体育测量与评价心肺功能的测量与评价

第四章心肺功能的测量与评价,心肺功能与体质及各项运动成绩的关系密切。心肺功能的测量包括心血管系统的机能、呼吸系统的机能及最大摄氧量的测量。,第一节 心血管系统机能的测量与评价,循环系统是由心脏和血管组成的闭锁管道，它的功能反映一个人的发育水平、体质状况和运动训练水平。对心血管系统的机能作出较为全面的评价，应当测量在相对安静状态；定量负荷状态及最大负荷状态下的机能反应（即三态反应）。,一、心率（脉搏）的测量与评价,心率是心脏每分钟跳动的次数，心脏搏动沿着动脉向远端传播形成脉搏。生理学研究表明，心脏的搏动速率与人体代谢水平有关。心跳达到最快频率称最高心率，最高心率和实测心率值是心脏活动的潜力。心率的测量方法主要有脉搏触摸法、听诊法、心率遥测法、心电图记录法四种。,（一）安静时的心率测量与评价,心脏搏动所产生的压力变化使主动脉管壁发生振动，沿着动脉血管壁向外周传播又称为脉搏。 1安静时心率的测量脉搏触摸法测量部位：桡动脉（颈动脉、颞动脉）。测量仪器：秒表,2安静时心率的评估基础心率均线、波动差,基础心率均线和波动差的测量与评估：安静时心率较低，是机能节省化的表现之一。由于平时人们的“安静”程度并不一致，测量安静心率的个体差异很大，直接影响评估的准确性。因此，建议重复测量基础心率，将测量结果描记在心率坐标纸上，通过周基础心率均值和波动差来评价心脏机能的好坏。测量方法：桡动脉触摸法。并非基础心率越低心脏功能越好，当基础心率均数低于55时，有必要到医院做心电图和内分泌机能检查，排除异常病理原因引起的基础心率过低现象。心率均数年龄曲线随年龄增加而下降,（二）运动中的心率测量与评价,运动中心率测量与评价一直是运动生理学家追求的目标。1.简易心率遥测法测量仪器：心率发射机、心率接收机、功率自行车和跑台、秒表、节拍器。运动负荷方式：测量运动中心率一般有定量负荷和阶梯递增两种类型。在实验室内的负荷设备主要是功能自行车和跑台。,2.POLAR表心率遥测3.运动中的心率评价： 一般情况下，运动时的心率与运动强度的增加成正比（表44）。在定量负荷下，运动中的心率较安静时心率增加不多，心血管机能较好。在递增负荷试验中，同一心率水平负荷强度越大，负荷量越大，则心血管机能越好。,表44 运动强度与心率的关系,运动强度 心率（次/min） 男 女低强度 130以下 135以下中强度 131155 136160大强度 156175 161180亚极限强度 176185 180以上极限强度 186220 181220,（三）运动后的心率测量与评价,运动后的心率测量分为运动后即刻心率的测量和恢复期心率的测量。运动后即刻心率与运动中的心率十分接近，通常用它来代表运动中的心率。运动后恢复期的心率测量由多次测量组成，反映心率恢复到运动前状态所需要的时间。一般来说，恢复期心率下降的速率越快，恢复时间越短，心血管机能越好。,1.运动后即刻心率的测量与评价,测量仪器：心率测量仪、秒表、发射机、收录机。目前常用测量运动后即刻30次心搏所用时间来计算心率。计算公式为：hr1800/t30 式中：hr运动后即刻心率。t30运动后即刻30次心搏所用时间。将不同的时间值代入公式，计算出全部结果，可制成时间与心率转换表（表45），测量人员可用查表的方法获得运动后即刻心率。评价：心率潜力220（年龄运动后即刻心率），见表46。,2.运动后恢复期心率的测量与评估,运动后恢复期的心率测量是指在运动后几分钟内连续测量几次心率，观察心率恢复期到运动前水平的能力。运动后恢复时间与运动后几次心率测试之和的比值越大，心血管机能越好。测量运动后恢复期的心率一般从第2分钟开始，第3、第4、第5分钟也各测一次，每次测量前30秒的心率，换算乘以分钟分心率。,二、血压的测量与评价,血压是指血液在血管内流动时，对血管壁产生的压力。一般是测量肱动脉血压，正常人安静时血压变动范围是收缩压90140毫米汞柱，舒张压为6090毫米汞柱。