劉 鋼

江蘇省體育科學(xué)研究所，江蘇南京 210033

運(yùn)動(dòng)心肺功能測(cè)試是指在特定的運(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)估個(gè)體的有氧運(yùn)動(dòng)能力、運(yùn)動(dòng)時(shí)血流變化情況、心臟電生理反應(yīng)及無(wú)限制運(yùn)動(dòng)的征兆或癥狀。通過(guò)測(cè)試所收集的氣體和心率表及電極傳導(dǎo)提供的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地反映出運(yùn)動(dòng)員的心肺功能水平和最大有氧工作能力，為探索訓(xùn)練負(fù)荷的變化規(guī)律提供有效的技術(shù)支持，使運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練工作更具科學(xué)性[1-4]。

美國(guó)AEI公司生產(chǎn)的MAX-Ⅱ型運(yùn)動(dòng)心肺功能測(cè)試系統(tǒng)以其精確、耐用的分析器 、經(jīng)典的氣體采集方法、直觀的操作面板等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于體育科研、體育教學(xué) 、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

1 儀器簡(jiǎn)介

1.1 儀器組成

儀器主要由氣體分析系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、心率遙測(cè)系統(tǒng)、工作臺(tái)車4部分組成。

1.2 儀器系統(tǒng)功能特點(diǎn)

氣體采集方法：高速、低阻抗氣體混合室法(要求4L以上的氣體混合室) 它是國(guó)際公認(rèn)的經(jīng)典方法，特點(diǎn)是無(wú)論在小通還是大通氣量時(shí)都可保證氣體分析的準(zhǔn)確性,特別適用于運(yùn)動(dòng)生理和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的研究。

氧分析器測(cè)試范圍：0%～100%; 二氧化碳分析器測(cè)試范圍：0%～10%。

壓差式流量傳感器，流量范圍：0L/S～15L/S它獨(dú)特的地方是測(cè)試受試者的吸氣量，這樣就保證了氣體組成是恒定的溫度、水蒸氣含量和黏度是不變的。

分析器校準(zhǔn)：校準(zhǔn)的方法分通過(guò)計(jì)算機(jī)的全自動(dòng)校準(zhǔn)和手動(dòng)校準(zhǔn)。這種雙重校準(zhǔn)方法并用，是此機(jī)器的獨(dú)有特點(diǎn)。

1.3 儀器簡(jiǎn)易操作流程

1）打開機(jī)器預(yù)熱大約1個(gè)小時(shí)左右。按下儀器前面板的Calibrate（Low）按鈕，同時(shí)打開氮?dú)馄?，調(diào)節(jié)氣瓶流量閥，使流量表為10psi，調(diào)節(jié)LOW旋鈕，使O2和CO2讀數(shù)為0。按下儀器前面板的 High按鈕，同時(shí)打開混合氣瓶，調(diào)節(jié)氣瓶流量閥，使流量表為10psi，調(diào)節(jié)HIGH旋鈕，使O2和CO2讀數(shù)為5.05和20.99，各氣瓶數(shù)值可能會(huì)有差異，請(qǐng)以氣瓶數(shù)值為準(zhǔn)；

2）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)桌面上的MOXUS程序，點(diǎn)擊工具欄上的Calibrate按鈕，進(jìn)入定標(biāo)界面。點(diǎn)擊定標(biāo)界面的AutoCal按鈕，進(jìn)行自動(dòng)定標(biāo)，定標(biāo)結(jié)束后關(guān)閉氣瓶；

3）點(diǎn)擊定標(biāo)界面的Calibration按鈕，進(jìn)入流量定標(biāo)界面。將呼吸三通接到呼吸管路上，同時(shí)接上打氣筒，看流量平衡燈綠燈是否亮，若不亮，調(diào)節(jié)燈下面的旋鈕，使其亮，然后進(jìn)行打氣操作。只要將屏幕上五組數(shù)據(jù)打滿，點(diǎn)擊OK。反復(fù)進(jìn)行兩次后，自動(dòng)退出流量定標(biāo)界面,第二次平均誤差值要求在1%以內(nèi)。點(diǎn)擊定標(biāo)界面的Save保存，然后點(diǎn)擊Exit；

