简易肺通气机能测试法的设计与研究*

龚晓明



简易肺通气机能测试法的设计与研究*

龚晓明

(四川理工学院体育学院，四川 自贡 643000)

运用气球、软尺等日常用品设计肺通气机能测试的方法，对实验设计进行详细解析，并提出改进的意见和建议，为生理学实验提供一定的素材，有利于学生对呼吸机能的掌握。

肺通气机能；生理；实验；吹气球

肺通气机能是呼吸系统的重要功能，其评价指标有肺活量、连续肺活量、时间肺活量和最大通气量。目前，肺活量测试方法已经非常固定，不论是传统的“水桶式”测试器还是相对先进的电子肺活量计，对人数较多的课堂教学或是实验教学来说，要达到人人都体验的目的，对于仪器、场地及时间等的要求都很高。本文运用气球、软尺等日常用品设计简易的肺通气机能测试方法，作为肺活量测试的辅助实验，为生理学、运动生理学等课程的实验教学提供一定素材。

1 实验设计

1.1 实验名称：吹气球

1.2 实验目的与原理

本实验通过吹气球的实验体验，与同学比较后间接了解肺通气机能与身体素质或健身习惯之间的关系，激发学生积极思考、主动学习的能力，促进学生对体育锻炼的重视。肺活量是最大深吸气后再做最大呼气时所呼出的气量。采用吹气球的方法与之操作雷同，但只能定性而非定量，可横向（两两）和纵向（前后）比较肺通气机能状况。

1.3 实验方法

1.3.1 实验对象

学生。

1.3.2 实验器材

乳胶气球（10寸）、软尺、记号笔、秒表、粉笔等。

1.3.3 实验步骤

（1）将学生分组，6人/组，1人计时、1人记录，其余4人分两个小组进行对比实验，每小组各有一名测试者和受试者。

（2）受试者尽量选取大小相等的气球，在每个气球相同位置上描记三个点以便于测量气球的围度。

（3）受试者最大深吸气后，对气球做一次性最大吹气，再换气轻轻吹一次，此时，需保证两个小组的气球大小一样。设计依据：之所以要补吹一次，目的在于保证气球初始大小一样，且一定超过两位受试者的肺活量，避免因气球的回弹力不一致而可能影响连续肺活量测试结果。

（4）气球放气至空虚，正式实验开始。受试者最大深吸气后，对气球做一次性最大吹气，测试者将软尺以之前描记的三个点（“三点一线”）为准测量气球围度，这一模拟肺活量测试的结果可被称作“模拟肺活量”（simulation of vital capacity, SVC），记为C。

（5）气球放气至空虚，进行模拟时间肺活量测试，即受试者最大深吸气后，以最快速度进行最大呼气，记录第一秒末的气球围度，这一的结果则称为“模拟时间肺活量”（simulation of timed vital capacity, STVC），记为C′，再计算C′/C×100%，记作p。

（6）气球放气至空虚，进行模拟连续肺活量测试。受试者按照肺活量测试方法吹气球，连续5次，每两次之间间隔30秒，将5次测得的结果视为“模拟连续肺活量”（simulation of continuous vital capacity, SCVC），记为C1-C5。（见表1）

（7）各组对结果进行讨论，并介绍分析过程、给出结论。

（8）学生对实验设计提出意见和建议。

表1 各测试结果名称与记录符号

测试结果名称简写记录符号 模拟肺活量SVCC 模拟时间肺活量STVCC′ 模拟连续肺活量SCVCC1-C5

1.4 注意事项

（1）感觉吹气困难，或出现严重头晕、目眩等缺氧反应时应立即停止，部分呼吸功能有障碍的人若强行吹气则可能造成“肺大泡”。

（2）描记打点时一定要保证每个气球位置一致。

2 结果分析

2.1 学生A与学生B，试通过以上方案测试他们的SVC、STVC和SCVC，再分析比较其肺通气机能情况。

记录结果如图1。

2.2 结果与分析：

a. SVC结果显示，学生B优于学生A，说明B的肺通气量和肺容量更大。

b. STVC结果显示，C′虽然相同，但A与B的p值分别为83.3%和90.9%，反映了B的呼吸肌爆发力和气道通畅情况优于A。

c. SCVC结果显示，A比B更稳定，反映出A的呼吸肌耐力更好，而B呼吸肌疲劳现象明显。

3 实验设计评价

3.1 积极意义

（1）该实验模拟肺活量、时间肺活量和连续肺活量测试，因此能对不同受试者或受试者不同时期的肺弹性、呼吸道阻力及呼吸肌耐力情况进行比较。

（2）气球经济实惠，吹气球方法简单易行，加上气球具有玩具的特性，容易激发学生参与的兴趣，启发学生积极思考，实现“从做中学”的教学过程，既对肺通气机能评价的目的和意义有一定了解，又能从实践中获得乐趣。

（3）分组实验、团队进行，有利于培养学生的协作精神；实验结束后介绍分析过程、给出结论，并对实验设计提出意见和建议，有利于学生创新意识的培养和理论联系实际能力的提高。

（4）对于一些呼吸系统疾病，吹气球是常用的康复手段，因此在一定程度上、一定范围内是有利于呼吸机能发展的。

3.2 存在的问题与弊端

3.2.1 存在的问题

由于气球在被吹起过程中，发生不均匀伸张，随着大小的改变其弹性系数在改变，那么，在STVC测试中，C′/C×100%并不一定大于83%才正常，因此该百分比横向比较结果的有效性还有待用传统、公认的方法对比验证。

3.2.2 存在的弊端

该实验目前只能定性而不能定量反映肺通气机能；气球的气嘴管径小，须较大的气体压力才能吹起，高压可能会造成人体内微血管壁破裂，而逆流的高压气体亦对肺有不良影响；吹气时若不慎弄破气球，弹回的气球可能会造成对眼球的伤害；气球本身存在微小的体积差异等。

4 结论与建议

本文所设计的吹气球实验能对受试者的肺通气机能进行比较（横向和纵向），从而丰富生理学、运动生理学等课程的理论和实验教学内容，有利于学生对基础知识的理解和掌握。实验中存在的问题有待进一步研究解决，而存在的弊端有的可以在实验前加以预防和克服，有的则需要在实验中加强重视。

[[1]] 王瑞元，苏全生.运动生理学[M].北京：人民体育出版社，2012:125-128.

[2] 谌通.吹气球肺功能锻炼法对老年腹腔镜手术患者术前肺功能及术后肺部相关并发症的影响[D].吉林长春：吉林大学，2013.

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Design of A Simple and Cheap Test with Pulmonary Ventilation Function

GONG Xiao-ming

(Institute Of P.E., Sichuan University of Science & Engineering, Zigong 643000, Sichuan, China)

A simple and cheap method designed to test the function of pulmonary ventilation by using the balloon, tape and other daily necessities, which was analyzed and advised to improve，is providing some materials for experimental physiology and promoting to understand respiratory function.

pulmonary ventilation function; physiology; experiment; blowing balloons

四川省教育厅人文社会科学（体育社会科学）重点研究基地课题资助（TY2013214）；四川理工学院教材建设项目资助（JC-1336）。

龚晓明（1981- ），四川乐山人，硕士，讲师，研究方向：运动人体科学。