體育測(cè)量與評(píng)價(jià)-04心肺功能的測(cè)量與評(píng)價(jià)

第四章心肺功能的測(cè)量與評(píng)價(jià)心肺功能與體質(zhì)及各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)成績(jī)的關(guān)系密切。心肺功能的測(cè)量包括心血管系統(tǒng)的機(jī)能、呼吸系統(tǒng)的機(jī)能及最大攝氧量的測(cè)量。第一節(jié)心血管系統(tǒng)機(jī)能的測(cè)量與評(píng)價(jià)循環(huán)系統(tǒng)是由心臟和血管組成的閉鎖管道，它的功能反映一個(gè)人的發(fā)育水平、體質(zhì)狀況和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平。對(duì)心血管系統(tǒng)的機(jī)能作出較為全面的評(píng)價(jià)，應(yīng)當(dāng)測(cè)量在相對(duì)安靜狀態(tài)；定量負(fù)荷狀態(tài)及最大負(fù)荷狀態(tài)下的機(jī)能反應(yīng)（即三態(tài)反應(yīng)）。一、心率（脈搏）的測(cè)量與評(píng)價(jià)心率是心臟每分鐘跳動(dòng)的次數(shù)，心臟搏動(dòng)沿著動(dòng)脈向遠(yuǎn)端傳播形成脈搏。生理學(xué)研究表明，心臟的搏動(dòng)速率與人體代謝水平有關(guān)。心跳達(dá)到最快頻率稱最高心率，最高心率和實(shí)測(cè)心率值是心臟活動(dòng)的潛力。心率的測(cè)量方法主要有脈搏觸摸法、聽診法、心率遙測(cè)法、心電圖記錄法四種。（一）安靜時(shí)的心率測(cè)量與評(píng)價(jià)心臟搏動(dòng)所產(chǎn)生的壓力變化使主動(dòng)脈管壁發(fā)生振動(dòng)，沿著動(dòng)脈血管壁向外周傳播又稱為脈搏。1．安靜時(shí)心率的測(cè)量――脈搏觸摸法測(cè)量部位：橈動(dòng)脈（頸動(dòng)脈、顳動(dòng)脈）。測(cè)量?jī)x器：秒表2．安靜時(shí)心率的評(píng)估——基礎(chǔ)心率均線、波動(dòng)差基礎(chǔ)心率均線和波動(dòng)差的測(cè)量與評(píng)估：安靜時(shí)心率較低，是機(jī)能節(jié)省化的表現(xiàn)之一。由于平時(shí)人們的“安靜”程度并不一致，測(cè)量安靜心率的個(gè)體差異很大，直接影響評(píng)估的準(zhǔn)確性。因此，建議重復(fù)測(cè)量基礎(chǔ)心率，將測(cè)量結(jié)果描記在心率坐標(biāo)紙上，通過周基礎(chǔ)心率均值和波動(dòng)差來評(píng)價(jià)心臟機(jī)能的好壞。測(cè)量方法：橈動(dòng)脈觸摸法。并非基礎(chǔ)心率越低心臟功能越好，當(dāng)基礎(chǔ)心率均數(shù)低于55時(shí)，有必要到醫(yī)院做心電圖和內(nèi)分泌機(jī)能檢查，排除異常病理原因引起的基礎(chǔ)心率過低現(xiàn)象。心率均數(shù)年齡曲線隨年齡增加而下降（二）運(yùn)動(dòng)中的心率測(cè)量與評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)中心率測(cè)量與評(píng)價(jià)一直是運(yùn)動(dòng)生理學(xué)家追求的目標(biāo)。1.簡(jiǎn)易心率遙測(cè)法測(cè)量?jī)x器：心率發(fā)射機(jī)、心率接收機(jī)、功率自行車和跑臺(tái)、秒表、節(jié)拍器。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷方式：測(cè)量運(yùn)動(dòng)中心率一般有定量負(fù)荷和階梯遞增兩種類型。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的負(fù)荷設(shè)備主要是功能自行車和跑臺(tái)。2.POLAR表心率遙測(cè)3.