4）點(diǎn)擊工具欄上的Subject Data按鈕，錄入個(gè)人信息。點(diǎn)擊工具欄上的Start Study按鈕，進(jìn)入測(cè)試界面。給受試者戴上呼吸面罩和頭盔，讓受試者進(jìn)行熱身，等到測(cè)試界面的各項(xiàng)值穩(wěn)定后，點(diǎn)擊Start Study進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

2 注意事項(xiàng)與維護(hù)保養(yǎng)

2.1 注意事項(xiàng)

2.1.1 測(cè)試前注意點(diǎn)

1）受試者在測(cè)試前保持身體健康，如患有呼吸系統(tǒng)疾病者，禁止測(cè)試以免交叉感染影響其余健康受試者；

2）確保受試者測(cè)試前保持正常飲食，避免低血糖等狀況發(fā)生，詢問(wèn)受試者測(cè)試前身體疲勞指數(shù)，以免影響測(cè)試結(jié)果；

3）對(duì)于初次受試者，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)?zāi)康模邆涞膹?qiáng)度，讓其做好充分的準(zhǔn)備活動(dòng)，調(diào)動(dòng)受試者的積極性，這樣才能取得客觀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

4）儀器要進(jìn)行充分的預(yù)熱，如實(shí)驗(yàn)量比較大，在保證用電安全的基礎(chǔ)上，可以提前一天打開機(jī)器預(yù)熱，這樣第二天校準(zhǔn)完機(jī)器即可以開始測(cè)試，縮短了受試者等待測(cè)試的時(shí)間。

2.1.2 測(cè)試中注意點(diǎn)

1）儀器校準(zhǔn)是實(shí)驗(yàn)中的基礎(chǔ)也是關(guān)鍵步驟，所以校準(zhǔn)時(shí)不要保存不標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)結(jié)果，若實(shí)驗(yàn)中VE值偏高則極有可能是此原因造成的，此時(shí)可重啟電腦后重新進(jìn)行校準(zhǔn)，保存正確的校準(zhǔn)值；2）氣筒是校準(zhǔn)中的重要工具，首先應(yīng)查看氣筒刻度是否在3L的位置，其次通過(guò)長(zhǎng)期測(cè)試發(fā)現(xiàn)，最佳方法是目視前方，視線離開軟件界面，這樣就可以避免刻意調(diào)整打氣節(jié)奏獲得想要的校準(zhǔn)值，伴隨著自己的呼吸有節(jié)奏的打氣，這樣出來(lái)的校準(zhǔn)值真實(shí)可靠；3）校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意流量平衡燈是否在中間綠燈位置，流量平衡計(jì)的位置則應(yīng)在100-125CC毫米汞柱之間；4）如預(yù)測(cè)試時(shí)沒有出現(xiàn)任何數(shù)據(jù)，則首先應(yīng)檢查進(jìn)、出氣管是否插反。其次可以查看口嘴中的橡皮小圈是否裝反，裝反則應(yīng)及時(shí)取下更正，否則受試者呼吸困難；5）通測(cè)試前一定要輸入儀器即時(shí)測(cè)得的周圍空氣含量，溫度，濕度，并輸入到測(cè)試信息中，此步驟非常關(guān)鍵！對(duì)測(cè)試過(guò)程中計(jì)算受試者的各項(xiàng)心肺功能指標(biāo)有顯著的影響；6）測(cè)試時(shí)盡量保持室內(nèi)空氣流通，無(wú)關(guān)人員或其余受試者應(yīng)和當(dāng)前受試者保持一定距離，避免干擾實(shí)驗(yàn)進(jìn)程；7）RER（呼吸商）是判斷受試者是否疲勞，達(dá)到最大攝氧量的重要指標(biāo)之一，也是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中判斷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確的重要指標(biāo)。在預(yù)測(cè)試時(shí)若受試者RER遲遲不能達(dá)到安靜值，但又不是特別高時(shí)，一般是進(jìn)氣管和混合艙里廢氣沒有完全排空所致，在這種情況下通?？梢蚤_始測(cè)試，30s～1min后RER下降，指標(biāo)正常。但是若開始較長(zhǎng)時(shí)間RER仍舊很高，或者出現(xiàn)持續(xù)下降、數(shù)值忽高忽低等情況則應(yīng)停止實(shí)驗(yàn)，檢查儀器情況，重新校準(zhǔn)定標(biāo)通過(guò)后再開始測(cè)試；8）VE（呼吸當(dāng)量）是判斷儀器狀態(tài)的重要指標(biāo)之一，往往測(cè)試后VO2MAX等指標(biāo)的虛高就是VE偏高引起的，正常情況下從安靜狀態(tài)到開始測(cè)試后應(yīng)該是一個(gè)緩慢上升的過(guò)程，假如測(cè)試初始即出現(xiàn)很高的數(shù)值，則應(yīng)停止測(cè)試，重新校準(zhǔn)儀器通過(guò)后再開始測(cè)試；9）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻注意受試者口嘴，鼻夾情況，確保沒有漏氣，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，假如受試者較多，則一般在測(cè)試4個(gè)～5個(gè)受試者后重新進(jìn)行定標(biāo)，校準(zhǔn)，確保儀器正常使用狀態(tài)。

