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穿戴式裝置與物聯網應用:認識LinkIt ONE開發板

馥林文化_96
・2015/06/04 ・1822字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 536 ・七年級
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文/CAVEDU教育團隊

各位讀者, 歷經連載了20 回的Android 手機與樂高機器人專題之後,我們將帶您進入穿戴式裝置與物聯網的世界!從本期專題開始,我們要介紹如何使用LinkIt ONE 這塊Arduino相容板來製作各種專題。歡迎和我們一起動手做!LinkIt ONE 是臺灣聯發科技股份有限公司與大陸Seeed Studio 針對穿戴式與物聯網這兩個議題所開發的Arduino 相容板, 腳位配置比照Arduino UNO , 因此市面上諸多的擴充板都可以直接使用。

另一方面,LinkIt ONE 具備了聯網所需的各種規格,包含Wi-Fi、藍牙、GPRS 行動網路以及GPS 衛星定位等,只要接上對應天線就可以了,其他板子可是要另外買擴充板才行呢 。更棒的是,LinkIt ONE 也有完整的雲端服務:MediaTek Cloud Sandbox。我們會在日後的專欄中詳細介紹MCS ,可以製作雲端氣象站、遠端遙控家電與GPS 路徑追蹤器等有趣範例,您一定會喜歡的!

MediaTek LinkIt

MediaTek LinkIt 是針對穿戴式與物聯網裝置所設計的作業系統,可以連接其他智慧型裝置或直接連上各種雲端應用服務。MediaTek LinkIt 可在MediaTek Aster(MT2502) 這片世界上最小的商用系統單晶片(SoC)上執行, 這款晶片也能與MediaTek的高效率Wi-Fi 與GPS 晶片組搭配運作。在開發LinkIt 裝置的各種應用時,您可以充分運用LinkIt 軟體開發套件(Software Development Kit ,SDK)。本套件已提供了Arduino IDE版本, 之後會推出Eclipse 版本。另外也有開發裝置原型的LinkIt 硬體開發套件(HDK),由MediaTek 設計硬體電路, 再由Seeed Studio 製作的LinkIt ONE 是本平臺的第一款開發板(圖1)。

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01
圖1 MediaTek LinkIt 架構。

 

LinkIt的強項:

  • 針對效能與耗電上的最佳化,特別適合專攻穿戴式與物聯網這種獨立式裝置的需求。
  • 完整的通訊與多媒體功能,支援GSM、GPRS、Bluetooth EDR/BLE、SD記憶卡以及MP3/AAC音效,當然也有Wi-Fi與GPS(需另外加裝天線)。
  • 用於Arduino IDE的LinkIt SDK,之後會支援 Eclipse。

LinkIt ONE 的核心是MediaTek 自家生產的Aster(MT2502A)處理器,以及高效能的Wi-Fi(MT5931) 與GPS(MT3332) 晶片組。這樣一來您在同一塊開發板上就能享有完整的通訊與定位等功能,非常方便。LinkItONE 與標準的 Arduino 開發板有著類似的腳位配置,LinkIt ONE 具備了連接各類感測器與週邊裝置的介面,很容易就能結合您想用到的硬體來製作穿戴式與物聯網裝置的原型。

就軟體面來說,LinkIt SDK( 用於Arduino IDE) 提供了所有您所需的Arduino API , 藉此能做到以下諸多功能(圖2):

  • 無痛移植現有的Arduino程式碼到LinkIt ONE上執行
  • 運用各種LinkIt ONE通訊功能——例如GSM、GPRS、藍牙(2.1與4.0)以及Wi-Fi——還有定位與記憶體相關等功能。
圖2 LinkIt ONE 對應 LinkIt OS 。
圖2 LinkIt ONE 對應 LinkIt OS 。

重要功能

  • 支援MCU 、GSM、GPRS、Wi-Fi、Bluetooth EDR/BLE、GPS、語音輸出以及 SD 記憶卡接頭。
  • 腳位配置與Arduino UNO類似,包含數位IO、類比IO、PWM、I2C、SPI、 UART與電源供應。
  • 開發板硬體完全開放分享,包含電路圖與腳位定義等。

