申論 1血液假設為牛頓流體（Newtonian fluid），以層流（Laminar flow）在一段圓形血管中流動的速度（V）可表為：∆Pν(r)=(R2−r2)4µLrradial directionRL∆P其中 為半徑方向（）圓心距， 為血管半徑， 為血管長度，為進出口壓力差，µ 為血液黏度。試計算下列問題，請詳列計算過程：㈠請推導出圓管內血液的體積流量（volume flow rate）表示式。（9 分）㈡在圓管中心（r＝0）的流動速度（velocity）最大，請問最大速度是圓管內平均速度（average velocity）的多少倍？（8 分）㈢圓管內壁面剪速率（wall shear rate）是平均剪速率（average shear rate）的多少倍？（8 分）
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弱點分析
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申論 2人體新陳代謝產生熱量，必須散熱至體外環境以維持體溫的恆定。㈠請問人體有那些主要的器官或組織負責散熱至體外？各散熱器官或組織所包含的散熱原理方式（例如，熱傳導為其中之一）有那些？各散熱原理方式的推動力（driving force）是什麼？（18 分）㈡某人體重60 kg，體溫37℃，基礎代謝產生熱速率為1680 kcal/day，熱容量（heatcapacity）為0.86 kcal/kg-℃；如果封閉由體內散熱至體外環境的所有散熱路徑，請問二小時後，此人體溫為多少？（7 分）
申論 3腔室分析（compartmental analysis）又稱為傳統分室模式（classical compartmentmodel）。㈠請敘述腔室分析的分劃方式、兩腔間質傳速率式與優缺點。（15 分）㈡某藥品起始劑量為D，以口服（oral）第一次投與病人，採用最簡單的單腔模式（one compartment model）模擬，在體內吸收與代謝之速率皆為一級反應式（firstorder kinetics）。請繪出單腔模式簡圖，寫出本模式的3 條統制方程式（亦即微分方程式）及其起始條件。（除已指定之D外，其他符號自訂並請說明）。（10 分）年公務人員高等考試三級考試試題 代號：38360類 科： 醫學工程科 目： 生物輸送原理
申論 4吸入人體的氣體中氧分壓愈高，則血中血紅素（hemoglobin）的帶氧量愈高，Hill氏提出血紅素的氧合反應模式如下：k1Hb+nO (HbO)nn22k2其中n 為常數（實驗發現n＝2.7），k1 與k2 分別為正向與反向的速率常數。㈠請推導出表示氧合血紅素的飽和曲線（也稱為氧合血紅素的解離曲線）方程式：(PP)nS=01+(PP)n其中S為氧合血紅素佔全部血紅素的比率，稱為飽和分率（fractional saturation），P為氧分壓，P為50%飽和時的氧分壓（partial pressure of O for 50% saturation） （實驗發現P＝27.2 mmHg）。（15 分）㈡常態下，人體肺泡內氧分壓為104 mmHg，請估計肺靜脈微血管血液的氧飽和分率。（10 分）