基于CiteSpace的快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練研究現(xiàn)狀與前沿分析

黃煒豪

(廣州體育學(xué)院 廣東廣州 510000)

隨著現(xiàn)代競技運(yùn)動的發(fā)展，運(yùn)動訓(xùn)練手段也變得多樣化，但使用廣泛且發(fā)展身體素質(zhì)效果良好的訓(xùn)練方法往往是經(jīng)典的，這就吸引著教練員和科研人員不斷挖掘其在訓(xùn)練中的作用?？焖偕炜s復(fù)合訓(xùn)練（Plyometric Training，以下簡稱PT）就是其中之一，自1960年沿用至今，有著久遠(yuǎn)的歷史，它被定義為短時間內(nèi)使肌肉力量達(dá)到最大化的練習(xí)［1］，其目的是同時利用肌肉和肌腱的天然彈性成分以及牽張反射來增加后續(xù)動作的力量［2］。此外，PT可應(yīng)用范圍廣泛，且對器械設(shè)備的要求不高，在有限的可用空間下就可進(jìn)行，是一種高效便捷的訓(xùn)練方法［3-4］。多數(shù)研究表明［5-7］，與其他訓(xùn)練干預(yù)措施相比，PT是提高力量表現(xiàn)較有效的方法，尤其是在需要爆發(fā)性收縮的肌肉活動中［8］。

目前，國內(nèi)PT研究主要集中在體能主導(dǎo)的速度和力量性項(xiàng)目、技能主導(dǎo)類中的籃球、足球和排球等項(xiàng)目，研究焦點(diǎn)主要放在靈敏素質(zhì)［9］和下肢力量素質(zhì)上，如爆發(fā)力、彈跳力、變向能力等，對該訓(xùn)練方法的研究日趨廣泛和深入。

知識圖譜作為科學(xué)計(jì)量學(xué)的新方法和新領(lǐng)域，由于其在客觀性和定量化方面的宏觀研究優(yōu)勢［10］，近年來被不少學(xué)科采用。針對全球PT 研究熱點(diǎn)和相關(guān)論文發(fā)表的快速增加，目前對該方面的研究趨勢進(jìn)行系統(tǒng)全面的定量分析還未見相關(guān)報(bào)道。因此，該文嘗試基于Web of Science 數(shù)據(jù)庫核心合集的文獻(xiàn)資料，使用文獻(xiàn)計(jì)量的方法對PT的研究成果進(jìn)行量化分析，以期掌握目前相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，有助于研究者了解該領(lǐng)域在全球發(fā)展的情況，并為相關(guān)研究提供參考。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

該研究數(shù)據(jù)來源于Web of Science 核心合集數(shù)據(jù)庫。在信息可視化分析中，數(shù)據(jù)收集和準(zhǔn)確有效的檢索是至關(guān)重要的。如何設(shè)置檢索式，使檢索得到的結(jié)果盡可能包含所有國外PT 的研究成果是首先要考慮的問題。根據(jù)諸多文獻(xiàn)及著作對快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練一詞的翻譯與分析，結(jié)合該文的研究目的，以體現(xiàn)該訓(xùn)練方法的核心內(nèi)容為目標(biāo)，經(jīng)過對多個相關(guān)詞進(jìn)行反復(fù)組配和分析比較，采用主題檢索形式，以plyometric training、plyometric exercises、plyometric drills 等作為核心檢索詞進(jìn)行檢索，設(shè)置檢索文獻(xiàn)類型為“Ar-ticle”，語言為“English”，檢索時間范圍為1979—2021年（檢索與下載日期為2021 年11 月12 日）。由于PT 特殊的發(fā)力機(jī)制，檢索過程中增加了stretch-shortening cycle 及其相關(guān)詞，使得文獻(xiàn)質(zhì)量和檢索效果得到保證，最終檢索到初始文獻(xiàn)共734篇（如表1所示）。

