基于Citespace的國內(nèi)體育領(lǐng)域肌電研究知識(shí)圖譜分析

王相榮，李瑞奇

1 前言

肌電是神經(jīng)肌肉興奮發(fā)放生物電的結(jié)果，它是產(chǎn)生肌肉力的電信號(hào)根源。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到了這種生物電信號(hào)含帶著與人體運(yùn)動(dòng)息息相關(guān)的信息。在臨床醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程以及體育等領(lǐng)域肌電被廣泛應(yīng)用［15］。在體育領(lǐng)域通過對(duì)這種生物電的提取，可以有效地對(duì)肌肉用力特征、肌肉疲勞狀態(tài)以及運(yùn)動(dòng)損傷等方面進(jìn)行診斷與評(píng)價(jià)。為了解在體育領(lǐng)域肌電研究的研究力量、知識(shí)單元或知識(shí)群之間的結(jié)構(gòu)及演化軌跡，本文將采用陳超美教授開發(fā)的Citespace軟件對(duì)近20年體育領(lǐng)域肌電研究的文獻(xiàn)進(jìn)行整理分析，為之后體育領(lǐng)域肌電研究提供文獻(xiàn)參考。

2 數(shù)據(jù)來源

本研究主要對(duì)國內(nèi)近20年體育領(lǐng)域研究核心期刊文獻(xiàn)進(jìn)行了主題詞的檢索，在CNKI選中期刊，并設(shè)置高級(jí)檢索，文獻(xiàn)分類目錄選擇 “ 體育 ” ，選擇主題進(jìn)行檢索，主題詞設(shè)為 “ 肌電 ” ，時(shí)間區(qū)間為1999年—2018年，檢索截止日期為2019年5月25日，來源類別設(shè)置為核心期刊，并選中中文文獻(xiàn)，共檢索到314篇文獻(xiàn)，通過人工篩選剔除無效文獻(xiàn)（報(bào)道、會(huì)議通知、聲明、征稿啟事），共查找到1篇聲明并進(jìn)行剔除，最終獲得文獻(xiàn)313篇。

3 研究方法

本文采用了科學(xué)知識(shí)圖譜分析為本文的主要研究方法，科學(xué)知識(shí)圖譜可以揭示科學(xué)知識(shí)的發(fā)展過程并且凸顯出科學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，通常具有 “ 圖 ” 與 “ 譜 ” 的雙重屬性與特征，既可以是可視化的知識(shí)圖形又可以是序列化的知識(shí)譜系，可以對(duì)知識(shí)節(jié)點(diǎn)或者知識(shí)群體之間存在的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)以及交叉、演化等多種復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行表述。［1］本文研究使用的工具是陳超美博士開發(fā)設(shè)計(jì)的可視化軟件，軟件版本為CitespaceV（版本號(hào)5.3.R4，日期2018年8月35日），軟件運(yùn)行的環(huán)境為JAVA8平臺(tái)。通過該軟件對(duì)采集到的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)知識(shí)圖譜繪制，得到了研究作者共現(xiàn)圖、研究機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖、研究熱點(diǎn)共現(xiàn)圖、關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)共現(xiàn)圖。

4 結(jié)果與分析

4.1 發(fā)文量趨勢(shì)分析

發(fā)文量的時(shí)序變化可以很好地反映研究領(lǐng)域的歷史軌跡以及關(guān)注度變化。［2］可以從圖1中看出，我國體育領(lǐng)域肌電研究在1999年至2007年還是較低的關(guān)注度，從2008年到2014年到一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期，在2014年其體育領(lǐng)域核心期刊發(fā)文量達(dá)到了34篇，相較于發(fā)文量最低的2001、2002年的2篇增長了17倍。可見在2008年到2014年間肌電在體育領(lǐng)域的研究得到了飛速的發(fā)展。從2014年之后體育領(lǐng)域肌電的研究逐漸進(jìn)入了一個(gè)緩慢消退期。降到了2018年的11篇。

