114年:呼吸器原理

有關負壓呼吸器運作模式的敘述,下列何者錯誤?

A模擬正常呼吸型態,所產生之併發症較少
B使用之設備為鐵肺或胸甲
C需接中央氧氣壓力系統驅動呼吸器
D使用鐵肺時,可能會阻礙腹部和下半身靜脈回流,導致低血壓引發艙室休克(tank shock)

詳細解析

本題觀念:

本題考負壓呼吸器(negative pressure ventilator)的運作原理,常見設備包括鐵肺(iron lung / tank ventilator)與胸甲式呼吸器(cuirass)。它們的作用方式是用馬達驅動的氣泵或可撓式橫膈膜,讓病人身體周圍(胸腔外部)的壓力下降,形成負壓,使胸廓與肺部像正常呼吸一樣被動擴張、吸入空氣,因此又稱為「體外負壓通氣(external negative pressure ventilation)」,與現今常見、需將正壓氣體直接灌入呼吸道的「正壓呼吸器(positive pressure ventilator)」原理完全相反。

選項分析

(A) 模擬正常呼吸型態,所產生之併發症較少 正確敘述。負壓呼吸器讓胸腔像自然呼吸一樣被動擴張,較不會產生正壓通氣常見的氣壓傷(barotrauma)、呼吸器相關肺損傷(ventilator-induced lung injury)等併發症。

(B) 使用之設備為鐵肺或胸甲 正確敘述。鐵肺(iron lung)是早期小兒麻痺(poliomyelitis)流行時期廣泛使用的全身式負壓艙;胸甲式(cuirass)則只包覆胸腹部,較為輕便,兩者都是負壓呼吸器的代表性設備。

(C) 需接中央氧氣壓力系統驅動呼吸器 錯誤敘述,為本題答案。負壓呼吸器的動力來源是機械式氣泵或可撓式橫膈膜的運動,用來改變艙體(或胸甲)內部的壓力,本身並不需要連接中央氧氣壓力系統(compressed gas source)來驅動。反倒是正壓呼吸器(如一般加護病房使用的呼吸器)才需要壓縮氣源驅動活塞、渦輪或流量閥。

(D) 使用鐵肺時,可能會阻礙腹部和下半身靜脈回流,導致低血壓引發艙室休克(tank shock) 正確敘述。鐵肺產生的負壓同時作用於腹部及下肢,可能造成靜脈血滯留(venous pooling)在下肢與腹腔、靜脈回流減少、心輸出量下降,進而引發低血壓,此現象稱為「艙室休克(tank shock)」,是使用鐵肺已知的併發症之一。

答案解析

本題為反向題,問「何者錯誤」。負壓呼吸器的核心特色就是「不需要」外部加壓氣源,而是靠機械動力改變體外壓力來被動誘發吸氣;這點恰好與正壓呼吸器相反。選項 (C) 敘述負壓呼吸器需要中央氧氣壓力系統驅動,與其實際工作原理相反,因此是本題應選出的錯誤敘述。

核心知識點

  • 負壓呼吸器:鐵肺、胸甲,靠機械氣泵/橫膈膜製造體外負壓,模擬自然吸氣
  • 不需連接中央加壓氣源(此為正壓呼吸器才需要的驅動方式)
  • 優點:較貼近生理性呼吸型態,氣壓傷風險較低
  • 缺點:鐵肺可能造成下肢/腹腔靜脈回流受阻 → 低血壓 → 艙室休克(tank shock)
  • 歷史脈絡:鐵肺盛行於小兒麻痺流行年代,現已少用,但胸甲式仍偶用於居家長期照護

參考資料

  1. Negative pressure ventilator - Wikipedia
  2. Iron lung - Wikipedia
  3. Negative Pressure Ventilation - an overview | ScienceDirect Topics