Question

【題目】2013年5月15日，山東省首例H7N9禽流感患者病愈出院。患者轉(zhuǎn)危為安，一種俗稱“人工肺”的儀器功不可沒。人工肺的主體部分由中空纖維膜制成，可在病人自身肺功能出現(xiàn)衰竭時使用。如圖甲為人工肺的工作原理示意圖。請分析回答：

（1）人工肺代替患者肺完成的生理功能是_____。

（2）血液流經(jīng)人工肺前后，血液成分的主要變化是_____，血液顏色的變化是_____。

（3）與人工肺不同，正常人體肺富有彈性，當肋間肌和膈肌_____時，肺會收縮導致呼氣；圖乙中_____階段代表吸氣過程中肺內(nèi)氣壓變化。

（4）制造人工肺的膜材料要求較高，如所用膜材料應(yīng)該只允許_____通過而不能讓_____滲出，所以人工肺的研究與使用進展緩慢。

（5）使用人工肺時，需將患者靜脈血引流至體外，經(jīng)人工肺后再回輸至患者體內(nèi)，目前仍面臨許多風險。請寫出一項使用人工肺時可能導致的風險：_____。

Answer 1

【答案】進行氣體交換 氧氣增多，二氧化碳減少 暗紅色變?yōu)轷r紅色 舒張 Ⅱ 氣體/氧氣和二氧化碳 血液/液體/血漿/水 出血、感染、凝血等

【解析】

呼吸系統(tǒng)由氣體通行的呼吸道和氣體交換的肺所組成，呼吸道由鼻、咽、喉、氣管、支氣管和肺內(nèi)的各級支氣管分支所組成，肺是氣體交換的主要場所，肺由許多肺泡構(gòu)成。肺循環(huán)的路線為：右心室→肺動脈→肺部毛細血管→肺靜脈→左心房，在肺循環(huán)中，血液流經(jīng)肺部毛細血管網(wǎng)時，與肺泡進行氣體交換，血液中的二氧化碳進入肺泡，肺泡內(nèi)的氧進入血液，因此血液成分的變化是：氧氣增多，二氧化碳減少。吸氣時，肋間肌和膈肌都收縮；呼氣時相反。圖甲為人工肺的工作原理示意圖，圖乙表示人體肺內(nèi)氣壓變化，據(jù)此解答。

（1）人的呼吸系統(tǒng)由呼吸道和肺兩部分構(gòu)成，其中呼吸道包括鼻腔、咽、喉、氣管、支氣管、細支氣管，是氣體進出的通道，能對進入體內(nèi)的空氣進行處理，使之溫暖、濕潤、清潔。呼吸系統(tǒng)的主要器官是肺，肺是氣體交換的主要場所，肺由許多肺泡構(gòu)成，外面包繞著豐富的毛細血管和彈性纖維，肺泡的壁和毛細血管壁都很薄，只有一層上皮細胞構(gòu)成，這些特點都有利于氣體交換。當血液流經(jīng)肺泡周圍的毛細血管時，與肺泡進行氣體交換，血液中的二氧化碳進入肺泡，肺泡中的氧進入血液。這樣血液由含氧少的靜脈血變成含氧豐富的動脈血。可見，人工肺代替患者肺臟完成的生理功能是進行氣體交換。

（2）當血液通過肺動脈流經(jīng)肺部的毛細血管時，由于吸入肺泡內(nèi)的空氣中，氧的含量比血液中的多，而二氧化碳的含量比血液中的少，肺泡內(nèi)的氧氣擴散到血液里，血液中的二氧化碳擴散到肺泡里，這樣血液中二氧化碳的成分減少，氧氣的成分增多。因此，血液流經(jīng)人工肺前后，血液成分的主要變化是氧氣增多，二氧化碳減少，血液顏色的變化是暗紅色變?yōu)轷r紅色。

（3）呼吸運動是指人體胸廓有節(jié)律的擴大和縮小的運動，包括吸氣過程和呼氣過程，呼吸運動主要與肋間肌和膈肌的運動有關(guān)。人在平靜狀態(tài)下，肋間肌收縮時，肋骨向上向外運動，使胸廓的前后景和左右徑增大，同時膈肌收縮，膈頂部下降，使胸廓的上下徑增大，這樣胸廓的容積就增大，肺也隨著擴張，外界空氣通過呼吸道進入肺，完成吸氣的過程。相反呼氣與之過程大致相反。因此，與人工肺不同，正常人體肺富有彈性，當肋間肌和膈肌舒張時，肺臟會收縮導致呼氣；圖乙中Ⅱ階段氣壓下降低于外界氣壓，故代表吸氣過程中肺內(nèi)氣壓變化。

（4）制造人工肺的膜材料要求較高，如所用膜材料應(yīng)該只允許氣體/氧氣和二氧化碳通過，而不能讓血液/液體/血漿/水滲出，所以人工肺的研究與使用進展緩慢。

（5）使用人工肺時，需將患者靜脈血引流至體外，經(jīng)人工肺后再回輸至患者體內(nèi)，目前仍面臨許多風險。使用人工肺時可能導致出血、感染、凝血等的風險。