110年:放射基礎(2)

下列何者為影響呼吸道阻力( airway resistance )最主要的因素?

A呼吸道管徑的大小
B呼吸道的長短
C吸入氣體的組成
D氣流速度的快慢

詳細解析

本題觀念:

本題考查呼吸生理學中關於「呼吸道阻力(Airway resistance)」的核心概念,特別是物理學中**泊肅葉定律(Poiseuille's Law)**在呼吸道系統的應用。在呼吸生理學中,要維持氣體在呼吸道中流動,必須克服呼吸道的阻力,而了解影響該阻力的物理變數,對於理解氣喘、慢性阻塞性肺病等呼吸道阻塞性疾病的病理生理學至關重要。

選項分析

根據流體力學的泊肅葉定律(Poiseuille's Law),當氣流在圓柱形管狀構造(如呼吸道)中呈平流(Laminar flow)狀態時,阻力公式如下: R=8ηLπr4R = \frac{8 \eta L}{\pi r^4}RR:阻力;η\eta:氣體黏滯度;LL:管長;rr:管半徑)

  • (A) 呼吸道管徑的大小:正確。 從公式中可以看出,呼吸道阻力與管徑(半徑 rr)的「四次方」呈反比。這意味著管徑即使只有微小的縮小(例如半徑減半),呼吸道阻力就會劇增為原來的 16 倍。因此,呼吸道管徑的大小是影響阻力最敏感、也最主要的因素。
  • (B) 呼吸道的長短:錯誤。 雖然阻力與管長(LL)呈正比,但在同一個體中,呼吸道的解剖長度是固定的,不會隨著呼吸週期或生理狀態發生動態改變,因此不是調節阻力的主要因素。
  • (C) 吸入氣體的組成:錯誤。 氣體組成會影響氣體的黏滯度($

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