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“呼吸道处置与氧气治疗介绍”
『呼吸道處置與氧氣治療介紹』
呼吸生理學
<呼吸的機轉>
呼吸可分為外呼吸及內呼吸兩個階段。所謂外呼吸是指吸入的空氣在肺部與微血管內血液之間的氣體交換,內呼吸則是指在其他器官的微血管內,血液與組織細胞間的氣體交換(圖7-1)。呼吸的動作可以用流體力學的原理來說明。氣體會自高壓力、高濃度的區域往低壓力低濃度的區域流動,因此想要空氣自體外順利流入肺部,就必須能夠先形成一定的壓力差,使肺部內的壓力低於環境大氣壓時,空氣自然流入肺部,形成吸氣。反之若高於週邊大氣壓力時,氣體便自然流出,形成呼氣。所謂大氣壓力是指環繞在我們週邊的空氣所具有的壓力,會隨高度不同而改變,在海平面的高度,大約是760m m Hg。肺內壓(Intrapulmonary
p r e s s u r e)指的就是肺泡內的氣壓,也是約在76 0 m m H g上下,當它隨著胸部的擴張而降低,低於大氣壓力時就會形成吸氣,隨著胸部壓縮而升高,高於大氣壓力時就會形成吐氣。胸內壓(Intrathoracic pressure)指的則是肋膜腔內所測得的壓力,正常情況下略小於大氣壓,約為751~754mmHg左右,但在咳嗽或是疼痛用力的情況之下,就可能升高而超過大氣壓。要吸氣時,身體會作出將胸部外擴的動作,這時呼吸肌肉收縮向外拉扯,胸內壓開始下降,這會使得胸腔內的容積變大,也使得肺部跟著擴張,這樣的變化導致肺內壓的下降,當它低於大氣壓力1mmHg時,空氣便會經由呼吸道不斷流入肺部。要呼氣時,呼吸肌肉會都放鬆不再收縮,胸部會因本身的彈性而縮回原來的大小,肺部的空間也因此受到壓縮,肺內壓因而上升,約比大氣壓多出1mmHg,導致肺內的氣體經由呼吸道流出至大氣之中,形成呼氣動作,剛好是吸氣動作的相反步驟(圖7-2、圖7-3)。胸部和肺部的擴張靠的是呼吸肌的收縮,包括內外肋間肌以及膈肌(圖7-4、圖7-5)。吸氣時膈肌收縮使得原本呈現圓頂狀的橫膈膜變得扁平,因而加大了胸腔的上下徑空間。而內外肋間肌的收縮則把肋骨向上向外拉,撐出了胸部的前後徑以及左右徑空間。呼氣時則是一個被動性的回彈動作,肌肉不需收縮用力,只要放鬆讓胸部恢復原來的大小即可。胸部及肺部擴張及縮小的容易程度稱之為順應性或柔軟度(Compliance),順應性愈好愈容易擴張,愈不必消耗能量,反之若因疾病導致順應性下降,讓肺部變得較硬,吸氣時就會變的吃力,如氣喘、肺氣腫、肺水腫等。因此呼吸是一個消耗能量的動作,正常的情況之下,安靜地呼吸所消耗的能量,約佔全身消耗能量的3%,在某些情況之下,如缺乏肺泡表面活性劑(Surfactant)、呼吸道阻力上升、肺順應性下降等時候,換氣時所消耗的能量便會上升,甚至高達全身耗能的33%,這時的呼吸會十分費力,這可從輔助呼吸肌(Accessory muscle)的使用看出來。所謂輔助呼吸肌包括頸部、背部以及腹部的肌肉。病人也會顯得倦怠而且有冒汗現象。
在休息的情況下,成人每分鐘與呼吸12~20次,這些吸入的氣體中,有1/5並沒有達到肺泡,而是只到達支氣管及細支氣管等沒有氣體交換功能的呼吸道,就在呼氣時被吐出,這些無法換氣的區域便被稱為解剖性無效腔(Anatomical dead space)。若因為疾病或其他因素,導致某些肺泡已失去氣體交換功能,某種程度上也可視為一種無效腔,因此可以和解剖性無效腔區域合稱為生理性無效腔或功能性無效腔(Physiological dead space)。通常生理性無效腔和解剖性無效腔的範圍是一致的,但在肺氣腫等肺泡破壞的情況時,生理性無效腔甚至可以高達解剖性無效腔的10倍。肺部可容納平常所需氣體八倍的容量。肺部自出生後吸入第一口氣開始,就不曾真正排空過,即使很用力的呼氣,仍會有一些氣體殘留在肺泡內,我們稱之為餘容積(Residual volume),這些殘餘的氣體會逐漸被更換,至少經過16次以上的呼吸才能完全更新。在正常情況下每次呼吸所進出的氣體量稱為潮氣容積(Tidal volume),成人平均約為500~600mL。其中有150mL是分佈在無效腔,所以不會進入肺泡,只有在呼吸道內進出,換言之,每次吸氣進入肺泡的只有350~450mL。救護技術員在急救時所觀察到的胸部起伏,就是間接觀察潮氣容積。人工呼吸時所吹入病人體內的氣體量也是潮氣容積。
最大吸氣容積或者稱為吸氣儲備容積(Inspiratory reserve volume)是指在正常潮氣容積吸氣之後,再故意用力吸氣,所能吸入的最大氣體量,通常有2,000~3,000mL。最大呼氣容積或者稱為呼氣儲備容積(Expiratory reserve volume)是指在正常潮氣容積呼氣之後,再用力呼氣所能呼出的最大氣體量,約為1,200mL。而前面所提的餘容積,是在如此用力地吐氣之後,仍舊停留在肺部的氣體量,約有1
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