LinkIt ONE 開發板與配件

在LiniIt ONE 正面,由左側開始順時鐘依序是micro USB 接口、聲音輸入輸出接孔、指示LED、數位腳位、類比輸入腳位、電源腳位、Reset重置按鈕與電池接孔。只要將microUSB 傳輸線接上電腦的USB 埠或是接上電池,LinkIt ONE 就會啟動並執行其中的程式(圖3)。

圖3 LinkIt ONE 開發板正面。
圖3 LinkIt ONE 開發板正面。

接著把它翻過來看看,左側有SD 記憶卡/ SIM 卡二合一插槽,右側則是GSM 天線、Wi-Fi / 藍牙天線與GPS
天線的接頭,別接錯囉!如果您之後的專案要用到這些通訊功能的話,就要接上對應的天線,GSM 天線還需要搭配
已開通行動網路的SIM卡才行(圖4)。

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圖4 LinkIt ONE 開發板背面。
圖4 LinkIt ONE 開發板背面。

LinkIt ONE 的通訊功能都是以外接天線的方式來提供, 共有Wi-Fi /藍牙、GPRS 以及GPS 三支天線(圖5、6、7), 使用時只要接到LinkIt ONE開發板背面對應的接點即可。

圖5 Wi-Fi /藍牙天線。
圖5 Wi-Fi /藍牙天線。
圖6 GPRS 天線。
圖6 GPRS 天線。
圖7 GPS 天線。
圖7 GPS 天線。

如果不透過USB 供電的話,LinkIt ONE 很貼心提供了一個電池(圖8),板子上也有電池專用的接孔。雖然電池容量只有1000mAh , 但在一般的狀況下已經很夠用了。

圖8 鋰電池。
圖8 鋰電池。

下一期專欄開始將會使用 LinkIt ONE 進行基礎的電子元件操作,之後再帶入各種雲端應用,期待您與我們一起開始喔!最後將 LinkIt ONE 的規格整理如下表:

表1 LinkIt ONE 規格

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參考資料:

文章原文刊載於《ROBOCON》國際中文版2015/5月號

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文章難易度
馥林文化_96
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馥林文化是由泰電電業股份有限公司於2002年成立的出版部門,有鑒於21世紀將是數位、科技、人文融合互動的世代,馥林亦出版科技機械類雜誌及相關書籍。馥林文化出版書籍http://www.fullon.com.tw/

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腹脹、腹痛、體重驟減…竟是後腸腫瘤悄悄作祟!
careonline_96
・2025/04/02 ・2337字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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圖/照護線上

「曾經有位中年患者因為腹部劇痛被送到急診室,檢查發現是左大腸腫瘤導致腸套疊及腸道缺血,於是安排緊急手術切除腫瘤。」台中榮民總醫院大腸直腸外科陳周誠醫師表示,「病理報告顯示腫瘤為神經內分泌腫瘤,且惡性度較高容易復發。」

回溯患者的病史,他有明顯的腹漲、腹部不適、慢慢地體重減輕從 70 公斤降到 56 公斤,與功能性神經內分泌腫瘤有關。陳周誠醫師說,因為腫瘤惡性度較高,患者術後開始接受體抑素類似物治療,至今已超過七年,目前狀況穩定,腫瘤沒有復發的狀況,持續在門診追蹤治療。

神經內分泌腫瘤(Neuroendocrine Tumor/Neuroendocrine carcinoma,NET/NEC),過去稱為「類癌」,是一種會產生神經內分泌激素的腫瘤,這些細胞具有分泌激素的特性,能夠釋放組織胺、多胜肽、和前列腺素等,而在生理功能上造成腹脹、腹痛、腹瀉、體重減輕、臉部潮紅、呼吸急促、心跳加快等症狀。