運(yùn)動(dòng)中的心率評(píng)價(jià)：一般情況下，運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加成正比（表4－4）。在定量負(fù)荷下，運(yùn)動(dòng)中的心率較安靜時(shí)心率增加不多，心血管機(jī)能較好。在遞增負(fù)荷試驗(yàn)中，同一心率水平負(fù)荷強(qiáng)度越大，負(fù)荷量越大，則心血管機(jī)能越好。表4－4運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與心率的關(guān)系運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度心率（次/min）男女低強(qiáng)度130以下135以下中強(qiáng)度131～155136～160大強(qiáng)度156～175161～180亞極限強(qiáng)度176～185180以上極限強(qiáng)度186～220181～220（三）運(yùn)動(dòng)后的心率測(cè)量與評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)后的心率測(cè)量分為運(yùn)動(dòng)后即刻心率的測(cè)量和恢復(fù)期心率的測(cè)量。運(yùn)動(dòng)后即刻心率與運(yùn)動(dòng)中的心率十分接近，通常用它來代表運(yùn)動(dòng)中的心率。運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期的心率測(cè)量由多次測(cè)量組成，反映心率恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前狀態(tài)所需要的時(shí)間。一般來說，恢復(fù)期心率下降的速率越快，恢復(fù)時(shí)間越短，心血管機(jī)能越好。1.運(yùn)動(dòng)后即刻心率的測(cè)量與評(píng)價(jià)測(cè)量?jī)x器：心率測(cè)量?jī)x、秒表、發(fā)射機(jī)、收錄機(jī)。目前常用測(cè)量運(yùn)動(dòng)后即刻30次心搏所用時(shí)間來計(jì)算心率。計(jì)算公式為：hr＝1800/t30

式中：hr—運(yùn)動(dòng)后即刻心率。t30—運(yùn)動(dòng)后即刻30次心搏所用時(shí)間。將不同的時(shí)間值代入公式，計(jì)算出全部結(jié)果，可制成時(shí)間與心率轉(zhuǎn)換表（表4－5），測(cè)量人員可用查表的方法獲得運(yùn)動(dòng)后即刻心率。評(píng)價(jià)：心率潛力＝220－（年齡＋運(yùn)動(dòng)后即刻心率），見表4－6。2.運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期心率的測(cè)量與評(píng)估運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期的心率測(cè)量是指在運(yùn)動(dòng)后幾分鐘內(nèi)連續(xù)測(cè)量幾次心率，觀察心率恢復(fù)期到運(yùn)動(dòng)前水平的能力。運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)時(shí)間與運(yùn)動(dòng)后幾次心率測(cè)試之和的比值越大，心血管機(jī)能越好。測(cè)量運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期的心率一般從第2分鐘開始，第3、第4、第5分鐘也各測(cè)一次，每次測(cè)量前30秒的心率，換算乘以分鐘分心率。二、血壓的測(cè)量與評(píng)價(jià)血壓是指血液在血管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，對(duì)血管壁產(chǎn)生的壓力。一般是測(cè)量肱動(dòng)脈血壓，正常人安靜時(shí)血壓變動(dòng)范圍是收縮壓90～140毫米汞柱，舒張壓為60～90毫米汞柱。