114年:心肺基礎

當氣喘病人的呼吸頻率增加,最容易發生下列何種現象?

A肺動態順應性(Cdyn)增加
B肺動態順應性(Cdyn)減低
C肺靜態順應性(Cst)增加
D肺靜態順應性(Cst)減低

詳細解析

本題觀念:

動態順應性(Dynamic Compliance, Cdyn)的頻率依賴性(frequency dependence of compliance)。當氣道阻塞存在異質性(heterogeneous obstruction)時,呼吸頻率越快,Cdyn 下降越明顯。

選項分析

  • (A) Cdyn 增加 ❌ 呼吸頻率加快在氣道阻塞的病人會讓 Cdyn 下降而非上升。
  • (B) Cdyn 減低 ✅ 氣喘病人氣道狹窄不均勻,各肺單元的時間常數(time constant = R × C)差異大;呼吸頻率加快時,「慢肺單元」來不及充填,有效參與通氣的肺泡減少,計算出的 Cdyn 明顯降低。
  • (C) Cst 增加 ❌ 靜態順應性(Static Compliance, Cst)是在零氣流狀態下測量,不受呼吸頻率影響。氣喘本身也不會讓肺組織的彈性增加。
  • (D) Cst 減低 ❌ 同理,Cst 的測量排除了氣道阻力的影響,呼吸頻率的改變不會使 Cst 下降。

答案解析

頻率依賴性順應性下降的機轉:

每個肺單元可用「時間常數 τ = R(氣道阻力)× C(順應性)」描述其充放氣速度。正常肺各區域 τ 相近,呼吸頻率加快時所有肺泡仍能同步充填。但氣喘病人因支氣管痙攣、黏液堵塞造成各氣道阻力不均,部分肺單元 τ 很長(高阻力)。

當呼吸頻率加快(吸氣時間縮短):

  1. 只有 τ 短(低阻力)的「快肺單元」能在有限時間內充填
  2. τ 長的「慢肺單元」來不及進氣,等於退出通氣
  3. 有效通氣容積減少 → 計算 Cdyn(= ΔV / ΔP)時分子變小 → Cdyn 下降

研究顯示,氣喘病人在呼吸頻率從 15 次/分增至 60 次/分時,Cdyn 可從 0.094 降至 0.037 L/cmH₂O(降幅約 60%)。

臨床意義: 頻率依賴性 Cdyn 下降是小氣道阻塞的敏感指標,有時在 FEV₁ 尚未明顯改變時就已出現。

核心知識點

  1. 動態順應性受氣道阻力影響;靜態順應性排除氣道阻力
  2. 時間常數異質性 → 頻率依賴性 Cdyn 下降
  3. 此現象是小氣道病變(small airway disease)的早期指標

參考資料

  1. Static, Dynamic and Specific Compliance - Deranged Physiology
  2. Frequency Dependence of Compliance as a Test for Small Airway Obstruction - PubMed
  3. Dynamic Compliance and Reactance in Asthma - European Respiratory Journal