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《醫學啟示錄》現代的診斷儀『三維心電圖』

文�台北榮總教研部郭正典

傳統的心電圖(Electrocardiography, ECG) 共有十二個導程,
即額平面(frontal plane)的六個導程和橫平面(horizontal plane)
的六個導程。

醫師替病人做過心電圖檢查後,即須分別檢視這十二個導程的心電圖,
以查看有無異常的波形及異常的韻律。這十二導程的心電圖事實上是三
度空間分布的心電訊號在該十二導程投射的結果。如果追溯本源地將三
度空間分布的心電訊號拿來做診斷,這就是向量心電圖
(Vector Cardiography, VCG)。

除了十二導程心電圖外,這一百年來有關心電訊號表示法的重要發展有
1920年Hubert Mann發明的向量心電圖及1992年Cohen和He發明的體表電
位圖 (Body surface potential map),但臨床上向量心電圖及體表電
位圖都有不易判讀且缺乏與疾病直接關聯的缺點,因此未被廣泛用於疾
病的診斷上。

但傳統十二導程心電圖也有過於繁瑣的限制,而且一個導程一個導程地
逐一檢視也頗浪費時間,因此若能將傳統十二導程的心電圖依其所在的
平面分成兩組,作成兩個圖,應可方便醫師檢視。

我們將額平面的六個導程心電圖集合起來組成一個三維的立體圖,將橫
平面的六個導程心電圖集合起來組成另外一個三維的立體圖。這個三維
立體圖的X軸是時間,T軸是橫平面或額平面的六個導程,Z軸是心電
訊號的振幅。醫師只要檢視這兩個三維心電圖,就可充分掌握病人心電
圖的變化,達到快速診斷的目的。

過去幾年來我和陽明大學醫學工程研究所的江惠華教授共同研發三維心
電圖,結果是產生了一個我國專利、一個美國專利及一篇發表於著名醫
學工程期刊IEEE Transaction of Biomedical Engineering 的論文。

三維心電圖是目前十二導程心電圖的整合,它保留傳統十二導程心電圖
的架構,兩者的量測及記錄方式皆完全相同,但新法採用圖形顯示方式
,以增加視覺上的判別效果。三維心電圖是心電圖發明一百年以來的一
項重要進展,以後會有很多人喜歡用它,因為看兩個彩色圖會比看十二
個黑白線條圖來得容易。由於人的眼睛對影像的親合力比線條為高,故
若假以時日,三維心電圖應比目前通用的十二導程心電圖更易被醫師接
受。

專利
1.郭正典、江惠華、陳志瑋。
心電訊號以三維圖形顯示的方法。中華民國專利發明第087171號,
專利期間1997/06至2016/12。

2.Cheng-Deng Kuo, Huihua Kenny Chiang. Three-dimensional
electrocardiogram display method. U.S. patent No. 5,782,773,
July 21, 1998, 專利期間1997/05 至 2017/12.

期刊論文
1. Huihua Kenny Chiang, Chao-Wei Chu, Gau-Yang Chen,
Cheng-Deng Kuo. A new 3D display method for 12-lead ECG.
IEEE Trans Biomed Eng 2001;48:1195-1202.

醫學名詞 :

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