表1 數(shù)據(jù)檢索條件設(shè)置

1.2 數(shù)據(jù)篩選

數(shù)據(jù)在初步篩選后，仍需要進(jìn)行詳細(xì)的剔除工作。數(shù)據(jù)排除主要遵循的原則：（1）未正式發(fā)表的文章；（2）重復(fù)發(fā)表的文章；（3）會議摘要和會議記錄；（4）不相關(guān)的文章。數(shù)據(jù)清洗后，433篇文獻(xiàn)被納入分析過程。

1.3 數(shù)據(jù)分析工具及方法

該研究主要采用CiteSpace 可視化分析軟件（版本號5.8.R3）繪制知識圖譜，并結(jié)合Excel表格軟件處理相關(guān)數(shù)據(jù)及圖表，用以顯示國外PT訓(xùn)練的研究結(jié)果及發(fā)展進(jìn)程。

在CiteSpace 軟件的功能參數(shù)區(qū)中，可以勾選不同節(jié)點(diǎn)類型（node type），如作者（author）、機(jī)構(gòu)（institution）、國家（country）、關(guān)鍵詞（key words）等，通過分析相應(yīng)的內(nèi)容得到對應(yīng)的知識圖譜。為使研究結(jié)果保持一致性和科學(xué)性，節(jié)點(diǎn)類型的分析參數(shù)都設(shè)置成相同的值，時間范圍為1982—2021年，根據(jù)時間跨度選擇時間切片（time slicing）為1 年，閾值標(biāo)準(zhǔn)（selection criteria）為Top 50，運(yùn)用路徑尋找（pathfinder）算法對切片網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修剪。

2 結(jié)果分析

2.1 PT文獻(xiàn)發(fā)文量

如圖1所示，可看出PT的發(fā)文量經(jīng)歷了緩慢增加、平穩(wěn)增長、迅速增長3 個階段。PT 的文獻(xiàn)在1982 年發(fā)表了2篇，但在1983—1993年期間核心合集關(guān)于PT的發(fā)文寥寥無幾。從1984年開始，每年都有文章陸續(xù)發(fā)表，發(fā)文呈平穩(wěn)增長趨勢，這也表明PT 在國外也處于初步發(fā)展階段。此后，每年發(fā)文量都有所增加。到2021年，PT訓(xùn)練的發(fā)文量達(dá)到頂峰。核心合集關(guān)于PT的文章已達(dá)734篇。PT是提升運(yùn)動表現(xiàn)的經(jīng)典訓(xùn)練手段，國內(nèi)外體育研究者會在此基礎(chǔ)上不斷增加對PT的研究，增加該領(lǐng)域的研究深度和寬度。

圖1 文獻(xiàn)發(fā)表時間分布

2.2 PT國家與研究機(jī)構(gòu)分布

整體來看，共有55 個國家參與PT 研究，其中發(fā)文量排名前三的國家分別是美國92 篇、西班牙64 篇、突尼斯46篇，美國位居領(lǐng)導(dǎo)地位。從國家之間的合作強(qiáng)度看，美國以0.53 位列第一，法國以0.29 位列第二，英格蘭以0.15位列第三。合作強(qiáng)度是通過文獻(xiàn)中不同國家參與研究的頻度結(jié)合特定的算法統(tǒng)計(jì)得到的結(jié)果。美國雖然不是PT的發(fā)源地，但從發(fā)文量和合作強(qiáng)度可看出，其對體育科研的重視程度。由于發(fā)文國家較多，在此不一一分析。

研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量前10名中，有2名隸屬于西班牙。加利福尼亞大學(xué)發(fā)表數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他機(jī)構(gòu)，共有31篇。其中，Ramirez 教授所發(fā)表的論文數(shù)量為31 篇，先后分別與Chelly 教授、Komi 教授和Izquierdo 教授進(jìn)行合作，并發(fā)表于《力量和訓(xùn)練研究雜志》《運(yùn)動醫(yī)學(xué)》《國際運(yùn)動生理學(xué)和運(yùn)動表現(xiàn)雜志》《英國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志》等期刊中。

