國際體育活動干預近視研究的熱點與前沿分析

周文生，毛蘇杰，徐洪，張士坤，徐飛，郝海亭

（1.南京曉莊學院 體育學院，江蘇 南京 211171；2.南京體育學院 研究生部，江蘇 南京 210014；3.韓國祥明大學 運動健康學院，首爾 100-744；4.江蘇警官學院 警體教研室，江蘇 南京 210031；5.杭州師范大學 體育與健康學院，浙江 杭州 311121）

近視問題已發展成為世界性的公共衛生問題［1］，調查數據顯示，全球近視人口達到19.5億人，其中高度近視人口占14.2%。流行病調查數據預測在2050年全世界近視人口將達到47.58億人，高度近視人口達到9.38億人，分別占全球人口的49.8%和9.8%［2］。在我國，近視問題也是國內兒童青少年、學生主要的健康問題之一。根據國家衛生健康委員會發布的數據顯示，2020年我國兒童青少年總體近視率為52.7%，其中小學生為35.6%，初中生為71.1%，高中生為80.5%［3］。教育部與國家衛生健康委員會已于2018年發布了兒童青少年近視問題的防控方案，文件中指出要從家庭、學校、學生等各方面入手，進一步加大對近視問題的防控力度，要增加戶外活動和體育鍛煉、減輕學業負擔、減少電子產品使用，幫助兒童青少年養成健康用眼的習慣［4］。

面對兒童青少年近視問題的嚴峻形勢，國內外學者做了很多研究探索來改善這個問題。在戶外活動、體育鍛煉與近視問題研究方面，有學者在2008年已證實體育活動與近視屈光改變呈現負相關關系，大學生近視得到改善［5］。2017年Yurova等人的實驗研究證實體育活動可以維持現有視力水平并且降低近視的發展速度［6］。國內學者李良等人在2019年的研究中指出無論是戶外活動還是體育鍛煉，都對兒童期的視力水平有更顯著的保護作用，防控近視要從小抓起［7］。金剛等人在2021年的實驗研究中指出開放性運動技能（足球）與閉鎖性運動技能（啦啦操）的體育鍛煉對改善近視受試學生的動態視力與裸眼視力有積極作用，均可以作為改善近視受試學生視力的干預手段［8］。殷榮賓等人的研究深入探討和分析了體育活動改善近視的生理機制［9］。除了以上學者的研究以外，國內外還有大量的研究專注于探索體育活動對近視問題的影響。然而，目前還沒有研究從整體上梳理體育活動對近視問題影響的研究現狀、熱點以及研究前沿問題。

有鑒于此，本研究采用文獻計量學研究方法，采用CiteSpace可視化分析工具來繪制國內外體育活動對近視問題研究主題的科學知識圖譜，并采用定量和定性研究相結合的方法對本研究主題做進一步解讀和分析。

1 研究方法

1.1 數據來源

研究以Web of Science核心集為數據來源。通過選擇檢索式為復式檢索，文獻類型為Article，語言=English，文獻檢索時間跨度為自建庫至2022年4月1日，輸入檢索主題詞TS1=（physical activity or exercise or sport or training），TS2=（myopia or short-sightedness or nearsightedness），TS1結合TS2后共 檢索到相關文獻595篇，將檢索結果以txt格式進行導出，導出內容為全紀錄與引用的參考文獻，并以“download.txt”命名。

1.2 研究方法

研究通過美國德雷塞爾大學陳超美教授團隊開發的基于JAVA平臺的CiteSpace V（5.8.3）可視化分析軟件。在分析中以節點中出現頻次（Frequency）以及中心性（Centrality）。本研究通過對此類主題研究的年度發文量、國家/機構發文、學科、關鍵詞、高被引文獻等節點進行分析。在CiteSpace V設置中，將Years per slice設置為1，TopN為50繪制知識圖譜，閾值設定為系統默認值，繪制相應的知識圖譜并對結果進行討論分析。本研究流程圖如圖1所示。

圖1 數據處理與分析流程圖

2 研究結果

2.1 國際運動干預近視研究的發文量年度分析

國際上研究運動干預近視問題的文獻數量在2001年之前較少，均低于5篇。進入21世紀以后，文獻數量呈現逐年遞增趨勢，雖然在有些年份相比較前一年略有下降，但總體上增加的趨勢非常明顯，尤其在2021年，研究數量達到71篇。根據萊普斯曲線預測，未來在這個議題上的研究數量還將進一步增加。國際上運動干預近視研究數量總體上遞增，說明視力問題已成為全球性的公共衛生問題，學者開始探索和研究改善視力問題的有效方法和策略。

