运动心肺功能测试设备的发展及技术要点
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心肺功能测试的新技术和应用近年来,随着医学科技的不断进步,心肺功能测试领域也迎来了一系列新技术和应用的推出。
这些新技术的出现不仅提高了心肺功能测试的准确性和可靠性,还为临床诊断和健身运动等领域带来了诸多的益处。
本文将介绍几种心肺功能测试的新技术并探讨其在各个领域的应用。
一、基于呼气和吸气流量的测试技术基于呼气和吸气流量的测试技术是当前常用的心肺功能测试方法之一。
这种技术通过呼吸波形的分析,可以准确测量呼气和吸气峰值流量、肺活量以及气体交换等指标,用于评估肺部的通气功能和呼吸力量。
最新的呼气和吸气流量计具备了更高的灵敏度和可靠性,可以实时监测呼吸过程中的变化,并提供详尽的呼吸曲线数据。
该技术在呼吸疾病的早期诊断、治疗方案的制定以及健康体检中,具有重要的应用价值。
二、心肺耐力测试技术心肺耐力测试是评估个体心肺功能的重要手段之一。
近年来,新型的心肺耐力测试技术如多级负荷运动测试和气体分析技术的应用,使得心肺耐力测试的准确性和实用性得到了质的提升。
多级负荷运动测试基于不同负荷下的氧气摄取量和二氧化碳排出量的测定,可以评估个体的最大摄氧量(VO2max)和心肺功能的耐力水平。
而气体分析技术的应用可以实时监测运动过程中的呼吸气体成分和代谢指标,并结合心电图等数据进行综合评估,为科学训练和康复方案的制定提供依据。
三、近红外光谱技术近红外光谱技术是一种无创测量心肺功能的新兴技术。
该技术通过发射和接收近红外光,测量人体皮肤或局部组织中血红蛋白与氧合血红蛋白的浓度变化,从而实现对氧合血红蛋白含量和氧合血红蛋白饱和度的监测。
近红外光谱技术具有简便、快速、无创等特点,可广泛应用于心肺功能评估、运动疲劳监测、有氧运动训练等领域。
它的应用不仅可以提供有关心肺功能变化的实时数据,还可以帮助医生和运动教练制定个性化和有效的训练计划。
综上所述,心肺功能测试的新技术在医学和运动领域具有重要的应用前景。
这些新技术的推出不仅提高了心肺功能测试的准确性和可靠性,还为临床诊断、运动训练等领域带来了更多可能性。
运动心肺测试仪数量:1套(可采进口)预算:150万一、总体要求:1、通过NMPA(CFDA)注册2、配置:运动心肺测试仪1套;六分钟步行试验系统1套。
二.技术参数(一)运动心肺测试仪(1套)1.系统功能要求1.1具有双显示器,分别显示气体代谢和运动心电的测试;1.2具有肺功能、运动心肺功能、运动气体代谢、营养代谢和静息营养评估、运动平板实验、六分钟步行试验等功能;1.3具有一口气弥散测试、残气功能测定功能;1.4须连接心脏康复管理系统,实现与康复训练系统及运动监护系统网络数据一体化。
2.运动心电测试仪及运动血压2.1标准遥测12导联遥测心电信息同步采集,强抗运动干扰能力;自动导联检测。
2.2具有独立的进口医疗器械注册证,与多功能肺测试仪为同一品牌。
避免机械误差,系统一体化,心电和肺功能模块信息一体化。
2.3具备电脑测试软件,可与电脑相连接,同步测试及作数据传输处理。
可通过软件与计算机连接建立系统工作站。
带USB接口,支持连接打印机,打印测试报告。
2.4心电测试仪支持无线连接计算机,高效数字滤波,提供基线漂移、肌电干扰及电源和网络噪声抑制等;2.5频率响应范围:0.05Hz-150Hz;输入阻抗:>100兆欧;2.6导联线:导联线内附抗除颤电击保护功能;2.7运动心电测试功能:可控制运动踏车,实现负荷下的心电测试功能;十二导联运动心电测试:IJIJII,aVR,AV1,aVF,VI,V2,V3,V4,V5,V6;2.8具有12导联ST段实时趋势图,实时ST段斜率幅度趋势图,实时心率、血压及功率变化等;2.9具备心电图向量分析功能,可进行模板操作分析,过往病例对比功能。