在安靜狀態(tài)下，收縮壓高于130毫米汞柱或舒張壓高于90毫米汞柱，稱為高血壓；收縮壓低于90毫米汞柱或舒張壓低于60毫米汞柱稱為低血壓。血壓均值隨年齡增加而上升。血壓受許多因素影響：心臟每搏量增多和心率增加，導(dǎo)致收縮壓和舒張壓增高；外周阻力的變化主要影響舒張壓；大動(dòng)脈血管的彈性能夠起到緩沖收縮壓和維持舒張壓的作用。在正常情況下，血壓與心率成正比，若是心率提高，血壓升高不明顯或下降，則表明心臟機(jī)能很差，不能承擔(dān)較大負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)。血壓與心率指標(biāo)常常同時(shí)使用，構(gòu)成各種心臟功能指數(shù)。（一）人體安靜時(shí)血壓的測(cè)量與評(píng)價(jià)測(cè)量?jī)x器：水銀血壓計(jì)或電子血壓計(jì)、聽診器。測(cè)量方法：袖帶以覆蓋受試者上臂長(zhǎng)的1/2~2/3處為宜。擰緊螺栓打氣入袋使水銀柱上升，直到聽不到肱動(dòng)脈搏動(dòng)聲時(shí)，打氣再升高20～30毫米汞柱。擰開螺栓緩慢放氣，每次下降2～4毫米汞柱為宜，放氣至第一次聽到脈動(dòng)聲時(shí)，此時(shí)水銀柱的高度即為收縮壓。繼續(xù)放氣，搏動(dòng)聲突然從洪亮聲變?yōu)槟：晻r(shí)，水銀柱的高度為舒張變壓音點(diǎn)。繼續(xù)放氣至搏動(dòng)聲消失，此時(shí)水銀柱高度為舒張壓的消音點(diǎn)。世界衛(wèi)生組織規(guī)定，14歲以下兒童舒張壓以變音點(diǎn)為準(zhǔn)，15歲以上少年和成人舒張壓以消音點(diǎn)為準(zhǔn)。中國(guó)青少年血壓的正常值范圍見表4－7。注意事項(xiàng)：測(cè)量前1～2小時(shí)，受試者不得從事任何體力活動(dòng)。表4～7中國(guó)青少年血壓的正常值范圍，單位：mmHg指標(biāo)性別界限百分位數(shù)年齡（歲）78910111213141516171819～22收縮壓男生上97113115118120121122120131134138140140139下386878889909091919599100100100女生上97113116120121121126127130131131131131126下386878889909191929494959490舒張壓男生上9780818182828384868890919190下351515152535455576060606161女生上9781818283838585868788888885下351515151525457575960606059（二）運(yùn)動(dòng)后血壓的測(cè)量與評(píng)價(jià)分別在第1、2、3、4、5分鐘內(nèi)測(cè)出血壓，讀數(shù)并記錄（表4－8）心功能指數(shù)（k）反應(yīng)收縮壓與心率的關(guān)系：心功能指數(shù)：k＝收縮壓高代表心臟收縮有力；心率越快，心臟功能越差。三、心血管機(jī)能指數(shù)的測(cè)量與評(píng)價(jià)1．布蘭奇心功指數(shù)布蘭奇心功指數(shù)＝心率×（收縮壓＋舒張壓）/100這一方法的特點(diǎn)是在測(cè)量心率的同時(shí)，考慮了血壓的因素，因而能較全面地反映心血管機(jī)能。布蘭奇指數(shù)在110～160范圍內(nèi)為心血管機(jī)能正常，平均數(shù)為140；如果超過200應(yīng)進(jìn)行心血管機(jī)能檢查。2．體位平均血壓指數(shù)（1）臥位血壓差（2）立位血壓差（3）體位平均血壓指數(shù)（4）評(píng)價(jià)：0.0以上為上等；0.0～－18為中等；－18以下為下等。3．貝拉克（BARACH）能量指數(shù)4．耐力系數(shù)（克瓦斯公式）5．克蘭普頓血液下垂法四、心血管機(jī)能試驗(yàn)的測(cè)量與評(píng)價(jià)在安靜狀態(tài)下，無(wú)法測(cè)量心血管機(jī)能潛力，測(cè)量心血管機(jī)能一般采用定量負(fù)荷試驗(yàn)。