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向切膝之痛說掰掰,新型人工膝關節讓你走到飛!

careonline_96
・2021/03/02 ・1409字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 525 ・七年級

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「我走不動了」家裡的老人是否也說過相似的話?中國醫學大學附設醫院人工關節中心許弘昌副院長表示,他可能不是走不動,而是膝關節退化痛得走不了。

膝關節為最常見的關節退化部位之一。許多膝蓋關節退化的患者在日常生活中經常面臨膝蓋疼痛的苦楚,無論是平日走路、蹲下撿東西、自椅子站起等簡單動作,患者都會經歷「切骨之痛」。所幸目前有新型的人工膝關節可作為置換選擇,除了材料優化,符合原始人體工學的特殊旋轉設計,讓骨頭跟骨頭更密合,行走自如好輕鬆。

「微恙彌珍」注意早期症狀,及早接受治療

中國醫學大學附設醫院人工關節中心許弘昌副院長表示,針對關節退化症狀輕微的患者,醫師會給予消炎藥、肌肉鬆弛劑等藥物輔以復健治療。不過當患者只能仰賴止痛藥抑制疼痛感時,即是較嚴重的情況,平日從椅子上站起來都可能困難重重。因此除了原有治療之外,許弘昌副院長也建議患者考慮進行手術進行「根本性治療」。

把握三大重點,提升術後滿意度

由於嚴重關節退化的患者無法藉由其他治療方式舒緩不適,為了不影響下半輩子的生活品質,建議可以手術方式治療,其中一種是人工膝關節全置換手術。許多患者對於關節全置換可能會有諸多疑慮,不過許弘昌副院長解釋,其實只要把握三大重點就能降低手術風險及提升術後滿意度。

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三大重點包含:與醫師詳述膝關節疼痛的位置、疼痛時的動作;尋求經驗豐富能夠執行新型術式的骨科醫師開刀;使用特殊旋轉設計的人工膝關節,仔細挑選優質的材料及符合人體的設計。

手術科技日新月異,追求患者活動自如

在骨科醫師們與工程師們經年累月的努力下,現在的新式醫材愈來愈符合人體原本的結構,新增許多動態設計的巧思,例如利用特殊旋轉平台讓患者在更換人工膝關節之後也能靈活運用膝蓋,髕骨也變得更符合人體曲線角度、找到骨頭的最佳支點,大幅減少患者術後的不適感,也滿足人體運動的需求。

這些眾多設計巧思所追求的目標,便是讓患者術後活動時就像使用自己原有的膝關節一樣輕鬆自然。

多方衡量手術利弊,挑選最適合的治療方式

目前人工膝關節全置換手術可以選擇傳統開刀、機器人手臂或導航等方式,台灣骨科醫界也持續努力推動更好的治療選擇,極力減少術後疼痛、走路感覺卡卡的情況,希望造福更多患者。

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許弘昌副院長叮嚀,患者在術後要保持傷口乾燥,平日要好好珍惜新關節,適度地運動維持膝蓋肌力,若膝蓋不適一定要就醫檢查,讓日子走得長長久久。

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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

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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膝蓋疼痛越要動? 9 招室內運動讓你鍛鍊肌力「愛護膝關節」
careonline_96
・2022/01/18 ・2641字 ・閱讀時間約 5 分鐘

我們的膝蓋很辛苦,每天要承受著自身的重量,帶著我們走來走去。所以,患有膝關節痛的人口比例超級高!許多人都曾感覺膝蓋痛、膝蓋不舒服,而疼痛本身最容易讓人「一點都不想動」,畢竟大家都很怕在運動之後,又讓膝蓋變得更痛,說不定膝關節還會退化更嚴重。

可是,一直都不活動,關節會愈來愈僵硬,肌肉愈來愈無力,這時膝蓋的疼痛反而更嚴重。所以,反而我們應該規律地做些膝關節強化運動,利用低衝擊、且不會太困難的規律練習,加強膝蓋附近肌肉的肌力,才能支撐、穩定住膝關節