2.10运动血压:1)血压测量:支持听诊,R波门控,及K音分析,用于所有静态和运动测试;2)测量范围:收缩压250-28OmmHg,舒张压220-15OmmHg,心脏速率240-200BPM;3.硬件要求3」流量传感器:双向数字涡轮式,支持永久使用;运动肺与静态肺使用同一类型流量传感器。
运动心肺功能测定运动心肺功能测定是一种常见的实验室检查方法,用于评估个体的心肺功能水平。
通过评估人体在运动过程中对氧气的摄取和利用能力以及身体对运动负荷的适应性,可以判断出一个人的心肺功能水平。
运动心肺功能测定可以帮助人们制定适当的运动计划,评估运动中的健康风险,以及检查心肺功能的变化。
1.测定静息心肺功能:在进行任何运动之前,首先需要测定个体在静息状态下的心肺功能。
这包括测量个体的静息心率、静息呼吸频率、以及静息肺活量等指标。
这些数据可以作为后续运动测试的参考值。
2.运动负荷测试:个体需要进行有氧运动负荷测试,通常采用跑步机、踏步机或自行车等设备。
个体会被要求在一定的时间内以一定的速度或强度进行运动,一般会逐渐增加运动负荷,直到个体无法继续运动为止。
在这个过程中,心率、血压、呼吸频率等指标会被监测和记录下来。
3.摄氧量测试:运动过程中还需要进行摄氧量测试,这是评估个体心肺功能的重要指标之一、个体会在运动期间佩戴气体分析仪器,通过呼吸的氧气和二氧化碳含量的变化来计算出个体的摄氧量。
摄氧量反映了个体的氧气摄取和利用能力,是评估心肺功能的重要参考指标。
4.运动心率测试:个体在运动过程中的心率变化也是评估心肺功能的重要参考指标之一、在运动过程中,个体的心率会随着运动强度的增加而逐渐上升。
通过监测和记录个体在运动期间的心率变化,可以评估个体的运动适应能力和心肺功能。
总之,运动心肺功能测定是一种评估个体心肺功能水平的重要方法,可以帮助人们了解自己的身体状况,并制定合理的运动计划。
通过定期进行运动心肺功能测定,可以及时发现可能存在的心肺功能问题,并采取相应的措施进行干预和调整。
运动心肺功能测试设备的发展及技术要点运动心肺功能测试是指在一个运动规程下(蹬车或跑步),同时进行运动气体代谢监测和运动心电图检测,从而全面评估心肺的综合运动能力。
气体代谢主要获得通气量VE、摄氧量VO2、二氧化碳排出量VCO2、呼吸熵RER或RQ、无氧阈AT等重要参数。
实际上测量的核心数据来自流速传感器、氧和二氧化碳分析器。
一、三大核心部件1.流速传感器发展过程:第1阶段:闭合模式技术第2阶段:开放模式技术技术要点:1)阻力要小。
运动过程中的通气量很大,最高可达平静呼吸时的36倍,因此流速传感器的阻力略微增大都会给受试者带来不适。
【JAEGER】阻力<0.1Kpa/L/S at 15L/S2)采用开放模式设计并且体积要小、重量要轻。
以便于运动,不会给受试者增加负荷和带来负担。
【JAEGER】采用开放模式设计3)死腔量要尽量小。
以避免因系统死腔过大而造成测试误差。
【JAEGER】死腔量少于30 ml4)对水蒸汽不敏感。
运动过程中在呼吸面罩内会产生大量水蒸气甚至呼出口水,避免潮气对传感器测试精度产生影响是极其重要的。
【JAEGER】拥有太空材料的Twintube自动干燥(无干燥剂设计)管路和专用的湿气过滤器。
5)自动容积(流速) 定标。
仪器自动对高流速与低流速进行定标,保证测试的准确性。
2.氧分析器发展过程:第1阶段:差分顺磁技术代表产品:Oxycon Sigma(1989)Oxycon Beta /Record(1989)Oxycon Champion (Gamma) (1991)响应时间:〈40ms测量范围:0-25%使用寿命:永久早期的运动产品采用差分顺磁技术性能稳定、寿命长,目前很多用户依然可以正常使用,如:北大医院。
