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心跳速度與壽命長短的關係密切

營養共筆
・2013/04/23 ・905字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 511 ・六年級

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研究者是丹麥哥本哈根大學 Gentofte 醫院心臟病專家 Magnus Thorsten Jensen 醫師,他認為我們或許得注意一下自己的心跳速率。「心跳速率太快並不一定就是生病。不過我們知道心跳快速與壽命兩者之間有強烈的關聯。」

跟據以前由 Jensen 與同僚們的研究,休息時脈搏每分鐘大於 80 的人,會比每分鐘 65 下的人要早 4 ~ 5 年死亡。

研究者們在十幾年前就已經知道有關心跳速率與壽命長短有關。一般來說,體態比較瘦的人心跳速率通常會比較慢;而不運動的人心跳速率會比較快。從這點來看,我們就能看到不健康的生活型態會反應到你的心跳還有壽命長度。

新研究的目標就是要回答這個問題:平常身體健康然後有規律運動習慣的人,休息時心跳速率較高是否意味著他們的壽命會比較早結束呢?

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研究者們發現這問題的答案是肯定的,Jensen 醫師說:「休息時的心跳速率不僅只是評估運動程度的指標,它更可以是個獨立的危險因子。」

研究從 1970 年開始追蹤將近 2,800 位男性,分析研究開始後 16 年間的資料,在最初的時候,他們都是中年人。

研究者們調整他們的統計資料,以避免被年齡或是一些生活習慣等因素給影響。經過調整後,他們發現休息時的心跳速率每分鐘每增加 10 下,死亡風險就會增加 16%。

至於女性的情形應該不會差太多,因為過去關於她們的心跳研究也發現類似的結果。Jensen 醫師懷疑心跳速率較快可能是心臟病、肺部疾病或是糖尿病等相關疾病的第一個跡象。

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洛杉磯加州大學(the University of California, Los Angeles) 心臟病學教授 Gregg Fonarow 博士表示醫生們得意識心跳速率較快的風險,並且要為病患監測心跳的狀況,而且要適切地提出建議。「增加活動量與減少坐著的時間就能降低心跳速率以及心血管 疾病的風險。戒菸也能降低心跳速率。此外,有些藥物在某些情況下能幫助降低心跳速率。」

下一步該做什麼?

Jensen 醫師表示目前對於心跳的正常範圍是每分鐘 60 – 100 下,基於這個研究結果,我們應該重新思考這個範圍是否合宜。

關於本文

  • 文章來源:WebMD
  • 文章標題:High Heart Rate Tied to Earlier Death, Even in Fit
  • 文獻與人物:
    Magnus Thorsten Jensen, M.D., cardiologist and researcher, Copenhagen University Hospital Gentofte, Copenhagen, Denmark; Gregg Fonarow, M.D., professor, cardiology, University of California, Los Angeles;
    April 15, 2013, Heart, online
  • 整理編譯:Sidney

轉載自 營養共筆

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營養共筆
86 篇文章 ・ 3 位粉絲
應該是有幾個營養師一起寫的共筆,內容與健康議題有關。可能是新知分享、經驗分享或是有的沒的同學們~如果對寫這個共筆有興趣的話,歡迎一起豐富它的內容喔。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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心跳過慢恐昏厥——生理性起搏式手術、智能速率心律調節器,助維持心臟功能
careonline_96
・2023/07/27 ・2506字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「醫師,我的心跳好慢。」王女士說。

「有感到不舒服嗎?」醫師問,一邊把手搭在患者的手腕上計算心跳速率。

「就覺得很沒力,經常會頭暈。」王女士說。

「你的心跳每分鐘才 40 幾下,要趕緊檢查喔。」

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經過詳細檢查,確認患者屬於病理性心跳過慢,於是建議植入心律調節器治療。台大醫院內科部賀立婷醫師表示,由於患者的心臟功能較差,於是採用新發展的生理性起搏術式來裝設,並選擇了能依據生理需求調整輸出的智能速率心律調節器,能幫助大幅改善症狀,也能避免造成心臟衰竭。

我們的心臟會持續跳動將血液送往全身。賀立婷醫師解釋,在正常的狀況下,竇房結(SA node)會以穩定的速率發出電訊號,促使心房收縮,接著電流會經由房室結(AV node)傳到心室,造成心室收縮。若是竇房結發出電訊號的速率太慢,或是房室結的傳導中斷,都會造成病理性心跳過慢。

導致竇房結或房室結功能異常的主要原因之一為老化。賀立婷醫師說,其他的原因還包括心肌梗塞、心臟手術等。

心跳過慢的病人可能會覺得比較沒有力氣、頭暈。賀立婷醫師指出,還有部分患者的心跳會暫停,如果心跳暫停的時間過久,腦部無法得到足夠的血流量,就會昏厥。

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「正常狀況下,心臟會隨著身體的活動調整輸出量。」賀立婷醫師說,「心跳過慢可能無法滿足一般人在日常生活、工作、運動的需求,導致活動力變差、容易頭暈、喘,使生活品質受到影響,嚴重還可能導致暈倒、甚至引起腎臟功能惡化。」

