攔截惡性心律不整，預防猝死的植入式心臟去顫器

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《全身無力又心悸？當心「低血鉀」作祟！亂吃利尿劑恐引發心律不整》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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鉀離子對維持心臟與肌肉功能至關重要。若攝取不足、腹瀉或亂吃利尿劑，可能引發「低血鉀」，導致全身無力甚至致命的心律不整。透過抽血檢測並對症下藥，才能化解危機。

「我覺得全身沒什麼力氣。」元貞來到急診：「而且心臟也有點不舒服。」

檢傷護理人員替元貞測量血壓心跳，發現元貞的血壓低，心跳不穩定，趕緊請醫師過來診治。

「最近有吃壞肚子，腹瀉嘔吐，還是有什麼其他不舒服嗎？」醫師問。

「唉，」元貞有點欲言又止，但終究還是開口：「我最近很想趕快減重，所以吃了幾天的利尿劑。」

「你的血液中鉀離子濃度很低，只有2.8，難怪你會心律不整又全身無力。」等到抽血報告出來，醫師告訴元貞：「我們得趕緊好好補充，讓身體回復功能。下次絕對不能再這樣自己亂吃藥囉。」

電解質需要平衡

礦物質溶解後進到體液時，若帶有電荷，稱為電解質。身體必須要有電解質，才能進行各種功能。細胞內最多的陽離子就是鉀離子，所以鉀離子對生物執行各項功能至關重要。

我們可以從飲食中攝取到鉀離子，其中九成經由腎臟排出，一成經由腸胃道排出，所以腎臟功能對維持平穩的血液中鉀離子濃度是很重要的。另一件值得提到的事情是，鉀離子可以通過細胞膜，進出細胞。鉀離子通常待在細胞內，而我們能檢測到的，是血液裡，也就是細胞外的鉀離子濃度。所以，血液中的鉀離子濃度不太能代表體內鉀離子的總量。

不過，我們還是需要認真看待血液中鉀離子濃度。當血液中鉀離子的濃度太低，可能是攝取變少，排出變多，或是鉀離子移動到細胞內造成的。我們分別來看看：

低血鉀的原因

從食物攝取變少，或排出太多，或是鉀離子移動到細胞內，都會導致血鉀降低：

• 攝取減少：吃的太少，例如正在節食之中，或是患有厭食症、飲食失調。或是遇到飢荒。
• 尿液流失：大部分的利尿劑都會排出愈多的鉀離子，因此使用利尿劑的話，很可能會造成低血鉀。少數患者是因為本身罹患「醛固酮增多症（hyperaldosteronism）」，身體傾向保鈉排鉀，在過濾尿液時會留住鈉離子，排出鉀離子；於是血中鈉離子濃度上升，鉀離子濃度下降。還有一些少見的基因遺傳疾病會影響腎臟功能，導致從尿液流失過多鉀離子。
• 腸胃道流失：因腸胃炎、霍亂而不斷拉肚子、嘔吐，也很容易流失電解質。腹瀉不僅讓人脫水，還會直接流失很多鉀離子。嘔吐則是較為不同的機轉。在嘔吐物裡，胃酸的鉀離子含量並不多，但因為吐太多胃酸會導致代謝性鹼中毒，腎臟會因此代償，排出更多的鉀離子。
• 汗水流失：天氣太熱時做了運動、勞動，例如在大太陽下跑馬拉松、做勞力工作，而流失過多汗水。
• 進到細胞內：當鉀離子從血流進到細胞內的話，血液的鉀離子濃度就會降低。糖尿病酮酸中毒或高血糖高滲透壓時，醫師會使用持續胰島素輸注來降低血糖（葡萄糖從血液中往細胞內移動），但同時也會讓鉀離子往細胞內移動，因此產生低血鉀。另外一個類似的狀況是提高了β腎上腺素活性，例如急性心肌梗塞、使用氣管擴張劑、或酒精戒斷時，都會讓體內β腎上腺素活性增加，鉀離子從細胞外往細胞內流動，血鉀於是降低。還有一個較少見的原因是急性白血病時細胞大量複製，亦會讓血鉀減少。

