重大手術易低體溫，積極管理減少併發症

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。

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。

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）」！

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。

以研華科技為例，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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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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• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《治療大腸直腸癌，慎防手術低體溫，醫師圖文詳解》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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大腸直腸癌是台灣發生率最高的癌症，每年約有 15,000 個新病例。罹患大腸癌患者大多需要接受手術治療，醫師會根據腫瘤位置不同，採用不同的術式如右半結腸切除、橫結腸切除、左半結腸切除、前位切除、腹部會陰聯合切除等，可以使用傳統開腹手術，也可能使用腹腔鏡，或達文西機械手臂來進行。

台北慈濟醫院麻醉科施秉成醫師表示，「手術時間越長，就越容易發生手術低體溫，常見的大腸直腸癌手術，必須先切除部分腸道，再吻合腸道，需要較長的時間，包含剖腹手術或腹腔鏡手術都很容易出現手術低體溫。一般而言三十分鐘後就會看到體溫慢慢往下掉，時間越久就越明顯。」

手術低體溫的發生與手術方式、手術時間都有關係，台灣術後加速康復學會理事長郭書麟醫師指出，剖腹手術時腹腔是整個打開，散熱的面積很大，體溫的喪失會越快。

為何會出現手術低體溫？

手術低體溫的原因有幾個，郭書麟醫師解釋，一個是手術房的溫度比較低，再來是病人接受麻醉之後，不管是全身麻醉或半身麻醉，都會改變我們身體的恆溫機制，例如抑制血管收縮的功能，使得血管擴張，導致體溫重新分布，很容易散失熱量，使體溫下降。而且麻醉後會抑制肌肉收縮，人體無法藉由發抖產熱，就越容易降溫，所以麻醉狀態下很容易發生低體溫。

根據指引，只要麻醉超過 30 分鐘，都需要積極介入體溫的維持，且建議要使用主動式保溫工具，郭書麟醫師解釋，「一般是使用被動式保溫工具，用被單蓋一蓋，但是被動式保溫的效果有限，所以英國國家健康與照顧卓越研究院 NICE 的指引中有特別提到，手術時間超過 30 分鐘的病人，建議可使用主動式保溫工具，來預防手術低體溫。」

痔瘡、肛門廔管亦是大腸直腸外科中相當常見的手術，一般會使用半身麻醉，相較於全身麻醉，半身麻醉更容易發生低體溫。施秉成醫師提醒，因為半身麻醉引起血管擴張的效果會比較強，當手術時間較長時，會看到更明顯的低體溫。

郭書麟醫師強調，「只要是麻醉，不管是全身麻醉或半身麻醉，都不能輕忽低體溫的風險！」

手術低體溫，增加手術出血量！

手術低體溫對人體有很多影響，施秉成醫師說，第一個是造成凝血功能異常，使術中出血量明顯增加；第二個是影響腸道血液循環，血流變少使腸道功能在術後的恢復較慢；第三個是造成藥物代謝變慢，副作用就會變強，術後較容易噁心、嘔吐，延遲甦醒的狀況也會增加；第四個是讓手術後傷口感染率增加；另外還可能造成嚴重的心血管併發症，譬如心律不整、心肌梗塞、腦中風等，提高加護病房的入住率，延長住院天數等，手術低體溫有非常多的壞處。

「患者甦醒後會覺得非常冷，」郭書麟醫師說，「病人常常抱怨說那是從骨頭裡面透出來的冷，而在恢復室一直發抖。這不是單純的發抖而已，因為可能牽扯傷口，導致疼痛，而且會增加氧氣消耗量，增加心肺負擔，可能讓患者出現胸悶、胸痛，甚至急性心肌梗塞，是很嚴重的狀況。」

運用主動式保溫工具，預防手術低體溫

傳統預防低體溫方式，包括替患者蓋加溫過的棉被，使用加熱過的點滴，並替點滴管路加溫，施秉成醫師說，如果是全身麻醉的病人，還會使用加溫過的吸入性麻醉藥。

現在大部分醫院有使用水浴毯，可放在患者身體下方，內部有熱水循環，但是保溫的成效尚可，如果術中發生低體溫，大概沒有辦法有效率的加溫。

為了克服傳統保溫工具的缺點，目前較常運用新一代熱空氣式保溫毯，施秉成醫師說，熱空氣式保溫毯表面佈滿了很多細小的毛細孔，讓熱空氣可以從這些毛細孔穩定地吹到病人身上，形成一個保溫層，達到均勻的加熱。一方面可以加熱，一方面可以避免熱量流失，就可以在手術當中維持穩定的體溫。隨著手術部位、患者擺位的不同，能夠運用不同形狀的保溫毯來覆蓋病人，是很有效率的主動式保溫工具。

熱空氣式保溫毯的原理並非單純的把熱量傳給病人，郭書麟醫師分析，人體主要是透過輻射來散失熱量，輻射散失熱量的速度跟體表溫度與外界空氣的溫差有關。因為開刀房室溫約攝氏 20 度，正常體溫大概攝氏 36 度，在溫差很大的狀況下熱量散失較快，而主動式保溫工具能創造一個溫度差較小的環境，便能減少熱量流失。

現在的觀念是盡量用多重方式來幫病人保溫，最好可以從手術前一直使用到手術後，讓患者體溫能夠維持在穩定的狀態，以降低併發症發生率、減少患者的不適。

「在熱空氣式保溫毯尚未普及的年代，曾經遇過一個半身麻醉的老先生，在開刀過程中體溫掉到攝氏 35 度左右，病人一直喊冷、一直發抖，甚至開始感到胸悶。」施秉成醫師回憶，「我們當時想辦法找來一部熱空氣式保溫毯幫他加溫，老先生的體溫才慢慢回到攝氏 36.5 度，胸悶也漸漸改善了。那是印象很深刻的案例，對病人相當有幫助。」