圖1 近20年體育領(lǐng)域肌電研究核心期刊發(fā)文趨勢(shì)圖

4.2 研究作者分析

表1 發(fā)文量前20研究作者概況

在節(jié)點(diǎn)類型（Node Types）中選擇節(jié)點(diǎn)為作者（Author），時(shí)間切割時(shí)段為5年，閾值設(shè)置為TopN（N=50），進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到研究作者共現(xiàn)圖（圖2），其中節(jié)點(diǎn)115個(gè)，連線130，網(wǎng)絡(luò)密度Q=0.0198。高產(chǎn)作者是某個(gè)領(lǐng)域研究的主要力量［3］，根據(jù)普萊斯定律確定體育領(lǐng)域肌電研究的高產(chǎn)作者，統(tǒng)計(jì)相關(guān)作者共有115人，根據(jù)此定律可以確定發(fā)文量前10位為高產(chǎn)作者，分別是陳月亮、王健、王國祥、郭峰、劉卉、李世明、陳小平、吳瑛、紀(jì)仲秋、王琨等人，這些專家學(xué)者對(duì)體育領(lǐng)域肌電研究具有積極的推動(dòng)作用。通過對(duì)中介中心性分析可以看出陳月亮、吳瑛、李玉章、袁艷、伍勰在體育領(lǐng)域肌電研究有較高的中介中心性，這反映了這些作者的研究對(duì)體育領(lǐng)域肌電的研究起著重要的支撐作用，占有至關(guān)重要的地位。圖2中節(jié)點(diǎn)的大小與作者的發(fā)文量的呈正比，節(jié)點(diǎn)越大則發(fā)文量越多；連線反映了作者的合作關(guān)系，連線越粗表明作者之間的合作越密切。在體育領(lǐng)域肌電研究的作者合作網(wǎng)絡(luò)中，已經(jīng)形成了幾個(gè)較為明顯的科研團(tuán)體（見圖2）。例如，以陳月亮、吳瑛、伍勰、袁艷等人為核心組成的團(tuán)體，以王琨、張俊峰、嚴(yán)波濤等人組成的科研團(tuán)體以及以黃達(dá)武為核心的科研團(tuán)體。這些科研團(tuán)體是體育領(lǐng)域肌電研究的重要支撐和前進(jìn)的力量。但從整體的作者合作網(wǎng)絡(luò)來看，作者之間的合作較為松散，單點(diǎn)較多（Q=0.0198），這并不利于體育領(lǐng)域肌電研究的進(jìn)一步發(fā)展。

圖2 研究作者共現(xiàn)圖

4.4 研究機(jī)構(gòu)分析

發(fā)文量是評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)科研能力的重要指標(biāo)，也是人們認(rèn)識(shí)機(jī)構(gòu)研究領(lǐng)域、研究成果、學(xué)術(shù)水平以及學(xué)術(shù)權(quán)威的重要觀測(cè)點(diǎn)之一［7］。通過中國知網(wǎng)獲取了該領(lǐng)域發(fā)文量前10的研究機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在前10的群體中，以體育高等院校的發(fā)文量較高，上海體育學(xué)院（43篇）、北京體育大學(xué)（35篇）、西安體育學(xué)院（21篇）、沈陽體育學(xué)院（12篇）、天津體育學(xué)院（10篇），而綜合性大學(xué)的發(fā)文量相對(duì)較少，蘇州大學(xué)（15篇）、浙江大學(xué)（13篇）、湖北理工學(xué)院（12篇）、江西師范大學(xué)（9篇）、魯東大學(xué)（9篇）?？梢娫隗w育領(lǐng)域肌電研究方面上海體育學(xué)院、北京體育大學(xué)、西安體育學(xué)院有著較強(qiáng)的科研能力與影響力。通過分析研究機(jī)構(gòu)的分布特征可以了解某研究領(lǐng)域科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生、傳播、演變的源頭［8］。本文通過CitespaceV設(shè)置節(jié)點(diǎn)類型（Node Types）為機(jī)構(gòu)（Institution），時(shí)間切割時(shí)段為5年，閾值設(shè)置為TopN（N=50），進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到研究機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖（見圖4），其中節(jié)點(diǎn)52個(gè)，連線32，網(wǎng)絡(luò)密度Q=0.0241。圖4中的節(jié)點(diǎn)代表研究機(jī)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)的大小與研究機(jī)構(gòu)的發(fā)文量呈正相關(guān)，節(jié)點(diǎn)之間的連線代表著機(jī)構(gòu)之間的合作關(guān)系，線越粗則合作關(guān)系越密切。通過圖4可以看出，在體育領(lǐng)域肌電研究的機(jī)構(gòu)已經(jīng)形成了一定的合作關(guān)系，以上海體育學(xué)院、北京體育大學(xué)、江西師范大學(xué)為中心的機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成，但從總體來看，機(jī)構(gòu)之間合作密度仍然處于松散狀態(tài)（Q=0.0241）。為了推動(dòng)體育領(lǐng)域的肌電研究的發(fā)展。應(yīng)該廣泛開展學(xué)術(shù)合作交流，使科研資源得到充分的利用。

圖3 發(fā)文量前10的研究機(jī)構(gòu)

