106年:醫學一(2)

兩血管兩端壓力差、血液黏稠度、管線長度等條件均一致的狀況下,單位時間內流經管徑為 4公分血管的血流量為2公分血管之血流量的幾倍?

A2倍
B4倍
C8倍
D16 倍

詳細解析

本題觀念:

本題考**Poiseuille 定律(Hagen-Poiseuille law)中血流量與血管半徑的關係。Poiseuille 定律指出:在壓力差、黏稠度、管長均固定的條件下,單位時間流量(Q)與半徑的四次方(r4r^4)**成正比。此為血流生理學最重要的數學關係之一。

答案解析

Poiseuille 定律的完整公式為:

Q=πΔPr48ηLQ = \frac{\pi \Delta P \cdot r^4}{8 \eta L}

其中:

  • QQ = 流量(volume flow rate)
  • ΔP\Delta P = 兩端壓力差(pressure gradient)
  • rr = 管腔半徑(radius)
  • η\eta = 血液黏稠度(viscosity)
  • LL = 管道長度(length)

題目給定兩血管直徑分別為 4 公分2 公分,其他條件(ΔP\Delta Pη\etaLL)均相同。

先換算為半徑:

  • 直徑 4 cm → 半徑 r1=2r_1 = 2 cm
  • 直徑 2 cm → 半徑 r2=1r_2 = 1 cm

流量比值:

Q1Q2=r14r24=2414=161=16\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{r_1^4}{r_2^4} = \frac{2^4}{1^4} = \frac{16}{1} = 16

因此,管徑 4

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