智能速率心律調節器,根據生理需求調整輸出

發現心跳過慢時,醫師會嘗試找出病因,並排除藥物的影響。賀立婷醫師表示,如果確認是病理性心跳過慢,病人有症狀並影響到日常生活或器官的功能時,唯一的治療方式便是放置永久性心律調節器。心律調節器能夠發出電訊號,維持心跳速率。

我們的竇房結能夠依照生理需求,適時調整心跳速率。賀立婷醫師說,為了讓心律調節器發揮類似竇房結的功能,部分心律調節器會偵測身體動作,在動作增加時,調高心跳速率;在動作減少時,調低心跳速率。

但是偵測身體動作的機制會比較受限,賀立婷醫師解釋,因為心律調節器安裝在鎖骨下方,若是病人的動作不影響到胸部,便無法調整心跳速率。例如踩室內運動腳踏車,上半身動作幅度較小,心律調節器可能無法感應到動作;或者是在心情緊張但身體沒有活動的時候,這類心律調節器也無法調高心跳速率。

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智能速率心律調節器則能夠克服傳統心律調節器的限制,透過偵測心臟收縮率,有效調整心率輸出,故在患者靜坐休息、心情平靜的時候,智能速率心律調節器會調低心率輸出;在患者活動或是感受到壓力、緊張激動的時候,能適時調高心率輸出,充分滿足生理需求。

生理性起搏術式,幫助維持心臟功能

此外,因應醫學進步,自 2000 年開始電生理學界開始發展新的手術方式——生理性起搏術式。

正常的電氣傳導是從心房傳到心臟中間的房室結,然後經由希氏束(His bundle),再延著左束支、右束支傳向兩邊的心室。賀立婷醫師解釋,過去在置放心律調節器時是將導線放在右心室,所以電氣傳導的方向會和原本的方向不同。

生理性起搏術式正是為了貼近正常的生理狀態而出現。賀立婷醫師說,生理性起搏術式是將導線從右心室放入心室壁中靠近希氏束的位置,達到「希氏束起博」的效果,讓心律調節器發出的電訊號,能夠透過希氏束與左束支、右束支刺激心室收縮。

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生理性起搏技術還能根據患者的狀況調整,針對左束支傳導阻滯,將導線放到靠近左束支的位置,達到「左束支起搏」的功能。

採用生理性起搏術式能讓電流以貼近生理的方式傳導,在改善心搏過緩的同時,也能夠避免左、右心室收縮不同步,比較不會影響心臟本身的功能,避免造成心臟衰竭等併發症。

賀立婷醫師指出,一旦進展為心臟衰竭就不容易逆轉,所以針對已經心臟衰竭的病人,基本上都會盡量考慮採用生理性起搏術式,避免讓心律調節器的電訊號是由右往左傳;至於尚未有心臟衰竭的患者,若採用生理性起搏術式,也能大幅降低未來出現心臟衰竭的機率。

在安裝心律調節器前,醫師都會根據病況與家屬、患者詳細討論,協助選擇合適的手術方式。

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心律調節器能夠幫助患者維持心律,改善症狀與生活品質。賀立婷醫師提醒,即使狀況穩定,也要按時回診,定期檢查心律調節器,確保功能正常。目前已有蠻多心律調節器能提供居家遠端監控的功能,如裝有此功能心律調節器的患者,就能將資料上傳至雲端,若出現異常,醫療團隊也能迅速提醒患者回診。

貼心小提醒

放入心律調節器後,患者要避免接近磁場強大的地方,以免干擾心律調節器的運作。賀立婷醫師說,到醫院做檢查或通過安檢時,請事先告知工作人員。

日常生活中的吹風機、微波爐並不會影響心律調節器。若有任何疑問,都可以向醫療團隊諮詢喔!

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心房顫動易忽略,直到中風才發現!症狀提醒與治療解析
careonline_96
・2023/03/28 ・2500字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「醫師,我的心臟經常亂跳、心悸,而且我還會喘。」70 歲的老先生摀著胸口抱怨。

亞東紀念醫院心臟血管內科黃姍惠醫師回憶,該名患者經過連續心電圖檢查後發現患有心房顫動,而且一天中有快 7 小時的時間處在心房顫動的狀態。經討論,患者接受了冷凍消融導管治療。

