正常成人在平靜自然呼吸下,吸氣動作尚未停止時,其肺泡內之壓力(PA)約為多少cm H₂O?
詳細解析
本題觀念
呼吸運動的驅動力來自壓力差。在平靜自然呼吸(quiet breathing)中,空氣之所以能流入肺部,是因為吸氣肌收縮使胸腔容積增大,肺泡隨之擴張,肺泡內壓力(alveolar pressure, PA)因此下降到略低於大氣壓的水準,形成微小的壓力梯度將外界空氣「吸」入肺中。理解各種肺內壓力的正常數值範圍,是呼吸治療師掌握呼吸力學的基本功。值得注意的是,肺泡壓並非在整個吸氣過程中都維持負壓,而是隨著空氣持續流入肺泡而逐漸回升,直到吸氣結束的瞬間才回到零(等於大氣壓)。
選項分析
(A) 10 cm H₂O:+10 cm H₂O 為顯著正壓,代表肺泡壓遠高於大氣壓。這樣的正壓只會在用力呼氣(如 Valsalva maneuver)或接受正壓通氣(positive pressure ventilation)時才會出現。在平靜自然吸氣過程中,肺泡壓應低於大氣壓(負壓),而非正壓。
(B) 1 cm H₂O:+1 cm H₂O 同樣為正壓,代表肺泡壓略高於大氣壓。吸氣時若肺泡壓為正壓,壓力梯度方向將由肺泡指向外界,空氣會往外流出而非流入,無法完成吸氣。此數值對應的是平靜呼氣時的肺泡壓,而非吸氣時。
(C) -1 cm H₂O:平靜自然吸氣時,橫膈(diaphragm)收縮下降,肋間外肌收縮使肋骨上提,胸腔容積增大。根據 Boyle 定律(P₁V₁ = P₂V₂),肺泡容積增大則壓力降低,肺泡壓下降至約 -1 cm H₂O(低於大氣壓)。這個微小的負壓差已足以在約 2 秒的吸氣時間內驅動約 500 mL 的潮氣量進入肺部。此為正確數值。
(D) -10 cm H₂O:-10 cm H₂O 的負壓遠超過平靜呼吸時肺泡壓的變化範圍。此數值更接近肋膜腔內壓(intrapleural pressure)的範圍(安靜呼氣末約 -5 cm H₂O,深吸氣末可達 -8 至 -10 cm H₂O),而非肺泡壓。考生常見的錯誤是將肋膜腔內壓與肺泡壓混淆。
答案解析
正確答案為 (C)。平靜自然呼吸的核心在於「微小壓力差驅動大量氣流」。吸氣時肺泡壓僅下降約 1 cm H₂O,呼氣時上升約 1 cm H₂O,變化範圍約 +/- 1 cm H₂O。與之相比,肋膜腔內壓的絕對值大得多(始終為負壓,約 -5 至 -7.5 cm H₂O),兩者不可混淆。臨床上,了解平靜呼吸的壓力變化幅度有助於判斷病人是否出現呼吸做功增加的情況。
核心知識點
- 平靜吸氣時肺泡壓約 -1 cm H₂O,平靜呼氣時約 +1 cm H₂O
- 吸氣結束瞬間與呼氣結束瞬間,肺泡壓均回到 0(等於大氣壓,此時無氣流)
- 肋膜腔內壓始終為負,安靜呼氣末約 -5 cm H₂O,吸氣末約 -7.5 cm H₂O
- Boyle 定律解釋了容積變化如何產生壓力變化以驅動氣流
- 注意區分肺泡壓(PA)與肋膜腔內壓(Ppl),兩者數量級不同