圖4 研究機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖

4.5 研究熱點(diǎn)及演化趨勢(shì)分析

根據(jù)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的解釋，詞頻和中介中心性的高低反映了某個(gè)主題在一段時(shí)間內(nèi)被關(guān)注的程度以及重要性，詞頻越高則該主題的關(guān)注度就越高，中介中心性越高則說明該主題的該研究領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)中的重要性越高。［4］用Citespace處理數(shù)據(jù)，參數(shù)設(shè)置為1999年—2018年，時(shí)間切片為2年，節(jié)點(diǎn)選擇為 “ Keyword ” ，LinkStrength選擇Cosine算法，節(jié)點(diǎn)閾值選擇Top50，進(jìn)行運(yùn)算得到節(jié)點(diǎn)85，連線153條，網(wǎng)絡(luò)密度（Q=0.0429）以及圖5和表2。圖5中 “ 十字 ” 的大小與關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次呈正相關(guān)，連線的粗細(xì)表現(xiàn)關(guān)鍵詞貢獻(xiàn)的高低。通過圖5和表2可以看出，詞頻最高的是表面肌電，其他依次是肌電、肌電圖、生物力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、表面肌電、速度滑冰等關(guān)鍵詞，這反映了體育領(lǐng)域肌電研究的研究熱點(diǎn)主要是這些詞，而通過觀察中介中心性的高低可以看出表面肌電、肌電、運(yùn)動(dòng)學(xué)、積分肌電、肌肉用力特征等依次是這個(gè)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

表2 前20位高頻關(guān)鍵詞

圖5 研究熱點(diǎn)共現(xiàn)圖

為了解體育領(lǐng)域肌電研究的發(fā)展和演變，我們不僅要從個(gè)體以及微觀的角度去尋找線索，同時(shí)也需要我們從宏觀上進(jìn)行整體的梳理研究。通過對(duì)研究熱點(diǎn)進(jìn)行聚類可以得到研究熱點(diǎn)時(shí)間線聚類圖譜（見圖6）。Citespace提供的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與聚類清晰性度可以用來評(píng)價(jià)圖譜繪制效果，分別是模塊化（Q值）和平均輪廓值（S值）兩個(gè)指標(biāo)。Q值一般在［0，1）區(qū)間內(nèi)，Q值＞大于0.3表明聚類的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常明顯的。S值評(píng)價(jià)平均輪廓值，當(dāng)S值在0.5以上時(shí)，一般認(rèn)為該聚類是合理的，當(dāng)S值在0.7以上時(shí)，認(rèn)為該聚類的效果是令人信服的。［5］本研究的聚類的Q值為0.6581，S值為0.7146，無論在聚類網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還是聚類清晰度都達(dá)到了較好的水平。通過分析圖6可以看出，聚類一共可以分為8類，分別是＃0等速運(yùn)動(dòng)、＃1semg（表面肌電）、＃2肌肉用力特征、＃3全身振動(dòng)訓(xùn)練、＃4投球、＃5緊身運(yùn)動(dòng)裝、＃6仰臥起坐、＃7太極拳。在這些聚類中體育領(lǐng)域肌電研究熱點(diǎn)持續(xù)的時(shí)間各不相同。

1999年至2003年是體育領(lǐng)域肌電研究早期階段，該階段只有一個(gè)聚類＃0等速運(yùn)動(dòng)，該階段文獻(xiàn)數(shù)量較少只有18篇，但是該階段的節(jié)點(diǎn)與其他聚類節(jié)點(diǎn)的連線較多，可以看出該階段的研究對(duì)后續(xù)研究的拓展有重要的支撐作用。通過對(duì)該階段高被引的文章研究可以看出，該階段的研究主要集中在肌電應(yīng)用理論研究，例如羅小兵等人［6］對(duì)肌電圖在運(yùn)動(dòng)性疲勞的應(yīng)用進(jìn)行了理論闡述，而王建等人［7］對(duì)表面肌電信號(hào)的分析與應(yīng)用進(jìn)行了理論闡述。

從2004年到2007年體育領(lǐng)域肌電研究得到進(jìn)一步發(fā)展，此階段核心期刊發(fā)文量達(dá)到了43篇，聚類增加到了5類，依照關(guān)鍵詞時(shí)間出現(xiàn)早晚分別是＃0等速運(yùn)動(dòng)、＃5緊身運(yùn)動(dòng)裝、＃3全身振動(dòng)訓(xùn)練、＃7太極拳、＃1semg。其中在全身振動(dòng)訓(xùn)練聚類中出現(xiàn)中介中心性最高的關(guān)鍵詞 “ 表面肌電 ” ，該階段的節(jié)點(diǎn)以及連線明顯多于前一階段，這可以看出在2004年至2007年研究熱點(diǎn)逐漸增加，并且該階段對(duì)之后的研究有重要的影響。例如羅炯、金季春［8］在2006年發(fā)表的《表面肌電的處理方法及在體育科研中的應(yīng)用前景》中對(duì)表面肌電研究的處理方法以及與體育相結(jié)合進(jìn)行研究闡明了方向?yàn)橄乱浑A段的體育領(lǐng)域肌電研究指明了方向。而許以誠等人［8］在振動(dòng)訓(xùn)練肌電研究方面做了一個(gè)重要的開端，通過對(duì)6名男子進(jìn)行振動(dòng)訓(xùn)練肌電測(cè)試，驗(yàn)證了振動(dòng)力量訓(xùn)練能更有效地募集運(yùn)動(dòng)單位，這為國內(nèi)之后的振動(dòng)訓(xùn)練肌電研究奠定了重要的基礎(chǔ)。