2.2 國際運動干預近視研究的國家/機構發文分析

如表1和圖2所示，在本研究主題的國家發文分布中，發文量最多的是美國（163篇）和中國（124篇），其次為澳大利亞（55篇）和英國（51篇）。這4個國家發文量占國際上發文量總數的50.9%，其余國家均在50篇以下。從國家發文中心性看，美國以0.23位居第一，英格蘭以0.22位居第二，其余國家的中心性均低于0.1。由此可知，美國不但發文量最多，同時與其他國家研究者之間的聯系最為緊密，在國際運動干預近視研究主題上處于關鍵樞紐地位。其次為英格蘭，在本研究主題的重要地位和關鍵樞紐作用僅次于美國。中國的研究數量雖然較多，達到124篇，但是與其他國家研究者之間的合作關系程度相對較低。

圖2 國際上運動干預近視研究的國家發文分析

如表1和圖3所示，在本研究主題的機構發文分布中，中國臺灣中山大學（17篇）、美國俄亥俄州立大學（15篇）、新加坡國立大學（14篇）、中國北京首都醫科大學（14篇）以及澳大利亞國立大學（12篇）5所大學發文量位居前五位，位居第六至十位的大學也有9～11篇的發文量。總體上看，排名前十位的大學均屬于國（境）內外或地區的知名大學，研究實力強勁。然后，各大學的中心性值均較低（＜0.1），代表在本研究主題上各大學之間的合作與聯系程度較低，在知識合作網絡中尚無發揮關鍵樞紐作用的大學。

表1 國際上運動干預近視研究國家/機構發文分析

圖3 國際上運動干預近視研究的機構發文分析

2.3 國外運動干預近視研究的學科分析

從表2可見，在本研究主題的學科分布中，本主題的研究并非局限于眼科學，還包括普通內科、公共環境和職業健康、商業經濟、外科、心理學、神經科學、社會學、工程學以及運動科學等。從發文量來看，眼科學科的發文量遙遙領先，達到283篇，普通內科有46篇發文量，其他學科均低于30篇。從中心性來看，工程學最高，達到0.46，其余學科的中心性大于0.1的依次為心理學（0.20）、社會學（0.18）、商業經濟學（0.16）、神經科學（0.12）、公共衛生和職業健康（0.11）等，代表這些學科在運動干預近視研究主題方面起到學科融合、合作交流等作用，發揮著學科知識傳播網絡中的關鍵樞紐作用。值得注意的是，運動科學在本研究主題也有15篇的發文量，但是中心性較低，未來運動科學研究學者可進一步加強與其他學科研究的交流與合作。

表2 國際上運動干預近視研究的學科分析

2.4 國外運動干預近視研究的熱點分析

2.4.1 關鍵詞熱點分析

如表3和圖4所示，表3中呈現本研究主題頻次排名前15位的關鍵詞。除了第二個關鍵詞“近視”以外，屈光不正（87）、流行率（76）、身體活動（67）、風險因子（50）以及戶外活動（46）等關鍵詞頻次位居前列，其次依次為兒童（45）、群體（34）、視力障礙（24）、在校兒童（23）等。在分析的前15位高頻關鍵詞中，研究對象主要兒童（children、school children），說明運動干預近視的研究主要集中在兒童這個群體。研究干預的方式集中在身體活動（67）、戶外活動（0.11），此外，戶外時間（21）也是和戶外活動相關的關鍵詞，說明在運動干預近視的研究方面，戶外運動、身體活動是防控兒童群體近視的重要方式，緩解兒童近視問題必須從增加戶外活動、身體活動，提高戶外活動時間等方面入手。在近視的生理和病例關鍵詞方面，主要集中在屈光不正（87）、視力障礙（24）、視敏度（19）和眼軸長度（18）。

圖4 國際上運動干預近視研究的關鍵詞頻次分析

表3 國際上運動干預近視研究的關鍵詞頻次分析

從關鍵詞中心性來看，除了近視（0.30）和眼睛（0.13）兩個 關 鍵 詞 以 外，屈 光 不 正（0.14）、流 行 率（0.12）、戶 外 活 動（0.11）是排在前列的高中心性關鍵詞，表明了在運動干預近視研究的領域中，這幾個高頻次的關鍵詞發揮著不同研究主題、不同研究方向之間重要的中介和紐帶作用，具有核心樞紐地位。

