第 8 章 三維電解剖定位系統與高密度標測
學習目標
- 說明三維電解剖定位（electroanatomic mapping）的原理，以及主要系統（CARTO、EnSite、Rhythmia 等）的定位方式與特色。
- 區分激動圖、電壓圖、傳播圖、等時晚激動圖與 pace-mapping 的用途與判讀要點。
- 解釋心室與心房的電壓閾值、接觸力與消融指數（Ablation Index／LSI）的意義。
- 認識高密度多極導管的優勢與限制，以及影像整合、心腔內超音波與零透視手術。
- 辨識三維標測常見的判讀陷阱，並能理解消融報告中的標測圖。
8.1 為什麼需要三維標測
傳統電生理檢查以透視影像定位導管、以少數幾根導管的電圖推論心律不整。三維電解剖定位系統把 導管位置（幾何） 與 電訊號（時間、電壓） 結合，逐點或多點建立心腔的三維模型，並以顏色顯示激動時間或電壓。它帶來四個改變：
- 複雜心律不整可以被「看見」：巨迴旋的環路、疤痕的分布、局灶的起源。
- 輻射大幅減少：導管位置不靠透視也能顯示，多數手術可近零透視。
- 消融點可被標記與量化：位置、接觸力、功率、時間與消融指數都留下紀錄，並能檢查阻滯線是否有缺口。
- 可整合影像：CT／MRI 模型、心腔內超音波（ICE），使解剖與電訊號對齊。
8.2 主要系統與定位原理
| 系統 | 定位原理 | 特色 |
|---|---|---|
| CARTO 3（Biosense Webster） | 磁場定位 為主（檯下三個線圈、導管尖端的磁感測器，精度約 1 mm），並以阻抗定位（ACL）顯示無磁感測器的導管 | 接觸力導管（ThermoCool SmartTouch）、消融指數（Ablation Index）、VISITAG 自動標記、CARTOSOUND（ICE 整合）、CARTOMERGE、Coherent 與 Ripple 標測、多極 PentaRay／OCTARAY；QDOT MICRO 高功率短時消融 |
| EnSite X／Precision（Abbott） | 阻抗定位（體表貼片建立電場）為基礎，加上磁場定位 | Advisor HD Grid 網格導管（正交雙極、避免雙極盲區）、OmniMapping、TactiCath／TactiFlex 接觸力、LSI（Lesion Size Index）、開放視窗標測（Open Window Mapping） |
| Rhythmia HDx（Boston Scientific） | 磁場 + 阻抗 | Orion 64 極小型籃狀導管，超高密度自動標註（數千至數萬點）、LUMIPOINT 訊號搜尋、DirectSense 局部阻抗、StablePoint（接觸力 + 局部阻抗） |
| 其他 | KODEX-EPD（介電成像）、Affera／Sphere-9（標測與消融一體的球形導管，Medtronic）、非侵入性心電圖成像（ECGI，如 CardioInsight 背心） | — |
系統之間的差異主要在導管生態系與工作流程；判讀原則是共通的。
8.3 標測圖的種類與判讀
激動圖（activation map）
- 每一點的 局部激動時間（LAT） 相對於一個穩定的參考訊號（例如冠狀竇某對電極或表面 QRS）。顏色由早（紅）到晚（紫）。
- 視窗（window of interest） 必須涵蓋整個頻脈週期並適當設定起點：局灶性心律不整的激動圖呈「由一點向四周放射」，最早點比參考早、且早於表面 P／QRS；巨迴旋的激動圖則 涵蓋整個週期並「頭尾相接」（early meets late）——最早與最晚的顏色相鄰，代表環路。
- 傳播圖（propagation map） 以動畫呈現波前；Ripple mapping 以電圖振幅的時間變化呈現，不需人工標註，適合碎裂訊號。
- Coherent／向量標測 會依傳導速度與方向判定「慢傳導」與「無傳導」區域，協助辨識巨迴旋的關鍵峽部。
- 陷阱：參考訊號不穩定（心律變化、導管移位）、視窗設定錯誤造成假的「early meets late」、碎裂訊號的標註錯誤、遠場訊號被當成近場、心律不整非持續。
電壓圖（voltage map）
以雙極電圖的峰對峰振幅顯示組織的存活程度：
| 心腔 | 正常 | 邊界區 | 緻密疤痕 | 備註 |
|---|---|---|---|---|
