運動與骨密度領域的研究熱點和動態(tài)

隨著世界人口老齡化程度的加劇，骨質(zhì)疏松癥患者愈發(fā)增多。資料顯示，2010年，歐盟約有2 200萬女性和550萬男性患有骨質(zhì)疏松癥[1]，美國約有800萬女性和100萬～200萬男性患有骨質(zhì)疏松癥[2-3]。中國是世界上老齡人口最多的國家[4]，中國60歲以上人群骨質(zhì)疏松癥總體患病率為36%，其中男性為23%，女性為49%[5]。

在骨質(zhì)疏松癥預防上，保持營養(yǎng)、規(guī)律的運動和健康的生活方式有助于骨骼健康[6-7]。在骨質(zhì)疏松癥診斷上，骨密度(Bone mineral density, BMD)檢測已經(jīng)比較成熟，目前骨密度測量主要應用于臨床醫(yī)學，是診斷骨質(zhì)疏松癥、觀察骨質(zhì)疏松癥治療效果及預測骨折風險性的一個間接指標[8]。

運動作為促進骨骼健康的積極因素，與骨密度關系密切。一直以來，國內(nèi)關于運動與骨密度方面的研究屢見不鮮，那么，目前國際上有關運動與骨密度這一領域研究現(xiàn)狀究竟如何？研究前沿及研究熱點是什么？研究現(xiàn)狀又具有怎樣的特征趨勢？本文擬用Citespace軟件對Web of Science 所收錄的有關運動與骨密度領域相關文獻進行可視化分析，力求探索現(xiàn)階段運動與骨密度領域研究前沿、熱點以及其可能的動態(tài)發(fā)展趨勢。

1 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health,NIH)對骨密度的定義，以“bone mineral density” OR “bone density” OR “bone mass” OR “BMD”為主題詞在Web of Science數(shù)據(jù)庫進行檢索，以“exercise” OR “sport” 精煉檢索結(jié)果。所選文獻類型為 ARTICLE。時間跨度為2001-2017年。語種及國家/地區(qū)不限。共檢索到文章3 907篇，將文獻的題錄信息，包括作者/編者、標題、來源出版物、摘要、引用的參考文獻、文獻類型、被引頻次、關鍵詞、出版商信息等全選下載，保存為純文本文件。數(shù)據(jù)檢索及下載截至2017年1月7日。

以SCIE、SSCI、 A&HCI、 CPCI-S、 CPCI-SSH、 ESCI、CCRE、IC收錄的文獻為對象，運用可視化軟件Cite Space 5.0.R2 SE進行知識圖譜繪制，通過定量與定性分析相結(jié)合的方式，梳理運動與骨密度領域研究熱點并對其動態(tài)變化趨勢進行分析。

2 結(jié)果與分析

檢索到的3 907篇文章，被引頻次總計74 230次，去除自引的被引頻次總計59 189次，每項平均引用19次， h指數(shù)為102。

2.1 分布情況

2.1.1時間與期刊分布

2001-2017年期間，運動與骨密度領域研究文獻數(shù)量隨年份呈相對穩(wěn)定的上升趨勢，說明關注度逐年增加。從表1可以看出，刊發(fā)文獻數(shù)量超過100篇的期刊是前4位。從期刊從屬國家來看，除了排名第一的Osteoporosis International由英國出版，排名第六的Journal of Bone and Mineral Metabolism由日本出版外，其余雜志出版國家均是美國?？梢?，美國相關期刊對這一領域很重視，另外國際骨質(zhì)疏松雜志對這一方面的研究關注度比較高。

表1 運動與骨密度領域研究主要來源期刊(載文數(shù)前10名)

注：5年影響因子數(shù)據(jù)來自第 2016 版 Journal Citation Reports

2.1.2 地區(qū)與機構分布

3 907篇文獻共涉及82個國家/地區(qū)，其中美國、英國、加拿大、澳大利亞、日本、德國這幾個國家在運動與骨密度研究領域擁有較強的科研實力。文獻高產(chǎn)國主要集中在歐美地區(qū)，這與當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展水平、國民健康狀況、醫(yī)療體制與醫(yī)療資源等密切相關。就機構分布來看，高產(chǎn)機構主要集中在高等院校，其中不列顛哥倫比亞大學以72篇發(fā)文數(shù)在各機構中位居第一，其次是哈佛大學、墨爾本大學等。相比而言，國外高等院?？蒲辛α啃酆?，國內(nèi)院校在這一領域的研究處于相對薄弱的地位。