2.3 PT研究學(xué)科分布

在閱讀大量國外文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過PT 訓(xùn)練，運(yùn)動員在快速力量、反應(yīng)能力、動作技術(shù)等方面有不同程度的提高，并且PT訓(xùn)練還有預(yù)防損傷的作用［11］。目前多學(xué)科、多視角的綜合性研究是體育學(xué)科發(fā)展的主要趨勢，不同的學(xué)科和專業(yè)知識能為人們提供研究PT訓(xùn)練理論與方法的基礎(chǔ)。

據(jù)CiteSpace 運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)，在統(tǒng)計(jì)各類學(xué)科時發(fā)現(xiàn)，除了體育科學(xué)以外，其余多學(xué)科交叉研究的學(xué)科類別主要包括生理學(xué)、康復(fù)學(xué)、人體工程學(xué)等研究領(lǐng)域。經(jīng)知識圖譜分析，PT訓(xùn)練研究所涉及的主要學(xué)科共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)有9個，除體育科學(xué)外，中心性最高的是工程學(xué)（0.57），其次是社會科學(xué)（0.43）和科學(xué)與技術(shù)（0.43）。這些學(xué)科研究都出現(xiàn)了交叉融合現(xiàn)象，如經(jīng)過特定的PT 訓(xùn)練后，女性運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)損傷率降低［12-13］；長時間進(jìn)行拉長—縮短周期訓(xùn)練會導(dǎo)致反射敏感性明顯下降并造成肌肉損傷［14-15］；在體操訓(xùn)練中融入PT 訓(xùn)練可有效改善手翻跳馬動作表現(xiàn)和體操的功能性力量［16］，PT訓(xùn)練加入足球訓(xùn)練中也得到同樣的效果［17］等。我國在面對世界科研前沿和強(qiáng)國戰(zhàn)略需求時，應(yīng)不斷優(yōu)化學(xué)科布局，努力建設(shè)有利于學(xué)科交叉融合的良好氛圍。

2.4 PT關(guān)鍵詞聚類分析

關(guān)鍵詞或主題詞在一篇規(guī)范的學(xué)術(shù)論文中往往是文章核心內(nèi)容的凝練，能夠鮮明直觀地表達(dá)文獻(xiàn)主題。因此，若某一關(guān)鍵詞或主題詞不斷出現(xiàn)在其所在的研究領(lǐng)域，則反映出這些詞匯是該研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)內(nèi)容。通過CiteSpace 軟件進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類分析，并繪制聚類時間線圖（見圖2），可發(fā)掘相關(guān)領(lǐng)域中的主要內(nèi)容。圖譜共形成1034 個節(jié)點(diǎn)，6536 條連線，密度（Density）為0.0101，聚類模塊值Q=0.6399，平均輪廓值S=0.8677。一般Q>0.3 意味著聚類的社團(tuán)結(jié)構(gòu)是顯著的，當(dāng)S>0.5可認(rèn)為聚類是合理的［18］。圖譜中縱軸表示各關(guān)鍵詞所屬的聚類標(biāo)簽，橫軸表示關(guān)鍵詞最早出現(xiàn)的年份；節(jié)點(diǎn)大小說明關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次，它們之間的連線表示被使用在同一文獻(xiàn)中，連線越多，表示次數(shù)越多。最終得到17個聚類。選取聚類范圍最大的9個聚類（#0～#8），并對意義相近的聚類標(biāo)簽進(jìn)行合并分析（#5 plyometric exercise與#6 plyometric training）。

