國(guó)內(nèi)外運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的大量研究表明，人體心肺功能水平與健康狀況和運(yùn)動(dòng)能力密切相關(guān)。運(yùn)動(dòng)心肺功能狀況的良好程度與健康水平密切相關(guān)，并且能夠反映出人體的機(jī)能儲(chǔ)備和運(yùn)動(dòng)能力[1]。
　　近年來(lái)隨著電子計(jì)算機(jī)和電子傳感器技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和氣體代謝變化的測(cè)量有機(jī)結(jié)合就產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)心肺試驗(yàn)(運(yùn)動(dòng)負(fù)荷氣體交換法)。運(yùn)動(dòng)心肺試驗(yàn)(CPET)是指在特定的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下(自行車或跑臺(tái))，收集受試者呼出的氣體并加以分析，對(duì)VO2max等指標(biāo)進(jìn)行直接或間接測(cè)定，并輔助心電導(dǎo)聯(lián)監(jiān)測(cè)心電變化，從而能夠綜合評(píng)價(jià)心肺功能的整體情況和儲(chǔ)備能力。該方法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)靜態(tài)心肺功能檢查的許多不足，具有安全、無(wú)創(chuàng)、重復(fù)性好的特點(diǎn)，是目前國(guó)際上通用的綜合評(píng)價(jià)人體呼吸循環(huán)機(jī)能水平的一種動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法[2][3]。
　　運(yùn)動(dòng)心肺測(cè)試包括運(yùn)動(dòng)心電圖和運(yùn)動(dòng)氣體代謝兩方面內(nèi)容。氣體代謝測(cè)試是了解運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心臟和肺臟以及運(yùn)動(dòng)肌肉是如何協(xié)調(diào)進(jìn)行氧的輸送和二氧化碳的排出，因此該測(cè)試需要測(cè)量通氣流速的傳感器和測(cè)量氧和二氧化碳濃度的氣體分析器。隨著電子技術(shù)、高速傳感器技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使快速準(zhǔn)確的分析受試者呼出氣體成為現(xiàn)實(shí)，氣體代謝檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下階段：
　　經(jīng)典的道格拉斯氣袋法(Dagalas bag)：早期由于沒(méi)有流量傳感器和氣體分析器，所以氣體代謝測(cè)試采用多個(gè)測(cè)試氣袋，受試者的呼出氣體經(jīng)過(guò)三通單向閥全部收集到道格拉斯氣袋中，每隔一定時(shí)間(30秒或1分鐘)更換一個(gè)氣袋，這樣整個(gè)測(cè)試過(guò)程就需要幾十個(gè)氣袋。測(cè)試完成后，使用化學(xué)分析方法分析氣袋中的氧和二氧化碳的成分和數(shù)量，整個(gè)過(guò)程緩慢而且非常繁瑣。
　　混合氣袋法(Mixing-bag)：由于經(jīng)典的格拉斯氣袋法不能做到測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)(On-line)分析，于是有人就提出呼出氣的動(dòng)態(tài)混合概念，即混合氣袋法(Mixing-bag)，借助于當(dāng)時(shí)的蘋(píng)果II計(jì)算機(jī)、電子氣體濃度分析器和流速傳感器，在測(cè)試的同時(shí)得到了氣體代謝的數(shù)據(jù)。這是氣體代謝測(cè)試技術(shù)的一次大的飛躍?；旌蠚獯ū容^符合道格拉斯氣袋法，缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)性能差，反應(yīng)遲鈍。適合于穩(wěn)態(tài)功率負(fù)荷的試驗(yàn)，但該測(cè)試方法不能滿足短時(shí)間快速精確的測(cè)量。
　　每口氣法(Breath by Breath)：隨著氣體濃度分析器分析速度的不斷提高，科學(xué)家通過(guò)提高采樣速度減少混合室的大小，獲得了和傳統(tǒng)混合氣袋法一致的測(cè)試結(jié)果，于是就出現(xiàn)了每口氣測(cè)試法(Breath by Breath)，即分析每一口呼出氣的氣體成分和通氣量，這樣大大改善了混合氣袋分析的動(dòng)態(tài)性能，克服了傳統(tǒng)混合氣袋法反應(yīng)遲鈍，測(cè)試樣本少的缺點(diǎn)，成為測(cè)試技術(shù)上的又一次大飛躍。氣體代謝測(cè)試的精度與流量傳感器密不可分，其中數(shù)字渦輪式流量傳感器由于技術(shù)簡(jiǎn)單，對(duì)水汽不敏感，而且價(jià)格非常便宜，應(yīng)用相對(duì)廣泛。但由于渦輪葉片的慣性和旋轉(zhuǎn)阻力，低流量和高流速下氣體代謝測(cè)試精度不夠高；熱線式流量傳感器和改良的不怕水的壓差式傳感器在高精度的測(cè)試中應(yīng)用得比較多。
　　目前運(yùn)動(dòng)心肺功能測(cè)試已廣泛應(yīng)用于體育、健身、康復(fù)、心臟病學(xué)、呼吸病學(xué)、重癥監(jiān)護(hù)等領(lǐng)域。在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中主要用于：評(píng)估運(yùn)動(dòng)機(jī)體的有氧代謝能力，評(píng)價(jià)健身人群的健康狀況和科學(xué)指導(dǎo)鍛煉，以及制定個(gè)性化的康復(fù)醫(yī)學(xué)運(yùn)動(dòng)處方，和特種行業(yè)職業(yè)病的診斷等；在競(jìng)技體育工作中主要用于進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員選材，考察運(yùn)動(dòng)員的潛在運(yùn)動(dòng)能力及評(píng)定運(yùn)動(dòng)員的身體機(jī)能狀況，輔助制定訓(xùn)練計(jì)劃和評(píng)估訓(xùn)練效果等[4]；同時(shí)隨著學(xué)科之間的交叉與互補(bǔ)，該技術(shù)還應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，評(píng)估宇航員對(duì)太空環(huán)境的適應(yīng)能力等。

　　　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] Weisman IM, Zeballos RJ. Clinical exercise testing [J]. Clin Chest Med, 2001, 22(4): 9-701.
　　[2]李琦.運(yùn)動(dòng)心肺試驗(yàn)在呼吸領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué), 2000, 6(5): 49-52.
　　[3]穆魁津,林友華.肺功能測(cè)定原理與臨床應(yīng)用[M].北京:北京醫(yī)科大學(xué).中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社, 1992: 170-186.
　　[4]曲綿域,于長(zhǎng)隆.實(shí)用運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)[M].第四版.北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社, 2003: 111-119.

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