當膝蓋周圍的肌力增加了、變強了,比較能吸收膝蓋於負重活動時接受到的衝擊,減少站著,走路,活動之間造成的關節磨損。總之,練習膝蓋附近的肌肉力量,可以打造一個穩定,有支撐性的膝關節,比較有機會能脫離久坐生活,走更長的路。最好的是,生活中可以不需要止痛藥。

這裡我們要訓練的最主要肌群,是大腿前側的股四頭肌,與大腿後側的火腿肌群。針對這兩大肌群,你可以再看看「膝蓋愈動愈痛 – 髕骨股骨疼痛症候群」與「後腿好緊快抽筋,你得認識「大腿後側火腿肉」」這兩篇了解更多。

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另外,也要加強小腿肌肉和髖部的肌群。在過程中,不要趕著做任何動作,慢慢來,一樣一樣好好練習。在這樣的訓練過後,肌肉和關節是會感到比較痠痛一些。倘若你是在訓練的過程中,有尖刺般的不適,或是突然間的疼痛,情況就不對,最好先停下來,先找醫師診治評估膝蓋狀況。

坐姿抬腿

這個動作可以鍛鍊大腿前側的股四頭肌。請先坐在椅子上,膝蓋彎曲,腳底踏平於地面。以大腿前側發力,抬起整隻右腿,過程中維持膝蓋彎曲九十度。連續練習 8-12 次之後再換腳練習。

坐姿膝打直

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鍛鍊大腿前側的股四頭肌。先坐在椅子上,膝蓋彎曲,腳底踏平於地面。慢慢靠著股四頭肌收緊,讓膝蓋打直,而使右腳腳底抬離地面,整隻腳平行地面,但不要讓膝關節有鎖住鎖死的感覺。過程中手可以自然垂放,也可以扶住椅子兩邊。連續練習 8-12 次之後再換腳練習。

坐姿直抬腿

這個動作也是鍛鍊大腿前側的股四頭肌。可以先坐在椅子上,或是坐在地墊上都可以。保持一腿伸直,一腿彎曲。然後以大腿前側股四頭肌收緊,將整隻腳直直地往上抬。連續練習 8-12 次之後再換腳練習。

坐姿墊腳勾腳

這個動作墊腳尖時鍛鍊小腿肌肉,勾腳的時候鍛鍊大腿後側的火腿肌群,同時也可以讓踝關節活動度變好。先坐在椅子上,膝蓋彎曲,腳底踏平於地面。腳跟勾起來,讓腳尖離開地板,感受大腿後側的肌肉收縮,停留一下,再改成墊腳尖。過程中雙手可以平放在大腿上方。可以兩腳同時練習,也可以一次練習單腳。

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站姿墊單腳腳尖

這個動作可以鍛鍊小腿肌肉以及大腿後側的火腿肌群。站直身,兩腳約與肩同寬。勾起左腳讓左膝蓋彎曲約 90 度。手輕輕扶著椅背,讓右腳腳跟離地,墊起右腳腳尖,停留一下再放下右腳。過程中左腳維持勾起九十度的狀態。連續練習 8-12 次之後再換腳練習。如果覺得單腳練習有困難,可以先練習雙腳著地的墊腳尖。

接下來的四個動作也可以叫做「髖部四部曲」,其實就是往四個方向訓練髖部,記得,髖部的穩定對膝蓋也是非常重要的。所以,希望減少膝蓋痛的時候,我們也要花點時間鍛鍊臀中肌臀小肌縫匠肌髂徑束等圍繞在髖部附近的肌肉群。各位可以再看看「增加膝蓋穩定度,臀中肌可以這樣練」這篇了解更多。

直腿外展

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身體站直,兩腳距離約與肩同寬。右手扶著椅背,左腳打直往外側抬起,做外展的動作。感受髖部附近的肌肉收緊。連續練習 8-12 次之後再換腳練習。

直腿內收

身體站直,兩腳距離約與肩同寬。右手扶著椅背,左腳打直往內側收,這個動作比較沒有那麼直覺,活動幅度會小一點點。可以慢慢用心感覺。連續練習 8-12 次之後再換腳練習。