在安静状态下，收缩压高于130毫米汞柱或舒张压高于90毫米汞柱，称为高血压；收缩压低于90毫米汞柱或舒张压低于60毫米汞柱称为低血压。血压均值随年龄增加而上升。,血压受许多因素影响：心脏每搏量增多和心率增加，导致收缩压和舒张压增高；外周阻力的变化主要影响舒张压；大动脉血管的弹性能够起到缓冲收缩压和维持舒张压的作用。在正常情况下，血压与心率成正比，若是心率提高，血压升高不明显或下降，则表明心脏机能很差，不能承担较大负荷的运动。血压与心率指标常常同时使用，构成各种心脏功能指数。,（一）人体安静时血压的测量与评价,测量仪器：水银血压计或电子血压计、听诊器。测量方法：袖带以覆盖受试者上臂长的1/22/3处为宜。拧紧螺栓打气入袋使水银柱上升，直到听不到肱动脉搏动声时，打气再升高2030毫米汞柱。拧开螺栓缓慢放气，每次下降24毫米汞柱为宜，放气至第一次听到脉动声时，此时水银柱的高度即为收缩压。继续放气，搏动声突然从洪亮声变为模糊声时，水银柱的高度为舒张变压音点。继续放气至搏动声消失，此时水银柱高度为舒张压的消音点。世界卫生组织规定，14岁以下儿童舒张压以变音点为准，15岁以上少年和成人舒张压以消音点为准。中国青少年血压的正常值范围见表47。,注意事项：测量前12小时，受试者不得从事任何体力活动。表47 中国青少年血压的正常值范围，单位：mmHg,（二）运动后血压的测量与评价,分别在第1、2、3、4、5分钟内测出血压，读数并记录（表48）心功能指数（k）反应收缩压与心率的关系：心功能指数：k收缩压高代表心脏收缩有力；心率越快，心脏功能越差。,三、心血管机能指数的测量与评价,1布兰奇心功指数 布兰奇心功指数心率（收缩压舒张压）/100这一方法的特点是在测量心率的同时，考虑了血压的因素，因而能较全面地反映心血管机能。布兰奇指数在110160范围内为心血管机能正常，平均数为140；如果超过200应进行心血管机能检查。,2体位平均血压指数,（1）卧位血压差（2）立位血压差（3）体位平均血压指数（4）评价：0.0以上为上等；0.018为中等；18以下为下等。,3贝拉克（BARACH）能量指数4耐力系数（克瓦斯公式）5克兰普顿血液下垂法,四、心血管机能试验的测量与评价,在安静状态下，无法测量心血管机能潜力，测量心血管机能一般采用定量负荷试验。令受试者承受一定的定量负荷后，根据恢复期的脉率、血压等生理指标的不同变化，评定受试者心血管系统机能状况的试验，统称为定量负荷试验。,定量负荷试验，主要包括如下几个步骤：首先，测量相对安静状态下的脉率与血压等生理指标；其次，严格按规定要求做定量运动；再次，测量运动后的即刻脉率或恢复期的脉率和血压；最后，计算评定指数或描记生理指标曲线图，并根据评定标准予以评价。,130秒20次蹲起230秒30次蹲起3.哈佛式（Harward）台阶试验哈佛式台阶试验式美国哈佛大学疲劳实验室与1942年设计的定量负荷试验，在国际上有一定影响。使用器材：50cm高的台阶（成年男子用）、42cm高的台阶（成年女子用）、节拍器或事先录制好的录音带、收录机和秒表。,方法与要求：令受试者由相对安将状态开始，以每分钟30次的节律连续登台阶150次，共持续5分钟。若中途不能以规定节律完成动作，即应令其停止运动，并记录已完成登台阶运动的实际时间。上下一次台阶的运动由四个动作构成：从直立姿势开始，将一足放在台阶上面，在台阶上成直立姿势，一足落于地面，还原成开始姿势。每次上下台阶后，须双伸直双腿。挺直躯干。定量负荷结束，令受试者取坐位休息，并测量恢复期第2、第3、第4分钟前30秒的脉率。代入下式哈佛台阶评定指数：,表410 哈佛台阶指数评价表,哈佛台阶指数评价标准见表411。,例如，某学生蹬台阶运动时间为5分钟，恢复期第2、第3、第4分钟前30秒的脉率分别为62、50、44次，其指数应为： 哈佛台阶评定指数 10096 也可以只测量恢复期第2分钟前30秒的脉率，代入下式求简易评定指数。 