天氣濕冷就關節疼痛！是事實還是迷思？

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／梁培英、劉志偉醫師
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《類風濕性關節炎怎麼辦？醫師圖解說明》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔

「醫生，我的手好痛，每天起床都很僵硬，是不是血路不通？」王太太問。
「你的手指變形多久了？」醫師望著王太太明顯變形的手指問。
「這是因為我都用手洗衣服，才會變這樣啦。」王太太說。
「恐怕沒這麼單純，」醫師說，「我先幫你安排一些檢查，你有可能是類風濕性關節炎喔！」

類風濕關節炎好發於 40 至 60 歲的女性，是種自體免疫疾病，使關節慢性發炎，而持續發紅、腫痛。類風濕關節炎的特點是「休息愈久、愈不舒服」，早上起床時關節會僵硬超過一個小時。麻煩的是，如果沒有及時接受治療，發炎的關節將會漸漸變形、失去功能。

我吃的藥跟別人不一樣，這樣正常嗎？

臺北榮民總醫院過敏免疫風濕科劉志偉醫師指出，類風濕關節炎的傳統治療藥物有非類固醇消炎止痛藥（NSAID）、類固醇、疾病調節抗風濕藥物（DMARDs）等。

近年來發展出來的生物製劑、小分子藥物能夠抑制異常活化的免疫細胞，穩定病情。

劉志偉醫師說，「患者常會問，我吃的藥好像跟其他病友的藥不一樣？」這是因為每位患者的病程、疾病活性皆不相同，醫師會根據疾病活動度來擬定個人化的治療策略，使用不同的藥物組合與劑量，而且會依照病情持續調整藥物，盡量能夠緩解病情、並減少藥物的副作用。

使用的治療藥物並非一成不變，隨著腫痛關節數目、僵硬程度、整體健康狀況、發炎指標的變化，皆需適時調整藥物。

類風濕性關節炎是慢性發炎！那必須吃多久的藥？

中山醫學大學附設醫院風濕免疫過敏科梁培英醫師表示，類風濕性關節炎是由於免疫系統失調，而對自己的關節發動攻擊，導致慢性發炎反應。疾病成因與先天體質及後天環境因素有關，女性患者約是男性患者的三倍。

因為是自體免疫的問題，所以藥物無法讓疾病消失，但可以控制疾病活動度。

根據研究，愈早診斷、愈早接受治療，能有較好的預後。梁培英醫師提醒，若沒有好好控制類風濕性關節炎，關節可能在幾年內遭到破壞，讓手部功能大受影響，此外類風濕性關節炎還可能侵犯身體其他器官，像是影響心臟的心包膜炎、心肌炎，影響肺臟的肋膜炎、肺纖維化，還有腦中風、腎臟病變、心血管疾病等多種問題。

梁培英醫師一再叮嚀，持續接受治療可以提升患者之生活品質，與類風濕性關節炎和平共存。

患者需長期服藥，期間該注意什麼？

梁培英醫師解釋，類風濕性關節炎患者大多需要長期使用藥物，所以醫師都會交代一些日常生活中要留意的狀況。

傳統非類固醇消炎止痛藥（NSAID）能夠改善關節發炎、疼痛，不過也可能出現胃炎、潰瘍等，一般可以搭配其他藥物使用以緩解腸胃不適的狀況。部分患者的潰瘍較厲害，可能有出血的現象，所以需要注意排便的顏色，若有解黑便，便要立刻就醫，檢查是否有上消化道出血，及早處理。

由於部分類風濕性關節炎的藥物具有免疫調節的功能，患者要避開人潮，減少遭到感染的機會，若出現發燒、疲倦、咳嗽等症狀，最好儘快回診。

另有一些常見的狀況，如掉髮、嘴破、皮膚過敏等，可能與藥物有關，回診時可以主動提出來與醫師討論。

藥物能不能減量？要依照臨床症狀與抽血檢測發炎指數進行評估！

類風濕性關節炎是慢性病，患者或家屬常會詢問，「藥物能不能減量？」

劉志偉醫師解釋，藥物能否減量主要是看治療能否達標，所謂的「達標治療」會依照臨床症狀與抽血檢測發炎指數來評估。「我們會希望患者腫痛的關節數小於一處，而抽血的的 C 反應蛋白（C-Reactive Protein，CRP）小於 1 mg/dL，這樣才算治療達標。」

目前也有發展出類風濕性關節炎之量化指標「疾病活動指數 28（DAS28 , disease activity score by 28 joints）」，將患者腫痛的關節數目、整體健康評估分數、與血中的發炎指數「紅血球沉降速率（ESR）」等項目加權後會得到一個結果。

當疾病活動指數 28 大於 5.1，屬於「高疾病活動度」，當疾病活動指數 28 小於 3.2，屬於「低疾病活動度」。若疾病活動指數 28 小於 2.6，疾病處於緩解期，便可以考慮將藥物減量。