2.4.2 文獻共被引熱點

本研究對共被引文獻頻次和中心性進行分析，共被引頻次排名前十位的文獻信息如圖5和表4所示。這次文獻被引頻次處于20～56次，所有被分析文獻的中心性均低于0.1，代表在本研究主題上尚沒有一篇文獻在知識網絡中發揮著中介性的核心作用。被引用頻次排在第一位（56次）的是發表在《Ophthalmology》雜志上的研究，作者Holden等人 于2016年發表的“Global prevalence of myopia and high myopia and temporal trends from 2000 through 2050”，研究采用系統性回顧和Meta分析方法對1995年以來發表的涵蓋210萬參與者的145項研究的數據進行分析，結果顯示全世界有14.06億人群患有近視（占世界人口的22.9%），其中高度近視者達到1.63億人（占世界人口的2.7%），研究預測到2050年將有47.58億人患有近視（占世界人口的49.8%），高度近視者將達到9.38億（占世界人口的9.8%）。排在第二位（47次）的研究來自中國廣州中山大學等學者，2015年研究發表在《JAMA》雜志上，探討和評估在校戶外活動時間增加對預防近視的影響效果，試驗于2010年10月至2013年10月對中國廣州12所小學一年級學生進行的整群隨機試驗，6所實驗組學校（952名學生）在每個上學日增加一節40min的戶外活動課，并鼓勵家長在放學后讓孩子參加戶外活動，特別是在周末和假期，另外6所控制組學校的兒童和家長（951名學生）被要求保持他們日常活動模式，結果顯示實驗學校學生的近視發病率為30.4%，對照組為39.5%，與對照組（-1.59 D）相比，實驗組學校（-1.42 D）在3年內的球面等效屈光（spherical equivalent refraction）變化也有顯著差異（差值=0.17 D，p=0.04），以上結果證實在中國廣州的6歲兒童中，與平時活動相比，在學校增加40min的戶外活動可降低未來3年的近視發病率。排名第三位的研究（36次）于2012年發表在 《Investigative Ophthalmology & Visual Science》雜志，作者來自英國卡迪夫大學研究團隊，旨在調查近視發病率與戶外時間和體育活動的關系，研究采用前瞻性隊列研究方法對受試者分別在7、10、11、12和15歲時進行非近視自動驗光（noncycloplegic autorefraction），并在不同年齡段采用父母問卷或佩戴加速計對戶外活動時和體育活動情況進行評估和測量，結果顯示在整個研究期間（7～15歲），特別是在11～15歲之間，8～9歲兒童戶外活動時間越長，近視發生率越低，從事體育活動的時間也與近視發病有關，但程度較低。除了以上頻次排名前三位的研究以外，其余研究頻次均低于30次，且各項研究的中心性程度相對較低，在運動干預近視研究主題文獻方面還沒有發揮中介性核心樞紐作用的研究。

表4 國際上運動干預近視研究的共被引文獻分析

圖5 國際上運動干預近視研究的共被引文獻分析

2.5 國外運動干預近視研究的前沿分析

運用CiteSpace軟件對關鍵詞進行Burst分析，得到12個突現詞。借助于突現詞的動態變化特性，真實地反映出2000～2022年運動干預近視研究的前沿內容，如圖6。根據突現詞強度強弱排序可知，流行率（prevalence）、兒童（children）、光暴露（light exposure）、協會（association）、身體活動（physical activity）、機器學習（machine learning）以及危險（risk）等關鍵詞是從2020年開始至今被本主題研究者持續關注的關鍵詞，發展（progression）和學校（school）是從2019年開始至今被關注的關鍵詞，糖尿病視網膜病（diabetic retinopathy）被關注再早一些，從2018年至今依然是本研究主題方面被持續關注的關鍵詞。

圖6 國際上運動干預近視研究的關鍵詞突顯分析

3 討論

本研究采用文獻計量學研究方法和CiteSpace分析軟件對國際運動干預近視研究進行可視化分析。結果顯示，本主題的研究在進入21世紀以后逐年快速遞增，美國和中國是發文量最多的國家，美國和英格蘭在國際知識合作中發揮關鍵樞紐作用，中國臺灣中山大學、美國俄亥俄州立大學和新加坡國立大學的發文量最多；眼科學科的發文量最高，而工程學在學科合作網絡中發揮的關鍵樞紐作用最大；近年來運動干預近視研究的熱點主要集中在屈光不正、流行率、身體活動研究、風險因子以及戶外活動等方面，而研究前沿集中在近視流行率、兒童近視問題、身體活動影響等方面。