直腿前抬

身體站直,兩腳距離約與肩同寬。右手扶著椅背,左腳打直往前側抬起,記得要感覺大腿前側的收縮,而不是讓腳晃過來晃過去。連續練習 8-12 次之後再換腳練習。

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直腿後抬


身體站直,兩腳距離約與肩同寬。右手扶著椅背,收縮臀部肌肉,左腳打直往後側抬起。連續練習 8-12 次之後再換腳練習。

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葡萄糖胺真的能治好退化性關節炎嗎?
MedPartner_96
・2017/11/30 ・7361字 ・閱讀時間約 15 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

 

葡萄糖胺(glucosamine)這項產品,跟退化性關節炎在市場上幾乎是被劃上等號。圖/Pixabay

葡萄糖胺(glucosamine)這項產品,跟退化性關節炎在市場上幾乎是被劃上等號。各式各樣葡萄糖胺的相關保健食品琳琅滿目,從葡萄糖胺液體、葡萄糖胺錠、甚至擦的葡萄糖胺都有人在賣。根據《遠見雜誌》報導,膠原蛋白、葡萄糖胺、鈣片這類訴求跟「骨關節」有關的保健產品,在台灣市場產值就高達 42 億元,跟薑黃以及椰子油都是國內保健食品的當紅商品,但葡萄糖胺對於治療或緩解退化性關節炎,到底有什麼效果呢?在醫學上我們有一分證據說一分話,今天就跟著 MedPartner 團隊的營養師和醫師一起回顧文獻告訴你,對於這類產品,你可以相信到什麼程度吧!

葡萄糖胺是什麼?跟退化性關節炎有什麼關係?

退化性關節炎是大腿和小腿之間,膝蓋的關節軟骨退化所造成的疾病。現代人肥胖比率增加、活得也比較久,這類因為壓力磨損及退化流失的疾病發生率自然就逐漸升高。透過醫學影像的檢查,可以發現軟骨的磨損關節腔的縮小,臨床上則會出現疼痛僵硬,嚴重時關節可能會變形。如果想改善這個狀況,減少關節的磨損以及增加關節軟骨的增生,或增加關節液的潤滑,都是可行的方向。如果關節已經磨損了,手術置換人工關節是常見的治療方式,臨床上也有關節腔內注射玻尿酸增加潤滑的治療方式。因為葡萄糖胺就是組成關節軟骨的成份之一,人體可以自行合成,因此數十年前開始,葡萄糖胺開始被認為有改善退化性關節炎的潛力,一系列的產品以及相關研究也如雨後春筍般冒出。

葡萄糖胺(2-amino-2-deoxy-D-glucose)是從幾丁質(chitin)而來的一種胺基單醣(aminomonosaccharide),而幾丁質可以在部分海洋無脊椎動物的外骨骼中發現,這樣講大家可能沒啥概念,蝦殼就是一種海洋無脊椎動物的外骨骼。目前大家吃的葡萄糖胺大多都是從蝦蟹的外殼或是蕈類細菌發酵而來的喔!天然食物中除了蝦、蟹類的殼或貝殼中可提煉出葡萄糖胺,某些菌類 (編按:真菌)當中也含有葡萄糖胺( Ref 17 ),但畢竟我們平時吃蝦蟹類的時候不會帶殼吃,更不可能有人沒事去啃貝殼,也不會為了攝取葡萄糖胺而吃菌類,因此,想從天然食物當中攝取葡萄糖胺,實際上不太可行。既然從食物中難以獲取,接下來要了解的就是「到底要不要額外補充」的問題啦!

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葡萄糖胺是結締組織、軟骨、韌帶當中必須的一種非細胞成分,主要包括了三種型式( Ref 1 ):

  • 硫酸鹽葡萄糖胺( glucosamine sulfate )
  • 鹽酸鹽葡萄糖胺( glucosamine hydrochloride )
  • N-乙醯葡萄糖胺 ( N-acetylglucosamine )

至今所有葡萄糖胺的相關研究中,較可能有作用的是「硫酸鹽」形式的葡萄糖胺。目前國內硫酸鹽型式的葡萄糖胺被視為醫師藥師指示藥品來管理(不需處方籤),只有口服的劑型,用於緩解退化性關節炎之疼痛,但並沒有被製作成外用的劑型。其他形式的葡萄糖胺目前為止被視為「食品」來管理,也就是說除了硫酸鹽葡萄糖胺( glucosamine sulfate )以外的形式,不管是吃的還是擦的,以政府的立場只需要安全就可以,並不需要證明它有效,但法令上也不能宣稱有療效

雖然法令規定不能宣稱療效,但這些產品到底有沒有效啊?我們一起來看看相關研究結果是怎麼說吧!以下因爲針對研究做的整理,是給醫療同業參考用,大家閱讀起來可能會有些吃力,可以看粗體字就能抓到你該知道的重點囉!