劉志偉醫師強調，「定期回診追蹤、評估疾病活動度，對類風濕性關節炎而言，非常重要！」

關節破壞不可逆，若感異常最好盡速就醫

「患者候診時，經常會看到有些病友的手部關節變形很厲害，所以非常焦慮。」梁培英醫師說，「手指的靈活度對於日常生活、工作皆不可或缺，因為類風濕性關節炎可能對關節造成不可逆之破壞，請一定要在關節破壞之前及早接受治療。若起床時有關節僵硬疼痛的狀況，最好就醫檢查。」

劉志偉醫師說，和過去相比較，類風濕性關節炎的治療已有長足進步，疾病調節抗風濕藥物、生物製劑、小分子藥物等陸續問世，幫助很多患者有效控制病情。建議要好好接受藥物治療，並配合復健治療，維持關節活動度，日常生活中不過度使用關節，才能維持良好的生活品質喔！

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有沒有人跟小小編一樣，很愛折手指讓關節發出喀喀喀的聲音，聽到那清脆的啪啪聲後感到無比舒爽而且還想一直重複去折它呢……？

究竟聲音到底是從哪裡來的？一直這樣用會不會得關節炎….？在挖掘出其中的奧祕之前我們要先來簡單的了解一下不同種的關節以及關節的解剖構造。

關節的種類

就以人體來說，兩塊骨頭相接的地方就叫做關節（Joint），關節可以用構造或功能分成好幾大類，以構造來區分的話可以大致分成纖維關節、軟骨關節、和滑膜關節，其中的纖維關節和軟骨關節比較不常被我們注意，因為他們屬於不太能自由移動的關節，滑膜關節跟我們之後要討論的比較有關連。

如果依照功能來區分關節的話可以分成不可動關節、微可動關節、以及可動關節。可動關節分成六大類，而每種都有滑膜的構造，而滑膜裡面的物質正是造成喀喀聲的主要成因！

首先要先了解這六類可動關節的基本型態：

 滑膜關節內的構造

知道指關節屬於滑膜關節後，我們就要更仔細的去看滑膜關節內的構造：

滑膜囊腔擔任起骨頭與骨頭之間潤滑的工作，若沒有滑膜囊的存在那麼關節之間的骨頭就很容易磨損發炎，一般關節炎就是這樣引起的。滑膜囊裡面的滑膜液，也叫關節液，可以想像成潤滑液的概念。關節液的成份主要是玻尿酸、葡萄糖胺等成分使得液體變得黏黏稠稠滑滑的[2]。

關節發出的喀喀聲

學了這麼多關於關節的知識後先來喝杯飲料休息一下，因為我們其實只觸及關節知識的冰山一角，但是我們現在知道的已經足以回答我們的問題了，為什麼它平常不發出聲音只有我們在用力的扳、折、或壓它的時候才會發出喀喀聲？或許有這樣提示你就發現了第一個線索了。

關節是活動的而且包覆滑膜囊的韌帶或肌肉也都是軟的，在壓迫或拉扯關節的時候，我們改變了關節的結構和空間；當我們延展韌帶時，我們同時也把滑膜囊撐大，這使滑膜腔的空間變大了一些，當一個密閉的腔室體積增大，勢必代表內部的壓力將會變小，而什麼東西跟壓力很有關係呢？就是氣體的溶解度，事實上有許多氣體溶在我們的滑膜液裡面，其中又以二氧化碳最多，當腔內壓力變低時，這些溶解的碳酸就會被迫析出成為氣體[3]。

此時此刻你的滑膜腔裡面其實產生了一些小氣泡，而因為這些氣泡形成的速度很快，快到使我們聽到啵啵喀喀的聲音。形成泡泡之後需要經過一段時間，這些氣體才會慢慢溶回關節液裡面，這也就是為什麼剛喀（啪）完以後需要一段冷卻時間才能在喀（啪）一次…嗯…你懂的。

一直讓關節啪啪啪會不會得關節炎？

我想，除了關節怎麼發出聲音之外，大家更想關心的就是這樣的習慣會不會對我們的關節產生不良的影響吧？如果了解了各種關節炎的成因之後就會發現，其實沒有一種已知的關節炎型態與氣泡的產生有直接關連[1]，甚至有人做實驗來證明這件事，2009年的搞笑諾貝爾醫學組得獎者Donald L. Unger 進行了一項實驗，連續60年，他只去喀喀喀左手的手指而從來不去用右手，最後證明左右手並沒有顯著性的差異，也沒有導致關節炎[4]。（神人阿！）

1. Jorge Castellanos & David Axelrod, ‘Effect of habitual knuckle cracking on hand function’, Annals of Rheumatic Diseases, Vol. 49, 1990, pp. 308-309.
2.  Hui, Alexander Y.; McCart, William J.; Masuda, Koichi; Firestein, Gary S.; Sah, Robert L. (Jan–Feb 2012). “A Systems Biology Approach to Synovial Joint Lubrication in Health, Injury, and Disease”
3. Watson P, Kernoham WG, Mollan RAB. A study of the cracking sounds from the metacarpophalangeal joint. Proceedings of the Institute of Mechanical Engineering [H] 1989;203:109-118.
4. “Does Knuckle Cracking Lead to Arthritis of the Fingers?”, Donald L. Unger, Arthritis and Rheumatism, vol. 41, no. 5, 1998, pp. 949-50.
5. 新高中「體育」課程，關節