2.1.3 作者分布

繪制運動與骨密度領域高產(chǎn)出作者知識圖譜可以得知主要研究者的學術影響力大小，一定程度上反映學者對此領域的貢獻程度。由圖1可知，被引頻次位居前10的高產(chǎn)出作者分別是：Frost HM(493次)、Heinonen A(450次)、Turner CH(430次)、Kannus P(330次)、Rubin CT(328次)、Kohry WM(328次)、Cummings SR(326次)、Kanis JA(324次)、Anonymous(306次)、Taaffe DR(283次)。

高產(chǎn)出作者文獻均發(fā)表于2001年，其可能的原因是受NIH 2000年召開的公開論壇及2001年提出的骨質(zhì)疏松定義的影響。NIH對骨質(zhì)疏松癥的高度重視及公開論壇中專家共識對相關領域的研究產(chǎn)生了強有力影響，加上2001年對骨質(zhì)疏松癥的重新界定及評估標準的出臺也促進了各個領域?qū)W者的關注程度，從而激發(fā)了相關學者對運動與骨密度領域的研究熱情。

圖1運動與骨密度領域高產(chǎn)出作者(被引頻次前10名)

Figure1Knowledgemappingofhighlyproductiveauthorsinexerciseandbonemineraldensityresearch(Top10)

2.2 研究熱點

文獻題錄中的關鍵詞是對主題的高度概括和集中描述，可以用于確定某一學科領域的研究熱點[9]。運動與骨密度領域研究高頻及高中心性關鍵詞見表2，其中未對相近或相似的詞進行合并。

引文年輪(Citation tree-rings)代表著某篇文章的引文歷史。引文年輪的顏色代表相應的引文時間，年輪厚度與相應時間分區(qū)內(nèi)引文數(shù)量成正比[10]。詞頻是指所分析的文檔中詞語出現(xiàn)的次數(shù)，年輪節(jié)點代表著關鍵詞，節(jié)點的大小與其被引頻次及關注程度成正比，節(jié)點越大，說明被引頻次越多，受到的關注程度越高，相反，節(jié)點越小，說明被引頻次越少，被關注度越低。運動與骨密度領域研究關鍵詞共詞可視化圖譜如圖2所示。

表2 運動與骨密度領域研究高頻及高中心性關鍵詞

圖2運動與骨密度領域研究關鍵詞共詞可視化圖譜

Figure2Knowledgemappingofco-citedkeywordsinexerciseandbonemineraldensityresearch

由表2及圖2可知，運動與骨密度領域研究熱點主要集中在運動、體力活動、骨、骨密度、骨質(zhì)疏松幾個方面；研究對象以兒童、女性為主，兒童包括男生和女生，女性主要為年輕女性、絕經(jīng)后女性及老年女性；研究多采用Meta分析的方法來對運動與骨骼健康之間的關系進行定性與定量的分析，為預防骨質(zhì)疏松提供科學依憑，或?qū)琴|(zhì)疏松性骨折風險性因素進行評估，為降低骨折發(fā)生率提供相應參考；多運用隨機對照試驗(Randomized Controlled Trial, RCT)的方法揭示力量、體成分、肥胖等與骨密度的關系，驗證運動干預尤其是沖擊性運動、平衡相關運動，或輔以激素代替療法能否提高骨密度，抑或緩解絕經(jīng)后女性及老年人骨質(zhì)丟失和/或降低骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)生。

2.3 研究動態(tài)

