別讓心臟悄悄衰竭！二尖瓣閉鎖不全的風險與最新治療解析

本文與 高柏科技 合作，泛科學企劃執行。

當我們談論能擊敗輝達（NVIDIA）、Google、微軟，甚至是 Meta 的存在，究竟是什麼？答案或許並非更強大的 AI，也不是更高速的晶片，而是你看不見、卻能瞬間讓伺服器崩潰的「熱」。

 2024 年底至 2025 年初，搭載 Blackwell 晶片的輝達伺服器接連遭遇過熱危機，傳聞 Meta、Google、微軟的訂單也因此受到影響。儘管輝達已經透過調整機櫃設計來解決問題，但這場「科技 vs. 熱」的對決，才剛剛開始。 

不僅僅是輝達，微軟甚至嘗試將伺服器完全埋入海水中，希望藉由洋流降溫；而更激進的做法，則是直接將伺服器浸泡在冷卻液中，來一場「浸沒式冷卻」的實驗。

但這些方法真的有效嗎？安全嗎？從大型數據中心到你手上的手機，散熱已經成為科技業最棘手的難題。本文將帶各位跟著全球散熱專家 高柏科技，一同看看如何用科學破解這場高溫危機！

運算=發熱？為何電腦必然會發熱？

這並非新問題，1961年物理學家蘭道爾在任職於IBM時，就提出了「蘭道爾原理」（Landauer Principle），他根據熱力學提出，當進行計算或訊息處理時，即便是理論上最有效率的電腦，還是會產生某些形式的能量損耗。因為在計算時只要有訊息流失，系統的熵就會上升，而隨著熵的增加，也會產生熱能。

換句話說，當計算是不可逆的時候，就像產品無法回收再利用，而是進到垃圾場燒掉一樣，會產生許多廢熱。

要解決問題，得用科學方法。在一個系統中，我們通常以「熱設計功耗」（TDP，Thermal Design Power）來衡量電子元件在正常運行條件下產生的熱量。一般來說，TDP 指的是一個處理器或晶片運作時可能會產生的最大熱量，通常以瓦特（W）為單位。也就是說，TDP 應該作為這個系統散熱的最低標準。每個廠商都會公布自家產品的 TDP，例如AMD的CPU 9950X，TDP是170W，GeForce RTX 5090則高達575W，伺服器用的晶片，則可能動輒千瓦以上。

散熱不僅是AI伺服器的問題，電動車、儲能設備、甚至低軌衛星，都需要高效散熱技術，這正是高柏科技的專長。

「導熱介面材料（TIM）」：提升散熱效率的關鍵角色

在電腦世界裡，散熱的關鍵就是把熱量「交給」導熱效率高的材料，而這個角色通常是金屬散熱片。但散熱並不是簡單地把金屬片貼在晶片上就能搞定。

現實中，晶片表面和散熱片之間並不會完美貼合，表面多少會有細微間隙，而這些縫隙如果藏了空氣，就會變成「隔熱層」，阻礙熱傳導。

為了解決這個問題，需要一種關鍵材料，導熱介面材料（TIM，Thermal Interface Material）。它的任務就是填補這些縫隙，讓熱可以更加順暢傳遞出去。可以把TIM想像成散熱高速公路的「匝道」，即使主線有再多車道，如果匝道堵住了，車流還是無法順利進入高速公路。同樣地，如果 TIM 的導熱效果不好，熱量就會卡在晶片與散熱片之間，導致散熱效率下降。

那麼，要怎麼提升 TIM 的效能呢？很直覺的做法是增加導熱金屬粉的比例。目前最常見且穩定的選擇是氧化鋅或氧化鋁，若要更高效的散熱材料，則有氮化鋁、六方氮化硼、立方氮化硼等更高級的選項。

