114年:心肺基礎

當混合靜脈血流經肺泡微血管膜時,其氣體交換發生在下列那一時段最多?

A前1/3
B中1/3
C後1/3
D各時段均相同

詳細解析

本題觀念:

肺泡微血管的氣體交換動力學——氧氣在通過肺微血管的「前 1/3 時段」即已達到擴散平衡,之後的 2/3 時間是安全儲備。

選項分析

  • (A) 前 1/3 ✅ 正常靜息狀態下,混合靜脈血進入肺泡微血管後,PaO₂ 在約 0.25 秒內即與肺泡氣 PAO₂ 達到平衡。肺微血管總通過時間約 0.75 秒,因此 0.25 秒恰好是前 1/3。此階段壓力梯度最大(PvO₂ 40 mmHg → PAO₂ 100 mmHg,梯度 60 mmHg),擴散速率最快,氣體交換量最多。
  • (B) 中 1/3 ❌ 進入中段時,血液 PO₂ 已接近或達到肺泡氣分壓,壓力梯度趨近零,淨擴散量極少。
  • (C) 後 1/3 ❌ 同理,後段幾乎無壓力梯度可驅動擴散,氣體交換已完成。
  • (D) 各時段均相同 ❌ 擴散遵循 Fick's law,驅動力(ΔP)隨時間呈指數衰減,各時段交換量不均等。

答案解析

擴散動力學原理:

根據 Fick 擴散定律: V̇gas = (A × D × ΔP) / T

其中 ΔP(兩側分壓差)是驅動力。混合靜脈血剛進入微血管時:

  • 血液 PO₂ ≈ 40 mmHg
  • 肺泡 PO₂ ≈ 100 mmHg
  • 初始 ΔP ≈ 60 mmHg → 擴散速率最高

隨著 O₂

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