下列何種器材屬於直接量測容積的裝置？①Wright respirometer ②hot wire anemometer ③dry-rolling seal spirometer ④Stead-Wells spirometer ⑤pressure pneumotachograph ⑥aneroid manomter
詳細解析
本題觀念
判斷呼吸器材是否「直接量測容積」，要先看它的第一個物理測量量是什麼。直接容積位移裝置會讓氣體推動活塞、鐘罩或其他已知容積結構，儀器直接讀出位移所代表的氣體量；流量計則先偵測流速，壓差式裝置先偵測壓力差，之後還要把流量對時間積分，才得到容積。
本題採呼吸生理學中較嚴格的 direct volume-displacement 分類。dry-rolling seal spirometer 與 Stead-Wells spirometer 都透過機械容積位移直接讀取氣體量；Wright respirometer、hot wire anemometer 與 pressure pneumotachograph 雖可用來得到通氣量或容積資料，第一步仍是流量或壓差的感測，再由校正或積分轉換。
選項分析
A 正確。 dry-rolling seal spirometer 以活塞及乾式滾動密封結構承接氣體，活塞移動的距離直接對應被量測的容積。Stead-Wells spirometer 則是水封鐘罩式裝置，鐘罩隨吸入或呼出的氣體上下移動，位移量直接代表氣體容積；兩者都符合直接容積位移的定義。
B 不正確。 Wright respirometer 以葉輪或渦輪的轉動反映通過的氣流，讀值本質上是流量或累積通過量的轉換；hot wire anemometer 則由氣流帶走加熱線熱量的程度推算流速。兩者都不是以活塞或鐘罩位移直接量測容積，不能和兩種直接容積位移 spirometer 一起列為本題答案。
C 不正確。 hot wire anemometer 是流量感測器，必須從加熱線的散熱變化推算氣流；aneroid manometer 是利用彈性金屬元件變形表示壓力的壓力計。前者不是直接容積裝置，後者甚至不是容積測量器材，因此這個組合不符合題目要求。
D 不正確。 pressure pneumotachograph 利用阻力元件兩側的壓差計算瞬時流量，容積必須再將流量隨時間積分才能取得。雖然組合中包含 dry-rolling seal 與 Stead-Wells 兩種直接容積裝置，但 pressure pneumotachograph 不是直接容積位移裝置，整個選項不能成立；Wright respirometer 也屬於流量轉換型器材。
答案解析
本題的關鍵不是「器材最後能不能顯示容積」，而是「容積是否由第一手的容積位移直接讀得」。用這個標準，dry-rolling seal spirometer 和 Stead-Wells spirometer 直接將氣體量轉成活塞或鐘罩位移，符合直接量測容積；hot wire anemometer 和 pressure pneumotachograph 先得到流量，後續還要換算或積分；aneroid manometer 只量壓力。
Wright respirometer 在不同教材中可能被稱為容積監測器或容積積分器，因為它能計數通過的氣體量。本題依公告答案所採的嚴格考試分類，把「直接容積位移」限縮為活塞、滾動密封或水封鐘罩等結構，因此不把 Wright respirometer 列入。依此分類，正確組合是 dry-rolling seal spirometer 與 Stead-Wells spirometer，答案為 A。
核心知識點
- 直接容積位移： 水封鐘罩、活塞與 dry-rolling seal 以機械位移直接表示氣體量。
- 流量型測量： Wright respirometer 與 hot wire anemometer 先反映氣流或流速，容積概念來自累積或後續整合，不屬本題嚴格的直接位移分類。
- 壓差型測量： pressure pneumotachograph 由阻力元件兩端壓差求流量，再以時間積分取得容積。
- 壓力計的界線： aneroid manometer 讀取壓力，不是量測呼吸容積的裝置。
- 解題方法： 先辨認感測器的原始輸入是位移、流量、壓力還是溫度，再判斷最後顯示的數值是否經過轉換。
參考資料
- CDC spirometry guidance
- A review of spirometry equipment and measurement principles
- Spirometry and pneumotachograph measurement review
- Laboratory and clinical evaluation of a portable computerized peak flow meter
- Effects of equipment and technique on peak flow measurements
- The syringe potentiometer: a low-cost device for pneumotachograph calibration