114年:重症呼治

下列何者並非呼吸器引發肺部損傷(ventilator-induced lung injury)的原因?

A吐氣時肺泡塌陷的剪應力(shear stress)
B已經塌陷的肺泡重新開啟(re-open)的過度拉扯(strain)
C潮氣容積過大導致肺泡過度擴張(overdistension)
D表面張力素(surfactant)產生過量(overproduction)導致肺順應性(compliance)下降

詳細解析

本題觀念:

呼吸器引發肺部損傷(ventilator-induced lung injury, VILI)公認有幾個機轉:壓力傷害、容積傷害、肺泡反覆塌陷開合造成的剪應力傷害,以及發炎介質釋放造成的全身損傷。本題三個選項(A、B、C)分別對應已確立的機轉,只有D選項把表面張力素的變化方向講反了——機械通氣造成的是表面張力素功能異常或耗損,不是過量產生。

選項分析

A. 吐氣時肺泡塌陷的剪應力 ✅(是VILI原因) 肺泡在吐氣時反覆塌陷、吸氣時再度開啟,會在空氣柱與塌陷氣道的交界面產生高剪應力,這是肺泡反覆開合傷害的核心機轉之一,屬於已確立的VILI成因。

B. 已塌陷肺泡重新開啟的過度拉扯 ✅(是VILI原因) 可復張的塌陷肺泡在每次吸氣重新開啟時會受到過度牽拉,這種週期性的開合本身就會造成局部組織傷害,與選項A同屬肺泡反覆開合傷害的範疇。

C. 潮氣容積過大導致肺泡過度擴張 ✅(是VILI原因) 潮氣容積或肺容積過大時,會造成肺泡過度擴張性損傷,這是容積傷害的典型定義,也是低潮氣容積肺保護性通氣策略的理論基礎。

D. 表面張力素產生過量導致肺順應性下降 ❌(不是VILI原因,本題答案) 機械通氣造成的實際變化是表面張力素功能異常或耗損,使肺泡表面張力上升、更容易塌陷不穩定,方向與本選項描述的「過量產生」相反。也因此,外源性補充表面張力素(補足耗損而非抑制過量)曾被研究用於治療急性肺損傷,但整體證據顯示對死亡率並無明顯助益。

答案解析

正確答案為 D。呼吸器引發肺部損傷(ventilator-induced lung injury, VILI)公認有幾個機轉:壓力傷害、

核心知識點

  • VILI四大機轉:壓力傷害(barotrauma)、容積傷害(volutrauma)、肺泡反覆開合的剪應力傷害(atelectrauma)、發炎介質釋放的全身性傷害(biotrauma)。
  • 表面張力素在VILI中的角色是「功能異常或耗損」,不是「過量產生」,方向容易被誤植,是本題設陷阱之處。
  • biotrauma是四大機轉中唯一不侷限在肺部本身的傷害途徑:反覆過度牽拉的肺泡會釋放發炎介質進入循環,可能誘發或加重遠端器官(如腎臟)的損傷,是多重器官衰竭的重要成因之一。

臨床重要性

理解VILI的各項機轉,能幫助呼吸治療師在設定呼吸器參數時同時兼顧潮氣容積與呼氣末正壓:潮氣容積過大會誘發容積傷害,呼氣末正壓不足則讓肺泡反覆塌陷開合誘發剪應力傷害,兩者都需要在肺保護性通氣策略中一併考量,而非只單一控制其中一項參數。臨床上採用低潮氣容積(約6 mL/kg理想體重)並搭配足夠呼氣末正壓維持肺泡復張,正是同時降低容積傷害與剪應力傷害的具體做法。

參考資料

  1. Ventilator-Induced Lung Injury (VILI) - StatPearls.
  2. Understanding the mechanisms of ventilator-induced lung injury using animal models.
  3. Ventilator-Induced Lung Injury: The Unseen Challenge in ARDS Management.