神經內分泌腫瘤可能出現在多個器官,例如大腸、小腸、胃、胰臟、肝臟、肺臟、卵巢和胸腺等橫跨多個專科領域。陳周誠醫師說,在人類胚胎發育過程中,原始消化管可分成前腸、中腸、後腸,前腸會形成食道、胃等,中腸會形成空腸、迴腸、升結腸、橫結腸等,後腸會形成遠端橫結腸、降結腸、乙狀結腸、直腸等。後腸神經內分泌腫瘤就是發生在左大腸及直腸等部位。

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什麼是後腸神經內分泌腫瘤
圖/照護線上

陳周誠醫師說明:神經內分泌瘤的症狀通常不具有特異性,可能出現腹脹、腹痛、腹瀉、體重減輕、臉部潮紅、呼吸急促、心跳加快等症狀。這些症狀主要是因為腫瘤分泌的物質會影響血管擴張和腺體分泌。由於神經內分泌瘤的症狀不具有特異性,或症狀不明顯,都是水煮青蛙慢慢來,讓患者及醫師不易察覺。

其次,常見之大腸癌(腺癌)原發點發生在黏膜,但是後腸神經內分泌腫瘤生長在黏膜下層,所以在做大腸鏡檢查時可能也不容易發現。

後腸神經內分泌腫瘤可能長在直腸、肛門,有時能藉由肛門指診檢查發現肛門附近的腫瘤,透過手套感覺腫瘤的硬度。陳周誠醫師說,通常摸起來的硬度及大小類似生的1公分以下的紅豆或綠豆,與正常組織的柔軟度不同。

近年來,大家對於神經內分泌腫瘤越來越熟悉,病例數已大幅增加。特殊染色的應用,也提高了神經內分泌腫瘤的診斷準確率。

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如何治療後腸神經內分泌瘤?

針對後腸神經內分泌瘤,主要採手術治療,目的是切除腫瘤並確定診斷。陳周誠醫師說,如果腫瘤靠近肛門而且腫瘤大小小於 1 公分,可以經由肛門進行切除,不需要切除整段腸道;如果腫瘤位於較高位置或比較大,則需進行腸道部分切除並吻合。切除的檢體會進一步送檢驗,檢查淋巴結並進行特殊染色,以確認腫瘤的性質。

如何治療後腸神經內分泌腫瘤
圖/照護線上

腫瘤切除後,病理醫師會根據癌細胞有絲分裂數目分級,分為 Grade 1、Grade 2、Grade 3和混合型。如果功能性症狀明顯或病人不適合切除腫瘤手術,則可能需要使用藥物治療,如體抑素類似物(Somatostatin Analogue),體抑素類似物能夠抑制腫瘤細胞增生、促進腫瘤細胞凋亡,達到抗腫瘤的治療效果;也能夠控制功能性症狀,有助於降低神經內分泌瘤復發的風險。陳周誠醫師表示,體抑素類似物通常採肌肉注射每 4 週一次,目前有新型長效體抑素注射凝膠,採深層皮下注射,注射體積很小,僅 0.5 ml,有助於減輕注射時的不適,就醫時間短便利性較高。

體抑素類似物幫助降低復發風險
圖/照護線上

筆記重點整理

  • 神經內分泌腫瘤是一種會產生神經內分泌激素的腫瘤,這些細胞具有內分泌激素的特性,能夠釋放組織胺、多胜肽、胃泌素和前列腺素等,而對生理功能造成影響。
  • 後腸神經內分泌腫瘤可能出現在橫結腸、降結腸、乙狀結腸、直腸等部位。症狀通常不具有特異性,可能出現腹脹、腹痛、腹瀉、體重減輕、臉部潮紅、呼吸急促、心跳加快等。
  • 針對後腸神經內分泌腫瘤,主要採手術治療,目的是切除腫瘤並確定分期及惡性度分級診斷。若腫瘤惡性度較高或症狀較明顯,可能需要使用藥物治療,如體抑素類似物,幫助降低神經內分泌腫瘤復發的風險。
  • 體抑素類似物通常採肌肉注射每 4 週一次,目前有新型長效體抑素注射凝膠,採深層皮下注射,注射體積很小,僅 0.5 ml,有助於減輕注射時的不適,就醫時間縮短便利性較高。
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careonline_96
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反覆腹瀉、血便?小心發炎性腸道疾病,恐增腸癌風險!
careonline_96
・2025/03/28 ・2190字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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「有位 30 多歲的女性患者,平時工作相當忙碌,壓力很大,經常腹瀉。雖然發現排便帶血,但自認為是痔瘡,而沒有放在心上。」臺北榮民總醫院內視鏡診斷暨治療中心王彥博醫師指出,「因為持續解血便,患者經常感到頭暈,才終於就醫檢查。」 