| 左／右心室雙極 | > 1.5 mV | 0.5–1.5 mV | < 0.5 mV | Marchlinski（2000）以 4 mm 尖端導管訂定，臨床沿用於 3.5 mm 灌注消融導管；小電極高密度導管的閾值不同 |
| 左心室單極 | > 8.3 mV | — | < 8.3 mV 提示心外膜／壁內疤痕 | Hutchinson（2011）；右心室單極閾值 5.5 mV |
| 心房雙極 | > 0.5 mV（部分中心用 > 1.0） | 0.05–0.5 mV | < 0.05–0.1 mV | 心房閾值缺乏統一標準，與電極大小、間距、心律（竇性或 AF）有關 |
用途：VT 的基質標測（疤痕、通道、晚電位）、心房的低電壓區（AF 基質、消融線缺口）、肺靜脈隔離後的驗證。陷阱：接觸不良會產生假的低電壓（必須確認接觸力或阻抗）、導管方向對雙極訊號的影響、心律不整中電壓與竇性心律中不同、在 AF 中的電壓圖可信度低。
等時晚激動圖（isochronal late activation map, ILAM）與功能性基質
在竇性（或起搏）心律下，以每點的 最晚 局部激動時間繪圖並分成八個等時區；等時線擠在一起的「減速區（deceleration zone）」代表傳導突然變慢，與 VT 環路的峽部高度重合，是不需誘發 VT 的基質消融標的（第 17 章）。
Pace-mapping
在竇性心律下於候選部位起搏，比較起搏 QRS 與臨床 VT／PVC 的 12 導程形態，軟體會給相關係數（> 90–95% 為良好匹配）。用途：（1）無法誘發或血行動力學不穩的 VT／PVC 起源定位；（2）在疤痕內 S–QRS 延長 的良好匹配點提示位於緩慢傳導通道；（3）「pace-map 梯度」顯示出口與峽部。限制：解析度約 1–2 cm，遠場奪獲、起搏輸出過高會誤導。
其他
- CFAE（複雜碎裂心房電圖）標測曾用於 AF 消融，隨 STAR AF II 顯示無額外獲益而式微。
- 局部阻抗與接觸力圖用於評估組織接觸與消融效果。
- 非侵入性 ECGI 可在術前定位 PVC／VT 起源或 AF 的旋轉波，並用於立體定位放射消融的規劃（第 27 章）。
8.4 高密度多極導管
小電極（≤ 1 mm）、短間距（2–3 mm）的多極導管（PentaRay／OCTARAY／Optrell、HD Grid、Orion）能在數分鐘內取得數千點：
- 近場解析度高：小電極對遠場不敏感，更容易看到低振幅的存活心肌訊號（晚電位、LAVA、肺靜脈電位）。
- 避免雙極盲區：HD Grid 的正交雙極（沿兩個方向記錄）解決了雙極訊號隨導管方向消失的問題，對辨識低電壓區更可靠。
- 自動標註 使激動圖不再依賴人工逐點確認，但需仔細檢查關鍵區域的自動標註是否正確。
- 這些導管的電壓閾值與 3.5 mm 消融導管不同，讀報告時要注意用的是哪種導管。
8.5 接觸力與消融指數
- 接觸力（contact force, CF）：SmartTouch／TactiCath 等導管即時顯示尖端受力。有效病灶通常需要 5–10 g 以上；一般目標 10–20 g；> 40 g 增加穿孔與蒸氣爆裂（steam pop）風險。
- Force–time integral（FTI） 與 Ablation Index（AI，結合功率、接觸力、時間的加權公式）、Lesion Size Index（LSI）：以數值預測病灶深度。肺靜脈隔離的 CLOSE 方案：前壁／頂部 AI ≥ 550、後壁 AI ≥ 400，相鄰病灶間距 ≤ 6 mm；LSI 常用目標約 5–6。這些指標讓消融線的「連續性與穿壁性」可被量化，是提高一次手術成功率的重要因素。
- 高功率短時（HPSD）消融（例如 50 W／10–15 秒，或 QDOT MICRO 的 90 W／4 秒）：病灶較寬、較淺、時間短，需要溫度感測與精確的接觸力控制（第 26 章）。
8.6 影像整合、心腔內超音波與零透視
- 影像融合：術前 CT／MRI 的心腔模型與三維標測的幾何配準（registration），顯示肺靜脈解剖、食道位置、冠狀動脈與疤痕（LGE）。誤差來源是心律、容積狀態與呼吸的差異。
- 心腔內超音波（ICE）：即時顯示導管與組織的接觸、經中隔穿刺、肺靜脈口、乳頭肌、心包積液的早期偵測；CARTOSOUND 可直接用 ICE 建立心腔模型（第 27 章）。
- 零透視／極低透視：以三維定位加 ICE 引導，多數 SVT、AF 與部分 VT 消融可在不使用或幾乎不使用透視下完成，對孕婦、兒童與需要多次手術者特別重要。