但由于顺磁技术故障率较高现已被淘汰。
第2阶段:电化学技术(氧电池:氧化锆)代表产品:Oxycon Alpha(1993)Oxycon Delta(1996)测量范围:0-25%使用寿命:1年前期的电化学技术响应时间较长、采样速度较慢,因此不是真正的每口气测试法,在剧烈运动呼吸频率快时会有延迟和样本点不足。
心肺功能自动测试与评估的新技术随着现代化的进步,科技发展也正在不断地推陈出新,一项名为“心肺功能自动测试”,正在逐渐走进人们的视野。
这一创新技术可以更快,更准确地评估人们的心肺功能,从而为健康管理提供更加优质的服务。
什么是心肺功能自动测试?心肺功能自动测试是一种利用现代化科技设备,采用先进的计算机技术,以及相关的软件程序,对一个人的心肺功能进行全面、准确的评估的一项新技术。
它凭借高科技手段,能够快速、精确地筛选出不同健康状况的人群,从而帮助患者进行准确的诊断和治疗。
心肺功能自动测试的具体过程是什么?心肺功能自动测试一般包括如下几个环节:1. 咨询阶段:专业医师会对患者的健康状况进行全面的询问和体格检查,拍摄胸片、心率图等检查资料。
2. 身体测试:通过各种现代化的体育器材,如跑步机、自行车等,检测患者的耐力、力量、身体的现状等。
3. 心肺测试:利用专门的设备,在患者的呼吸、心跳、血压等方面得出数据,并且进行分析。
4. 报告和建议:最后医师和技术人员根据测试结果,给出详细的报告和建议,包括健康状况、健康危险因素和治疗建议等。
心肺功能自动测试与传统的评估方法相比有哪些优势?相比于传统的健康评估方法,心肺功能自动测试具有如下优势:1. 更加精确:它的精确度更高,可以检测出体质、心肺健康状况等更细致的信息。
2. 更加快速:心肺功能自动测试利用了现代化的科技设备和计算机程序,可以在短时间内进行全面的评估和诊断。
3. 更加便捷:传统方法需要经过多个科室进行排队,心肺功能自动测试只需要一个设备就可以完成,避免了人为沟通的复杂过程。
4. 更加可靠:心肺功能自动测试所得结果准确,提高了整个健康管理的科学性和可靠性。
心肺功能自动测试在健康管理中的应用随着心肺功能自动测试技术的不断发展,它已经被广泛地应用在健康管理领域。
它可以帮助健康管理机构更好地了解人们的身体状况,并且帮助有关部门为之制定合适的预防和治疗策略。
此外,它们也可以将它们的测试结果与健康商店、保险公司等机构共享,构建起一个全面的健康管理系统。
运动⼼肺功能测定课题运动⼼肺功能的测定⽬的要求1、了解⼼肺功能测试仪的基本组成。
2、掌握运动⼼肺功能测试的原理和⽅法,以及软件的使⽤⽅法和数据分析。
3、了解当前⼼肺功能测试的应⽤领域。
4、了解体育运动对⼼肺功能的影响。
5、学习正确使⽤软件系统。
实验课时 4学时实验器材跑台,电脑,彩⾊打印机,cortex软件系统,混合⽓体分析仪,12导⼼电图仪,⼼率带。
应⽤领域(实例)⼼肺功能测定、游泳运动实地测试、⾃⾏车实地测试、特殊作业环境测试、篮球运动、冰球运动、马术运动、减肥健美。
实验原理1、⼼肺功能测试的定义:⼼肺功能测试(Ergospirometry)是评估健康或疾病⼈群⼼肺功能状况的⼀种⽆创的测量⽅法。
其基于实际测量或计算的⼼功参数、肺功能参数及通⽓交换的参数。
2、⼼肺功能测试⽅法的⽣理基础:⼈体的⽣理活动依赖于肌⾁的活动。
肌⾁的活动 (收缩) 需要释放肌⾁中的能量 (ATP)。
ATP 的获得,来⾃于储存在肌⾁内的营养物质的燃烧(氧化) (线粒体)。
燃烧肌⾁内的营养物质需要氧(O2)。
⼆氧化碳 (CO2) 作为氧化的废物需要排出。
O2 及CO2的传输依赖于⾎液循环系统。
与周围环境的⽓体交换 (O2-摄取, CO2-排除) 依赖于肺脏的功能。
