国内外运动医学的大量研究表明，人体心肺功能水平与健康状况和运动能力密切相关。运动心肺功能状况的良好程度与健康水平密切相关，并且能够反映出人体的机能储备和运动能力[1]。
　　近年来随着电子计算机和电子传感器技术的发展，运动负荷和气体代谢变化的测量有机结合就产生了运动心肺试验(运动负荷气体交换法)。运动心肺试验(CPET)是指在特定的运动负荷下(自行车或跑台)，收集受试者呼出的气体并加以分析，对VO2max等指标进行直接或间接测定，并辅助心电导联监测心电变化，从而能够综合评价心肺功能的整体情况和储备能力。该方法弥补了传统静态心肺功能检查的许多不足，具有安全、无创、重复性好的特点，是目前国际上通用的综合评价人体呼吸循环机能水平的一种动态检测方法[2][3]。
　　运动心肺测试包括运动心电图和运动气体代谢两方面内容。气体代谢测试是了解运动过程中心脏和肺脏以及运动肌肉是如何协调进行氧的输送和二氧化碳的排出，因此该测试需要测量通气流速的传感器和测量氧和二氧化碳浓度的气体分析器。随着电子技术、高速传感器技术的发展和计算机的应用，使快速准确的分析受试者呼出气体成为现实，气体代谢检测技术的发展经历了以下阶段：
　　经典的道格拉斯气袋法(Dagalas bag)：早期由于没有流量传感器和气体分析器，所以气体代谢测试采用多个测试气袋，受试者的呼出气体经过三通单向阀全部收集到道格拉斯气袋中，每隔一定时间(30秒或1分钟)更换一个气袋，这样整个测试过程就需要几十个气袋。测试完成后，使用化学分析方法分析气袋中的氧和二氧化碳的成分和数量，整个过程缓慢而且非常繁琐。
　　混合气袋法(Mixing-bag)：由于经典的格拉斯气袋法不能做到测试数据的实时(On-line)分析，于是有人就提出呼出气的动态混合概念，即混合气袋法(Mixing-bag)，借助于当时的苹果II计算机、电子气体浓度分析器和流速传感器，在测试的同时得到了气体代谢的数据。这是气体代谢测试技术的一次大的飞跃。混合气袋法比较符合道格拉斯气袋法，缺点是动态性能差，反应迟钝。适合于稳态功率负荷的试验，但该测试方法不能满足短时间快速精确的测量。
　　每口气法(Breath by Breath)：随着气体浓度分析器分析速度的不断提高，科学家通过提高采样速度减少混合室的大小，获得了和传统混合气袋法一致的测试结果，于是就出现了每口气测试法(Breath by Breath)，即分析每一口呼出气的气体成分和通气量，这样大大改善了混合气袋分析的动态性能，克服了传统混合气袋法反应迟钝，测试样本少的缺点，成为测试技术上的又一次大飞跃。气体代谢测试的精度与流量传感器密不可分，其中数字涡轮式流量传感器由于技术简单，对水汽不敏感，而且价格非常便宜，应用相对广泛。但由于涡轮叶片的惯性和旋转阻力，低流量和高流速下气体代谢测试精度不够高；热线式流量传感器和改良的不怕水的压差式传感器在高精度的测试中应用得比较多。
　　目前运动心肺功能测试已广泛应用于体育、健身、康复、心脏病学、呼吸病学、重症监护等领域。在运动医学领域中主要用于：评估运动机体的有氧代谢能力，评价健身人群的健康状况和科学指导锻炼，以及制定个性化的康复医学运动处方，和特种行业职业病的诊断等；在竞技体育工作中主要用于进行运动员选材，考察运动员的潜在运动能力及评定运动员的身体机能状况，辅助制定训练计划和评估训练效果等[4]；同时随着学科之间的交叉与互补，该技术还应用在航空航天领域，评估宇航员对太空环境的适应能力等。
　　
　　参考文献：
　　[1] Weisman IM, Zeballos RJ. Clinical exercise testing [J]. Clin Chest Med, 2001, 22(4): 9-701.
　　[2]李琦.运动心肺试验在呼吸领域中的应用[J].当代医学, 2000, 6(5): 49-52.
　　[3]穆魁津,林友华.肺功能测定原理与临床应用[M].北京:北京医科大学.中国协和医科大学联合出版社, 1992: 170-186.
　　[4]曲绵域,于长隆.实用运动医学[M].第四版.北京:北京大学医学出版社, 2003: 111-119.