典型的 TIM 是由兩個成分組成：高導熱粉末（如金屬或陶瓷粉末）與聚合物基質。大部分散熱膏的特點是流動性好，盡可能地貼合表面、填補縫隙。但也因為太「軟」了，受熱受力後容易向外「溢流」。或是造成基質和熱源過分接觸，高分子在高溫下發生熱裂解。這也是為什麼有些導熱膏使用一段時間後，會出現乾裂或表面變硬。

為了解決這個問題，高柏科技推出了凝膠狀的「導熱凝膠」，說是凝膠，但感覺起來更像黏土。保留了可塑性、但更有彈性、更像固體。因此不容易被擠壓成超薄，比較不會熱裂解、壽命也比較長。

OK，到這裡，「匝道」的問題解決了，接下來的問題是：這條散熱高速公路該怎麼設計？你會選擇氣冷、水冷，還是更先進的浸沒式散熱呢？

液冷與 3D VC 散熱技術：未來高效散熱方案解析

傳統的散熱方式是透過風扇帶動空氣經過散熱片來移除熱量，也就是所謂的「氣冷」。但單純的氣冷已經達到散熱效率的極限，因此現在的散熱技術有兩大發展方向。

其中一個方向是液冷，熱量在經過 TIM 後進入水冷頭，水冷頭內的不斷流動的液體能迅速帶走熱量。這種散熱方式效率好，且增加的體積不大。唯一需要注意的是，萬一元件損壞，可能會因為漏液而損害其他元件，且系統的成本較高。如果你對成本有顧慮，可以考慮另一種方案，「3D VC」。

3D VC 的原理很像是氣冷加液冷的結合。3D VC 顧名思義，就是把均溫板層層疊起來，變成3D結構。雖然均溫板長得也像是一塊金屬板，原理其實跟散熱片不太一樣。如果看英文原文的「Vapor Chamber」，直接翻譯是「蒸氣腔室」。

在均溫板中，會放入容易汽化的工作流體，當流體在熱源處吸收熱量後就會汽化，當熱量被帶走，汽化的流體會被冷卻成液體並回流。這種利用液體、氣體兩種不同狀態進行熱交換的方法，最大的特點是：導熱速度甚至比金屬的熱傳導還要更快、熱量的分配也更均勻，不會有熱都聚集在入口（熱源處）的情況，能更有效降溫。

整個 3DVC 的設計，是包含垂直的熱導管和水平均溫板的 3D 結構。熱導管和均溫板都是採用氣、液兩向轉換的方式傳遞熱量。導熱管是電梯，能快速把散熱工作帶到每一層。均溫板再接手將所有熱量消化掉。最後當空氣通過 3DVC，就能用最高的效率帶走熱量。3DVC 跟水冷最大的差異是，工作流體移動的過程經過設計，因此不用插電，成本僅有水冷的十分之一。但相對的，因為是被動式散熱，其散熱模組的體積相對水冷會更大。

從 TIM 到 3D VC，高柏科技一直致力於不斷創新，並多次獲得國際專利。為了進一步提升 3D VC 的散熱效率並縮小模組體積，高柏科技開發了6項專利技術，涵蓋系統設計、材料改良及結構技術等方面。經過設計強化後，均溫板不僅保有高導熱性，還增強了結構強度，顯著提升均溫速度及耐用性。

隨著散熱技術不斷進步，有人提出將整個晶片組或伺服器浸泡在冷卻液中的「浸沒式冷卻」技術，將主機板和零件完全泡在不導電的特殊液體中，許多冷卻液會選擇沸點較低的物質，因此就像均溫板一樣，可以透過汽化來吸收掉大量的熱，形成泡泡向上浮，達到快速散熱的效果。

然而，因為水會導電，因此替代方案之一是氟化物。雖然效率差了一些，但至少可以用。然而氟化物的生產或廢棄時，很容易產生全氟/多氟烷基物質 PFAS，這是一種永久污染物，會對環境產生長時間影響。目前各家廠商都還在試驗新的冷卻液，例如礦物油、其他油品，又或是在既有的液體中添加奈米碳管等特殊材質。