2.3.1 研究前沿

圖3共被引網(wǎng)絡圖譜顯示，運動與骨密度研究集中在3個熱點研究群，按人群特征劃分，包括絕經(jīng)前后女性、兒童和青少年、青年人和中年人。其中，研究群1的研究對象主要是女性，研究群2和研究群3在對象選擇上沒有明顯的性別傾向性。研究群1在研究內(nèi)容上偏向骨質(zhì)疏松治療方法探索，研究群2、3偏向骨質(zhì)疏松預防方式挖掘。無論是研究對象選擇還是研究內(nèi)容偏向均可發(fā)現(xiàn)，研究重心由骨質(zhì)疏松治療向骨質(zhì)疏松預防過渡。被引頻次位居前10名的被引文獻如表3所示，所納入的文獻平均被引頻次達到84.9次，這些文獻構成了運動與骨密度研究領域主要熱點模塊。

圖3運動與骨密度領域研究文獻共被引網(wǎng)絡圖譜(被引頻次前10名)

Figure3Knowledgemappingofco-citedreferencesinexerciseandbonemineraldensityresearch(Top10)

研究群1為運動對絕經(jīng)前后女性骨密度的影響，主要是探索骨質(zhì)丟失、骨質(zhì)疏松及骨質(zhì)疏松性骨折治療方法。研究發(fā)現(xiàn)，女性骨丟失速度快于男性，且罹患骨質(zhì)疏松人數(shù)多于男性[11-12]。臨床研究表明，圍絕經(jīng)期女性骨轉(zhuǎn)換會增加，而絕經(jīng)后女性由于雌激素減少，T細胞活性增加，會促進破骨細胞生成造成骨量丟失[13]。Wolff(1999)、Feskanich(2002)等研究表明適度的體力活動有助于增加絕經(jīng)前后女性BMD，預防或扭轉(zhuǎn)骨丟失，降低骨質(zhì)疏松性骨折風險[14-15]。研究提示，絕經(jīng)前后女性在運動方式選擇上，高沖擊力類項目的骨量增長效果比較好[16]；在訓練負荷安排上，高負荷低重復較低負荷高重復訓練效果好[17]。

研究群2為運動對兒童和青少年骨密度的影響，主要是探索峰值骨量(Peak bone mass /Peak bone mineral density)提高的方法。低峰值骨量可能會導致骨質(zhì)疏松，而兒童和青少年時期是峰值骨量增長的關鍵時期[18]。研究表明，進行適當運動可能會增加峰值骨密度，有助于預防骨質(zhì)疏松癥[19]。Bradney等[20](1998)研究發(fā)現(xiàn)，兒童進行適當?shù)闹械葟姸蓉撝剡\動可以增加其BMD值。Bailey等[21](1999)發(fā)現(xiàn)積極參與運動的青少年所測的全身BMD值與活動較少的同齡人相比分別高出9%和17%?？梢钥闯?，學者們對運動有助于增加兒童和青少年BMD值持比較一致的意見，且跳躍類運動因其安全、簡單易實施且能顯著提高BMD值，可以考慮將其納入到中小學體育課內(nèi)作為練習內(nèi)容[22-23]。有證據(jù)表明，兒童和青少年時期通過運動所形成的BMD增長效益可以維持到青年時期[24-25]。

研究群3為運動對青年人和中年人骨密度的影響，主要探求維持峰值骨量和/或減緩峰值骨量丟失的方法。青年和中年階段是骨骼由峰值BMD向BMD下降過渡的時期，一般人于青年前期達到骨峰值，隨后便慢慢下降。研究認為，生活方式、體力活動和鈣攝入量是青年人BMD增長的重要影響因素[26]。就運動而言，兒童和青少年時期的運動對于青年時期的BMD增長有正向遷移作用[27]；青年人和中年人通過運動所產(chǎn)生的骨健康效益可以維持至老年時期，一定程度上可減少骨質(zhì)疏松性骨折發(fā)生的可能[28]。從運動方式來看，負重訓練、抗阻訓練或高沖擊力訓練所產(chǎn)生的BMD增長效益較不負重運動更為明顯[29-30]，然而究竟哪種練習方法對于促進BMD增長效果最佳目前仍然沒有定論。

表3 運動與骨密度領域研究高共被引文獻(被引頻次前10名)

2.3.2 研究趨勢

學科領域在每一時期都有其研究熱點，進而構成該學科的主要知識領域。突現(xiàn)主題詞(Burst Term)表示在一段時期內(nèi)該研究主題受到了高度關注，是當時正在興起并具有很大發(fā)展?jié)摿Φ难芯糠较騕31]，通過突現(xiàn)主題詞的演變路徑可以揭示運動與骨密度領域研究的發(fā)展脈絡及各年份主要研究傾向。運動與骨密度領域研究突現(xiàn)主題詞(突現(xiàn)度>10)分述如下。