简易评定指数 100,卡特（Carter）等人认为，上式只适于完成5分钟负荷者，未能完成5分钟负荷者应按下式评定指数。,式中：P为第2分钟前30秒脉率，D为实际蹬台阶时间。,4.改良型哈佛台阶试验,第二节 呼吸机能的测定与评价,呼吸是机体与环境的气体交换过程。呼吸运动是以自主神经反射为主，有躯体神经参与支配的骨骼肌收缩活动。呼吸过程包括外呼吸、气体运输、内呼吸三个相互联系的缓解。因此，呼吸机能主要从肺通气功能的量和对呼吸运动控制能力的质两个方面来测量与评价。肺通气功能的主要指标是肺活量，测量结果有绝对值和相对值之分。实际上，相对值更能反映呼吸机能水平。屏息反映机体对呼吸肌收缩的控制能力。,一、肺活量的测量与评价,肺活量是一次呼吸时的最大通气量，在一定程度上反映肺的通气功能水平。肺活量的打消，主要取决于呼吸肌的力量、肺和胸廓的弹性等因素。,1安静时肺活量测量与评价,测量仪器：单浮筒式肺活量计（07000mL）,肺活量测量（左：筒式，右：回转式）,测量方法：2五次肺活量试验（洛金塔里试验） 五次肺活量试验 主要用以测定呼吸肌的耐力。3定量负荷后五次肺活量试验,二、闭气试验,闭气试验指测定闭气时间。闭气时，肺泡气中的二氧化碳分压逐渐升高，氧分压逐渐下降，机体缺氧严重，因而引起呼吸循环系统和神经系统等其它器官系统的一系列机能变化。一般认为，闭气试验结果可反映机体对缺氧的耐受能力及碱储备等重要生理机能水平。,1安静状态下闭气试验 令受试者静坐休息片刻，测量深吸气或深呼气之后的闭气时间，前者称为斯坦格试验，后者称为汉契试验。闭气时须用手捏住鼻孔，以防漏气。闭气评价表见P145。2.定量负荷后的闭气试验3.重复闭气试验 连续测定3次闭气时间，每次间隔休息45秒。重复测定的闭气时间应逐渐延长，延长的时间长短能反映呼吸循环系统的机能水平。,第三节 最大摄氧量的测量与评价,最大吸氧量，指人体的呼吸循环等机能能力达到最高水平时，单位时间内所能摄取的最大氧量。它是反映一个人心肺功能水平的可靠而又有效的生理指标。最大吸氧量与心肺功能、肌肉的大小和活动状况、血液携带和输送氧的能力及组织吸收和利用氧的能力有关，因而它能用于综合判断人的体质状况。最大吸氧量也可用于运动能力和劳动力鉴定及临床心肺功能评定。,吸氧量的表示单位有两类：,（1）绝对值，即单位时间内所吸收的氧量，以升/分为单位；（2）相对值，即单位时间内、有关指标单位值的吸氧量，常用的有关指标有身高、体重、瘦体重、体表面积及最大心率等。它们的表示单位是m1/cmmin（表示身高相对值），m1/kgmin（表示体重或瘦体重相对值）， L/m2min（表示体表面积相对值），m1/次（表示最大心率相对值，称氧脉搏）。相对值在计量单位中考虑了人体其他指标，因此能更好地反映人体的有氧活动能力。,一、最大摄氧量的直接测量,测量仪器：跑台或功率自行车、自动气体分析仪、双向活瓣呼吸口罩、电极及导电膏。测量方法：运动速度与跑台坡度，按RUCE方案调节。坡度和速度分为7个负荷等级，每级负荷阶段运动时间为3分钟。实验室气压、气温、温度均经仪器调整换算为标准状态。每次测试前，均用标准气样校正。,表7-18 Bruce递增运动负荷方案,判断标准：,1、当负荷不断增加，而摄氧量保持不变，运动强度与摄氧量不再保持线性关系；2、呼吸商大于或等于1；3、负荷时心率每分钟高于180次；4、主管感觉已精疲力竭，再三激励仍不能保持原运动负荷强度。,注意事项,测量前应对受试者进行体格检查；测试中，应注意观察受试者体力变化。受试者运动节奏明显失调应立即停止测试；运动速度、跑台坡度以及自动分析气样的时间，应按标准化程序严格控制。,测量要求：,运动负荷应有大肌群参加，完成的是动力性的工作；运动负荷量必须能够计算；摄氧量应在运动开始几分钟后，生理机能达到稳定状态时测定。,二、最大摄氧量的间接测量,1奎因台阶试验奎因台阶测验评价最大摄氧量，即有氧耐力能力。适用于男女大