高考申論題
109年
[醫學工程] 生物輸送原理
第 五 題
五、利用Shell balance概念，即[累積量（Accumulation）=進量（in）–出量（out）+產生量（Generation）]理論推導的模擬公式，在設計儀器時常用以評估操作條件與效能間的關係。請分別寫出如下圖薄膜型血氧機（blood gas oxygenator）在流速不變的狀況下，血液及氧氣的shell balance公式。（20分）
[提示：需考慮氧氣與血紅素（hemoglobin）的結合量]
[附圖：包含 Qg, Cg, Qb, Cb, X, X+ΔX 等參數之薄膜型血氧機示意圖]
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
- 觀察附圖的流向：這是一個逆流（Counter-current）系統，血液由左（X）流向右（X+ΔX），氣體由右（X+ΔX）流向左（X），這決定了控制體積 In 與 Out 的代入位置。
- 處理血紅素機制：依照提示，血液的總氧氣量必須同時包含「游離溶解氧（Cb）」與「血紅素結合氧（CHbO2）」。
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【解題思路】利用質量守恆定律建立微小控制體積（ΔX）的輸入與輸出平衡，並引入血液總氧濃度（含游離氧與血紅素結合氧）作為核心變數進行輸送方程的推導。 【詳解】 已知：
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