圖2 基于LSI算法的關(guān)鍵詞聚類時間線

2.4.1 爆發(fā)力訓(xùn)練

主題以爆發(fā)力訓(xùn)練為主，此聚類范圍最大。此聚類中出現(xiàn)最早的文獻(xiàn)是Adrian Lees 與Emad Fahm（1994 年）聯(lián)合研究不同跳深高度（0.12m，0.24m，0.36m，0.46m，0.58m，0.68m）對PT 訓(xùn)練表現(xiàn)的影響［19］，實(shí)驗(yàn)要求30名男性受試者在不同的高度下進(jìn)行跳深、下蹲跳及深蹲跳，通過Kistler 測力平臺計(jì)算身體重心（CG）的負(fù)位移、CG上升的高度、最大垂直力、最大垂直速度以及力和速度的乘積，進(jìn)而導(dǎo)出峰值瞬時功率值，旨在幫助確認(rèn)最佳跳高深度。隨后strength（力量）、vertical jump（垂直跳）、performance（運(yùn)動表現(xiàn)）、leg strength（腿部力量）等關(guān)鍵詞相繼出現(xiàn)。到了2006 年開始，出現(xiàn)以足球項(xiàng)目為主的青少年運(yùn)動員相關(guān)研究，如PT 訓(xùn)練對運(yùn)動員爆發(fā)力、耐力、靈敏性等素質(zhì)的影響。因此，該聚類主要是反映PT不同訓(xùn)練方法手段效果的研究。

2.4.2 剛度

此聚類以關(guān)鍵詞剛度為主，最早出現(xiàn)于1997年，后續(xù)出現(xiàn)contraction（收縮）、skeletal muscle（骨骼?。?、exercise（訓(xùn)練）等相關(guān)研究。涉及剛度的相關(guān)研究表明，PT訓(xùn)練可激活肌肉的協(xié)同作用，以增加下肢關(guān)節(jié)穩(wěn)定性［20］，降低損傷風(fēng)險(xiǎn)［21］，增強(qiáng)肌腱剛度與關(guān)節(jié)剛度［22-24］，進(jìn)而顯著提高跳躍高度。從此聚類的研究內(nèi)容中可看出，PT訓(xùn)練機(jī)制的研究取得了突破性的進(jìn)展，體育科研人員充分應(yīng)用運(yùn)動生物力學(xué)的研究方法，探尋PT 訓(xùn)練特異性適應(yīng)息息相關(guān)的肌肉、肌腱復(fù)合體，構(gòu)建骨骼關(guān)節(jié)物理性變化的調(diào)節(jié)及同運(yùn)動能力之間的關(guān)系等，為PT訓(xùn)練方法的制定提供了有益的參考。

2.4.3 反應(yīng)時

此聚類主題以反應(yīng)時為主，最早出現(xiàn)于1996年，膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、前十字韌帶、活化、速度等相關(guān)研究相繼出現(xiàn)。該聚類中的高被引文獻(xiàn)研究內(nèi)容以快速力量為主。Macaluso等研究者測試急性PT訓(xùn)練會引起哪種肌纖維主要受損［25］，為此招募了8名健康且常久坐不動的男性志愿者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在運(yùn)動干預(yù)前9天收集血液樣本、感知肌肉酸痛評分量表及肌肉活檢。在開始運(yùn)動干預(yù)前后6h 收集血液樣本及第1、2、3 天評估感知肌肉酸痛分?jǐn)?shù)，干預(yù)后第3 天再次采集肌肉樣本進(jìn)行分析。通過電子顯微鏡觀察到明顯的中度和重讀肌節(jié)損傷，其中糖酵解亞型和氧化亞型的Ⅱ型肌纖維損傷最為明顯（分別為86%和84%，而慢肌纖維僅為27%），表明單次急性PT 訓(xùn)練主要影響Ⅱ型肌纖維。Malisoux 等人研究發(fā)現(xiàn)短期高強(qiáng)度拉伸—縮短周期運(yùn)動（SSC）增加了下肢肌肉單個肌纖維的橫截面積、峰值力及最大收縮速度［26］。這些結(jié)果表明，SSC 練習(xí)是一種有效的訓(xùn)練方法，可以提高肌纖維的收縮速度，從而提高力量。此外，還有研究驗(yàn)證了PT訓(xùn)練對腿部剛度調(diào)節(jié)的影響［27］及對運(yùn)動員維持［28］或提高運(yùn)動表現(xiàn)的影響［29-32］。綜上可知，此聚類主要反映了PT訓(xùn)練適應(yīng)性的研究。

