高考申論題
111年
[醫學工程] 生物輸送原理
第 一 題
📖 題組：
關於在微血管壁上的血液／體液進出情形：
關於在微血管壁上的血液／體液進出情形：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請敘述所有作用在微血管壁上造成體液進出血管的應力，（4 分）並在下方微血管截面圖上標示出該應力方向。（4 分）
思路引導 VIP
看到這題應立刻聯想到「史達林方程式 (Starling equation)」所描述的四種史達林力 (Starling forces)。解題關鍵在於明確區分「靜水壓 (Hydrostatic pressure)」與「膠體滲透壓 (Oncotic/Colloid osmotic pressure)」的物理來源（血管內 vs. 組織間隙），並清楚判定各壓力是促使體液「濾出 (filtration)」還是「吸收 (reabsorption)」。
小題 (二)
利用將微血管壁的多孔結構視為一系列直徑為 7 nm 的平行圓柱。給定體內微血管的總表面積為 600 m2，壁上孔洞表面積為其 1/1000，微血管壁的厚度為 0.5 m，孔洞曲折度（Tortuosity）為 2，微血管壁的平均總過濾壓力（Mean net filtration pressure）或其有效壓力降為0.5 mmHg。在假設血液為牛頓流體，黏度為 1.2 cP 的情形下，請計算：1.微血管的水力傳導度（Hydraulic conductance）。請以 m2 sec/kg 為單位作答。（6 分） 2.淨過濾流速（Net filtration rate）。請以 mL/min 為單位作答。（6 分）
思路引導 VIP
考生看到此題應立刻聯想到生物輸送中微血管壁的「圓柱孔隙模型（Cylindrical pore model）」。解題核心在於將微觀的「哈根-泊肅葉定律（Hagen-Poiseuille equation）」與巨觀的「史達林方程式（Starling equation）」結合，並將孔面積比例（fractional pore area）與曲折度（tortuosity）代入修正。計算時最大的陷阱是單位換算，務必先將所有參數（如 mmHg、cP、nm、μm）轉換為 SI 制基本單位（m, kg, s）。