114年:心肺基礎

已知一位病人PĒCO₂ = 26.7 mm Hg、PaCO₂ = 40 mm Hg、PACO₂ = 40 mm Hg,一小時後測得PĒCO₂ =13.3 mm Hg、PaCO₂ = 40 mm Hg、PACO₂ = 20 mm Hg,可能導致此現象的成因為何?

Aincreased anatomical dead space
Bincreased alveolar dead space
Cincreased anatomical shunt
Dincreased physiological shunt

詳細解析

本題觀念:

無效腔(Dead Space)的分類與判讀——利用 PĒCO₂、PaCO₂、PACO₂ 三者的變化辨別肺泡無效腔(alveolar dead space)增加。

選項分析

先整理題目數據:

時間PĒCO₂PaCO₂PACO₂
初始26.7 mmHg40 mmHg40 mmHg
一小時後13.3 mmHg40 mmHg20 mmHg

關鍵判讀:

  • PaCO₂ 維持 40 mmHg 不變 → 有灌流的肺泡仍正常排出 CO₂
  • PACO₂ 從 40 降到 20 mmHg → 平均肺泡 CO₂ 被「稀釋」了,代表有些肺泡通氣但沒有灌流(PCO₂ 接近 0),拉低整體平均值
  • PĒCO₂ 從 26.7 降到 13.3 mmHg → 混合呼出氣的 CO₂ 含量大幅下降

用 Bohr equation 計算 VD/VT:

  • 初始:VD/VT = (40 − 26.7) / 40 = 0.33(正常)
  • 一小時後:VD/VT = (40 − 13.3) / 40 = 0.67(大幅增加)

(A) 解剖無效腔增加(increased anatomical dead space) ❌ 解剖無效腔增加時,PaCO₂ 應等於 PACO₂(因為只有氣道容積增加,肺泡本身灌流正常),PACO₂ 不會從 40 降到 20。

(B) 肺泡無效腔增加(increased alveolar dead space) ✅ 肺泡無效腔 = 有通氣但無灌流的肺泡(如肺栓塞)。這些肺泡的 PCO₂ ≈ 0,使平均 PACO₂ 下降(40→20),同時 PaCO₂ 不變(血液只來自有灌流的肺泡)。完全符合題目數據。

(C) 解剖分流增加(increased anatomical shunt) ❌ 分流(shunt)是有灌流但無通氣,會造成 PaO₂ 下降、PaCO₂ 可能上升,與本題 CO₂ 數據矛盾。

(D) 生理分流增加(increased physiological shunt) ❌ 生理分流增加同樣影響的是 PaO₂,且 PaCO₂ 通常上升或不變,不會出現 PACO₂ 大幅下降的特徵。

答案解析

答案為 (B)。PACO₂ 從 40 降到 20 而 PaCO₂ 不變,是肺泡無效腔增加的經典表現——部分肺泡只有通氣沒有血流(V̇/Q̇ → ∞),這些肺泡的 PCO₂ 接近吸入氣,拉低了整體平均肺泡 CO₂。臨床上常見於肺栓塞(pulmonary embolism)。

核心知識點

  1. 生理無效腔 = 解剖無效腔 + 肺泡無效腔
  2. 肺泡無效腔增加 → PACO₂ 下降(被非灌流肺泡稀釋),PaCO₂ 不變
  3. 解剖無效腔增加 → PACO₂ ≈ PaCO₂(肺泡正常),PĒCO₂ 下降
  4. Bohr equation:VD/VT = (PaCO₂ − PĒCO₂) / PaCO₂

參考資料

  1. Physiology, Lung Dead Space - StatPearls
  2. Dead space: the physiology of wasted ventilation - European Respiratory Journal
  3. Dead Space/Tidal Volume Ratio - Respiratory Therapy Zone