（補充：嚴重的COVID病情也會出現低血鉀，但機轉目前不明。）

低血鉀的症狀

如果只是輕微的低血鉀，不一定會有症狀。只不過，我們的心臟、神經、肌肉要好好工作，都需要鉀離子。因此當血鉀過低的時候，患者出現以下症狀：

• 最常見的症狀是患者感到肌肉無力與非常疲倦。
• 肌肉活動不佳，於是便秘。
• 心臟的節律異常，患者感到心悸，出現心律不整。
• 肌肉無力後，更嚴重的會出現抽筋、痙攣、甚至癱瘓。
• 神經刺痛與麻木感。
• 低血鉀嚴重時會頭重腳輕，血壓下降。也可能出現幻覺，精神狀況變差。

要怎麼確認是否有低血鉀？

正常成人的血中鉀離子濃度界在3.5 to 5.2 mmol/L，若抽血結果顯示數值界在3.0到3.5數值mmol/L之間，屬於輕微低血鉀。在3 mmol/L以下的話都是比較嚴重的低血鉀。

當然，抽血的時候不會僅檢查鉀離子一樣，通常會同時檢測其他的電解質與腎臟功能。若有低血鉀，最好要做個心電圖確認是否有心律不整的問題。

面對低血鉀

面對低血鉀，最主要是找到引發低血鉀的原因，並做出應對。

• 假如原因是攝取太少，吃的不夠好，要記得多從水果、蔬菜、瘦肉、魚類、豆類補充。香蕉，橘子，火雞胸肉，深綠色葉菜，菠菜，納豆，馬鈴薯，地瓜，瘦牛肉，鮭魚等都是很好的攝取來源。你會發現，許多健康高纖的食物都是高鉀食物。如果已經患有嚴重的厭食症或飲食失調，還是要趕快就醫治療。

• 假如是因為腹瀉、嘔吐從腸胃道流失過多的鉀離子，記得若腹瀉、嘔吐症狀持續超過24小時，還是要趕快就醫。
• 不要自行濫用利尿劑。
• 假如本身有糖尿病，務必好好控制血糖，避免血糖衝高爆表後需要使用大量胰島素而導致鉀離子不穩定。
• 依據醫師指示補充鉀離子的錠劑或接受靜脈輸液。

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《二尖瓣逆流把握治療黃金時機，避免中風、心臟衰竭，微創與超微創二尖瓣修補手術解析，心臟外科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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「那是一位 60 多歲的男性患者，因為心臟衰竭的症狀惡化而住院。」林口長庚醫院心臟血管外科主任陳紹緯教授指出，「患者有下肢水腫、呼吸急促、心律不整等症狀。若是躺下來就會喘不過氣，所以只能坐著睡覺。」

檢查發現患者心臟的二尖瓣腱索斷裂，造成嚴重二尖瓣逆流。陳紹緯教授說，經過討論後，患者決定接受超微二尖瓣人工鍵索植入術。

超微二尖瓣人工鍵索植入術不需鋸開胸骨，不需讓心臟停止跳動，不需使用體外循環機。整個手術時間約 2 小時，過程中失血量少，沒有輸血。陳紹緯教授說，術後在手術室內便順利移除呼吸內管，待麻醉恢復後就轉入普通病房。二尖瓣逆流的狀況大幅改善，症狀明顯緩解，患者也順利出院。

我們的心臟具有 4 個瓣膜，瓣膜的功能與閘門類似，能幫助血液朝著相同的方向流動。陳紹緯教授說，二尖瓣位於左心房與左心室間，假使二尖瓣無法在心室收縮時完全閉合，血液會從左心室流入左心房，稱為二尖瓣逆流（mitral valve regurgitation）。

二尖瓣逆流初期沒有明顯症狀，隨著心臟功能漸漸惡化，患者會出現頭暈、心悸、呼吸急促、下肢水腫、運動耐受力下降等心臟衰竭的症狀。陳紹緯醫師指出，患者躺平時很容易喘，必需墊高身體，甚至坐著睡覺。二尖瓣逆流可能導致心房顫動，使得心跳很快、不規則，而且會增加中風的危險。

