MAX-Ⅱ型運動心肺功能測試系統標準化操作及保養與故障處理

劉 鋼

江蘇省體育科學研究所，江蘇南京 210033

運動心肺功能測試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，并輔助心電導聯監測心電變化，從而能夠綜合評估個體的有氧運動能力、運動時血流變化情況、心臟電生理反應及無限制運動的征兆或癥狀。通過測試所收集的氣體和心率表及電極傳導提供的數據，準確地反映出運動員的心肺功能水平和最大有氧工作能力，為探索訓練負荷的變化規律提供有效的技術支持，使運動員的訓練工作更具科學性[1-4]。

美國AEI公司生產的MAX-Ⅱ型運動心肺功能測試系統以其精確、耐用的分析器 、經典的氣體采集方法、直觀的操作面板等優點廣泛應用于體育科研、體育教學 、運動醫學等領域。

1 儀器簡介

1.1 儀器組成

儀器主要由氣體分析系統、計算機系統、心率遙測系統、工作臺車4部分組成。

1.2 儀器系統功能特點

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) 它是國際公認的經典方法，特點是無論在小通還是大通氣量時都可保證氣體分析的準確性,特別適用于運動生理和運動醫學的研究。

氧分析器測試范圍：0%～100%; 二氧化碳分析器測試范圍：0%～10%。

壓差式流量傳感器，流量范圍：0L/S～15L/S它獨特的地方是測試受試者的吸氣量，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：校準的方法分通過計算機的全自動校準和手動校準。這種雙重校準方法并用，是此機器的獨有特點。

1.3 儀器簡易操作流程

1）打開機器預熱大約1個小時左右。按下儀器前面板的Calibrate（Low）按鈕，同時打開氮氣瓶，調節氣瓶流量閥，使流量表為10psi，調節LOW旋鈕，使O2和CO2讀數為0。按下儀器前面板的 High按鈕，同時打開混合氣瓶，調節氣瓶流量閥，使流量表為10psi，調節HIGH旋鈕，使O2和CO2讀數為5.05和20.99，各氣瓶數值可能會有差異，請以氣瓶數值為準；

2）啟動計算機桌面上的MOXUS程序，點擊工具欄上的Calibrate按鈕，進入定標界面。點擊定標界面的AutoCal按鈕，進行自動定標，定標結束后關閉氣瓶；

3）點擊定標界面的Calibration按鈕，進入流量定標界面。將呼吸三通接到呼吸管路上，同時接上打氣筒，看流量平衡燈綠燈是否亮，若不亮，調節燈下面的旋鈕，使其亮，然后進行打氣操作。只要將屏幕上五組數據打滿，點擊OK。反復進行兩次后，自動退出流量定標界面,第二次平均誤差值要求在1%以內。點擊定標界面的Save保存，然后點擊Exit；

4）點擊工具欄上的Subject Data按鈕，錄入個人信息。點擊工具欄上的Start Study按鈕，進入測試界面。給受試者戴上呼吸面罩和頭盔，讓受試者進行熱身，等到測試界面的各項值穩定后，點擊Start Study進行數據采集。