另外，把整個主機都泡在液體裡面的散熱邏輯也與原本的方式大相逕庭。如何重新設計液體對流的路線、如何讓氣泡可以順利上浮、甚至是研究氣泡的出現會不會影響元件壽命等等，都還需要時間來驗證。

高柏科技目前已將自家產品提供給各大廠商進行相容性驗證，相信很快就能推出更強大的散熱模組。

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「醫師，心臟超音波檢查發現我的主動脈瓣只有兩瓣，但是我沒有症狀，這樣有關係嗎？」30 歲的李先生問。

「你的心臟超音波顯示已有重度主動脈瓣狹窄，且心臟功能已有退化現象」醫師翻開病歷說，「應該要及早開刀治療會比較好。」

「沒有症狀也要開刀嗎？」李先生問。

「是的。」醫師肯定地點點頭，「重度主動脈瓣狹窄有猝死風險，拖延只會更危險！」

正常的主動脈瓣是三片，但是約有 1% 至 2% 的人天生只有兩片，所以被稱做雙瓣式、兩瓣式或雙葉式主動脈瓣（bicuspid aortic valve）。林口長庚心臟外科教授陳紹緯醫師指出，由於瓣膜結構異常，容易形成主動脈瓣狹窄。

正常的瓣膜可以用到七、八十歲以上，所以大部分主動脈瓣狹窄的患者，都是老年人。陳紹緯醫師說，「兩瓣式主動脈瓣的患者會在較年輕時出現主動脈瓣狹窄，可能五、六十歲就需要治療。甚至曾經有遇過大約三十歲的患者便需要動手術更換主動脈瓣。」

使用超音波能夠確定診斷兩瓣式主動脈瓣，部分患者在小時候，醫師就會發現有這個狀況，陳紹緯醫師說，不過很多患者直到出現主動脈狹窄的狀況後，才確定診斷。

發現有兩瓣式主動脈瓣後，即使沒有明顯症狀，患者也要定期接受超音波檢查。陳紹緯醫師說，因為病情可能進展較快，而且不只有主動脈瓣，患者的主動脈可能會擴大，有較高的風險出現主動脈瘤或主動脈剝離。根據統計，大約 50% 的兩瓣式主動脈瓣患者會需要接受手術治療，而 20～30% 的病人會在 10～20 年間發展成主動脈瘤。

兩瓣式主動脈瓣患者在初期通常沒有症狀，直到主動脈瓣狹窄惡化才會出現胸悶、胸痛、心悸、呼吸困難等狀況。陳紹緯醫師說，患者在平躺時會比較喘，所以需要端坐呼吸；有時會昏厥、中風，甚至猝死。

針對主動脈瓣狹窄，現在的建議是不要等到症狀出現，因為是不可逆心臟結構性問題，一旦疾病進展到重度就得盡快進行手術治療。陳紹緯醫師說，最主要的檢查是心臟超音波，如果心臟超音波顯示為重度主動脈瓣狹窄，就建議接受治療。

「即使沒有任何症狀，也不可輕忽。因為主動脈瓣已經嚴重狹窄，便會有猝死的風險！」陳紹緯醫師說，「尤其是這些病人可能很年輕，拖延並沒有任何好處，只會愈來愈危險。」

根據目前的國際治療指引，兩瓣式主動脈瓣建議採用外科手術治療。陳紹緯醫師解釋，因為兩瓣式主動脈瓣的型態是橢圓形，而且鈣化會很厲害，所以用導管瓣膜治療的效果會比較差，中風比例也會比較高。除非患者拒絕手術，或是手術風險太高，才會使用導管瓣膜治療。

心臟血管外科醫師會把鈣化的主動脈瓣清除乾淨，然後換上一個人工瓣膜，未來若有問題可再使用導管瓣膜治療。如果有主動脈瘤問題，也建議於手術一併處理進行人工血管置換。陳紹緯醫師說，對於較年輕的患者，一般不太會建議在第一次就做導管瓣膜治療。