葡萄糖胺對於退化性關節炎的治療效果,醫界怎麼看?

有關葡萄萄胺在治療退化性關節炎的有效性上,一直都有所爭議。在早期的研究中,有不少都指出葡萄糖胺對於緩解疼痛以及改善功能有效。但在比較近期的研究,則紛紛出現跟早期研究不一致的結果,從 2008 到 2013 年相關的治療指引都不建議使用葡萄糖胺來做為骨關節炎的輔助治療。

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其中鹽酸鹽葡萄糖胺這類的產品,在嚴謹回顧文獻後,發現對於疼痛均沒有改善效果,而實證醫學網站 UpToDate 甚至是直接不建議骨關節炎患者使用鹽酸鹽葡萄糖胺

也就是說,依照截至目前的證據,如果你是退化性關節炎患者,並不會特別反對你吃葡萄糖胺產品,但不要期待會有療效,並且這些相關研究與醫學會的共識,也都不建議醫師主動使用葡萄糖胺來治療退化性關節炎。如果你吃的是鹽酸鹽葡萄糖胺的話,請省下來吧那對你沒好處

以下是相關研究整理,供專業人士參考:

建不建議關節炎患者使用葡萄糖胺?

葡萄糖胺的使用至今仍是有爭議性的,正反兩面的意見都有。

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建議使用:

  • 歐洲預防風濕病聯盟在 2007 年針對手部骨關節炎提出的建議:本篇總共審視了 15 篇隨機對照實驗,而 15 篇當中有 14 篇使用的都是硫酸鹽葡萄糖胺,1 篇使用鹽酸鹽葡萄糖胺,12 篇針對膝蓋骨關節炎,2 篇針對髖關節及膝蓋關節,1 篇沒有特別針對特定部位。結果顯示攝取葡萄糖胺對於骨關節炎患者而言,減緩疼痛是有效的,但對於改善生理功能或生理僵硬無效( Ref 7 )。
  • 歐洲預防風濕病聯盟在 2005 年針對髖部骨關節炎提出的建議:至 2007 年為止,有許葡萄糖胺的研究,但針對髖部關節炎的則幾乎沒有。在合併髖關節及膝關節炎的研究當中,以葡萄糖胺介入對於改善疼痛以及功能是顯著的。( Ref 8 )
  • 歐洲預防風濕病聯盟在 2003 年針對膝蓋骨關節炎提出的建議:與上述兩篇指引類似,研究者對於許多葡萄糖胺與膝蓋骨關節炎的研究作統計分析後指出葡萄糖胺對於改善疼痛是有效的,但須看疼疾病的嚴重程度而定,中度到重度的病患以葡萄糖胺介入則無效( Ref 9 )。
  • 國際骨關節炎研究協會在 2007 年針對髖關節及膝骨關節炎提出的指南:本篇指引中提到,審視 20 篇隨機對照實驗後發現,若以 Lequesne 量表做為評估工具,則顯示葡萄糖胺對於膝蓋疼痛可改善 28% ,對功能也可改善 21% ;但若以 WOMAC 量表則在疼痛及功能上都沒有改善效果( Ref 10 )。

不建議使用:

