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呼吸功能检查与评定方法

【摘要】:影响肺通气功能的因素有生理性和病理性两类。肺活量是一次深呼吸气量,可表示呼吸运动的幅度,是常用的检查项目。在运动员集体检查或因其他原因不能做最大通气量检查时,可用时间肺活量的测定来代替,但其推算值误差较大。检查运动员负荷时的摄氧量常与恢复期的检查结合起来,作为评定机体状况的指标。

一、肺通气功能检查

肺通气功能的各项检查方法多数是简单易行的,在运动员中已被广泛应用。影响肺通气功能的因素有生理性和病理性两类。生理性的因素,主要是性别、年龄、体表面积、职业特点等;病理性因素则与肺的各种疾病损害有关。

(一)每分钟静息通气量

在安静状态下测得的每分钟呼出的气量叫每分钟静息通气量,可以从潮气量乘以每分钟呼吸频率计算出。测验时要求受试者及周围环境保持安静。正常值在成年男性为6~9L,女性为4~6L。多数人认为,运动员的每分钟静息通气量与一般健康人无明显差别。有人认为运动员的每分钟通气量数值较低。

(二)肺活量

深吸气后再做深呼气呼出的气量叫做肺活量。肺活量是一次深呼吸气量,可表示呼吸运动的幅度,是常用的检查项目。肺活量数值的大小与身高、体重、肺组织的健全等因素有关,因而为预测肺活量的数值提出了一些公式。显然,肺活量的测定难以说明通气的动力过程。在各项运动中游泳运动员的肺活量数值常较同年龄的其他项目运动员为高。

(三)时间肺活量

时间肺活量的测定与一般肺活量测定的不同在于测定时间肺活量时要求受试者在深吸气后,以最快的速度把气全部呼出。时间肺活量的测定,在临床上可作为支气管哮喘与肺气肿等诊断和治疗效果评定之用,并且可以从时间肺活量推算出最大通气量。在运动员集体检查或因其他原因不能做最大通气量检查时,可用时间肺活量的测定来代替,但其推算值误差较大。由时间肺活量曲线可分别计算出第一、二、三秒的气量和所占的百分比。在运动员一般计算第一秒的气量与百分比即可。

(四)最大通气量

最大通气量是通气功能测验中常用的和意义较大的检查项目,代表肺在单位时间内所能呼吸的最大气量。由于测验时要求受试者做最深、最快的呼吸,所以它能表示肺容量的动态过程,比肺活量的测定意义更大。检查时所用仪器和测验肺活量时相同,也可以用Douglas袋直接收集气,然后把气体压入流量计中算出。由于这一测验较劳累,一般测定时间为15s或12s。让运动员做最深、最快的呼吸,将结果乘以4或5,即得每分钟的最大通气量。一般测定2~3次,取最大值计算。最大通气量的数值与受试者的合作程度和方法熟练与否有密切关系,因此,在检查前,必须把检查的要求交代清楚,进行示范取得合作。一般认为,最大通气量数值的大小和四个因素有关:①胸廓的完整性;②肺脏的健全和弹性;③气管和支气管的口径;④胸廓运动时呼吸肌的力量和效率。有人认为,运动员最大通气量数值较大,主要是呼吸肌力大,动员肌肉的效率高。最大通气量数值的大小,除与年龄、性别、体表面积等因素有关外,还与运动项目有关:游泳、篮球、田径运动员数值较大,而举重、体操运动员数值较小。

二、气体代谢检查

(一)摄氧量

摄氧量的测定可在安静状态下和运动负荷时进行。运动员安静时摄氧量与一般常人无明显差别。运动负荷时的变化与心肺功能状态有密切关系。检查运动员负荷时的摄氧量常与恢复期的检查结合起来,作为评定机体状况的指标。在检查时需考虑下列几点:①运动负荷量不能太小,由于心肺功能潜力较大,负荷量太小不能说明和发现问题;②负荷要持续足够时间,负荷时间太短,体内的变化不易记录下来或机体未能达到稳定状态,此时鉴别功能好坏比较困难;③恢复期的检查要尽量详细,否则不易全面了解恢复过程。

1.安静摄氧量的测定 所用器材与测定静息通气量时相同,较简单的是利用Benedict-Roth型的肺活量计测定。把肺活量筒内灌满氧气后,让运动员平卧用嘴呼吸。一般连续测定3~5min,可从呼吸曲线上升的斜度直接算出。更简易的方法是用氧直接读数计测得。

2.运动负荷时摄氧量测定 运动负荷量因人、因检查目的不同而异,但其原理一样。现介绍几种方法如下。

(1)标准运动1min的摄氧量测定。受试者做标准运动1min(在20cm高的凳子上做上下运动1min计30次),运动时吸入空气,呼出的气储于Douglas袋中,运动后计算运动时的通气量以及氧和二氧化碳的容积百分比,再算出运动中的摄氧量。按Baldwin的材料,16~34岁的正常男性为(503±86)ml,女性为(463±76)ml。(www.chuimin.cn)