2 注意事項與維護保養

2.1 注意事項

2.1.1 測試前注意點

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

2）確保受試者測試前保持正常飲食，避免低血糖等狀況發生，詢問受試者測試前身體疲勞指數，以免影響測試結果；

3）對于初次受試者，說明實驗目的，具備的強度，讓其做好充分的準備活動，調動受試者的積極性，這樣才能取得客觀的實驗數據；

4）儀器要進行充分的預熱，如實驗量比較大，在保證用電安全的基礎上，可以提前一天打開機器預熱，這樣第二天校準完機器即可以開始測試，縮短了受試者等待測試的時間。

2.1.2 測試中注意點

1）儀器校準是實驗中的基礎也是關鍵步驟，所以校準時不要保存不標準的校準結果，若實驗中VE值偏高則極有可能是此原因造成的，此時可重啟電腦后重新進行校準，保存正確的校準值；2）氣筒是校準中的重要工具，首先應查看氣筒刻度是否在3L的位置，其次通過長期測試發現，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整打氣節奏獲得想要的校準值，伴隨著自己的呼吸有節奏的打氣，這樣出來的校準值真實可靠；3）校準時應注意流量平衡燈是否在中間綠燈位置，流量平衡計的位置則應在100-125CC毫米汞柱之間；4）如預測試時沒有出現任何數據，則首先應檢查進、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，裝反則應及時取下更正，否則受試者呼吸困難；5）通測試前一定要輸入儀器即時測得的周圍空氣含量，溫度，濕度，并輸入到測試信息中，此步驟非常關鍵！對測試過程中計算受試者的各項心肺功能指標有顯著的影響；6）測試時盡量保持室內空氣流通，無關人員或其余受試者應和當前受試者保持一定距離，避免干擾實驗進程；7）RER（呼吸商）是判斷受試者是否疲勞，達到最大攝氧量的重要指標之一，也是實驗過程中判斷實驗數據是否準確的重要指標。在預測試時若受試者RER遲遲不能達到安靜值，但又不是特別高時，一般是進氣管和混合艙里廢氣沒有完全排空所致，在這種情況下通常可以開始測試，30s～1min后RER下降，指標正常。但是若開始較長時間RER仍舊很高，或者出現持續下降、數值忽高忽低等情況則應停止實驗，檢查儀器情況，重新校準定標通過后再開始測試；8）VE（呼吸當量）是判斷儀器狀態的重要指標之一，往往測試后VO2MAX等指標的虛高就是VE偏高引起的，正常情況下從安靜狀態到開始測試后應該是一個緩慢上升的過程，假如測試初始即出現很高的數值，則應停止測試，重新校準儀器通過后再開始測試；9）實驗過程中應時刻注意受試者口嘴，鼻夾情況，確保沒有漏氣，否則會影響實驗結果，假如受試者較多，則一般在測試4個～5個受試者后重新進行定標，校準，確保儀器正常使用狀態。

2.2 測試后的維護保養及注意問題

1）測試后應首先檢查氣瓶是否關閉，避免氣瓶里氣體無謂的浪費，氣瓶若長期未用，可以滾動一下氣瓶以免氣體分層[3]。可以拔下2根通氣管，進行清洗；

2）取下氣體采樣線，進行清洗，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）若長時間沒有測試，可以將側面通氣管底部安上黑色防塵蓋，但下次進行測試時務必取下，否則校準不能通過；

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

3 結與討論

通過查閱資料了解，目前國內所使用的運動心肺功能儀按照測試原理主要分為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，測試優點為沒有混合室，測量誤差極小。因為是遙測，所以不受實驗場地限制的影響，攜帶也較為方便。缺點為測試運動員極限最大攝氧量，大通氣量時析，容易造成采樣線內水汽過多，堵塞，引起實驗結果差異，此類儀器更加適用于醫院康復治療，檢測病患心肺功能等領域。后者氣體混合室類的儀器，缺點同每口氣法相比，測試精度不如每口氣法，也存在一定的延遲問題。但是它的特點為無論在小通氣量還是大通氣量時都可以保證氣體分析的準確性，同其他方法相比（如每口氣法），特別適用于運動生理和運動醫學的研究，而且同采用每口氣法測試原理的儀器相比，分析器和傳感器的使用壽命都更長，這也就意味著可以減少更多的實驗成本[5-7]。

[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].北京醫科大學.中國協和醫科大學聯合出版社，1992：170-186.

[4]Karlman Wasserman,James E.Hansen.Prnciples of Exercise Testing and Interpretation[M].Science Press，2008：176-177.

[5]馮連世，李開剛.運動員機能評定常用生理生化指標測試方法及應用[M].1版.北京：人民體育出版社，2002：159-160.

[6]楊翼，李章華，呂坤如.MAX-Ⅱ心肺功能測試系統在機能評定中的應用[J].武漢體育學院學報，2004，38(1)：39-40.

[7]高炳宏，李之俊.Oxycon Pro和MetaMaxⅡ兩種心肺功能儀測試值的比較[J].中國運動醫學雜志，2004，23(1)：53-55.