停留 30 秒。再換邊練習。

三角式

雙臂平展,雙腳分開,讓手腕與腳踝落在同一條垂直線上。左腳往左,右腳向前,往左下延展,直到左手碰觸到左腳腳踝,眼睛看向位於上方的右手,身體脊椎保持直線不要側彎。雙腳要打的夠開才能有適當的延展。停留 30 秒。再換邊練習。


全蝗蟲式

趴姿時身體呈一直線,手臂放在身體兩側,頭、頸、胸、腿、雙臂都離開地面,繼續保持直線,由髖部支撐於地面,臀部收緊。停留 30 秒。

蹲坐式

站姿打開雙腳,約 1.5 倍的肩寬,兩腳腳趾微朝外,彎曲膝蓋向下蹲坐直到最低,雙手在胸前合掌,感覺脊椎向上延長與髖部的伸展。停留 30 秒。

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轉向側弓

這個動作不僅可以伸展髖部,也可以伸展大腿後側的肌群。雙腳打開至三倍肩寬,兩腳腳趾微朝外,保持左腳伸直,右腳彎曲往右側蹲下,左腳伸直腳尖朝天花板方向,雙手於胸口合掌。停留 30 秒。再換邊練習。

透過這些動作的練習,好好舒展緊繃的髖部吧。如果擔心自己動作不正確,可以先找瑜珈老師當面指導。

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