2.4.4 拉長-縮短周期

此聚類以拉長-縮短周期為主，出現(xiàn)于1995年，包含縱跳表現(xiàn)（vertical jump performance）、肌力（muscle strength）、周期（time）、跳躍能力（jumping performance）、腿部力量（leg power）、最大力量（peak power）等關(guān)鍵詞。關(guān)于PT 訓(xùn)練，有對比不同PT 訓(xùn)練效果的研究，其中Thomas 等人研究為了對比跳深組（DJ）和下蹲跳組（CMJ）對運(yùn)動員力量和靈敏性的影響［33］，進(jìn)行了為期6周（每周2 次）的訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)兩種訓(xùn)練方式都改善了運(yùn)動員的縱跳高度和靈敏性，但組間無顯著差異性。而Ramírez-Campillo等人則是對比垂直、水平方向及組合的PT 訓(xùn)練對運(yùn)動員爆發(fā)力、平衡和耐力的影響，也得到類似的結(jié)果［34］。

此外，Ramírez-Campillo等人還探討了在不同訓(xùn)練場地表面（軟和硬）進(jìn)行中等或高訓(xùn)練量的PT 訓(xùn)練對神經(jīng)肌肉誘導(dǎo)適應(yīng)性的影響，發(fā)現(xiàn)高訓(xùn)練量組運(yùn)動員的爆發(fā)力顯著增加，并且在較硬的訓(xùn)練場地進(jìn)行適量的PT訓(xùn)練能更好地誘導(dǎo)刺激提高爆發(fā)力，從而提升訓(xùn)練效率［35］。Rubley 等人從訓(xùn)練頻率和訓(xùn)練強(qiáng)度的角度，研究了低頻、低強(qiáng)度的PT 訓(xùn)練對女性青少年運(yùn)動員力量與踢腿距離的影響等［36］。

綜上所述，此聚類的重點(diǎn)是不同訓(xùn)練策略對提升運(yùn)動素質(zhì)效果研究的證實(shí)與實(shí)踐應(yīng)用，如不同方向、訓(xùn)練頻率、訓(xùn)練場地等，許多學(xué)者研究后發(fā)現(xiàn)不同模式的PT訓(xùn)練具有相似的結(jié)果，關(guān)于其內(nèi)在的機(jī)制還有待廣大研究者與教練員進(jìn)一步研究實(shí)踐。

2.4.5 肌酸激酶

此聚類以肌酸激酶為主，聚類中最早出現(xiàn)的關(guān)鍵詞為肌肉損傷及疲勞（muscle damage &fatigue）。隨后Strojnik 等人［37］研究短時間最大強(qiáng)度拉伸—縮短周期運(yùn)動對神經(jīng)疲勞的影響，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生疲勞可能涉及兩種不同的機(jī)制：（1）收縮機(jī)制可能是通過較快的鈣離子濃度變化和橫橋循環(huán)而增強(qiáng)；（2）動作電位傳導(dǎo)路徑出現(xiàn)損傷，這可能是該類運(yùn)動疲勞的主要原因。在研究肌酸激酶的基礎(chǔ)上，學(xué)者Kyr?l?inen和Komi多次合作，研究證實(shí)了劇烈的PT訓(xùn)練會致使肌酸激酶相應(yīng)升高，進(jìn)而導(dǎo)致肌肉損傷［38-39］、反射敏感性［40］下降。以上研究反映了#4 聚類主要是針對PT 訓(xùn)練后的生理生化指標(biāo)展開的研究，對豐富和完善PT訓(xùn)練體系有著積極的作用。