3、测量⽅法:1)混合室测量法(混合⽓体法);⽓体分析采样只能在呼⽓阶段进⾏,对于呼出的⽓体只能按⼀定⽐例采样 (⼀定⽐例);测量的为平均⽓体( O2- 及CO2)浓度(如每 10s测试读取⼀次参数值)。
2)每次呼吸法(Breath by Breath);⽓体进⾏连续采样分析,测试的结果为实际⽓体浓度 (O2, CO2) 应⽤快速反应传感器。
4、测量⽅法测测量参数:FIO2 / FICO2:(吸⼊. O2- / CO2-浓度);FEO2 / FECO2 :(呼出. O2- / CO2-浓度) ;V‘(t): (呼吸流量轨迹); Ta :(周围环境温度)PB : (⼤⽓压) HR: (⼼率).5、⼼肺功能计算参数:潮⽓量、呼吸频率、每分通⽓量、每分摄取或呼出量、呼吸交换率相对摄氧量、氧脉搏、等价通⽓量、⽆氧域、最⼤脂肪氧化率⼼肺功能测试的应⽤与发展1、运动⽣理的基础研究2、运动训练强度的控制3、⼼肺功能的风险评估4、⼼肺功能康复的评定5、⼼⾎管系统疾病的早期诊断6、⼼肺功能药物治疗的评估7、营养评估8、职业卫⽣保健观看操作视频边看边讲解(1、软件安装;2、设备连接;3、操作步骤。
CPET(运动心肺功能测试)研究进展苏远力(武警广西总队医院内一科,广西南宁530003)运动心肺功能测试(CPET)是指综合评价运动状态下器官系统的整体功能,它是世界各国的体质研究和健康体能评价系统中重要内弈之一。
它是一种相对无创性、评价心肺储备功能和运动耐力的检测方法,综合应用呼吸气体监测技术、电子计算机和活动平板或踏车技术,实时检测在不同负荷条件下,机体氧耗量和二氧化碳排出量的动态变化,从r厅f客观,定量地评价心肺储备功能、运动耐力。
为医师诊断提供相应临床资料III。
1CPEl"起源CPET(运动心肺功能测试)始于20世纪50年代,初时多应用于心脏功能的临床研究。
60年代后受到普遍关注,1973年WassermarlP21等报道了气体变化的参数,1975年JonesI”论述CPET在呼吸道疾病中的应用。
1982年Weber【5】报道慢性心衰患者,并应用CPET测定数白.例。
此后,国内外学者先后报道r肺部疾病时CPET的特点p101。
特别在近_二十余年中,随着测定仪器、运动器械以及计算机技术的迅猛发展,这项测试技术获得相应的发展。
2CPET在临床中的应用心肺运动试验可提供有关呼吸系统,循环系统及气体代谢等大量指标,各指标分别具有不同的临床意义。
心肺运动试验在临床E广泛开展已有数卜年历史,目前运动心肺功能试验在l晦床的应用,主要包括㈣:①评价运动受限的病理生理.功能损害的严重程度;②呼吸困难的鉴别诊断(心、肺、肺血管等);③评定心血管和肺疾患治疗方式的效果;④评估外科大手术的危险性及预后;⑤评估器官移植生存潜能(心脏移植、肺移植等);⑥康复医学运动处方个体化制定;⑦运动医学、运动计划、训练办案的制定;劳动力评定。
3CPET运动方案的选择功率负荷的表示方法有■种:①功(Work):表示为千克.米(KPM,1KPM=移动l千克重物.垂直距离为I米时克服重力所作的功);②功率(Power'):即单位时间的功,以watt表示,1watt=6.12KPM/min(100watts600KPM/min);③能量(Energy):用摄氧量(V02)表示,单位是I./min或ml/min。
运动心肺功能测试设备的发展及技术要点
运动心肺功能测试是指在一个运动规程下(蹬车或跑步),同时进行运动气体代谢监测和运动心电图检测,从而全面评估心肺的综合运动能力。
气体代谢主要获得通气量VE、摄氧量VO2、二氧化碳排出量VCO2、呼吸熵RER或RQ、无氧阈AT等重要参数。
实际上测量的核心数据来自流速传感器、氧和二氧化碳分析器。
一、三大核心部件
1.流速传感器
发展过程:
第1阶段:闭合模式技术
第2阶段:开放模式技术
技术要点:
1)阻力要小。
