如果噴射型噴霧器(jet nebulizer)氣源的壓力或流量增加,對產生的氣霧粒子會有什麼影響?
詳細解析
本題觀念
噴射型噴霧器(jet nebulizer)是利用壓縮空氣或氧氣高速通過噴嘴,讓噴嘴附近形成低壓並把藥液吸入氣流,再靠高速氣體與液體之間的剪切力把液體打散成氣霧。氣源的壓力與流量會改變噴嘴處的氣流速度、液體受到的剪切程度,以及霧化器每單位時間能帶走的液體量。在同一種噴霧器、相同噴嘴與相近藥液條件下,氣源壓力或流量提高,通常會使液體受到更強的打散作用,產生較小的霧滴,因此可吸入的細粒子比例可能增加。這裡問的是主要方向,不是要求所有裝置都出現完全相同的數值;實際粒徑仍會受噴霧器設計、噴嘴結構、藥液性質與操作條件影響。
選項分析
A.尺寸會顯著增加:提高氣流會加強氣體對液面的剪切,通常使液滴更容易破碎,而不是讓平均霧滴變大。因此 A 與一般噴射霧化趨勢相反。
B.尺寸保持不變:噴霧器的霧滴粒徑會受到驅動氣體條件影響。當壓力或流量改變時,氣流速度與液體破碎方式也會改變,所以不能視為尺寸固定不變。
C.尺寸變小:壓力或流量增加可提高噴嘴氣速與氣液剪切力,使較大的液滴更容易被分裂成較小液滴。實驗資料支持在同一類噴射型噴霧器中,壓縮氣體流量增加時,霧滴粒徑下降;所以 C 是正確的主要趨勢。
D.尺寸分布不變:即使平均粒徑的變化不必然完全相同,操作壓力與流量仍會改變霧化輸出與粒徑分布。把分布說成完全不變過於絕對,不能反映氣源條件對噴霧器的影響。
答案解析
答案為 C。噴射型噴霧器的核心是高速氣體造成的氣液剪切與液體破碎。當驅動氣源壓力或流量上升,噴嘴處的氣流通常更快,液面受到的剪切力變大,液柱或較大液滴更容易被分裂,所以產生的氣霧粒子整體趨向較小。較小的粒子比較有機會隨吸氣深入下呼吸道,因而會影響藥物輸送與肺部沉積;但這不表示流量越大在所有情況下都一定得到同一粒徑,仍須看裝置規格與藥液特性。考試比較四個選項時,抓住「驅動氣體增強→霧化剪切增加→霧滴變小」即可。
核心知識點
- 噴射型噴霧器以高速壓縮氣體通過噴嘴,利用低壓吸入藥液,再以氣液剪切完成霧化。
- 在裝置與藥液條件相近時,提高驅動氣體壓力或流量,通常使氣流速度與剪切力上升,霧滴粒徑下降。
- 粒徑不是唯一受影響的項目;輸出量、霧化時間與可吸入比例也可能改變。
- 實際結果會受噴嘴、霧化器設計、溶液黏度與表面張力等因素影響,因此「尺寸分布完全不變」是過度絕對的說法。
- 較小的氣霧粒子較可能進入下呼吸道,但沉積位置仍與吸氣流速、呼吸深度、粒子乾燥後的大小及病人的呼吸配合有關。
參考資料
- Droplet size distributions of nebulised aerosols for inhalation therapy(PMID: 3720202)
- Physical properties of aerosols produced by several jet- and ultrasonic nebulizers(PMID: 6704568)
- Jet nebulizer performance and aerosol characteristics
- Recent evidence on nebulizer aerosol characteristics
- Nebulizer
- Aerosol