114年:呼治儀器

有關肺功能檢測,下列敘述何者錯誤?

A肺量計(spirometer)可以測量功能肺餘量
B體箱計(body plethysmography)可以測量功能肺餘量
C氦氣稀釋法(helium dilution)可以測量功能肺餘量
D氮氣廓清試驗(nitrogen washout test)可以測量功能肺餘量

詳細解析

本題觀念:

本題考的是功能肺餘量(FRC)的測量方法。核心考點:肺量計(spirometer)無法測量 FRC,因為 FRC 包含殘餘容積(RV),而 RV 是無法被呼出的氣體量。

選項分析

  • (A) 肺量計(spirometer)可以測量功能肺餘量 → 錯誤 ✗ 肺量計只能測量「可以被吸入或呼出的氣量」,也就是潮氣容積(TV)、吸氣儲備容積(IRV)、呼氣儲備容積(ERV)、肺活量(VC)等。FRC = ERV + RV,其中殘餘容積(RV)是最大呼氣後仍留在肺內、無法呼出的氣量。因為肺量計無法偵測肺內無法排出的氣體,所以無法直接測量 FRC。這是肺功能測量的基本限制。

  • (B) 體箱計(body plethysmography)可以測量功能肺餘量 → 正確 體箱計利用 Boyle's Law(波以耳定律):受試者坐在密閉箱內,對著關閉的活門做呼吸動作,藉由箱內壓力與口腔壓力的變化,計算胸腔氣體容積(即 FRC)。可以測量所有肺內氣體,包括被困住的(trapped gas)。

  • (C) 氦氣稀釋法(helium dilution)可以測量功能肺餘量 → 正確 受試者在正常呼氣末(FRC 位置)接上含已知濃度 He 的密閉迴路呼吸,He 與肺內氣體混合平衡後,用初始與最終 He 濃度差計算 FRC。原理是質量守恆。不過此法只測量「與呼吸道相通的氣體空間」,air trapping 部分會低估。

  • (D) 氮氣廓清試驗(nitrogen washout test)可以測量功能肺餘量 → 正確 受試者從 FRC 位置開始吸 100% O₂,逐漸洗出肺內的 N₂,收集呼出氣體並測量 N₂ 總量。已知肺內初始 N₂ 濃度(約 78%),用洗出的 N₂ 總量反推 FRC。與 He 稀釋法類似,只測量相通的氣體空間。

答案解析

答案選 (A)。TLC、FRC、RV 是「絕對肺容積」,因為包含殘餘容積(永遠留在肺內無法呼出),所以不能用肺量計直接測量。必須用間接方法:體箱計(Boyle's Law)、氦氣稀釋法(He dilution)、或氮氣廓清法(N₂ washout)。

核心知識點

  1. 肺量計能測:TV、IRV、ERV、IC、VC → 可呼出/吸入的容積
  2. 肺量計不能測:RV、FRC、TLC → 含殘餘容積的絕對肺容量
  3. FRC 測量三法:體箱計(最準,含 trapped gas)、He 稀釋法、N₂ washout
  4. 體箱計 vs 氣體稀釋法:阻塞性肺病病人兩者差異大(trapped gas 效應)

參考資料

  1. Physiology, Functional Residual Capacity - StatPearls - NCBI Bookshelf
  2. Functional residual capacity - Wikipedia
  3. Helium dilution technique - Wikipedia