陳紹緯醫師強調，「二尖瓣逆流患者要把握治療時機，只要確認重度二尖瓣逆流就是最佳治療時機！」

二尖瓣逆流可分成「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、包括瓣膜葉片組織太多造成脫垂，或用於懸吊瓣膜葉片的腱索太長或斷裂，瓣膜鈣化或感染，使二尖瓣無法完全閉合；「續發型」是因為心臟變大，即使二尖瓣本身結構正常，也無法完全閉合。

二尖瓣修補手術解析

原發型二尖瓣逆流的治療，一般是建議用手術修補瓣膜或置換人工瓣膜。陳紹緯醫師說，續發型二尖瓣逆流的治療，建議先採用藥物治療，或是經導管瓣膜夾合術優先，最後才是傳統外科手術。

在有經驗的醫療團隊治療下，大部分原發型二尖瓣逆流患者的瓣膜可以修補，一般建議接受瓣膜修補手術，盡量保留患者的二尖瓣膜，進行生理性結構重建。陳紹緯醫師說，研究顯示二尖瓣修補手術的成功率高，經驗豐富的心臟外科手術團隊可以達到 9 成以上的成功率。因為使用患者自己的瓣膜，耐用性較佳，長期存活率較高。

「原發性二尖瓣逆流，建議優先使用手術治療，才可以治本。」陳紹緯醫師說，「除非是高風險患者，否則原發性二尖瓣逆流不建議經導管二尖瓣夾合術。」

只要確認是重度原發型二尖瓣逆流，就要盡快接受手術治療。陳紹緯醫師說，即使患者還沒有出現症狀，或是症狀輕微，都要把握治療時機。及早接受手術治療，有助保存心臟功能，達到長期存活。

二尖瓣修補手術是相當成熟的術式，除了採用標準開胸手術外，也可以使用微創、或超微創的方式進行。陳紹緯醫師說，標準開胸手術適合進行複雜性修補，或同時進行冠狀動脈繞道手術、處理其他瓣膜。

微創二尖瓣修補手術可採用內視鏡手術或達文西機械手臂。陳紹緯醫師說，達文西機械手臂具有放大的 3D 立體視野，能夠呈現精細的影像。多軸活動的機器手臂相當靈活，能在狹小的空間中進行二尖瓣修補手術。由於傷口較小，能夠降低術後疼痛，縮短恢復期。然而並非全部病人的病況都適合手術前醫師詳細的評估非常重要。

超微創二尖瓣修補手術能夠治療二尖瓣腱索斷裂造成的二尖瓣逆流。陳紹緯醫師說，超微創二尖瓣修補手術是從左側乳頭下方第五肋間或第六肋間進入，傷口約 5 公分，然後在心臟跳動的狀態下，從心尖穿刺進入左心室及左心房。

藉由 3D 重組超音波影像的導引，可定位出二尖瓣逆流的位置。心臟外科醫師會從心尖放入人工腱索植入器，夾住二尖瓣並植入 3 至 4 條人工腱索。

最後在高解析心臟超音波的協助下，調整人工腱索的長度並固定，完成生理性修補。陳紹緯醫師說，相較於傳統開胸手術，超微創二尖瓣修補手術不須鋸開胸骨、不用讓心臟停止跳動、不使用人工心肺機、不用打開心臟。因為術中失血量較少、術後疼痛較少，患者恢復會比較快。然而要特別注意的是，並非全部病人的二尖瓣病灶位置都適合使用此新技術，此外晚期心臟衰竭，心臟擴大嚴重的病人也並不適合，手術前醫師詳細的評估非常重要。

貼心小提醒

無論是微創或超微創二尖瓣修補手術，都需要經過完整的術前評估。陳紹緯醫師說，原發型二尖瓣逆流患者要把握治療黃金時機，在心臟功能受損前，盡快接受手術治療。請與醫師詳細討論，選擇合適的治療計畫！

• 本文轉載自 Care Online 照護線上《二尖瓣逆流把握治療黃金時機，避免中風、心臟衰竭，微創與超微創二尖瓣修補手術解析，心臟外科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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