大腸鏡檢查發現患者的直腸、結腸有嚴重發炎、潰瘍。經過一系列檢查,確診 為潰瘍性結腸炎,王彥博醫師說,接受傳統藥物治療後,患者的症狀緩解,但 是一段時間後又會復發,於是向健保申請使用生物製劑。 

王彥博醫師說,至今持續使用生物製劑已經過了三年,患者的狀況穩定下來, 沒有復發的狀況,回復正常的工作與生活。 

發炎性腸道疾病(IBD,Inflammatory Bowel Disease)是一種慢性腸道發炎 疾病,主要分為潰瘍性結腸炎與克隆氏症。王彥博醫師解釋,潰瘍性結腸炎主 要影響結腸、直腸,常見症狀包括腹瀉、血便、腹痛等。克隆氏症可能影響所 有的消化道,常見症狀包括腹痛、腹瀉、營養不良、貧血、體重減輕等。 

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「一般的腸胃炎會出現腹痛、腹瀉、發燒等症狀,大多會在幾天內緩解。」王 彥博醫師強調,「發炎性腸道疾病患者的症狀則是反覆發作,如果持續較久、經 常發作,便要提高警覺,盡快就醫檢查。」 

除了影響腸道之外,發炎性腸道疾病也可能影響腸道以外其他器官,而出現眼 睛發炎、皮膚紅疹、關節疼痛等症狀。王彥博醫師說,大約四分之一的病人會出現腸道外症狀,曾經有病人是先以關節痛來表現,後來做檢查後才發現,原 來是罹患發炎性腸道疾病。 

發炎性腸道疾病警訊
圖 / 照護線上

發炎性腸道疾病的成因尚未完全明瞭,目前認為可能與多種因素有關,包括基 因、飲食、環境、壓力等。王彥博醫師說,發炎性腸道疾病患者中具有家族史 的比例約為 10%。可能在遇到某些感染、飲食、環境的影響,而激發出針對腸 道的免疫反應,對自己的腸道組織發動攻擊,造成腸道慢性發炎。 

潰瘍性結腸炎通常是呈現連續性病灶,從直腸向結腸延伸。克隆氏症的病灶會 呈跳躍式分布,包括食道、胃、小腸、結腸、直腸等皆可能受到侵犯。王彥博 醫師說,潰瘍性結腸炎通常侵犯黏膜層,可能造成腸道穿孔、腸道狹窄、毒性 巨結腸症等;克隆氏症會侵犯黏膜層、黏膜下層、肌肉層,若未接受治療,恐 導致腸道狹窄、穿孔、瘻管、膿瘍等嚴重併發症。倘若腸道長期處於發炎的狀 態,將使罹癌風險增加。 

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發炎性腸道疾病可能產生嚴重併發症
圖 / 照護線上

潰瘍性結腸炎患者會經常腹瀉、血便,而導致營養不良、貧血,且嚴重影響生 活品質,甚至無法好好工作。王彥博醫師說,如果因為嚴重併發症而反覆接受 手術,可能造成短腸症候群,恐導致失能,對患者與家屬造成極大的衝擊。 