從2008年到2014年體育領(lǐng)域肌電研究進(jìn)入了一個(gè)快速增長期，這個(gè)階段核心期刊發(fā)文量共183篇，并于2014年達(dá)到頂峰年度發(fā)文量為34篇。此階段的聚類增加到了8類，依照時(shí)間出現(xiàn)早晚依次是＃0等速運(yùn)動(dòng)、＃5緊身運(yùn)動(dòng)裝、＃3全身振動(dòng)訓(xùn)練、＃7太極拳、＃1semg、＃4投球、＃2肌肉用力特征、＃6仰臥起坐。

這一階段研究熱點(diǎn)較前一階段進(jìn)一步增多，呈多元化發(fā)展。通過研究這一階段的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，這一階段的肌電研究與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的結(jié)合更加廣泛。例如，田徑運(yùn)動(dòng)中的短跑、鉛球、標(biāo)槍以及跳高等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目；球類項(xiàng)目例如乒乓球、網(wǎng)球、排球等都得到廣泛研究。同時(shí)研究的熱點(diǎn)也有太極拳的各種招式的肌電分析以及棒球投球的肌電分析，并且這階段的體育領(lǐng)域肌電研究的熱點(diǎn)也延續(xù)了上一階段備受關(guān)注的振動(dòng)訓(xùn)練肌電研究，通過研究振動(dòng)訓(xùn)練的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)振動(dòng)訓(xùn)練肌電研究主要集中在下肢肌電研究。例如李玉章、袁艷等人［10－12］分別對(duì)不同振動(dòng)模式小腿肌肉的激活特征以及振動(dòng)頻率和負(fù)重對(duì)大腿肌群肌電的影響進(jìn)行了深入研究。

從2015年到2018年體育領(lǐng)域肌電研究逐漸進(jìn)入緩慢下滑期，這個(gè)階段核心期刊發(fā)文量共70篇，研究的聚類變成了2類，依次是＃0等速運(yùn)動(dòng)、＃3全身振動(dòng)訓(xùn)練，這兩個(gè)研究類別是研究延續(xù)時(shí)間最長的兩個(gè)類別，通過研究分析這個(gè)階段的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)該階段＃0等速運(yùn)動(dòng)聚類的研究與前一階段的研究相比，將研究的重點(diǎn)集中到了運(yùn)動(dòng)性疲勞以及非穩(wěn)定狀態(tài)肌電的研究。例如，谷茂恒等人［13］在2015年發(fā)表的《振動(dòng)訓(xùn)練緩解肌肉運(yùn)動(dòng)性疲勞的sEMG研究》通過肌電觀察了振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)緩解肌肉疲勞的影響。而＃3全身振動(dòng)訓(xùn)練聚類在這一階段的研究熱點(diǎn)集中在了組織工程以及組織構(gòu)建上。例如，羅莉斯等人［14］在《在振動(dòng)結(jié)合負(fù)重刺激對(duì)下肢表面肌電均方根振幅的影響：基于4種刺激下半蹲起提踵練習(xí)》中研究了不同振動(dòng)頻率結(jié)合不同負(fù)重對(duì)下肢各肌群的影響。

圖6 研究熱點(diǎn)時(shí)間線聚類圖譜

5 結(jié)論

體育領(lǐng)域的肌電研究在2008年之后進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的階段，研究的規(guī)模不斷擴(kuò)大，在2014年其核心期刊發(fā)文量達(dá)到了頂峰。從目前的狀況看體育領(lǐng)域肌電研究的核心期刊發(fā)文量逐漸下降。

從作者、機(jī)構(gòu)的合作網(wǎng)絡(luò)可以看出已經(jīng)形成了幾個(gè)較大的科研群體，但是從整體來看單點(diǎn)仍然較多。建議在未來的研究中開展廣泛合作，綜合各個(gè)研究作者、機(jī)構(gòu)的研究優(yōu)勢(shì)從而推動(dòng)體育領(lǐng)域肌電研究的繁榮發(fā)展。

研究熱點(diǎn)主要集中在肌電、肌電圖、生物力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、表面肌電等。研究熱點(diǎn)時(shí)間線聚類圖譜的可以看出在研究的早期基礎(chǔ)理論研究較多，在研究的繁榮期肌電研究廣泛地與各個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目相結(jié)合，而在近期研究多集中在組織工程與運(yùn)動(dòng)性疲勞方面。