攝護腺肥大知多少？症狀治療全解析

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《對付去勢抗性攝護腺癌，PARP 抑制劑標靶治療解析，泌尿專科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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60 多歲的李先生有頻尿、夜尿、解尿不順的狀況，原本以為是良性攝護腺肥大，但在就醫之後，才發現竟然是攝護腺癌，而且切片檢查的結果顯示患者屬於高惡性度攝護腺癌。台中慈濟醫院泌尿科顧問裘坤元醫師指出，接受荷爾蒙治療一段時間後，攝護腺癌細胞便出現去勢抗性，而改用化學治療。

大約一年半後，患者的攝護腺癌已轉移至骨骼、肝臟、肺臟。裘坤元醫師說，因為基因檢測的結果顯示患者具有 BRCA 基因突變，於是開始使用口服 PARP 抑制劑標靶藥物。在 PARP 抑制劑標靶藥物的治療下，攝護腺特定抗原 PSA 指數有下降的趨勢，而且骨頭疼痛也大幅改善。

「早期的攝護腺癌沒有症狀！」裘坤元醫師指出，「在台灣，有一半的患者在診斷攝護腺癌的時候就已經是比較晚期的狀況，甚至有三成以上已經轉移到骨頭。」

攝護腺癌可能造成頻尿、夜尿、解尿困難等症狀，患者會誤以為是良性攝護腺肥大，而延誤就醫。裘坤元醫師說，攝護腺癌容易轉移至骨骼、淋巴結，可能造成骨骼疼痛。

針對轉移性攝護腺癌必須使用全身性治療，裘坤元醫師說，首先是使用荷爾蒙治療，因為男性荷爾蒙會刺激攝護腺癌生長，所以會利用藥物將男性荷爾蒙降到最低濃度，稱為去勢性治療。

荷爾蒙治療能夠有效抑制攝護腺癌生長，讓患者的病情得到控制，但是在經過 2 至 3 年的荷爾蒙治療後，攝護腺癌可能出現去勢抗性。裘坤元醫師說，「我常常跟患者解釋，把攝護腺癌比喻成壞人，壞人本來需要吃飯才能夠做壞事。荷爾蒙治療就像是讓壞人沒飯吃，壞人就沒辦法做壞事。但是壞人也會漸漸進化，可能改吃別的東西，甚至不用吃東西也可以做壞事。」

攝護腺癌出現去勢抗性後，病情便會持續惡化，可能轉移至肺臟、肝臟等重要器官，而危及性命。裘坤元醫師說，因此若發現病情有變化，就須調整治療策略。

隨著精準醫療的發展，標靶治療已被運用於治療去勢抗性攝護腺癌。裘坤元醫師說，經過基因檢測，如果患者具有 BRCA 基因突變，可使用口服 PARP 抑制劑標靶藥物，而且能夠申請健保給付。

研究顯示，相較於沒有 BRCA 基因突變的患者，具有 BRCA 基因突變的患者，病程進展較快，且對傳統治療的反應較差，預後較差。利用 PARP 抑制劑標靶藥物，有助提升治療成效。

PARP 抑制劑標靶藥物能夠有效延緩疾病惡化，延長存活期。相較於化學治療，副作用較少，有助維持生活品質，且採用口服，便利性高，能夠提升患者的治療順從度。

「在過去，當患者進展為轉移性去勢抗性攝護腺癌的時候，平均存活期大概是 1 年左右。」裘坤元醫師說，「使用 PARP 抑制劑標靶藥物能夠顯著延長存活期，我們曾經有患者使用到 26 個月。」

接受 PARP 抑制劑標靶藥物治療後，患者可能有貧血的狀況，請務必按時回診追蹤檢查。

「對患者而言，PARP 抑制劑標靶藥物能通過健保給付，是令人振奮的好消息。」裘坤元醫師說，「轉移性去勢抗性攝護腺癌患者可考慮接受基因檢測，若具有 BRCA 基因突變，便可申請用藥。」

筆記重點整理

1. 早期攝護腺癌沒有症狀，確定診斷時大多已經比較晚期。具有家族病史的男性，可以從 45 歲開始每年抽血檢測攝護腺特定抗原 PSA 指數，幫助早期發現攝護腺癌。
2. 針對轉移性攝護腺癌必須使用全身性治療，首先是使用荷爾蒙治療，利用藥物讓男性荷爾蒙降到最低濃度，稱為去勢性治療。
3. 荷爾蒙治療能夠有效抑制攝護腺癌生長，讓患者的病情得到控制，但是在經過 2 至 3 年的荷爾蒙治療後，攝護腺癌可能出現去勢抗性。
4. 經過基因檢測，如果去勢抗性攝護腺癌患者具有 BRCA 基因突變，可使用 PARP 抑制劑標靶藥物，目前已能向健保申請給付。
5. PARP 抑制劑標靶藥物能夠有效延緩疾病惡化，延長存活期。相較於化學治療，副作用較少，有助維持生活品質，且採用口服，便利性高，能夠提升患者的治療順從度。