目前的手術方式可採用標準開胸手術，也可以選擇小傷口微創手術。陳紹緯醫師說，微創手術的傷口較小，術後疼痛較少，不過如果患者的主動脈或其它心血管疾病需一併處理，就會建議標準開胸手術，同時處理主動脈瓣及其它心血管問題。

人工主動脈瓣膜有機械瓣膜與生物瓣膜，陳紹緯醫師說，一般建議 50 歲以下使用機械瓣膜，65 歲以上使用生物瓣膜，介於 50 到 65 歲之間兩者皆可。生物瓣膜持續進步，耐用性也愈來愈好。術前可與和醫師詳細討論，選擇合適的人工瓣膜。

「此外，過去由於生物瓣膜退化後只能再次開胸手術，但由於經導管瓣膜置換術的進步，第一次使用的外科生物瓣膜若退化，在於未來有很大的機會使用導管瓣膜治療。」陳紹緯醫師說，「因為使用一、二十年後，生物瓣膜可能逐漸退化，而出現狹窄或閉鎖不全，屆時可以使用導管放入新的人工（生物）瓣膜，風險比較低，患者也會比較輕鬆。」

貼心小提醒

兩瓣式主動脈瓣是先天性疾病，主動脈瓣的退化速度較快，而在年輕的時候便出現主動脈瓣狹窄。因為主動脈瓣打不開，患者可能昏厥、中風、甚至猝死。

如果知道自己是兩瓣式主動脈瓣，請務必定期追蹤。陳紹緯醫師說，如果心臟超音波已發現重度主動脈瓣狹窄，即使沒有症狀，也要接受手術治療！

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五十幾歲的王女士從年輕就知道有二尖瓣逆流的狀況，由於沒有明顯症狀，也就沒放在心上。

有天下午，正在上班的王女士突然感到肢體無力而被緊急送到急診室。林口長庚心臟外科教授陳紹緯醫師指出，檢查確定患者有腦中風，而中風的原因與心臟有關。因為二尖瓣逆流持續惡化，漸漸導致心臟擴大，並出現心房顫動。心房顫動使心房中的血液滯留，而漸漸形成血塊，當血塊隨著血液流出心臟，便可能造成腦中風、腸中風等致命併發症。

二尖瓣逆流是相當常見的狀況，患者一定要定期追蹤，才能把握治療時機，避免心臟功能惡化！

心臟的左右兩邊都有心房與心室，各個腔室之間具有瓣膜，瓣膜的功能類似閘門，能夠在心臟搏動過程中適時地打開與關閉，以維持血流的方向。陳紹緯醫師說，當心臟瓣膜無法完全打開時，會造成「狹窄」讓血流無法順利通過；當瓣膜無法完全關閉時，就會導致血液「逆流」。二尖瓣是位於左心房與左心室之間的瓣膜，當二尖瓣無法於心室收縮時完全閉合，便會出現「二尖瓣逆流（mitral valve regurgitation）」。

二尖瓣逆流的原因可分成「原發型」與「續發型」。陳紹緯醫師解釋，「原發型」指的是瓣膜的結構損壞，也就是瓣膜的腱索斷掉或太長，讓二尖瓣無法正確關閉，進而導致逆流。「續發型」則是因為心臟變大，導致二尖瓣的框架被拉大，雖然瓣膜本身結構正常，但也無法在關閉時密合，而導致逆流。

二尖瓣逆流務必把握治療時機

當二尖瓣膜無法完全關閉時，血液會在心臟收縮時逆流進左心房，而讓肺部血液無法流入心臟，導致肺水腫。常見症狀包括頭暈、心悸、呼吸急促、運動耐受力降低等。隨著病情惡化，會導致心臟衰竭，患者下肢水腫，無法躺平，睡覺時必須用枕頭將身體墊高，甚至端坐呼吸。二尖瓣逆流可能導致心房顫動，讓人感到心跳很快且不規則，亦會提高中風的危險。

