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运动心肺实验可通过测量气道内气体交换，同步评估心血管系统和呼吸系统的同一运动应激的反应情况。运动心肺试验主要包括两个部分：心电图负荷试验和气体代谢分析，前者早已广泛应用于临床，用于诊断心肌是否有潜在的缺血，但对心脏的功能状况不能进行评价。气体代谢分析是对肺、心脏、血红蛋白失携氧、肌肉等系统进行功能评价。在运动中对O2和CO2进行实时连续的（breath-by-breath）测定分析以判断心肺等系统的贮备功能。此外运动心肺试验时，同时还监测经皮血氧饱和度、血气，以便综合评价机体的生理状况。