115年:呼吸器原理(2)
若一身高180 公分的呼吸器使用病人，其生理性無效腔為250 mL，在下列那一個通氣條件下，會有最高的動脈二氧化碳分壓？
A潮氣容積350 mL，呼吸次數32 次／分鐘
B潮氣容積400 mL，呼吸次數24 次／分鐘
C潮氣容積450 mL，呼吸次數14 次／分鐘
D潮氣容積500 mL，呼吸次數12 次／分鐘
詳細解析
本題觀念
動脈二氧化碳分壓（PaCO₂）主要反映肺泡通氣與二氧化碳產生量的平衡。在二氧化碳產生量、代謝狀態與其他條件相同時，肺泡通氣量越低，肺泡排出二氧化碳的能力越差，PaCO₂ 就越高。計算這類呼吸器設定時，不能只看每分鐘通氣量（潮氣容積 × 呼吸次數），因為每次呼吸有一部分潮氣容積會留在生理性無效腔，沒有有效參與氣體交換；真正要比較的是每分鐘肺泡通氣量＝（潮氣容積－生理性無效腔）×呼吸次數。
選項分析
- A：錯誤。 有效肺泡通氣量＝（350－250）×32＝100×32＝3,200 mL／分鐘。這個數值高於 C 的 2,800 mL／分鐘，因此在二氧化碳產生量相同時，PaCO₂ 不會是四項最高。
- B：錯誤。 有效肺泡通氣量＝（400－250）×24＝150×24＝3,600 mL／分鐘，是四項中最高者。排除二氧化碳的有效通氣較多，PaCO₂ 預期較低。
- C：正確。 有效肺泡通氣量＝（450－250）×14＝200×14＝2,800 mL／分鐘，是四項中最低者。肺泡通氣最低時，二氧化碳排除最少，所以 PaCO₂ 最高。
- D：錯誤。 有效肺泡通氣量＝（500－250）×12＝250×12＝3,000 mL／分鐘，雖然低於 A 與 B，仍高於 C 的 2,800 mL／分鐘，因此不會產生最高 PaCO₂。
答案解析
先套用肺泡通氣量公式，再比較結果：A 為 3,200、B 為 3,600、C 為 2,800、D 為 3,000 mL／分鐘。C 的肺泡通氣量最小，代表在每分鐘進入肺泡、真正可用於排出二氧化碳的氣體量最少。當二氧化碳產生量固定時，PaCO₂ 與肺泡通氣量呈反比，所以 C 會有最高的動脈二氧化碳分壓。
題目提供身高 180 公分，但同時已直接指定生理性無效腔為 250 mL；本題比較時應使用明確給定的無效腔，不必再依身高另行估算。也要注意，選項的每分鐘總通氣量分別為 11,200、9,600、6,300、6,000 mL／分鐘，若忽略無效腔，容易錯把 D 判為最低；扣除每次 250 mL 無效腔後，C 才是肺泡通氣量最低者。答案依公告採 C。
核心知識點
- 肺泡通氣量公式： V̇A＝（VT－VD）×f；VT 是潮氣容積，VD 是每次呼吸的生理性無效腔，f 是呼吸次數。
- PaCO₂ 的方向： 在 CO₂ 產生量固定時，PaCO₂ 與 V̇A 反比；肺泡通氣下降會造成二氧化碳滯留，PaCO₂ 上升。
- 總通氣量不等於有效通氣： VT×f 只表示每分鐘總通氣，必須扣除 VD×f 才能得到真正參與氣體交換的肺泡通氣量。
- 解題流程： 先從每次潮氣容積扣除無效腔，再乘呼吸次數，最後找出最小 V̇A；不要直接以呼吸次數或總通氣量排序。