「(手術)隔天老先生開心地說他的症狀消失了,沒有心悸、也不會喘,終於解決長期以來的困擾。」黃姍惠醫師說,「老先生都有持續回門診追蹤,目前也沒有復發的狀況。」

黃醫師表示,心房顫動是相當常見的心律不整,可能會導致腦中風、心肌梗塞、心臟衰竭,且整體死亡風險上升,及早診斷及治療,可以改善生活品質。

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心跳過快、不規則,當心心房顫動

心房顫動是最常見的心律不整,黃醫師指出,發生原因主要是心臟左心房肺靜脈出口處有不正常的放電,導致心跳過快、不規則。

黃醫師表示目前台灣的心房顫動的盛行率約 1.5%,若是超過 65 歲以上的族群,則每 100 人裡面可能就有 4 位罹患心房顫動;80 歲以上的族群,大概每 10 人就有一位。隨著社會高齡化,心房顫動的患者越來越多,超過 65 歲以上的民眾是高風險族群,都應該留意是否有心房顫動的症狀或心跳不規則的狀況。

心房顫動亦很容易跟慢性疾病共同存在,例如高血壓、糖尿病、心血管阻塞的病史,還有一些較容易被忽略的病患,包括睡眠呼吸中止症、甲狀腺功能亢進等。若您有這些疾病,也應留意自己是否有心房顫動。

心房顫動可能無症狀,直到中風才發現!

黃醫師進一步說明,心房顫動最常見的症狀是心悸、心臟亂跳的感覺。由於心跳過快,病患有時候會感到胸悶、喘,或因心跳過快導致心肌缺氧引起胸痛,以及心臟輸出量可能不足,而導致頭暈、無力。

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值得注意的是,部份心房顫動的病患沒有明顯症狀。黃醫師說,早期的研究統計,無症狀心房顫動的比例約 17%,隨著診斷工具的進步,2022 年發表的研究顯示,無症狀心房顫動的比例高達 25%,這些病患常常是在發生併發症,例如腦中風、肢體中風、甚至心臟衰竭之後,才被檢查出心房顫動。

由於心房顫動發作時,心房無法有效收縮,所以在左心耳可能漸漸形成血栓。黃姍惠醫師解釋,這些血栓若隨著血液流出心臟,就可能在身體各處造成栓塞,流到腦部會導致腦中風、流入冠狀動脈會導致心肌梗塞、流入腎動脈會導致腎臟中風、流入周邊動脈則會導致肢體中風。

此外,有些病患長期處在心房顫動的狀態,會導致心臟擴大,使瓣膜功能逐漸退化,而出現心臟衰竭的症狀。

因為可能出現腦中風、心肌梗塞、心臟衰竭等嚴重併發症,如果沒有積極治療,心房顫動患者比起一般人中風的機率是 5 倍以上、心臟衰竭的機率是 3 倍以上、整體死亡風險是 2 倍以上!不得不慎!

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積極治療預防中風

透過心電圖檢查可以診斷出心房顫動,但因為心房顫動可能是陣發性,所以只做一張心電圖未必能夠剛好遇到心房顫動發作。黃姍惠醫師說,這時候就需要做連續式 24 小時心電圖,甚至需要 7 天、14 天的心電圖檢查,才有辦法確定診斷。

心臟科醫師會依據病患的風險,來幫病患決定是否需要抗凝血劑,黃姍惠醫師說,如果是高風險的患者,需要終生服用抗凝血劑;如果是陣發性,或處在持續性心房顫動,有機會做心律的控制,一般會給予抗心律不整的藥物。如果抗心律不整藥物無法改善,就會建議進行導管消融治療。

心房顫動導管消融治療包括「傳統電氣燒灼術」與「冷凍消融術」,黃姍惠醫師解釋,這兩種做法的目的都是要封堵源自肺靜脈的異常電氣訊號,讓亂跳的訊號傳遞不出來,讓心臟維持正常律動。

封堵的方式不同:傳統心導管電氣燒灼手術,是利用熱能在肺靜脈口附近一點一點地燒灼,造成一個點狀的圓圈;而冷凍消融術是將一個球囊,放在肺靜脈出口處,然後將液態笑氣注入球囊中,使球囊溫度降到攝氏 -55 度,來冷凍肺靜脈出口的組織,製造一圈連續的傷痕。

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「傳統電氣燒灼術」與「冷凍消融術」都可以藉由 3D 立體定位的輔助,達到導管手術所需要的精準度。黃姍惠醫師說,傳統電氣燒灼術得一點、一點的燒灼把肺靜脈出口圈起來,手術時間大約需要 4 個小時;至於冷凍消融術能夠一次冷凍整圈肺靜脈出口,大幅縮短手術時間至 2 個小時,而且較不會有破裂、心包膜填塞的風險,有助提升安全性。

兩種導管消融術的成功率相當,約 8 成患者的症狀有顯著改善,約 6 成患者不再復發心房顫動。

貼心小提醒

心房顫動是最常見的心律不整,可能會讓人感到心悸、頭暈、無力、胸悶、呼吸急促,但約 25% 的人沒有明顯症狀。黃姍惠醫師強調,由於心房顫動會增加中風、、心肌梗塞、心臟衰竭的風險,所以不管有沒有症狀都要與醫師討論,及時採取合適的治療。

年紀越大,越容易出現心房顫動,超過 65 歲的民眾是高風險族群,都應該要注意自己的狀況,或做心電圖篩檢,才能早期發現、早期治療!

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