  • 美國風濕病學會 2012 年發表的骨關節炎非藥理學及藥理學建議( Ref 3 )。
  • 美國物理治療協會的整形外科 2009 年發表的指南:指南當中提到截至 2009 年的各項葡萄糖胺相關研究結果都不一致,其中顯示有效的研究都是短期對於疼痛或功能的改善而非長期,因此不建議使用( Ref 4 )。
  • 美國骨科醫師學會 2013 年發表的膝蓋骨關節炎治療指引:本指引綜合了 12 篇葡萄糖胺與膝關節炎的研究進行統計分析,認為葡萄糖胺對於改善膝關節炎沒有顯著的效果( Ref 5 )。
  • 英國皇家醫師學院於 2008 年發表的成人骨關節炎指引:本指引當中提到硫酸鹽葡萄糖胺對於骨關節炎似乎有減緩疼痛的效果,但當時因為英國還沒有許可硫酸鹽葡萄糖胺的使用,因此本指引並不建議使用。而當時在英國可以使用的鹽酸鹽葡萄糖胺則是在多個研究當中都無法達到顯著的效果( Ref 6 )。

若細看上述各指引的建議不難發現,建議使用葡萄糖胺的前三篇指引都來自於同一個組織,且建議可使用葡萄糖胺的指引年代都距離十年以上,葡萄糖胺在十年前的確似乎是骨關節炎患者的一大福音,在找文獻的時候,筆者也發現距今超過十年的葡萄糖胺相關研究看起來似乎對於改善骨關節炎的症狀都是有效的,但隨著時代推進,研究越來越多,發現效果似乎不是這麼顯著,因此 2008 到 2013 年的指引都不建議使用葡萄糖胺來做為骨關節炎的輔助治療。

值得一提的是,早在十年前就有一篇回顧文章探討為何葡萄糖胺與骨關節炎相關研究的結果總是不一致,本篇論文當中海選了 128 篇關於葡萄糖胺的研究,排除掉研究設計不夠精良的研究,最後留下 15 篇雙盲的隨機對照實驗型研究做統計分析,發現若以鹽酸鹽葡萄糖胺為供應形式,對於疼痛均沒有改善效果,與本文獻回顧持有相同意見的是實證醫學網站 UpToDate ,它們直接不建議骨關節炎患者使用鹽酸鹽葡萄糖胺;而以硫酸鹽葡萄糖胺為供應形式則研究結果差異性很大,作者認為這是因為大部分的研究都有廠商介入,因此並不能作為良好的參考指標( Ref 11 )。

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較新的研究

  • 一篇 2015 年發表的雙盲隨機分組實驗以 605 位慢性膝蓋疼痛並且有脛骨股骨狹窄的 45-75 歲中老年人做為受試者,分成四組,第一組為攝取安慰劑的控制組、第二組到第四組分別為攝取 1500 毫克硫酸鹽葡萄糖胺、攝取 800 毫克硫酸鹽軟骨素、攝取硫酸鹽葡萄糖胺加硫酸鹽軟骨素的實驗組,並進行為期兩年的追蹤,以 WOMAC 量表評估膝痛症狀以及生理功能,並且以X光測量膝蓋空間狹窄狀況,在介入前、介入後一年及介入後兩年分別進行評估,最終完整完成實驗的有 502 位受試者。結果發現合併葡萄糖胺以及軟骨素的組別在介入兩年後,關節空間狹窄狀況比控制組顯著減少了 0.1 mm ,其他各組間的關節空間狹窄狀況在介入一年後或兩年後均沒有顯著差異;而在膝蓋疼痛感或生理功能的部分,各組之間無論在介入一年後或兩年後亦沒有顯著差異( Ref 2 )。
  • 一篇 2014 年發表的雙盲隨機分組實驗以606位骨關節炎患者做為受試者,分為兩組,一組攝取 200 毫克的 NSAID 藥物 celecoxib ,一組攝取 1500 毫克鹽酸鹽葡萄糖胺加上 1200 毫克硫酸鹽軟骨素,介入時間總共六個月,最後完成實驗的受試者分別為 240 人及 225 人。結果發現兩組在 WOMAC 疼痛分數分別減少 185.7 以及 186.8 ,兩組間沒有顯著差異;在完成 OMERACT-OARSI 標準的受試者當中,兩組的關節腫脹都減少了超過 50% ,其他各項結果兩組之間也都沒有差異性。因此本篇研究認為結合葡萄糖胺以及軟骨素的治療與 NSAID 藥物同樣有效( Ref 16 )。

近期的研究似乎都傾向將葡萄糖胺以及軟骨素合併使用,而由上述兩篇研究看起來,似乎合併兩者的治療對於骨關節炎是有部分好處,但值得注意的是第二篇研究設計當中沒有攝取安慰劑的控制組,因此仍需進一步的研究證實此效果。

吃多少劑量才安全?有沒有副作用?