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「那是一位五十多歲的男士，因為晚上要起床解尿好幾次而導致失眠，白天上班也常跑廁所，所以來泌尿科檢查。」衛生福利部雙和醫院泌尿科高偉棠醫師表示，「檢查後確認有良性攝護腺肥大，於是便開始服藥。」

患者服藥之後，解尿的症狀有改善，但是藥物的副作用卻讓他很困擾。高偉棠醫師說，患者突然從坐姿要站起來的時候，容易頭昏眼花，而且性生活時因沒有射精，而被懷疑是在外面亂搞，讓他百口莫辯。雖然改善了排尿，卻影響了性生活，使他更難勃起，痛不欲生。

經過討論後，患者決定接受微創攝護腺拉開術，利用細小的植入物拉開攝護腺。高偉棠醫師說，術後患者便能順利解尿，很快就可以上班，不用費心解釋請假手術的原因。隨著性生活漸漸恢復，讓患者相當開心。

良性攝護腺肥大的常見症狀包括尿液流速變慢、排尿的力道沒有年輕時那麼有力、尿到一半會中斷，無法一次將膀胱排空，需分多次排尿。高偉棠醫師說，患者排尿時需要藉助腹肌的力量將尿液排出，排尿後仍有尿液滴滴答答，內褲可能被沾濕。患者會越來越頻尿，夜尿的情況會加重，而且一感到尿意就很急迫，行動不便者可能會來不及而尿失禁。

以往認為 60 歲以上才會發生，但近年來由於飲食習慣改變、營養過剩等因素，50 多歲的男性就可能出現相關症狀。因此，中年男性要留意身體狀況的改變，及早發現並治療。

如果不治療良性攝護腺肥大，膀胱功能會漸漸受到影響。高偉棠醫師說，因為膀胱會持續用力收縮，試圖將尿液排出，將導致膀胱過度敏感及焦躁。如果長期未改善，膀胱最終會過度疲勞、無法收縮，導致膀胱失能的狀態。即使日後治療攝護腺肥大，但膀胱功能已經受損，難以恢復正常收縮能力。嚴重時會演變成神經性膀胱，膀胱完全喪失收縮力，無法自主排尿，是相當危險的狀況。

「就像車子卡在泥濘中，如果讓引擎持續高速運轉，最終引擎就會報銷。」高偉棠醫師說。因此，良性攝護腺肥大需要及早治療，以避免對膀胱造成無法挽回的損害。」

在過去，針對良性攝護腺肥大的治療大多會先考慮藥物治療，直到藥物已無法改善症狀，或是患者無法忍受藥物副作用後，才考慮手術治療。高偉棠醫師說，主要原因是傳統攝護腺刮除手術屬於較大的手術，手術時間較長、失血量較多、風險較高、併發症較多，而且術後可能造成逆行性射精或影響勃起功能。

近年來，微創攝護腺拉開術的發展，有助於改變良性攝護腺肥大的治療觀念。高偉棠醫師說，因為微創攝護腺拉開術的手術時間較短、手術風險較低、不會破壞攝護腺、不會影響勃起功能，所以只要出現攝護腺肥大的症狀，就可以考慮早期介入治療。

對患者而言，及早接受微創治療能夠避免一些藥物的副作用。高偉棠醫師說，目前用於良性攝護腺肥大的藥物主要有兩種，一種叫甲型阻斷劑，能讓攝護腺周邊的肌肉放鬆，缺點是會造成血壓下降、頭暈；另一種是5α還原酶的抑制劑，能夠抑制男性荷爾蒙，讓攝護腺萎縮，而患者可能出現性慾下降、性功能下降的狀況。

「有些患者是犧牲性生活，來改善攝護腺肥大的症狀。」高偉棠醫師說。「所以微創治療的好處就是減少藥物帶來的副作用，而且中老年人經常服用多種慢性病的藥物，如果能夠減少攝護腺肥大的藥物，也可避免藥物出現交互作用。」

傳統攝護腺刮除術會對組織造成較大的破壞，術中失血量較多、術後可能遭遇出血、疼痛、漏尿的狀況，恢復期比較長。高偉棠醫師說，無論是使用刮除手術或雷射，術後都有逆行性射精的狀況，而且約有 10 % 至 20 % 患者的勃起功能會受到影響。

微創攝護腺拉開術是藉由內視鏡進入尿道，然後利用至少 4 條細小的束帶將攝護腺向外拉開。高偉棠醫師說，因為不會破壞攝護腺，手術時間較短，術中幾乎不會流血，術後有立即性的改善。患者能夠很快恢復工作，且不會有逆行性射精的問題，不會影響原有的性功能。

貼心小提醒

微創攝護腺拉開術的發展，讓良性攝護腺肥大患者多了另一項選擇。高偉棠醫師說，藥物治療效果不佳、無法忍受藥物副作用、不願意長期服藥、想要保留性功能、無法承受傳統手術風險的患者都可以將微創攝護腺拉開術納入考量。患者要與專科醫師詳細討論，根據攝護腺的大小與形狀，選擇合適的治療方式！

• 本文轉載自 Care Online 照護線上《長期解尿不順，恐致膀胱失能！藥物治療、攝護腺刮除術、與微創攝護腺拉開術解析，泌尿專科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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