治療發炎性腸道疾病,追求腸道黏膜癒合 

診斷發炎性腸道疾病後,醫師會根據抽血檢查、影像檢查、內視鏡檢查、病理 切片的結果,評估疾病的嚴重度,並擬定合適的治療計畫。 

首先要做好飲食控制,不要吃生食。王彥博醫師說,藥物治療包括 5-ASA 抗發 炎藥物、類固醇、免疫調節劑、生物製劑等。 

長期使用類固醇可能造成月亮臉、水牛肩、增加感染風險等副作用,因此類固 醇通常僅作短期內控制急性病情之用,治療上主要會以 5-ASA 抗發炎藥物、免疫調節劑來控制發炎。倘若傳統治療成效不佳,便會考慮介入生物製劑。 

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治療發炎性腸道疾病,追求腸道黏膜癒合
圖 / 照護線上

相較於傳統藥物,生物製劑的治療機轉較精準,可以有效抑制發炎反應,且副 作用較少,能夠幫助腸道黏膜癒合。 

發炎性腸道疾病治療目標有幾項,第一、臨床症狀緩解,降低腹瀉、血便頻率;第二、發炎指數回復正常;第三、腸道黏膜癒合,降低復發風險;第四、達到病理緩解,長期穩定控制病情。王彥博醫師說,在症狀改善後,患者還是要按時回診,持續接受治療。 

貼心小提醒 

天氣寒冷時,很多人喜歡進補,但是發炎性腸道疾病患者最好不要任意進補。 王彥博醫師叮嚀,規律用藥、均衡飲食、維持良好生活習慣,才能把疾病控制 穩定,維持理想的生活品質,降低出現嚴重併發症的機會! 

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心臟衰竭前的警訊!主動脈瓣膜狹窄怎麼辦?微創 TAVI 手術成為救命關鍵!
careonline_96
・2025/03/26 ・2665字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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圖 / 照護線上

「有位 70 多歲女士,因為在家裡昏厥而被送到急診室,檢查發現有嚴重的主動脈瓣膜狹窄,建議動手術治療。」林口長庚醫院心臟血管外科主任陳紹緯教授表示,「因為患者有多種慢性病,身體狀況較差,家屬相當擔心手術伴隨的風險。」

經過討論後,患者選擇接受經導管主動脈瓣膜置換術(TAVI),利用導管置放生物組織人工瓣膜取代硬化狹窄的主動脈瓣。陳紹緯教授說,經導管主動脈瓣膜置換術的傷口較小、手術時間較短、失血量較少、術後疼痛較少,幫助患者較快恢復,並順利出院,目前持續在門診追蹤治療。

主動脈瓣膜狹窄是指主動脈瓣膜因增厚、鈣化或變硬而無法完全開啟,造成血流受阻,進而導致心臟負擔逐漸加重。陳紹緯教授指出,當主動脈出口越來越狹窄,患者若不及時接受適當治療,可能導致心臟衰竭,甚至有猝死風險。

主動脈瓣膜狹窄恐導致猝死
圖 / 照護線上

主動脈瓣膜狹窄的危險因子包括高齡、高血壓、高血脂、先天性心臟病、慢性腎臟疾病等。陳紹緯教授說,初期的主動脈瓣膜狹窄沒有明顯症狀,患者通常沒有自覺。

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隨著狹窄惡化,患者可能出現胸悶、胸痛、呼吸困難、暈厥、頭暈等症狀。陳紹緯教授說,當瓣膜狹窄嚴重,心臟持續超負荷運作,將導致心臟衰竭,一旦出現心臟衰竭症狀,患者平均存活期只有2年。

積極治療,才能保存心臟功能

針對主動脈瓣膜狹窄,治療方式包括藥物治療、傳統主動脈瓣置換手術、經導管主動脈瓣置換手術等。陳紹緯教授說明,傳統主動脈瓣置換手術已被證實是有效且可提供穩定的長期效果,外科醫師會將損壞的主動脈瓣膜切除,然後縫上人工瓣膜。傳統主動脈瓣置換手術需要使用人工心肺機,並讓心臟暫時停止跳動,可同時處理多種心臟問題。