运动过程中的通气量很大,最高可达平静呼吸时的36倍,因此流速传感器的阻力略微增大都会给受试者带来不适。
【JAEGER】阻力<0.1Kpa/L/S at 15L/S
2)采用开放模式设计并且体积要小、重量要轻。
以便于运动,不会给受试者增加负荷和带来负担。
【JAEGER】采用开放模式设计
3)死腔量要尽量小。
以避免因系统死腔过大而造成测试误差。
【JAEGER】死腔量少于 30 ml
4)对水蒸汽不敏感。
运动过程中在呼吸面罩内会产生大量水蒸气甚至呼出口水,避免潮气对传感器测试精度产生影响是极其重要的。
【JAEGER】拥有太空材料的Twintube自动干燥(无干燥剂设计)管路和专用的湿气过滤器。
5)自动容积(流速) 定标。
仪器自动对高流速与低流速进行定标,保证测试的准确性。
2.氧分析器
发展过程:
第1阶段:差分顺磁技术
代表产品:
Oxycon Sigma(1989)
Oxycon Beta /Record(1989)
Oxycon Champion (Gamma) (1991)
响应时间:〈40ms
测量范围:0-25%
使用寿命:永久
早期的运动产品采用差分顺磁技术性能稳定、寿命长,目前很多用户依然可以正常使用,如:北大医院。
但由于顺磁技术故障率较高现已被淘汰。
第2阶段:电化学技术(氧电池:氧化锆)
代表产品:
Oxycon Alpha(1993)
Oxycon Delta(1996)
响应时间:〈200ms
使用寿命:1年
前期的电化学技术响应时间较长、采样速度较慢,因此不是真正的每口气测试法,在剧烈运动呼吸频率快时会有延迟和样本点不足。
第3阶段:改进式电化学技术(氧电池:氧化锆)
Oxycon Mobile(2003)
CPX(2004)
Oxycon Pro(2007)
响应时间:〈80ms
测量范围:0-100%
使用寿命:2年
改进的电化学技术采用了长效的氧电池,大大提高了响应时间,得以实现真正的每口气测试。
由于采样速度快,采集的样本点多,从而使测试数据更加准确,尤其适合极限运动测试。
技术要点:
1)响应时间:
响应时间的快慢,决定了采样是否会产生延迟,决定了所采集到的样本点的多少,从而决定了是否能够进行真正的每口气法测试,决定了是否能够满足极限运动测试的要求,最终决定了所测出的摄氧量数值,尤其是最大摄氧量值是否准确稳定而且重复性好。
2)测量范围:
决定了是否能够满足极限运动测试的要求。
3)使用寿命
目前,差分顺磁技术已被淘汰。
而电化学技术除响应时间外的另一个重要的参数就是使用寿命,长效的氧电池能够保障设备相对长期稳定的运行。
3.二氧化碳分析器
发展过程:
第1阶段:红外热传导慧斯通电桥
如:
Oxycon Alpha(1993)
Oxycon Delta(1996)
Oxycon Mobile(2003)
CPX(2004)
响应时间:〈80ms
测量范围:0-100%
使用寿命:永久
第2阶段:红外光谱吸收
如:
Oxycon Pro(2004)
响应时间:〈40ms
使用寿命:永久
技术要点:
1)响应时间:
响应时间的快慢,决定了采样是否会产生延迟,决定了所采集到的样本点的多少,从而决定了是否能够进行真正的每口气法测试,决定了是否能够满足极限运动测试的要求,最终决定了所测出的二氧化碳排出量数值是否准确稳定而且重复性好。
2)测量范围:
决定了是否能够满足极限运动测试的要求。
二、测试方法
发展过程:
第一阶段、道格拉斯气袋法(Dagalas bag)
第二阶段、混合气袋法(Mixing bag)
第三阶段、每次呼吸气法
第1阶段:混合室法----闭合模式技术
第2阶段:微型混合室法----开放模式技术
第3阶段:数字混合室法------开放模式的最新发展
第四阶段、每口气法(Breath by Breath)
