115年:放射基礎(1)

嚴重貧血(anemia)患者若無其它心肺功能異常,在其肺泡通氣量(alveolar ventilation)與健康成人相同的情況下,則此患者的那項參數會明顯下降?

A肺泡內氧分壓
B體動脈血中的氧分壓
C體動脈血中血紅素的飽和度
D體動脈血中的氧含量

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的核心概念為「血液氣體運送生理學」以及「缺氧的分類」。 在人體中,氧氣的運送主要分為兩種形式:極少部分(約 1-2%)溶解於血漿中,由「氧分壓」決定;絕大部分(約 98-99%)則是與紅血球中的「血紅素(Hemoglobin, Hb)」結合來運送。 貧血(Anemia)的定義為血液中紅血球數量或血紅素濃度低下。當發生嚴重貧血時,會導致血液攜氧能力下降,這種情況在病理生理學上稱為「血液性缺氧(Anemic hypoxia)」。本題關鍵在於理解血紅素濃度減少時,對氧分壓、氧飽和度以及總氧含量的個別影響。

選項分析

  • A. 肺泡內氧分壓 (PAO2):錯誤。 肺泡內氧分壓主要取決於吸入氣體的氧分壓(通常為常壓空氣)以及肺泡通氣量(Alveolar ventilation)。題目已明確給定「無其它心肺功能異常」且「肺泡通氣量與健康成人相同」,根據肺泡氣體方程式(Alveolar gas equation),該患者的肺泡內氧分壓維持正常
  • B. 體動脈血中的氧分壓 (PaO2):錯誤。 動脈血氧分壓反映的是溶解於血漿中的氧氣量,其高低取決於肺泡氧分壓以及肺泡微血管的氣體交換(擴散)功能。因患者心肺功能與通氣量皆正常,氧氣能順利從肺泡擴散至血液中,故動脈血氧分壓維持正常
  • C. 體動脈血中血紅素的飽和度 (SaO2):錯誤。 血紅素氧飽和度是指「現有」的血紅素中,與氧氣結合的百分比。它主要受動脈血氧分壓(PaO2)影響(即氧合血紅素解離曲線)。因為患者的 PaO2 是正常的,所以血液中殘存的血紅素依然可以百分之百(或接近 98-100%)與氧氣結合,故血紅素飽和度維持正常
  • D. 體動脈血中的氧含量 (CaO2):正確。 動脈血氧含量(CaO2)代表每 100 毫升血液中實際所含的氧氣總量。其計算公式為: CaO2 = (1.34 × Hb × SaO2) + (0.003 × PaO2) 其中,Hb 代表血紅素濃度。嚴重貧血患者的 Hb 數值大幅下降,即使 SaO2 與 PaO2 都維持正常,其主要運送氧氣的載體(血紅素)數量已嚴重不足。因此,血液能容納與運送的總氧氣量會明顯下降

答案解析

綜合上述生理學機制,嚴重貧血患者的呼吸道與肺部氣體交換功能並未受損,因此氣體進入血液的壓力梯度(肺泡氧分壓與動脈血氧分壓)皆正常,且剩下的血紅素也能正常結合氧氣(血氧飽和度正常)。然而,因為負責載運氧氣的「卡車」(血紅素)總數大幅減少,導致血液整體運送的「貨物總量」(動脈血氧含量)顯著下降。故正確答案為 D。

核心知識點

考生在準備此類生理學題目時,必須熟記以下四大缺氧類型及其血液參數變化特徵:

  1. 低張性缺氧 (Hypoxic hypoxia):如高山症、COPD。特徵為 PaO2 下降、SaO2 下降、CaO2 下降。
  2. 血液性缺氧 (Anemic hypoxia):如嚴重貧血、一氧化碳中毒。特徵為 PaO2 正常、SaO2 正常(CO中毒除外,但脈搏血氧儀可能誤判)、CaO2 下降
  3. 循環性缺氧 (Circulatory hypoxia):如心衰竭、休克。特徵為動脈端 PaO2、SaO2、CaO2 皆正常,但心輸出量減少導致組織血流不足,靜脈端氧分壓極低。
  4. 組織性缺氧 (Histotoxic hypoxia):如氰化物中毒。特徵為動脈血氧指標皆正常,但細胞粒線體無法利用氧氣,導致動靜脈血氧差縮小。

臨床重要性

在臨床實務上,嚴重貧血的患者即使給予一般脈搏血氧儀(Pulse oximeter)監測,其測得的血氧飽和度(SpO2)通常會顯示為 99% 或 100%(看似完全正常)。若醫療人員僅依賴 SpO2 數值,極易忽略患者實際上已經處於嚴重的組織缺氧狀態。對於此類患者,單純給予高濃度氧氣治療(Oxygen therapy)幫助有限,根本的處置方式應為輸血(Blood transfusion)以提高血紅素濃度,恢復血液的攜氧能力。

參考資料

  1. 中华急诊网 - 缺氧的原因和类型 (https://www.hzweiyi.com/zh-TW/weijizhongzheng/3058.html)
  2. 維基教科書 - 病理生理學/缺氧的原因、分類和血氧變化特點 (https://zh.wikibooks.org/zh-tw/%E7%97%85%E7%90%86%E7%94%9F%E7%90%86%E5%AD%A6/%E7%BC%BA%E6%B0%A7%E7%9A%84%E5%8E%9F%E5%9B%A0%E3%80%81%E5%88%86%E7%B1%BB%E5%92%8C%E8%A1%80%E6%B0%A7%E5%8F%98%E5%8C%96%E7%89%B9%E7%82%B9)
  3. 泛科學 - COVID – 19 患者的隱形殺手:快樂缺氧。為什麼會發生?該如何預防? (https://pansci.asia/archives/322301)