(2)其他运动负荷量时摄氧量的测定。可采用以下两种不同的负荷量:一种是在30cm高的凳子上每分钟上下运动各30次,共做2min;另一种是在20cm高的凳子上每分钟上下各20次,共做3min。方法是先测定安静摄氧量,负荷时吸入空气,呼出气储于Tissot桶内,负荷后再测摄氧量(算出氧债)和恢复时间。有训练者运动中的摄氧量较缺乏训练者为大。这可能与有训练者心脏排血量较大、氧利用率高和肺弥散功能较好有关。不少人报道在运动负荷时摄氧量大的运动员,比赛成绩较好。

(二)氧吸收率、通气等量与氧脉搏

氧吸收率是指机体从肺通气量中所吸收的氧气量。若已知每分钟摄氧量(安静或运动时)与肺通气量,即可求得氧吸收率。安静时男性为每分钟(47.1±5)ml,女性为每分钟(45.1± 4)ml。标准运动后,氧吸收率男子上升到每分钟(56.2±7)ml,女子上升到每分钟(60.2± 9.5)ml。

通气等量也是表示氧量吸收多少的指标。它是指吸收100ml的氧所需要的通气量。其计算公式为:通气等量=每分钟通气量/每分钟氧吸收量,其常数为2.4±0.6。运动员在安静时,尤其在运动时通气等量较非运动员数值小。

氧脉搏又称每搏氧量。氧脉搏是指每分钟心跳时组织吸收的氧量,其表示法为:氧脉搏=每分钟氧吸收量(ml)/每分钟心率。安静时正常值为4.1±1.5ml。一般是运动员比非运动员高,而在运动中两者差别更为明显。如把运动员和非运动员检查结果对比,发现运动员的数值明显的高。有人认为,在运动时氧脉搏指标越高,说明受检者对负荷的适应能力越好,而在停止负荷后此指标的恢复较非运动员慢,这表明运动员比非运动员在运动后吸取更多的氧。氧脉搏数值与动脉血氧饱和度之间有密切关系。氧脉搏数值大,血氧饱和度较高。运动负荷中动脉血氧饱和度下降显著者,则氧脉搏数值低。氧脉搏的数值随身体训练程度而变化。运动员由于生病或其他原因停止训练引起身体训练水平下降或者因训练安排不当引起过度训练时,氧脉搏表现为数值下降,运动初上升减少,甚至比安静值还小,不能达到稳定状态或者停止运动后数值反而上升。

(三)弥散功能测定

一般弥散功能的测定是指氧而言。弥散量是指肺泡内氧分压与肺毛细血管内氧分压之间相差0.13kPa(1mmHg)时,在1min内能透过的氧容量(ml)。安静时,后者为15~20ml,而运动时可增加数倍。

测定弥散功能的方法有:一氧化碳法;测定肺泡-毛细血管氧的转移(Lilienthal,Riley法);测定肺泡-动脉的氧张力系数(间接法)。其中一氧化碳法常用。运动时,弥散能力较安静时可增加1倍以上,运动员的弥散系数比非运动员高。

(四)重复呼吸测定

这一测定是借助给予定量的气体的运动负荷,再从运动后摄氧量和二氧化碳的排出量变化来判断气体代谢功能。其方法是让受试者做标准运动(上下20cm高的凳子1min 30次)。然后让受试者重复呼吸预先在气囊中灌好的气体(1L)15s左右(不要超过20s),最后做一次最大的呼气,把呼出的气储藏在气囊中,分析氧和二氧化碳的容积百分比。据国内专家报道,一般常人的常数为:男性氧容积百分比为8.62±0.13,二氧化碳为8.33±0.98;女性氧容积百分比为8.96±0.14,二氧化碳为7.83±0.103。简言之,当氧容积百分比在9.5以下,肺换气功能正常,超过10.5时才表示换气功能减弱。这一方法简便但精确性有一定限度。

(五)呼吸商

肌肉活动时呼吸商增加,其变化程度和运动负荷量有密切关系。负荷量较小时,呼吸商在运动中和恢复期变动较小,随着负荷量的增加,呼吸商变动甚小,最高值可达2.1。剧烈运动呼吸商的变化与恢复期的两个阶段有关。在头10~15min内由于体内二氧化碳的排出,所以呼吸商增高;在恢复晚期由于二氧化碳在体内的滞留,呼吸商下降,并且下降到比安静时更低,然后再复原。

(六)氧债

氧债大小与运动中摄氧量多少有关,多数报道说明心肺功能越好,氧债越小。近年研究显示,氧债的大小要与运动中摄氧量加以比较才能获得正确的结果。也就是说,氧债的意义不在于它的绝对值,而在于活动时增加的摄氧量之比。而氧债与乳酸之间的关系暂无定论。