如果你想吃硫酸鹽葡萄糖胺,基本上醫師、藥師不會特別鼓勵,但也不會特別勸阻。而鹽酸鹽葡萄糖胺就真的不用吃了。但到底應該吃多少量呢?在文獻回顧後,服用 1500 毫克的葡萄糖胺就足夠,更多就看不出血中的濃度會繼續有意義地線性增加。雖然大部分研究當中補充葡萄糖胺的副作用似乎很少見,不過仍有少數人攝取後會有腸胃道症狀,包括腹痛腹瀉噁心胃灼熱等等,並且也有少數人經歷過敏反應血管水腫氣喘以及光敏感( Ref 1 )。

以下研究整理供專業人士參考:

雖然葡萄糖胺在很早以前就被用來進行各種研究,但直到 2005 年才出現第一篇以人類為受試者的藥物動力學實驗。本篇研究以 12 位健康人為受試者隨機分組,每天分別攝取 750 、 1500 、 3000 毫克的葡萄糖胺,且是一次性給予,結果發現在劑量為 750及 1500 毫克時,葡萄糖胺藥物動力學呈線性關係,而在 3000 毫克時則無。大約在口服攝取的 3-4 個小時之後,血漿中的葡萄糖胺濃度上升到最高值,顯示葡萄糖胺的生物利用率不低,隨後慢慢下降,至 48 小時候幾乎回到基礎值。這 12 位健康受試者原本的血漿葡萄糖胺濃度大約落在 10.4 到 204.0 ng/ml ( 等同於 0.06 到 1.1 μM )之間,而攝取 1500 毫克葡萄糖胺之後血液濃度最高值約為 10 μM ,研究者定義為基礎值的 30 倍。葡萄糖胺的排除半衰期大約為 15 個小時。許多葡萄糖胺的相關研究都是以 1500 毫克作為介入的劑量,本篇研究結果也支持 1500 毫克似乎是個恰當的劑量( Ref 12 )。

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另外一個葡萄糖胺比較常被討論的是它對於醣類代謝以及胰島素敏感度的相關影響。會有此疑慮的主要理論有兩個,第一個是葡萄糖胺為葡萄糖的代謝產物之一,所以部分說法認為它可能是葡萄糖的來源,但因為人體內由葡萄糖生成葡萄糖胺的途徑當中的酵素是不可逆的,所以此理論並不成立;第二個則是口服攝取的葡萄糖胺會影響原本的六碳糖胺生合成途徑而擾亂內生性的葡萄糖胺,而六碳糖胺生合成途徑一般被認為在人類的血糖恆定扮演著重要角色( Ref 13 )。

  • 一篇隨機雙盲對照研究以 54 位第二型糖尿病患者為受試者,分為攝取安慰劑的控制組及攝取 1500 毫克鹽酸鹽葡萄糖胺的實驗組進行為期 12 週的介入,並且在 0 週、 8 週及 12 週測量空腹血糖值、胰島素、並以 HOMA-IR 以及 QUICKI 評估胰島素敏感性,結果發現在各個時間點,各組之間均無顯著差異,因此本篇研究結論為:連續 12 週攝取葡萄糖胺並不會對第二型糖尿病患者的血糖控制及胰島素抗性有不良影響( Ref 13 )
  • 另外一篇隨機雙盲對照研究則以 38 位第二型糖尿病患者為受試者,分成攝取安慰劑的控制組及攝取 1500 毫克鹽酸鹽葡萄糖胺加上 1200 毫克硫酸鹽軟骨素的實驗組,介入時間為 90 天,並以糖化血色素作為血糖控制指標,結果發現介入 90 天之後兩組的糖化血色素並沒有顯著差異,因此作者下的結論也是葡萄糖胺在 90 天的介入時間下並不會影響糖尿病患者的血糖代謝( Ref 14 )。
  • 2016 年底才剛發表的一篇研究當中以 407 位 BMI>27 的中年婦女做為受試者,讓病患攝取安慰劑或口服硫酸鹽葡萄糖胺,進行長達 6.5 年的追蹤,並在介入 1 年、 2. 5年、 6.5 年檢測糖化血色素並進行問卷調查,結果發現長期攝取葡萄糖胺的組別與控制組相較,糖化血色素或是糖尿病的發生率有些微上升的狀況,但並沒有達顯著差異( Ref 15 )。