8.7 一般心臟科醫師看標測圖時應注意的事
- 圖是什麼心律下做的？ 竇性心律的電壓圖與 VT 的激動圖回答不同問題。
- 參考與視窗設定 是否合理（報告通常會註明）。
- 消融點的分布與消融線的連續性：肺靜脈隔離應形成環繞左右肺靜脈的完整環（WACA）；CTI 消融線應從三尖瓣環延伸到下腔靜脈。
- 終點的驗證方式：進出口阻滯（entrance／exit block）、adenosine 或等待 20–30 分鐘後再確認、雙向阻滯（撲動）、不可誘發（SVT／VT）、晚電位消失（VT）。
- 低電壓區的範圍：AF 消融中左心房大範圍低電壓提示基質嚴重、復發率高；VT 的疤痕範圍與分布決定手術複雜度與是否需要心外膜途徑。
一般心臟科醫師的臨床重點
- 激動圖：局灶＝放射狀、巨迴旋＝頭尾相接涵蓋整個週期；判讀前先確認參考與視窗。
- 心室雙極電壓：> 1.5 mV 正常、0.5–1.5 mV 邊界區、< 0.5 mV 緻密疤痕；接觸不良會偽裝成疤痕。
- 接觸力 10–20 g、消融指數（前壁 550／後壁 400）與病灶間距 ≤ 6 mm，是現代肺靜脈隔離「一次做到位」的量化基礎。
- 高密度多極導管看得到低振幅的存活訊號，但其電壓閾值與消融導管不同。
- 三維標測與 ICE 讓多數消融可以零透視，孕婦與兒童也能安全接受消融。
參考資料與延伸閱讀
- Issa ZF, Miller JM, Zipes DP. Clinical Arrhythmology and Electrophysiology, 3rd ed. Elsevier, 2019. Chapter 6（Advanced Mapping and Navigation Modalities）。
- Huang SKS, Miller JM (eds). Catheter Ablation of Cardiac Arrhythmias, 4th ed. Elsevier, 2019. 三維標測與影像整合各章。
- Marchlinski FE, et al. Linear ablation lesions for control of unmappable ventricular tachycardia in patients with ischemic and nonischemic cardiomyopathy. Circulation 2000;101:1288–1296.
- Hutchinson MD, et al. Endocardial unipolar voltage mapping to detect epicardial ventricular tachycardia substrate in patients with nonischemic left ventricular cardiomyopathy. Circ Arrhythm Electrophysiol 2011;4:49–55.
- Aziz Z, et al. Targeted ablation of ventricular tachycardia guided by wavefront discontinuities during sinus rhythm: a new functional substrate mapping strategy. Circulation 2019;140:1383–1397.
- Phlips T, et al. Improving procedural and one-year outcome after contact force-guided pulmonary vein isolation: the role of interlesion distance, ablation index, and contact force variability in the 'CLOSE'-protocol. Europace 2018;20:f419–f427.
- Tzeis S, et al. 2024 EHRA/HRS/APHRS/LAHRS expert consensus statement on catheter and surgical ablation of atrial fibrillation. Europace 2024;26:euae043.