針對原發型二尖瓣逆流，建議透過手術修補瓣膜或置換瓣膜。陳紹緯醫師說，續發型二尖瓣逆流主要是心臟受損、擴大，手術治療的幫助較有限，一般建議用藥物治療或經導管瓣膜夾合術。

二尖瓣逆流早期的症狀不明顯，很容易被忽略，而錯過治療時機。

「二尖瓣逆流一般建議要早一點治療，一旦檢查確認重度二尖瓣逆流就是最佳治療時機！」陳紹緯教授說，「因為二尖瓣逆流的症狀較慢出現，往往要等到心臟功能惡化，才會出現症狀。」

當患者的心臟功能正常，仍處於「原發型二尖瓣逆流」時，針對二尖瓣進行手術治療的效果較好；如果拖到心臟擴大、心臟功能不全時，狀況會較為棘手。

根據二尖瓣瓣葉的活動狀態可使用由法國醫師 Carpentier 所提出的分類方式（Carpentier classification）進行評估，決定後續的治療方式。Carpentier 醫師亦發展出修補二尖瓣膜的術式，造福許多患者。

原發型二尖瓣逆流患者的瓣膜大部分都可以修補，一般是建議進行瓣膜修補術，盡量保留患者的二尖瓣膜，進行生理性的結構重建。研究顯示二尖瓣修補術的成功率高，且長期的存活率高。陳紹緯教授說，「二尖瓣修補術已是相當成熟的技術，經驗豐富的手術團隊一般可以達到 9 成以上的成功率。因為使用患者自己的瓣膜，耐用性較佳，術後也不需因為瓣膜因素而長期服用抗凝血藥物。」

倘若二尖瓣膜已經嚴重損壞、鈣化，例如風濕性心臟病、心內膜炎，便要考慮進行瓣膜置換手術，將損壞的瓣膜切除，再換上人工瓣膜。

置換人工瓣膜時，會考量生物瓣膜或機械瓣膜。陳紹緯醫師分析，生物瓣膜的好處是不需因為瓣膜因素終身服用抗凝血劑，但會有使用年限的問題，可能在十幾年後得再次接受手術。機械瓣膜的好處是使用年限長，不過患者必須終身服用抗凝血劑。

65 歲以上的患者在置換二尖瓣膜時，一般會建議使用生物瓣膜。陳紹緯教授說，65 歲以下的患者就會有各種考量，術前醫師都會與患者詳細討論後，一起做決定。

隨著微創手術的發展，在狀況許可時也可以利用微創小傷口或達文西機器手臂輔助來執行手術。陳紹緯醫師說，好處是不需正中胸骨切開，有助減輕術後疼痛，疤痕也會比較小。在完整的術前評估下，也可以達到和傳統外科手術一樣理想的修補效果。

貼心小提醒

二尖瓣逆流是相當常見的狀況，雖然沒有明顯症狀，但也不能掉以輕心。患者要定期追蹤，評估二尖瓣逆流的變化。陳紹緯醫師強調，一旦檢查確認重度二尖瓣逆流就是最佳治療時機，以免導致心臟擴大、心臟功能惡化。原發型二尖瓣逆流大多可以接受瓣膜修補術，成功率高、存活率佳、耐用性好，請務必把握治療時機！

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60 多歲的陳女士（化名）患有中度二尖瓣閉鎖不全，某天因突然喘得厲害，而被送到急診室。衛生福利部雙和醫院心臟血管外科主治醫師李紹榕表示，「經過檢查後，發現二尖瓣閉鎖不全已惡化為重度，導致急性症狀發生，故安排患者接受了二尖瓣修補手術，讓瓣膜恢復正常功能，並持續觀察。」