2.4.6 快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練

此聚類以快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練為主，出現(xiàn)于1991年，包含快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練、運(yùn)動表現(xiàn)、肌纖維肥大、抗阻訓(xùn)練、反應(yīng)力量、肌肉酸痛、應(yīng)激激素等關(guān)鍵詞。研究內(nèi)容不僅結(jié)合了生理學(xué)［41］，還涉及心理學(xué)中內(nèi)外部注意力對PT 訓(xùn)練的作用［42］。此外，肌電延遲（EMD，electromechanical delay）與肌腱剛度配對比較［43，44］、PT訓(xùn)練周期的確定以及在哪種表面進(jìn)行訓(xùn)練效果相似［45］等逐漸被深入研究。

2.5 關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞突現(xiàn)是指在某個時間段內(nèi)該關(guān)鍵詞使用頻次顯著增加，這往往代表該領(lǐng)域某一時間段研究前沿的熱點(diǎn)。如圖3 所示，通過對1982—2021 年快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞突現(xiàn)檢測，共得到16個突現(xiàn)詞，大致可歸納為運(yùn)動表現(xiàn)相關(guān)（彈跳力、腿部力量、縱跳高度、耐力素質(zhì)、短跑、變向）、運(yùn)動訓(xùn)練及分析相關(guān)（骨骼肌、爆發(fā)力動作、快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練、適應(yīng)、meta分析、可靠性）。

圖3 1982—2021年Top16突現(xiàn)關(guān)鍵詞

從時間跨度上看，突現(xiàn)年限最短為2 年，最長為5年。可以發(fā)現(xiàn)，截至2021年間仍具有較強(qiáng)熱度的突現(xiàn)詞有explosive action、athletic performance、endurance performance、sprint、plyometric exercise、speed、change of direction、reliability、adaptation。其中，explosive action一詞影響時間最長，從2015 年開始一直延續(xù)到2021 年，其原因可能是體能訓(xùn)練的興起，PT訓(xùn)練就是其中一種訓(xùn)練方法，即結(jié)合專項(xiàng)競技的特點(diǎn)制訂訓(xùn)練方案，以提高運(yùn)動員整體的競技水平服務(wù)。reliability（可靠性）起步較晚，于2019年出現(xiàn)，其出現(xiàn)的原因可能是體育研究者和教練員想通過某種高度可靠的方法來評估在各種PT訓(xùn)練中獲得的爆發(fā)力，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，為meta analysis等數(shù)據(jù)分析的文章提供有力的支撐。

總而言之，explosive action、athletic performance、reliability 等突現(xiàn)詞是通過CiteSpace 算法，并結(jié)合了國外最新數(shù)據(jù)及理論成果所得出的高熱度關(guān)鍵詞，是把握大數(shù)據(jù)時代的特點(diǎn)并進(jìn)行實(shí)踐所顯示出的理論前沿。

3 結(jié)語

近幾年有關(guān)快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練研究成果的產(chǎn)出呈較快增長趨勢，美國在該領(lǐng)域研究的出版物數(shù)量居世界首位，其他歐洲國家緊隨其后。我國的研究還停留在較為淺顯的階段，與歐美國家相比仍有差距，應(yīng)通過借鑒國外研究經(jīng)驗(yàn)與方法，加強(qiáng)快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練實(shí)證性研究，從量化研究轉(zhuǎn)向有深度的質(zhì)化研究。

快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練早在20 世紀(jì)便在競技訓(xùn)練領(lǐng)域被采用，而后作為各專項(xiàng)競技體育的一種訓(xùn)練手段，尤其是在爆發(fā)力訓(xùn)練方面。近幾年來，快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練的研究越來越科學(xué)化、精細(xì)化及可視化，并呈現(xiàn)出多學(xué)科交叉研究的趨勢。

國際上快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練的主要研究機(jī)構(gòu)集中于高校，主要是圍繞力量峰值功率、剛度、生理生化指標(biāo)在不同強(qiáng)度負(fù)荷下運(yùn)動員的機(jī)體適應(yīng)性展開的研究。