2.2 測(cè)試后的維護(hù)保養(yǎng)及注意問(wèn)題

1）測(cè)試后應(yīng)首先檢查氣瓶是否關(guān)閉，避免氣瓶里氣體無(wú)謂的浪費(fèi)，氣瓶若長(zhǎng)期未用，可以滾動(dòng)一下氣瓶以免氣體分層[3]?？梢园蜗?根通氣管，進(jìn)行清洗；

2）取下氣體采樣線，進(jìn)行清洗，晾干。若一天受試者眾多，可以采取上下午輪換使用的方法，保持干燥；

3）若長(zhǎng)時(shí)間沒有測(cè)試，可以將側(cè)面通氣管底部安上黑色防塵蓋，但下次進(jìn)行測(cè)試時(shí)務(wù)必取下，否則校準(zhǔn)不能通過(guò)；

4）清洗消毒各個(gè)口嘴，鼻夾，面罩等之后，必須晾干并整齊擺放，便于下次測(cè)試的使用。

3 結(jié)與討論

通過(guò)查閱資料了解，目前國(guó)內(nèi)所使用的運(yùn)動(dòng)心肺功能儀按照測(cè)試原理主要分為Breath by Breath(每口氣法)，氣體混合室兩大類。前者主要以便攜式儀器為主，測(cè)試優(yōu)點(diǎn)為沒有混合室，測(cè)量誤差極小。因?yàn)槭沁b測(cè)，所以不受實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地限制的影響，攜帶也較為方便。缺點(diǎn)為測(cè)試運(yùn)動(dòng)員極限最大攝氧量，大通氣量時(shí)析，容易造成采樣線內(nèi)水汽過(guò)多，堵塞，引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異，此類儀器更加適用于醫(yī)院康復(fù)治療，檢測(cè)病患心肺功能等領(lǐng)域。后者氣體混合室類的儀器，缺點(diǎn)同每口氣法相比，測(cè)試精度不如每口氣法，也存在一定的延遲問(wèn)題。但是它的特點(diǎn)為無(wú)論在小通氣量還是大通氣量時(shí)都可以保證氣體分析的準(zhǔn)確性，同其他方法相比（如每口氣法），特別適用于運(yùn)動(dòng)生理和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的研究，而且同采用每口氣法測(cè)試原理的儀器相比，分析器和傳感器的使用壽命都更長(zhǎng)，這也就意味著可以減少更多的實(shí)驗(yàn)成本[5-7]。

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