左心室射出分率(ejection fraction)為0.4、心跳速率(heart rate)為100 beats/min、心輸出量(cardiac output)為3.5 L/min,則該患者的左心室舒張末期體積(end-diastolic volume)為何?
詳細解析
本題觀念
本題把三個心臟泵血生理量串在一起:心輸出量(cardiac output, CO)是每分鐘由心室送出的血量,等於每搏量(stroke volume, SV)乘以心跳速率(heart rate, HR);射出分率(ejection fraction, EF)則是一次收縮所射出的每搏量占左心室舒張末期體積(end-diastolic volume, EDV)的比例。解題時要先把 CO 依時間單位換算成每搏量,再用 EF = SV / EDV 反推 EDV。這題最容易錯在把 3.5 L/min 直接拿去除以 0.4,或忽略 L 與 mL 的換算。
選項分析
A 14.5 mL:不正確。已知 CO = 3.5 L/min、HR = 100 beats/min,先算 SV = CO / HR = 3.5 L/min ÷ 100 beats/min = 0.035 L/beat = 35 mL/beat。因為 EF = SV / EDV,所以 EDV 必須大於 SV;14.5 mL 小於每搏量,會得到大於 1 的射出分率,與題目給的 0.4 不符。
B 37 mL:不正確。37 mL 與每搏量 35 mL 接近,可能是把心輸出量、心跳速率和射出分率的關係混在一起,或沒有正確使用 EF 的分母。代回驗算,35 ÷ 37 約為 0.95,並非 0.4,因此不能符合題目條件。
C 87.5 mL:正確。先由 CO / HR 得到 SV = 35 mL/beat,再由 EF = SV / EDV 移項,EDV = SV / EF = 35 mL ÷ 0.4 = 87.5 mL。把結果代回,87.5 mL × 0.4 = 35 mL,且 35 mL × 100 beats/min = 3500 mL/min = 3.5 L/min,兩個已知條件都吻合。
D 92 mL:不正確。若 EDV 為 92 mL,依題目每搏量 35 mL 計算,EF = 35 ÷ 92,約為 0.38,不能精確符合 0.4。這不是四捨五入造成的合理答案,因為 C 可直接得到與題目數值完全一致的 87.5 mL。
答案解析
本題答案為 C。計算順序可整理為:第一步,心輸出量是每搏量與心跳速率的乘積,故 SV = CO / HR。第二步,統一單位,3.5 L/min = 3500 mL/min,因此 SV = 3500 ÷ 100 = 35 mL/beat。第三步,射出分率的定義為 EF = SV / EDV,移項得 EDV = SV / EF = 35 / 0.4 = 87.5 mL。
射出分率並不是「射出的血量占心輸出量的比例」,而是單次心室收縮時,射出量相對於收縮前舒張末期容積的比例。也可以用 EDV − ESV = SV 來理解:若 EDV 是 87.5 mL,射出 35 mL 後,收縮末期體積(end-systolic volume, ESV)為 52.5 mL,35 / 87.5 正好是 0.4。這種以公式、單位與代回驗算三者互相檢查的方法,能避免選項數值看似接近時誤判。
核心知識點
- CO = SV × HR;因此 SV = CO / HR。
- EF = SV / EDV;因此 EDV = SV / EF。
- 3.5 L/min 必須先換成 3500 mL/min,才可和每搏量的 mL/beat 相接。
- EDV 是收縮前心室內的血量,ESV 是收縮後殘留血量,SV = EDV − ESV。
- 正常代入檢查時,EDV 應大於 SV,EF 應介於 0 與 1 之間;不符合者通常代表單位或公式使用錯誤。