114年:心肺基礎

下列何種狀況較不會傷害血氣屏障(blood-gas barrier)?

A心衰竭引起之肺動脈高壓
B高海拔肺水腫
C使用呼吸器時氣道壓大於30 cm H₂O
D使用呼吸器時潮氣容積5 mL/kg

詳細解析

本題觀念:

血氣屏障(Blood-Gas Barrier)是肺泡與微血管之間極薄的結構(約 0.2-0.3 μm),由肺泡上皮、基底膜和微血管內皮三層組成。當跨壁壓力(transmural pressure)過高時,會發生「應力衰竭(Stress Failure)」,導致屏障破裂、通透性增加、蛋白質與紅血球滲入肺泡。

選項分析

  • (A) 心衰竭引起之肺動脈高壓 ❌ 心衰竭導致肺靜脈壓升高,進而使肺微血管壓力上升。當微血管跨壁壓超過約 40 mmHg 時,可觀察到血氣屏障的超微結構損傷(內皮斷裂、上皮破損、基底膜斷裂)。West 等人的研究已證實此為血氣屏障應力衰竭的經典原因。

  • (B) 高海拔肺水腫(High-Altitude Pulmonary Edema, HAPE) ❌ 高海拔時缺氧性肺血管收縮不均勻,造成局部微血管壓力異常升高,引發應力衰竭。West 的經典理論認為 HAPE 的核心機轉就是「肺微血管應力衰竭」,導致高通透性肺水腫。

  • (C) 使用呼吸器時氣道壓大於 30 cm H₂O ❌ 高氣道壓造成肺泡過度膨脹(volutrauma/barotrauma),拉伸肺泡壁使血氣屏障承受過大張力而破損。ARDSNet 研究設定平台壓 < 30 cm H₂O 作為肺保護策略的上限,正是為了避免此類傷害。

  • (D) 使用呼吸器時潮氣容積 5 mL/kg ✅ 正確答案 5 mL/kg 屬於低潮氣容積(甚至低於標準肺保護通氣的 6 mL/kg),不會造成肺泡過度膨脹。低潮氣容積策略正是為了「保護血氣屏障」而設計的,避免過度牽張對肺泡-微血管結構的機械性損傷。

答案解析

血氣屏障損傷的三大機轉:

  1. 高微血管壓力 → 心衰竭、HAPE(選項 A、B)
  2. 高肺泡壓力/容積 → 呼吸器高壓(選項 C)
  3. 炎症/化學性損傷 → ARDS、吸入性傷害

低潮氣容積(5 mL/kg)不會產生過度膨脹,不增加跨肺壓,因此「較不會」傷害血氣屏障。這正是 ARDS 肺保護通氣策略的核心原理。

核心知識點

  • 血氣屏障應力衰竭:跨壁壓 > 40 mmHg 時發生結構破損
  • West 理論:HAPE 源自局部肺微血管高壓 → 應力衰竭
  • 肺保護通氣:Vt 4-6 mL/kg + Pplat < 30 cm H₂O 保護屏障
  • 高壓(barotrauma)與高容積(volutrauma)都會傷害屏障

參考資料

  1. Stress failure of the blood-gas barrier - PubMed
  2. Stress failure and high-altitude pulmonary oedema - European Respiratory Journal
  3. Ventilator-Induced Lung Injury (VILI) - StatPearls