某人每分鐘肺泡通氣量(alveolar ventilation)為5250 毫升,潮氣容積為500 毫升,呼吸速率為每分鐘15 下,則其生理性無效腔應為多少毫升?
詳細解析
本題觀念
肺泡通氣量(alveolar ventilation, VA)是指每分鐘實際參與氣體交換的空氣量,它是呼吸生理學中評估通氣效率的核心指標。計算肺泡通氣量的公式為 VA = (VT - VD) x RR,其中 VT 為潮氣容積、VD 為生理性無效腔、RR 為呼吸速率。生理性無效腔(physiological dead space)包含解剖性無效腔與肺泡性無效腔,代表進入肺部但未參與氣體交換的空氣體積。在健康成人中,生理性無效腔約等於解剖性無效腔,正常值約為 150 毫升,約占潮氣容積的 30%。
選項分析
(A) 100 毫升:若 VD = 100 mL,則 VA = (500 - 100) x 15 = 400 x 15 = 6000 mL/min。此數值遠大於題目給定的 5250 mL/min,因此不正確。
(B) 150 毫升:若 VD = 150 mL,則 VA = (500 - 150) x 15 = 350 x 15 = 5250 mL/min,完全吻合題目數據。此值也符合健康成人正常生理性無效腔的參考值(約 150 mL,占 VT 的 30%)。
(C) 200 毫升:若 VD = 200 mL,則 VA = (500 - 200) x 15 = 300 x 15 = 4500 mL/min。此數值低於題目的 5250 mL/min,且 200 mL 的無效腔佔潮氣容積 40%,已超出正常範圍。
(D) 250 毫升:若 VD = 250 mL,則 VA = (500 - 250) x 15 = 250 x 15 = 3750 mL/min,遠低於題目的 5250 mL/min。250 mL 佔潮氣容積 50%,屬於異常偏高的無效腔比值。
答案解析
將題目數據代入公式 VA = (VT - VD) x RR:5250 = (500 - VD) x 15。等式兩邊除以 15 得 350 = 500 - VD,因此 VD = 500 - 350 = 150 mL。驗算確認:(500 - 150) x 15 = 350 x 15 = 5250 mL/min,與題目吻合。正確答案為 (B)。
核心知識點
- 肺泡通氣量公式:VA = (VT - VD) x RR
- 生理性無效腔 = 解剖性無效腔 + 肺泡性無效腔
- 健康成人生理性無效腔正常值約 150 mL,約占正常潮氣容積(500 mL)的 30%
- 每分鐘通氣量(minute ventilation)VE = VT x RR,肺泡通氣量再從中扣除無效腔部分
- 另一種量測無效腔的方法為 Bohr 方程式:VD = VT x (PaCO2 - PeCO2) / PaCO2