國內外運動醫(yī)學的大量研究表明，人體心肺功能水平與健康狀況和運動能力密切相關。運動心肺功能狀況的良好程度與健康水平密切相關，并且能夠反映出人體的機能儲備和運動能力[1]。
　　近年來隨著電子計算機和電子傳感器技術的發(fā)展，運動負荷和氣體代謝變化的測量有機結合就產生了運動心肺試驗(運動負荷氣體交換法)。運動心肺試驗(CPET)是指在特定的運動負荷下(自行車或跑臺)，收集受試者呼出的氣體并加以分析，對VO2max等指標進行直接或間接測定，并輔助心電導聯(lián)監(jiān)測心電變化，從而能夠綜合評價心肺功能的整體情況和儲備能力。該方法彌補了傳統(tǒng)靜態(tài)心肺功能檢查的許多不足，具有安全、無創(chuàng)、重復性好的特點，是目前國際上通用的綜合評價人體呼吸循環(huán)機能水平的一種動態(tài)檢測方法[2][3]。
　　運動心肺測試包括運動心電圖和運動氣體代謝兩方面內容。氣體代謝測試是了解運動過程中心臟和肺臟以及運動肌肉是如何協(xié)調進行氧的輸送和二氧化碳的排出，因此該測試需要測量通氣流速的傳感器和測量氧和二氧化碳濃度的氣體分析器。隨著電子技術、高速傳感器技術的發(fā)展和計算機的應用，使快速準確的分析受試者呼出氣體成為現(xiàn)實，氣體代謝檢測技術的發(fā)展經歷了以下階段：
　　經典的道格拉斯氣袋法(Dagalas bag)：早期由于沒有流量傳感器和氣體分析器，所以氣體代謝測試采用多個測試氣袋，受試者的呼出氣體經過三通單向閥全部收集到道格拉斯氣袋中，每隔一定時間(30秒或1分鐘)更換一個氣袋，這樣整個測試過程就需要幾十個氣袋。測試完成后，使用化學分析方法分析氣袋中的氧和二氧化碳的成分和數(shù)量，整個過程緩慢而且非常繁瑣。
　　混合氣袋法(Mixing-bag)：由于經典的格拉斯氣袋法不能做到測試數(shù)據的實時(On-line)分析，于是有人就提出呼出氣的動態(tài)混合概念，即混合氣袋法(Mixing-bag)，借助于當時的蘋果II計算機、電子氣體濃度分析器和流速傳感器，在測試的同時得到了氣體代謝的數(shù)據。這是氣體代謝測試技術的一次大的飛躍?；旌蠚獯ū容^符合道格拉斯氣袋法，缺點是動態(tài)性能差，反應遲鈍。適合于穩(wěn)態(tài)功率負荷的試驗，但該測試方法不能滿足短時間快速精確的測量。
　　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，科學家通過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試結果，于是就出現(xiàn)了每口氣測試法(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態(tài)性能，克服了傳統(tǒng)混合氣袋法反應遲鈍，測試樣本少的缺點，成為測試技術上的又一次大飛躍。氣體代謝測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簡單，對水汽不敏感，而且價格非常便宜，應用相對廣泛。但由于渦輪葉片的慣性和旋轉阻力，低流量和高流速下氣體代謝測試精度不夠高；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試中應用得比較多。
　　目前運動心肺功能測試已廣泛應用于體育、健身、康復、心臟病學、呼吸病學、重癥監(jiān)護等領域。在運動醫(yī)學領域中主要用于：評估運動機體的有氧代謝能力，評價健身人群的健康狀況和科學指導鍛煉，以及制定個性化的康復醫(yī)學運動處方，和特種行業(yè)職業(yè)病的診斷等；在競技體育工作中主要用于進行運動員選材，考察運動員的潛在運動能力及評定運動員的身體機能狀況，輔助制定訓練計劃和評估訓練效果等[4]；同時隨著學科之間的交叉與互補，該技術還應用在航空航天領域，評估宇航員對太空環(huán)境的適應能力等。

　　　　參考文獻：
　　[1] Weisman IM, Zeballos RJ. Clinical exercise testing [J]. Clin Chest Med, 2001, 22(4): 9-701.
　　[2]李琦.運動心肺試驗在呼吸領域中的應用[J].當代醫(yī)學, 2000, 6(5): 49-52.
　　[3]穆魁津,林友華.肺功能測定原理與臨床應用[M].北京:北京醫(yī)科大學.中國協(xié)和醫(yī)科大學聯(lián)合出版社, 1992: 170-186.
　　[4]曲綿域,于長隆.實用運動醫(yī)學[M].第四版.北京:北京大學醫(yī)學出版社, 2003: 111-119.

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