嬰兒使用呼吸器時，下列何種設定調整無法增加氧合（oxygenation ）？

本題觀念：

此題考查的是**嬰幼兒機械通氣（Mechanical Ventilation）**中，各項參數設定對氣體交換（Gas Exchange）的影響。 嬰幼兒呼吸器設定的生理效應主要分為兩大類：

1. 氧合（Oxygenation）：主要取決於 吸入氧氣濃度（FiO2） 與 平均呼吸道壓力（Mean Airway Pressure, MAP, Paw）。任何能增加 MAP 的設定，通常都能改善氧合。
2. 通氣（Ventilation，即排除 CO2）：主要取決於 每分鐘通氣量（Minute Volume = Tidal Volume × Rate）。

選項分析：

• A. 調高最高吸氣壓力（PIP）：

  • 增加 PIP 會直接增加吸氣期的壓力，從而顯著提升平均呼吸道壓力（MAP）。
  • 同時，增加 PIP 也會增加潮氣量（Tidal Volume），改善通氣。
  • 結論：可以增加氧合。

• B. 調高吐氣末端正壓（PEEP）：

  • PEEP 是在吐氣期維持的氣道壓力，能防止肺泡塌陷（Recruitment），增加功能肺餘量（FRC）。
  • 調高 PEEP 會直接墊高整個呼吸週期的基線壓力，顯著提升 MAP。
  • 結論：可以增加氧合。

• C. 調高氣流流量（Gas flow）：

  • 在嬰兒常用的「壓力限制、時間循環（Pressure-limited, Time-cycled）」通氣模式中，氣流流量決定了壓力上升的速度（Rise time）。
  • 若流量過低，氣道壓力可能無法在吸氣時間內達到設定的 PIP，或者壓力波形呈現正弦波（Sine wave）。
  • 調高流量可以使壓力波形更接近方形波（Square wave），即更快達到 PIP 並維持住，這會增加壓力曲線下的面積，從而微幅提升 MAP。
  • 註：雖然流量主要影響波形，但相較於選項 D，調高流量在特定情況下確實有助於維持或提升 MAP。
  • 結論：可能增加氧合（或至少不減低）。

• D. 調高吐氣時間（Expiratory time, Te）：

  • 調高吐氣時間（Te）意味著在呼吸週期中，處於低壓（PEEP）的時間比例增加，而處於高壓（PIP）的時間比例相對減少（即吸氣吐氣比 I:E ratio 下降）。
  • MAP 的計算公式近似為：$MAP \approx \frac{(PIP \times Ti) + (PEEP \times Te)}{Ti + Te}$。由於 PIP 遠大於 PEEP，延長 Te 會稀釋掉 PIP 對平均壓力的貢獻，導致 MAP 下降。
  • 臨床上延長 Te 通常是為了給予更多時間讓氣體排出（治療空氣滯留/Auto-PEEP）或為了降低呼吸速率（改善通氣/洗出 CO2），但這會犧牲氧合。
  • 結論：無法增加氧合（反而通常會降低氧合）。

答案解析

嬰兒使用呼吸器時，氧合狀況主要由 FiO2 和 平均呼吸道壓力（MAP） 決定。選項 A（PIP）和 B（PEEP）皆為直接構成 MAP 的關鍵參數，調高必會增加 MAP。選項 C（Gas flow）增加可使壓力波形變方，進而增加 MAP。唯獨 選項 D（調高吐氣時間） 會導致吸氣時間佔比（Duty cycle）下降或頻率下降，使處於高壓的時間減少，導致 MAP 降低，因此無法增加氧合。

故正確答案為 D。

核心知識點

1. 氧合（Oxygenation）決定因子：
   • FiO2
   • MAP (Mean Airway Pressure)：受 PIP、PEEP、Ti (吸氣時間)、Flow (波形) 影響。
   • 想改善氧合 $\rightarrow$ 增加 MAP (↑PIP, ↑PEEP, ↑Ti, ↑Flow)。
2. 通氣（Ventilation / CO2 removal）決定因子：
   • Minute Volume (MV) = Tidal Volume (Vt) × Rate。
   • 想改善通氣 (降 CO2) $\rightarrow$ 增加 MV (↑PIP/Vt, ↓PEEP 以增加 $\Delta P$, ↑Rate, 適當的 Te 以防 air trapping)。
3. 互斥效應：延長吸氣時間 (↑Ti) 可增加 MAP 改善氧合，但若過長可能導致吐氣時間不足，造成空氣滯留；反之，延長吐氣時間 (↑Te) 可改善 CO2 排出，但會降低 MAP 使得氧合變差。

參考資料

1. Goldsmith, J. P., & Karotkin, E. H. (2016). Assisted Ventilation of the Neonate. (Standard Neonatology Textbook) - Confirming determinants of MAP and oxygenation.
2. Donn, S. M., & Sinha, S. K. (2012). Manual of Neonatal Respiratory Care. - Discusses ventilator settings impact on gas exchange.