從被試選擇來看，2001-2004年研究對象包括女性和男性，女性對象主要為青春期前女性、青春期女性、絕經(jīng)前女性、絕經(jīng)期女性、老年女性，男性對象為老年男性。可見，這一階段對象選擇在性別上側(cè)重選擇女性，部分研究涉及男性，在年齡上側(cè)重選擇女性BMD增長及下降年齡段，男性BMD下降階段。2005-2012年，研究者在對象選擇上不再有明顯的性別傾向，而是更加注重年齡這個指標。2005-2008年以青年人群體為主，2009-2012年著重關注兒童青少年、青年人以及老年人群體。2013-2016年對象選擇不再有性別、年齡偏向，開始關注不同年齡、性別群體，尤其是運動員，且研究對象不再局限于人，此階段出現(xiàn)以動物及細胞為對象研究。綜合來看，所選被試范圍在逐漸擴大，被試由罹患骨質(zhì)疏松主要風險人群向潛在風險人群再向普通人群轉(zhuǎn)移，一定程度上表明研究側(cè)重點在發(fā)生變化。且被試對象開始出現(xiàn)動物及細胞，說明研究在不斷細微化，研究者試圖從作用機制的層面進行相關問題的探討。

從研究方法來看，2001-2004年主要采用的是隨機對照試驗(RCT)、在體研究(In vivo)及Meta分析(Meta analysis)。2005-2008年主要采用隨機試驗的方法，且突出研究過程中的隨訪。2009-2012年RCT再度成為研究的主要方法，可能的原因是隨機試驗存在一定的局限性及循證醫(yī)學(Evidence-based medicine, EBM)的不斷滲入。2013-2016年實驗方法趨于穩(wěn)定，主要是RCT和Meta分析。研究方法最終傾向于RCT和Meta分析說明EBM在臨床醫(yī)學領域內(nèi)迅速發(fā)展。EBM能夠提供應用當前最佳的臨床證據(jù)，這些證據(jù)主要來自大樣本的RCT和基于特定病種的特定療法收集所有質(zhì)量可靠的RCT后所作的系統(tǒng)評價或Meta分析[32]。RCT采用隨機分配的方法能夠很好地避免選擇偏倚和混雜因素，是干預性研究的“金標準”[33]。Meta分析作為一種定量與定性相結(jié)合的方法，利于減少結(jié)論主觀偏向性[34]。EBM的興起一方面使得經(jīng)驗模式下的傳統(tǒng)醫(yī)學觀念受到?jīng)_擊，促使各領域研究人員更加注重研究的精確性及可靠性，且在研究范式的擇取上呈現(xiàn)出更加嚴謹態(tài)度；另一方面因其更加注重最新研究成果與臨床實踐相結(jié)合，顯著提高了干預的有效性。在運動與骨密度研究領域，這種趨勢有利于增加骨質(zhì)疏松治療或預防方案設計的合理性及提高運動干預的有效性。