回家作業
每題為單選題（single best answer），請先作答，再展開詳解。
題目 8-1
一位曾接受兩次肺靜脈隔離的病人因持續性規則心悸再次接受電生理檢查，記錄到週期 260 ms 的心房頻脈。以高密度導管建立左心房激動圖，顯示激動時間涵蓋整個 260 ms 的週期，並沿二尖瓣環呈現「最早與最晚顏色相鄰（early meets late）」的型態；於二尖瓣峽部（左下肺靜脈與二尖瓣環之間）起搏 entrainment 的 PPI − TCL 為 15 ms。最合理的診斷與消融策略 為何？
- (A) 起源於左下肺靜脈口的局灶性心房頻脈；點狀消融最早激動點
- (B) 環繞二尖瓣環的巨迴旋（perimitral flutter）；於二尖瓣峽部（或前壁）建立連續阻滯線，並確認雙向阻滯
- (C) 典型腔靜脈–三尖瓣峽部依賴型撲動；消融 CTI
- (D) 肺靜脈再連接造成的心房顫動；重新隔離肺靜脈即可
- (E) 標測參考訊號不穩定造成的假影；重做激動圖
顯示詳解
正確答案：(B)
解題思路
激動圖涵蓋整個頻脈週期並且頭尾相接，是巨迴旋的典型表現；沿二尖瓣環呈現此型態表示環路繞著二尖瓣環。二尖瓣峽部 entrainment 的 PPI − TCL 15 ms（≤ 30 ms）證明該處在環路內。這就是 perimitral flutter，是 AF 消融後最常見的醫源性心房頻脈之一（另一種是屋頂依賴型撲動）。治療是在二尖瓣峽部（常需在冠狀竇內補消融）或前壁建立連續阻滯線，並以差異性起搏驗證雙向阻滯，否則復發率高。
各選項解析
- (A) 局灶性 AT 的激動圖呈由一點向外放射，激動時間只佔週期的一部分，不會 early meets late。
- (B) 正確。
- (C) 典型撲動繞三尖瓣環，本題環路在左心房、二尖瓣環周圍；且 CTI 的 PPI − TCL 會很長。
- (D) 心律規則、週期固定，是 AT 而非 AF；肺靜脈是否再連接可另行檢查，但不是本次頻脈的機轉。
- (E) 假的 early-meets-late 確實會因視窗設定或參考不穩定而出現，但 entrainment 已獨立證實迴旋在此環路上，不需重做。
延伸學習
複雜心房頻脈的判讀流程：先看激動圖型態（局灶或巨迴旋）與涵蓋比例，再以 entrainment 在至少兩個相對的位置確認環路（例如二尖瓣峽部與前壁／中隔），最後選擇最短且能達成穿壁阻滯的線。屋頂依賴型撲動則於屋頂線或後壁箱型隔離處理（第 13、15 章）。
題目 8-2
關於三維電解剖電壓標測的敘述，下列何者 正確？
- (A) 以 4 mm／3.5 mm 尖端的標準消融導管做心室雙極電壓圖時，< 0.5 mV 定義為緻密疤痕、0.5–1.5 mV 為邊界區
- (B) 接觸力不足時記錄到的低電壓仍可直接判定為疤痕
- (C) 心室單極電壓 < 1.5 mV 提示心外膜疤痕
- (D) 高密度小電極多極導管與 3.5 mm 消融導管的電壓閾值可以互換
- (E) 在心房顫動中所做的心房電壓圖比竇性心律下更可靠
顯示詳解
正確答案：(A)
解題思路
Marchlinski 等人以 4 mm 尖端導管訂定（臨床沿用於 3.5 mm 灌注導管）的心室雙極電壓閾值（> 1.5 mV 正常、0.5–1.5 mV 邊界區、< 0.5 mV 緻密疤痕）是 VT 基質標測的標準；單極電壓則用於偵測較深的疤痕（左心室 < 8.3 mV、右心室 < 5.5 mV 提示心外膜或壁內疤痕）。電壓圖最常見的陷阱是 接觸不良造成的假性低電壓，因此判讀時必須參考接觸力或局部阻抗。
各選項解析
- (A) 正確。
- (B) 錯誤。接觸不良會使雙極訊號振幅下降，必須先確認接觸再判定。
- (C) 錯誤。單極的閾值是左心室 8.3 mV、右心室 5.5 mV；1.5 mV 是雙極的正常閾值。
- (D) 錯誤。小電極、短間距的導管記錄到的振幅特性不同，閾值需另行定義。
- (E) 錯誤。AF 中的電壓隨時間與波前方向劇烈變動，電壓圖可信度低於竇性心律或規則起搏下的圖。
延伸學習
電壓圖是「靜態」的基質資訊；等時晚激動圖（ILAM）的減速區、晚電位與 LAVA 等「功能性」基質資訊更能指出 VT 環路的峽部，兩者合併使用是現代竇性心律下 VT 基質消融的基礎（第 17 章）。