有關嬰兒的生理構造與機制導致呼吸效能較成人差的敘述，下列何者錯誤？

本題觀念：

本題考查的是小兒呼吸生理學 (Pediatric Respiratory Physiology) 中，嬰兒與成人呼吸系統構造與機制的差異。這些差異解釋了為什麼嬰兒的呼吸儲備能力較低，且在生病時比成人更容易發生呼吸衰竭。

選項分析

• A. 嬰兒橫膈膜的第一型肌肉纖維所占比例較高 (錯誤)

  • 分析：第一型肌肉纖維 (Type I fibers) 是「慢縮肌」，特性是抗疲勞、高氧化能力。
  • 證據：根據生理學研究，成人橫膈膜中第一型纖維約占 50-55%；而足月新生兒僅約 25%，早產兒甚至不到 10%。
  • 結論：嬰兒橫膈膜的第一型纖維比例是較低的 (而非較高)，這導致嬰兒的呼吸肌更容易疲勞 (Respiratory muscle fatigue)，一旦呼吸做功增加（如肺炎、阻塞），很快就會無力而導致呼吸衰竭。這是本題的正確答案（錯誤敘述）。

• B. 嬰兒肋骨排列較為水平且呈圓形 (正確)

  • 分析：嬰兒的胸廓呈圓桶狀 (Cylindrical)，且肋骨從脊椎發出的角度較為水平 (Horizontal)。
  • 影響：成人的肋骨是傾斜的，吸氣時可以像「水桶提把 (Bucket-handle)」一樣向上提起以增加胸腔體積；嬰兒因肋骨已處於水平高位，無法藉由肋骨上提來顯著增加胸腔容積，限制了潮氣量 (Tidal Volume) 的擴充能力，主要依賴橫膈膜的上下移動呼吸。

• C. 嬰兒胸壁的順應性較高 (正確)

  • 分析：順應性 (Compliance) 指的是擴張的難易度。嬰兒的肋骨主要由軟骨組成，鈣化程度低，因此胸壁非常軟（高順應性）。
  • 影響：雖然「軟」聽起來好擴張，但在呼吸力學上這是一個劣勢。當橫膈膜收縮產生負壓時，柔軟的胸壁容易向內塌陷 (Chest wall retraction)，產生矛盾呼吸 (Paradoxical breathing)，導致吸氣效率變差，功能性殘氣量 (FRC) 難以維持。

• D. 嬰兒的生理代謝率較高 (正確)

  • 分析：嬰兒正處於快速生長期，基礎代謝率顯著高於成人。
  • 影響：嬰兒的氧氣消耗量 (Oxygen consumption) 約為 6-8 mL/kg/min，是成人 (約 3 mL/kg/min) 的兩倍以上。高代謝率意味著對氧氣的需求極大，一旦發生呼吸暫停或呼吸道阻塞，血氧濃度下降的速度會比成人快非常多。

答案解析

本題要求選出錯誤的敘述。 選項 (A) 敘述「嬰兒橫膈膜的第一型肌肉纖維所占比例較高」與生理事實完全相反。事實上，嬰兒因為缺乏抗疲勞的第一型纖維 (Type I fibers)，其呼吸肌非常容易疲乏，這是嬰兒呼吸衰竭常見的主要原因之一。

核心知識點

考生應掌握 嬰兒 vs 成人呼吸生理 的關鍵差異表：

1. 呼吸肌 (Muscles)：嬰兒橫膈膜 Type I (抗疲勞) 纖維少 (25% vs 成人 55%) $\rightarrow$ 易疲勞。
2. 胸壁 (Chest Wall)：嬰兒胸壁 順應性高 (軟) $\rightarrow$ 吸氣易凹陷 (Retraction)，維持 FRC 能力差。
3. 肋骨 (Ribs)：嬰兒肋骨呈 水平 (Horizontal) 排列 $\rightarrow$ 限制胸腔擴張 (Bucket-handle motion 受限)。
4. 代謝率 (Metabolic Rate)：嬰兒 耗氧量高 (2倍於成人) $\rightarrow$ 缺氧耐受度低 (Desaturate fast)。
5. 呼吸道 (Airway)：嬰兒氣道阻力高 (管徑小，阻力與半徑 4 次方成反比)，且喉部位置較高 (C3-C4)。

參考資料

1. Lumb, A. B. (2016). Nunn's Applied Respiratory Physiology. "Neonates and Children" section.
2. European Respiratory Society (ERS). "Physiology masterclass: Extremes of age: newborn and infancy."
3. Miller's Anesthesia. "Pediatric Anesthesia: Respiratory Physiology."