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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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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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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

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「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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