令受試者承受一定的定量負(fù)荷后，根據(jù)恢復(fù)期的脈率、血壓等生理指標(biāo)的不同變化，評(píng)定受試者心血管系統(tǒng)機(jī)能狀況的試驗(yàn)，統(tǒng)稱為定量負(fù)荷試驗(yàn)。定量負(fù)荷試驗(yàn)，主要包括如下幾個(gè)步驟：首先，測(cè)量相對(duì)安靜狀態(tài)下的脈率與血壓等生理指標(biāo)；其次，嚴(yán)格按規(guī)定要求做定量運(yùn)動(dòng)；再次，測(cè)量運(yùn)動(dòng)后的即刻脈率或恢復(fù)期的脈率和血壓；最后，計(jì)算評(píng)定指數(shù)或描記生理指標(biāo)曲線圖，并根據(jù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)予以評(píng)價(jià)。1．30秒20次蹲起2．30秒30次蹲起3.哈佛式（Harward）臺(tái)階試驗(yàn)哈佛式臺(tái)階試驗(yàn)式美國(guó)哈佛大學(xué)疲勞實(shí)驗(yàn)室與1942年設(shè)計(jì)的定量負(fù)荷試驗(yàn)，在國(guó)際上有一定影響。使用器材：50cm高的臺(tái)階（成年男子用）、42cm高的臺(tái)階（成年女子用）、節(jié)拍器或事先錄制好的錄音帶、收錄機(jī)和秒表。方法與要求：令受試者由相對(duì)安將狀態(tài)開始，以每分鐘30次的節(jié)律連續(xù)登臺(tái)階150次，共持續(xù)5分鐘。若中途不能以規(guī)定節(jié)律完成動(dòng)作，即應(yīng)令其停止運(yùn)動(dòng)，并記錄已完成登臺(tái)階運(yùn)動(dòng)的實(shí)際時(shí)間。上下一次臺(tái)階的運(yùn)動(dòng)由四個(gè)動(dòng)作構(gòu)成：從直立姿勢(shì)開始，①將一足放在臺(tái)階上面，②在臺(tái)階上成直立姿勢(shì)，③一足落于地面，④還原成開始姿勢(shì)。每次上下臺(tái)階后，須雙伸直雙腿。挺直軀干。定量負(fù)荷結(jié)束，令受試者取坐位休息，并測(cè)量恢復(fù)期第2、第3、第4分鐘前30秒的脈率。代入下式哈佛臺(tái)階評(píng)定指數(shù)：表4－10哈佛臺(tái)階指數(shù)評(píng)價(jià)表哈佛臺(tái)階指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表4－11。例如，某學(xué)生蹬臺(tái)階運(yùn)動(dòng)時(shí)間為5分鐘，恢復(fù)期第2、第3、第4分鐘前30秒的脈率分別為62、50、44次，其指數(shù)應(yīng)為：哈佛臺(tái)階評(píng)定指數(shù)＝×100＝96也可以只測(cè)量恢復(fù)期第2分鐘前30秒的脈率，代入下式求簡(jiǎn)易評(píng)定指數(shù)。簡(jiǎn)易評(píng)定指數(shù)＝×100

卡特（Carter）等人認(rèn)為，上式只適于完成5分鐘負(fù)荷者，未能完成5分鐘負(fù)荷者應(yīng)按下式評(píng)定指數(shù)。式中：P為第2分鐘前30秒脈率，D為實(shí)際蹬臺(tái)階時(shí)間。4.改良型哈佛臺(tái)階試驗(yàn)第二節(jié)呼吸機(jī)能的測(cè)定與評(píng)價(jià)呼吸是機(jī)體與環(huán)境的氣體交換過程。呼吸運(yùn)動(dòng)是以自主神經(jīng)反射為主，有軀體神經(jīng)參與支配的骨骼肌收縮活動(dòng)。呼吸過程包括外呼吸、氣體運(yùn)輸、內(nèi)呼吸三個(gè)相互聯(lián)系的緩解。因此，呼吸機(jī)能主要從肺通氣功能的量和對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)控制能力的質(zhì)兩個(gè)方面來測(cè)量與評(píng)價(jià)。肺通氣功能的主要指標(biāo)是肺活量，測(cè)量結(jié)果有絕對(duì)值和相對(duì)值之分。實(shí)際上，相對(duì)值更能反映呼吸機(jī)能水平。屏息反映機(jī)體對(duì)呼吸肌收縮的控制能力。一、肺活量的測(cè)量與評(píng)價(jià)肺活量是一次呼吸時(shí)的最大通氣量，在一定程度上反映肺的通氣功能水平。肺活量的打消，主要取決于呼吸肌的力量、肺和胸廓的彈性等因素。1．安靜時(shí)肺活量測(cè)量與評(píng)價(jià)