貼心小提醒

體溫是非常重要的生命徵象，郭書麟醫師提醒，在手術中維持正常體溫，有助減少術中、術後的併發症。

大腸直腸癌好發於中老年人，而且手術時間較長，發生手術低體溫的風險較高，務必小心防範，施秉成醫師說，患者要與醫療團隊詳細討論，預先做好準備，提升麻醉安全！

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大量出血是非常危急的狀況，相當具有挑戰性。台灣麻醉醫學會理事長暨臺北榮民總醫院麻醉部鄒美勇醫師回憶，曾經遇過一位大動脈破裂的患者，內出血非常嚴重，送到急診室後便立刻安排緊急手術，手術傷口很大從胸部延伸到腹部。

手術過程中，要不斷輸血維持生命跡象，鄒美勇醫師說，患者的心跳、血壓很不穩定，體溫也降得很低，甚至低到攝氏 32 度，非常棘手。

「體溫」是一項重要的生命徵象，手術過程中若出現非預期性手術低體溫，可能造成許多併發症，危及病人安全，且影響術後恢復。

容易出現非預期性手術低體溫的因素包括手術時間較長、暴露範圍較大、失血量較多等。心臟手術、胸腔手術、腦部手術、器官移植等重大手術皆須積極預防，避免發生手術低體溫。

容易出現手術低體溫的重大手術

正常的體溫約攝氏 36.5 度，而開刀房的氣溫大概是攝氏 18 至 22 度，兩者溫差很大，容易造成體溫喪失。

常見的心臟外科手術有冠狀動脈繞道手術、心臟瓣膜置換手術、先天性心臟病手術等；常見的胸腔外科手術有肺癌、食道癌手術等；常見的神經外科手術有腦瘤、椎間盤突出等；常見的器官移植手術有肝臟移植、腎臟移植等。鄒美勇醫師說，由於手術時間較長、暴露範圍較大、可能需要大量輸血，容易造成手術低體溫。

「曾經遇過長達 24 個小時的手術，同時進行肝臟、腎臟和其他器官的移植，病人的情況很差、難度又很高，體溫就掉得很厲害。」鄒美勇醫師分享，「因為器官在取下來之後，都會以低溫保存，等到植入受贈者體內，才會重新恢復血液循環。當器官裡冰冷的保存液流入受贈者的血管循環裡，就像把一杯冰水倒入溫水的杯子裡面，溫度會馬上下降，有時候會出現心律不整。器官剛接好，要重新開始運轉的時候，相當有挑戰性，也比較危險。」

出現非預期性手術低體溫，在手術過程當中就會對患者造成不良影響，鄒美勇醫師解釋，「最常見的是體溫太低，導致血液的凝血功能異常，而使手術出血量增加。相較於正常體溫，手術低體溫的病人，出血量可能增加達 40% 以上。」

非預期性手術低體溫對患者的術後復原也有影響，鄒美勇醫師解釋，低體溫的時候，腸胃道的血液循環變差，所以在手術後，腸胃功能的恢復就會變得比較慢，使得噁心、嘔吐、腹脹的情形增加。

由於藥物的代謝速度變慢，副作用會比較多，患者甦醒的時間也會延遲更久。

組織的微血管在寒冷的時候會收縮，造成血管阻力增加，血液循環變差，供氧量會受到影響，使得手術傷口感染率增加。

另外，手術低體溫會使心律不整、心肌梗塞、腦中風的風險增加，術後住加護病房的比例會上升，住院天數也會延長，有很多壞處。鄒美勇醫師說，在手術中患者如果一直發抖，外科醫師會受到影響，病人也可能出現胸痛、胸悶等不適。

預防手術低體溫，減少手術併發症！

預防手術低體溫的方式有兩類，鄒美勇醫師說，一類是從身體外面進行，包括蓋被子、照烤燈、使用熱空氣式保溫毯等，還有一類是從體內進行，預先將輸液、血品、吸入式麻醉藥加溫。

傳統使用的棉被屬於被動式保溫工具，無法產生熱能，效果較差，鄒美勇醫師說，目前多會使用主動式保溫工具，主動式保溫工具可產生熱能，較能預防手術低體溫的發生。

當病人的核心體溫降得太低時，傳統加溫設備如烤燈、熱水墊的效果有限，鄒美勇醫師說，熱空氣式保溫毯已是相當普及的保溫工具，可覆蓋在患者身上，經由小孔均勻吹送暖風，製造一個跟外界溫差比較小的環境，就可以減少熱量流失，較不容易失溫。熱空氣式保溫毯為拋棄式，沒有感染的風險。

現在的觀念是要盡量運用多種方法來幫病人保溫，最好是從手術前開始，一直用到手術後，鄒美勇醫師說，因為很多病人在手術後恢復期間都會感到很冷，一直發抖、很不舒服。

目前在術前訪視的時候，麻醉科醫師都會跟患者討論手術低體溫的預防，根據手術方式、手術時間，選擇合適的保溫工具。無論是全身麻醉、半身麻醉，都需要積極進行體溫管理。

貼心小提醒

體溫與心跳、血壓皆是重要的生命跡象，鄒美勇醫師提醒，腦部、胸腔、心臟、器官移植等重大手術，出現非預期性手術低體溫的機會較高，必須運用各種保溫工具，積極預防低體溫的發生，才能減少手術併發症！

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