從研究內(nèi)容來看，除體重與BMD的關系是學者們一直關注的話題外。2001-2004年以骨病理學研究為主，著重探尋骨質(zhì)疏松癥的治療方法。藥物療法上，包括雌激素替代療法、甲狀旁腺激素治療法；運動療法上，以體力活動、負重運動、高沖擊力運動為主；營養(yǎng)調(diào)節(jié)上，包括飲食調(diào)控、維生素D和鈣劑補充。2005-2008年側(cè)重骨生物力學探索，注重不同載荷下骨的力學特征，尤其是體育鍛煉對骨的力學性能的影響，探尋骨骼最佳應力范圍與最大載荷值，為減少應力斷裂和降低骨折風險提供了相應參照標準。利用定量超聲、定量計算機斷層掃描(pqct/pQCT)的方法對承重部位或特定部位進行骨強度、BMD相關指標測量，進一步個體化骨折風險預測。還有研究開始關注脊髓損傷、飲食失調(diào)對BMD可能產(chǎn)生的影響。2009-2012年注重骨幾何學研究。通過pqct、DEXA/ DXA/dxa方法探討骨幾何學參數(shù)(如骨直徑、剖面系數(shù)、截面面積、皮質(zhì)厚度、抗曲比例等)與BMD的關系，并進行身體素質(zhì)與骨幾何結(jié)構之間關系探討。同時開始關注疾病對骨轉(zhuǎn)換標志物可能產(chǎn)生的影響。2013-2016年偏向病理情況下骨骼健康研究。關注運動與病理情況下骨健康的關系，主要包括肌少癥(Sarcopenia)、代謝綜合征對骨健康的影響，涉及損傷、炎癥、康復等方面，同時，此階段有研究開始進行成骨細胞與骨形成之間關系的探察。綜上，研究內(nèi)容主要圍繞骨質(zhì)疏松及骨折危險因素、早期診斷、正確合理治療及預后，研究重心由骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)疏松性骨折治療方法探尋過渡到罹患骨質(zhì)疏松及骨質(zhì)疏松性骨折風險評估，再到骨健康影響因素又從宏觀的骨幾何學、一般病理情況等深入到細胞分子層面，試圖找尋預防骨質(zhì)疏松的最佳方法。

運動處方的合理與否直接關系到運動干預效果的好壞，但目前大部分骨密度維持或提高的運動處方體系缺乏一定的科學建構依憑。未來研究可能會借助Meta分析、回歸分析等方法使處方更加科學，研究對象可能擴大到不同健康狀況人群。體重、體重指數(shù)、肥胖與骨密度相關性問題是研究者持續(xù)關注的熱點。如何通過運動干預使不同年齡、性別體重不達標者保持合適的體重，同時又能不降低或還能增加其骨密度值，是學者們未來值得研究的問題。

關于運動與骨密度關系內(nèi)在機制研究，目前仍主要處在力學階段，細胞或分子層面研究剛起步。未來研究可能會注重對微觀機制下運動是如何作用于特定物質(zhì)產(chǎn)生影響，這種效果又如何促使骨密度發(fā)生變化，并最終達到預防和治療骨質(zhì)疏松的目的進行剖析。

圖4 運動與骨密度領域研究主題演變關系

Figure4Thethemeevolutioninexerciseandbonemineraldensityresearch

3 結(jié)論

運動與骨密度領域研究高產(chǎn)出國家、機構、作者主要集中在歐美地區(qū)。領域研究熱點主要包括運動、體力活動、骨、骨密度、骨質(zhì)疏松、兒童、女性等。熱點研究群主要集中在絕經(jīng)前后女性、兒童和青少年、青年人和中年人，從被試選擇、研究方法及研究內(nèi)容上看，運動與骨密度研究重心已由骨質(zhì)疏松治療向骨質(zhì)疏松預防過渡。未來可能的研究重點：不同健康狀況人群骨密度維持或提高的運動處方構建，不同年齡、性別及體重人群骨密度維持或增長的個體化運動方案設計以及運動與骨密度關系機制探討三方面。

參 考 文 獻

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Abstract

Based on the articles about exercise and bone mineral density published between 2001 and 2017 from Web of Science, this present study made with CiteSpace 5.0.R2 SE software a quantitative and qualitative analysis of the hotspots and dynamic trend in this field. The results show that highly productive countries, institutes and authors are mainly in Europe and America; the hotspots mainly include exercise, physical activity, bone, bone mineral density, and osteoporosis; the hotspots focus on groups of pre- and postmenopausal women, children and adolescents, adult and middle-aged people; On the whole, the focal point has gradually transited from bone mineral density to human's overall health and quality of life, and then bone mineral density research has been conducted from health-related aspects. It can be postulated that the future research may mainly concentrate on three aspects: to develop exercise prescription for bone mineral density maintenance or improvement in people of various health statuses; to design personalized exercise programs to maintain or increase bone mineral density in people of different ages, genders and weight levels; and to explore the relationship between exercise and bone mineral density.

Keywords:bonemineraldensity;osteoporosis;exercise;physicalactivity;knowledgemapping

CLCnumber：G804.5Documentcode：AArticleID：1001-9154(2018)02-0109-07