雖然上述前兩個以糖尿病患者為受試者的研究結果都指出葡萄糖胺對於糖尿病患者的血糖不會有影響,但由於介入時間都只有三個月,若更長期使用是否會影響血糖仍為未知數,因此建議若糖尿病患者想攝取葡萄糖胺,還是要與告知醫師並做討論。其他有許多以無糖尿病的健康人為受試者的研究,也都顯示葡萄糖胺似乎不會影響血糖或胰島素抗性。

葡萄糖胺適合每個人吃嗎?以下 6 種人請注意!

葡萄糖胺如同所有保健食品,如果想要使用,都一定要「先講究不傷身體,再講究效果」。以下是六種在使用葡萄糖胺時特別需要注意的族群。如果真的想服用,請向您的醫師徵詢意見喔!

  1. 孕婦及哺乳婦:目前葡萄糖胺對於孕婦其哺乳婦的相關安全性仍未知,因此建議孕婦及哺乳婦先不要補充。
  2. 糖尿病患者:上面我們探討過葡萄糖胺與血糖的關係( Ref 13, 14, 15 ),雖然部分研究顯示葡萄糖胺對糖尿病患者的血糖不會有負面影響,不過因為介入時間都不算長期,若您是糖尿病患者又想要使用葡萄糖胺,建議還是與您的醫師討論。
  3. 蝦、蟹、貝類過敏者:因部分葡萄糖胺是提煉自蝦、蟹的殼或貝殼,因此若您對這三樣食物過敏,建議不要攝取以此為來源的葡萄糖胺。
  4. 眼壓過高者:一篇研究將 17 位受試者分為兩組, A 組的 11 位受試者在開始服用葡萄糖胺前就有測量過眼壓; B 組的 6 位受試者則是在服用葡萄糖胺前沒有測量過眼壓。兩組中每位病患服用的葡萄糖胺劑量不同,但大部分患者每天是服用 1500 毫克。結果發現, A 組的受試者在開始服用葡萄糖胺之後,眼壓顯著提升,停止服用之後眼壓則顯著下降; B 組患者則是在停止服用葡萄糖胺後眼壓顯著下降,若將兩組合併作統計分析,同樣發現停止服用葡萄糖胺之後眼壓有顯著下降的情況( Ref 18 )。
  5. 高血壓患者:一篇研究中發現讓受試者攝取含有葡萄糖胺的營養補充劑六週之後,受試者的舒張壓顯著下降,收縮壓有下降的趨勢,心跳速率也有上升的趨勢,本篇使用的補充劑除了葡萄糖胺也含有其他成分如軟骨素及膠原蛋白( Ref 19 ),因此不能斷定此結果一定是因為葡萄糖胺所造成。若高血壓患者想要服用葡萄糖胺補充劑,則建議小心監控血壓。
  6. 肝、腎功能不全者:因安全性未知。

另外在服用葡萄糖胺有一點要注意,這類產品大多含鉀鹽或鈉鹽,有特殊疾病在限鉀或限鈉的人,服用時可注意標示,謹慎計算鈉含量。一般正常人建議每日鈉攝取量則是小於2400mg,要注意喔!

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看完這了落落長的一篇,相信大家對葡萄糖胺都有更正確、更完整的認識啦!如果罹患退化性關節炎,請務必就醫尋求完整的評估與治療,保健食品最多只是醫師指示下的輔助角色喔!想單靠保健食品治好退化性關節炎是不切實際的幻想啊!保健食品產業的市場及利益驚人,在網路上找到的資訊,很難不受到商業影響。希望這篇文章的整理,能夠讓更多民眾得到幫助,在更清楚理解的狀況下,評估自己是否需要使用葡萄糖胺。大家可別傻傻吃,卻不知道可能的好處與風險啊~如果這篇文章對你有幫助,歡迎分享給更多需要的人!

References

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