从目前来看,每口气法技术(Breath by Breath)是当今气体代谢测试技术的主流,而越来越快的Breath by Breath 肯定是将来发展的方向,因为更高的采样分析速度意味更加丰富的测试内容以及测试数据的更加精确。
目前世界上最快的运动心肺功能仪Oxycon Pro就是采用每口气法的,采样速度已高达400次/秒了。
技术要点:
是否采用真正的每口气法测试,决定于氧和二氧化碳气体分析器的响应时间的快慢,只有快速采样保证有足够多的样本点,才能得到稳定准确的测试数据,尤其是极限测试。
三、运动心肺功能的评估完全一体化
1.数字化12导心电图,RS232 接口,既可独立使用,也可联合使用
2.采样频率高达500 Hz
3.气体代谢和十二导心电图同步,在运动心肺系统主机上实时显示12导的运动心电图4.内置12导联运动心功能评估设备选件
5.运动过程中自动进行ST段和QRS复合波测量和分析
6.所有的心电原始波形和测量数据同时保存在计算机上,并可分析打印出来。
四、与功率计的连接方式
与功率计的连接方式是指通过数字量传输还是通过模拟量传输。
数字信号传输准确,功率计所显示的数据与计算机所接受的数据完全一致,而模拟信号的传输需要将功率计与计算机的数据进行定期校核,而且易产生误差。
五、测试软件
1.在WinXP操作系统下稳定运行
2.评估回放软件回放测试过程以及计算、分析、曲线的数学处理、打印运动心电报告和气体代谢参数
3.测试界面能够自行设计
4.运动规程可以自行设计和修改
5.智能评估软件
6.能够进行营养分析
6.开放式数据接口,数据能够导出到Excel文件进行分析。
7.中文报告,适合中国人的预计值系统
8.可自动计算无氧阈和呼吸补偿点,并且提供多种无氧阈分析方法
9.能够进行远程维修
六、与现有外部设备是否完全匹配
七、国际和国内的市场占有率
目前运动心肺市场上主要存在以下几种品牌:德国耶格、美国森迪斯、美国麦加菲、意大利科时迈、以及德国的康讯。
德国耶格公司规模最大、历史最悠久、技术最先进,在国际国内享有崇高的声誉,从八十年代进入中国市场以来,在国内市场占有率已达80%以上,国内很多体育机构、科研院所和大的三甲医院大都使用耶格的心肺功能测试产品,远远超过其他品牌。
因此,其测定参数具有广泛的参考性、可比性和权威性。
美国的森迪斯和麦加菲也是世界品牌,但是由于两个品牌使用会有大量的耗材以及一些技术原因在国内分别居第二和第三位,但客户数量远少于耶格。
其它的小品牌如意大利科时迈和德国的康讯由于厂家规模小、设备工艺简陋、运行稳定性差、故障率高,故此在国内用户极少,甚至在其厂家本土的销量都远不如耶格和森迪斯。
此外,德国耶格Oxycon Pro 产品不同于其他厂家为医院测试病人而设计的常规肺功+运动能测试系统。
Oxycon Pro是专为体育科研院所和医院的科研机构而专门设计的的运动心肺测试系统,其各项性能和参数都远高于同类产品,因此它不仅适合于测试病人和普通人,而且能够针对运动员、宇航员、飞行员以及潜水员等进行特殊运动极限测试。
八、专业的肺功能销售服务公司,有专业的维修工程师
北京领锋公司只经营德国耶格公司的产品,是目前国内唯一的专业肺功能仪销售服务商,而其它产品销售多为代理商制,由于经常变换代理商,多年来国内售后服务几乎沒有,
在售后服务、技术支持方面,很明显我们有着不可比拟的优势。
德国耶格公司中国办事处目前国内现有十多名经过在德国专业培训的工程师专门负责售后服务,我们的售后维修快捷、高效,国内承诺24小时内响应。
而且我们率先在医疗服务领域实行了远程联网,即可通过网络进行故障的判断、软件的修复、报告的设计修改等技术服务。
只要用户方提供一部直拨电话,我们公司将无偿提供其他网络设备及软件。
通过这项功能,用户之间也可以实现数据库同享。
这项技术已达到国际领先水平。
九、能够提供备件和备机。