頭暈、胸悶、喘 當心二尖瓣膜出問題！嚴重恐心臟衰竭

「心臟裡有四個瓣膜，幫助維持血液流動的方向，而二尖瓣位於左心房與左心室間，會在左心房收縮時打開，左心室收縮時關閉。」李紹榕醫師指出，二尖瓣膜可能出現狹窄或逆流的狀況，二尖瓣狹窄（Mitral Stenosis）的原因可能與風濕性心臟病有關，由於瓣膜鈣化、組織增厚，導致瓣膜無法完全開啟，讓血液無法順利從左心房流至左心室，造成左心房壓力上升，可能引發肺高壓、心房顫動、呼吸困難等問題；二尖瓣逆流（Mitral Regurgitation）的原因包括瓣膜鬆弛、瓣膜腱索異常、瓣膜結構破壞等，導致瓣膜閉鎖不全。當左心室收縮時，部分血液逆流回左心房，造成左心室與左心房負荷增加，長期可能導致心臟衰竭。

二尖瓣出問題時，患者可能出現頭暈、胸悶、心悸、呼吸急促等症狀，活動耐受度也逐漸下降，李紹榕醫師提醒，二尖瓣疾病的治療必須依據病患的年齡、瓣膜狀況、併發症風險及整體健康狀況來判斷，為了避免心臟功能持續惡化，一定要及早接受治療。

瓣膜損壞不擔心 置換手術專家解析

針對二尖瓣狹窄，大多會建議更換人工瓣膜，幫助患者獲得穩定且明確的療效；二尖瓣逆流，則大多會先嘗試進行瓣膜修補手術，但若是感染已對瓣膜造成嚴重破壞便得考慮瓣膜置換手術。李紹榕醫師進一步分享，「案例陳女士經討論後，雖先採二尖瓣修補手術，但是在幾個月後二尖瓣閉鎖不全的狀況又漸漸惡化，為避免病情加劇，建議患者接受二尖瓣膜置換手術。」

二尖瓣置換手術可以採用傳統開胸手術或微創手術。李紹榕醫師分析，傳統開胸手術的優點是視野清晰，且可以同時處理多個瓣膜或其他心臟問題；微創手術的優點是傷口較小、術後疼痛較輕、恢復期較短，但是因為視野受限，不易處理多重病變。在手術前，醫師都會和患者與家屬詳細討論，根據患者的年齡、健康狀況、病情嚴重度等，共同選擇合適的手術方式。

瓣膜選擇不擔心 置換手術專家解析

除了手術方式之外，人工瓣膜的選擇也是術前必須討論的重點。李紹榕醫師說，一般而言，65 歲以上患者常優先考慮「生物瓣膜」，50 歲以下患者較傾向使用「機械瓣膜」。

機械瓣膜的使用年限較長（約20-30年），但若未來瓣膜再次受損，通常需重新使用傳統開胸手術更換瓣膜；生物瓣膜的使用年限雖較機械瓣膜稍短，但優點是若未來瓣膜退化，可透過經導管瓣膜置換術進行，侵入性較低。

隨著科技進步，目前有新型乾式生物瓣膜，材質經過特殊處理，可以突破傳統生物瓣膜的使用年限，可上達約 10-15 年，趨近於機械瓣膜。另外，新型乾式牛瓣膜較豬瓣膜具更大的瓣膜有效開口面積（EOA），提供給病患在生活上更佳的血液流動力。

李紹榕醫師說，針對心臟相關術式，患者不必過於擔心與畏懼，現臨床手術經驗越來越完善，過程中可能附帶的中風風險僅約 1-3%，且越年輕風險越低，提醒患者可以透過共享決策（SDM），與醫師共同討論，將有助於選擇適合的手術方式與瓣膜類型。並以雙和醫院心臟血管外科團隊為例，能夠提供多元且全方位的心臟血管外科治療，無論是傳統開胸手術、微創手術、達文西機械手臂輔助手術、經導管手術，均能熟練執行，提供給患者完善的照護。

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