測(cè)量?jī)x器：?jiǎn)胃⊥彩椒位盍坑?jì)（0～7000mL）肺活量測(cè)量（左：筒式，右：回轉(zhuǎn)式）測(cè)量方法：2．五次肺活量試驗(yàn)（洛金塔里試驗(yàn)）五次肺活量試驗(yàn)主要用以測(cè)定呼吸肌的耐力。3．定量負(fù)荷后五次肺活量試驗(yàn)二、閉氣試驗(yàn)

閉氣試驗(yàn)指測(cè)定閉氣時(shí)間。閉氣時(shí)，肺泡氣中的二氧化碳分壓逐漸升高，氧分壓逐漸下降，機(jī)體缺氧嚴(yán)重，因而引起呼吸循環(huán)系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等其它器官系統(tǒng)的一系列機(jī)能變化。一般認(rèn)為，閉氣試驗(yàn)結(jié)果可反映機(jī)體對(duì)缺氧的耐受能力及堿儲(chǔ)備等重要生理機(jī)能水平。1．安靜狀態(tài)下閉氣試驗(yàn)令受試者靜坐休息片刻，測(cè)量深吸氣或深呼氣之后的閉氣時(shí)間，前者稱為斯坦格試驗(yàn)，后者稱為漢契試驗(yàn)。閉氣時(shí)須用手捏住鼻孔，以防漏氣。閉氣評(píng)價(jià)表見P145。2.定量負(fù)荷后的閉氣試驗(yàn)3.重復(fù)閉氣試驗(yàn)連續(xù)測(cè)定3次閉氣時(shí)間，每次間隔休息45秒。重復(fù)測(cè)定的閉氣時(shí)間應(yīng)逐漸延長(zhǎng)，延長(zhǎng)的時(shí)間長(zhǎng)短能反映呼吸循環(huán)系統(tǒng)的機(jī)能水平。第三節(jié)最大攝氧量的測(cè)量與評(píng)價(jià)最大吸氧量，指人體的呼吸循環(huán)等機(jī)能能力達(dá)到最高水平時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)所能攝取的最大氧量。它是反映一個(gè)人心肺功能水平的可靠而又有效的生理指標(biāo)。最大吸氧量與心肺功能、肌肉的大小和活動(dòng)狀況、血液攜帶和輸送氧的能力及組織吸收和利用氧的能力有關(guān)，因而它能用于綜合判斷人的體質(zhì)狀況。最大吸氧量也可用于運(yùn)動(dòng)能力和勞動(dòng)力鑒定及臨床心肺功能評(píng)定。吸氧量的表示單位有兩類：

（1）絕對(duì)值，即單位時(shí)間內(nèi)所吸收的氧量，以升/分為單位；（2）相對(duì)值，即單位時(shí)間內(nèi)、有關(guān)指標(biāo)單位值的吸氧量，常用的有關(guān)指標(biāo)有身高、體重、瘦體重、體表面積及最大心率等。它們的表示單位是m1/cm·min（表示身高相對(duì)值），m1/kg·min（表示體重或瘦體重相對(duì)值），L/m2·min（表示體表面積相對(duì)值），m1/次（表示最大心率相對(duì)值，稱氧脈搏）。相對(duì)值在計(jì)量單位中考慮了人體其他指標(biāo)，因此能更好地反映人體的有氧活動(dòng)能力。一、最大攝氧量的直接測(cè)量測(cè)量?jī)x器：跑臺(tái)或功率自行車、自動(dòng)氣體分析儀、雙向活瓣呼吸口罩、電極及導(dǎo)電膏。測(cè)量方法：運(yùn)動(dòng)速度與跑臺(tái)坡度，按RUCE方案調(diào)節(jié)。坡度和速度分為7個(gè)負(fù)荷等級(jí)，每級(jí)負(fù)荷階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為3分鐘。實(shí)驗(yàn)室氣壓、氣溫、溫度均經(jīng)儀器調(diào)整換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。每次測(cè)試前，均用標(biāo)準(zhǔn)氣樣校正。表7-18Bruce遞增運(yùn)