112年:放射基礎(1)

在呼吸道阻力固定的情況下,下列何者是決定呼吸氣流大小的最主要因素?

A呼吸道上下兩端之間的壓力差
B肺內體積的大小
C呼吸道平滑肌的含量
D呼吸道分岔的次數

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的核心概念為呼吸生理學中的氣體流動動力學(Fluid Dynamics of Airflow)。 氣體在呼吸道中的流動行為可以流體力學中的歐姆定律(Ohm's law)來解釋。氣流量(Airflow, V˙\dot{V}QQ)等於驅動氣體流動的壓力差(ΔP\Delta P)除以氣道阻力(Airway resistance, RR),其公式表示為 V˙=ΔPR\dot{V} = \frac{\Delta P}{R}。因此,決定氣流大小的兩大物理變數即為「壓力差」與「氣道阻力」。

選項分析

  • (A) 呼吸道上下兩端之間的壓力差正確。根據氣體流動公式 V˙=ΔPR\dot{V} = \frac{\Delta P}{R}ΔP\Delta P 代表大氣壓力(PatmP_{atm})與肺泡壓力(PalvP_{alv})之間的壓力差。在題目明確設定「呼吸道阻力 (RR) 固定」的前提下,氣流量與壓力差成完全正比。因此,壓力差是決定氣流大小的直接且最主要因素。
  • (B) 肺內體積的大小錯誤。肺內體積的變化主要影響的是「呼吸道阻力」。當肺容積增加時,肺實質的彈性回縮力會對周圍小氣道產生放射狀牽引效應(Radial traction),使氣道擴張進而降低阻力。由於題目已經假設阻力是固定的,因此肺內體積不再是此條件下決定氣流大小

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