經導管主動脈瓣膜置換術(TAVI)屬於微創手術,陳紹緯教授說明,利用導管置換主動脈瓣有助降低手術風險,縮短恢復期。

醫師會在股動脈處穿刺,將導管送入血管內。在先進影像定位系統輔助下,將導管延伸到主動脈瓣的位置。導管的末端帶有可摺疊的人工瓣膜,展開人工瓣膜後,便能取代病變狹窄的主動脈瓣。確定人工瓣膜的功能正常後,醫師便能移除導管,關閉穿刺點。

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經導管主動脈瓣膜置換術步驟
圖 / 照護線上

經導管主動脈瓣膜置換術的傷口僅約 1 公分,可於局部麻醉下進行。整體手術時間較傳統開心手術短,術中失血量較少,術後疼痛較少、住院天數與恢復期都能相對縮短。陳紹緯教授說,對於高齡、合併多種慢性疾病或身體狀況較差的患者而言,經導管主動脈瓣膜置換術有助降低手術風險。不過,經導管主動脈瓣膜置換術與傳統開心手術各有優勢與適應症,醫師會依據患者的年紀,整體健康狀況、瓣膜病變嚴重度及個人需求來做最適切的建議。

外科主動脈瓣人工瓣膜有何差異?

在醫學科技的進步下,高齡高風險的主動脈瓣狹窄病患都會優先建議經導管主動脈瓣膜置換術,然而許多病人仍然建議傳統外科手術,如年紀較輕,先天性二瓣型主動脈瓣,伴隨其它瓣膜疾病,主動脈疾病,冠狀動脈疾病等,目前國際治療指引仍建議外科手術優先。不同於導管瓣膜只有生物組織瓣膜,外科人工瓣膜的選擇比較多樣,長期耐用性也已經得到證實。

常見的外科人工瓣膜主要分成兩大類,金屬機械性瓣膜與生物組織瓣膜(含豬心組織瓣膜、牛心組織瓣膜)。陳紹緯教授解釋,金屬機械性人工瓣膜的耐久性佳,通常會建議年輕患者使用,可減少日後再次手術的風險。植入金屬機械性人工瓣膜後,患者需終身服用抗凝血藥物,也要避免劇烈運動。

主動脈瓣人工瓣膜有何差異?
圖 / 照護線上

50 歲以上的患者,通常會建議使用生物組織瓣膜。陳紹緯教授說,牛心組織瓣膜的耐用性較佳,患者不需長期使用抗凝血藥物,可減少藥物相關併發症,維持生活品質。

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各種人工瓣膜皆有其優點,健保給付條件也不相同,心臟外科醫師會綜合考量患者的年齡、身體條件、其他併發症以及預期壽命來建議適合的瓣膜種類。

筆記重點整理

  • 主動脈瓣膜狹窄是指主動脈瓣膜因增厚、鈣化或變硬而無法完全開啟,造成血流受阻,進而導致心臟負擔逐漸加重。隨著狹窄惡化,患者可能出現胸悶、胸痛、呼吸困難、暈厥、頭暈等症狀。一旦出現心臟衰竭症狀,患者平均存活期只有 2 年。
  • 傳統主動脈瓣置換手術已被證實是有效且可提供穩定的長期效果,特別是年輕的先天性二瓣型主動脈瓣,外科醫師會將損壞的主動脈瓣膜切除,然後縫上人工瓣膜。傳統主動脈瓣置換手術需要使用人工心肺機,並讓心臟暫時停止跳動,可同時處理多種心臟問題。
  • 經導管主動脈瓣膜置換術(TAVI)屬於微創手術,傷口僅約 1 公分,可於局部麻醉下進行。整體手術時間較傳統開心手術短,術中失血量較少,術後疼痛較少、住院天數與恢復期都能相對縮短。對於高齡、合併多種慢性疾病或身體狀況較差的患者而言,經導管主動脈瓣膜置換術有助降低手術風險。
  • 各種人工瓣膜皆有其優點,健保給付條件也不相同,心臟外科醫師會綜合考量患者的年齡、身體條件、其他併發症以及預期壽命來建議適合的瓣膜種類。
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