3.1 運動干預近視研究的時間與地域分析

近幾十年來，近視已經發展為全世界大規模流行的公共衛生問題［1］。Holden的研究指出，在2050年近視人口將占全世界人近一半［2］。我國也是近視率高發的國家，這個問題在青少年兒童群體中尤為凸顯，且出現持續增長態勢。國家衛健委公布的信息顯示，2020年我國青少年兒童近視率已達到52.7%，其中小初高學生分別為35.6%、71.1%和80.5%［3］。近年來，運動以及戶外體育鍛煉方式成為改善視力、預防近視的重要手段［10］。本研究顯示從21世紀初開始，運動干預近視研究逐年遞增，代表運動作為一種干預近視問題的策略已成為國際研究學者探討的重點，受到了更多國家和地區的關注和探討。早在20世紀90年代，國外學者就已發現學生近視程度發展較快的原因和戶外體力活動時間減少有關［11］。Rose等人在2008年的研究也指出了戶外活動時間和近視發生率的高度相關性。研究同時發現新加坡6～7歲華裔兒童的戶外活動時間3.05h/周，近視率為29.1%，而悉尼兒童戶外活動時間13.75小時/周，近視率僅為3.3%，研究證實戶外活動方式以及戶外活動時間因素是降低兒童近視率的重要干預方式［12］。美國和中國是運動干預近視研究發文量最多的國家，均超過100篇，這表明相比較其他國家，中美學者尤其關注到近視的運動干預研究方面。美國總體上近視人口達到30～40%，中國總體上近視問題更為嚴重一些，大陸地區達到53%，而香港地區和臺灣地區達到80%及以上［13］。發文量排名第三的澳大利亞其總人口近視率也達到了20～30%。近視問題在以上國家和地區較為嚴重，這些地域產生的研究文獻也相對較多。因此，體育鍛煉、運動干預以及戶外活動等方式是其主要探討的議題。

3.2 運動干預近視研究的熱點分析

關鍵詞作為提煉的研究內容核心詞，根據其在某個研究主題上出現的頻次可以反映出這個研究主題的熱點議題［14］。本研究結果顯示屈光不正、流行率、身體活動、風險因子、戶外活動、兒童、群體、視力障礙、在校兒童等關鍵詞是本研究主題的高頻關鍵詞，代表運動改善近視研究主題集中在流行率調查、風險因子分析、兒童群體以及戶外活動與身體活動干預等方面。

近視是屈光不正的問題之一，是指眼睛在不使用調節時，平行光線通過眼的屈光作用后，不能在視網膜上形成清晰的物象，而在視網膜前或后成像，包括遠視、近視及散光［15］。2019年中國疾病預防控制中心慢性非傳染性疾病預防控制中心和北京同仁醫院眼科中心團隊共同主持的一項研究發表在柳葉刀公共衛生雜志上，研究指出從1990年至2019年，我國不同年齡段的中度視力障礙患病率上升了12%～17%，增速超過其他G20國家。其中在2019年，我國中度視力障礙人口達到了4 592萬，占全國總人口的3.23%［16］。近視問題已成為全世界各個國家青少年兒童的主要視力問題，視力下降在中國也是一個重要的公共衛生問題。不同年齡段視力下降的原因各不相同，青少年兒童長期的看書寫字、使用手機、電子平板等導致用眼過度，不良生活方式引發的肥胖、代謝綜合癥以及糖尿病問題而造成成年人視力受損等，都進一步導致國人的視力低下和視力障礙問題。

造成近視風險因子很多，除了遺傳因素以外，過去研究已證實戶外活動時間和日照暴露時間缺少、夜間暗光時間和學習時間過長等因素均是近視形成的影響因素，均與近視發病率有關［17］。臨床研究證實近視形成主要與睫狀肌調節功能降低有關，尤其表現在調節的準確性下降和協調功能紊亂。Troilo等人的研究顯示指出，睫狀肌調節功能異常，引起視網膜成像模糊而產生近視問題［18］。在眼的調節功能降低后，觀看遠處時睫狀肌無法適時松弛，誘發了眼軸增長，造成近視程度進一步加深［19］。因此，針對睫狀肌功能改善的干預方式需要加以探索和研究。目前已有研究指出睫狀肌功能改善可對青少年兒童近視問題產生正向積極作用。在近視診斷和治療中，針對假性近視問題常采用散瞳藥物來使睫狀肌麻痹，降低睫狀肌張力，恢復正常視力（調節訓練對假性近視的療效觀察）。在真性近視患者中，在藥物作用過后仍存在視力障礙問題［20］。戶外體育活動是改善近視問題的良好方式。2008年Jacobsen等學者對156名大學一年級學生進行為期2年的跟蹤調查，結果顯示體育活動能夠改善屈光指標，有效緩解近視問題［5］。2009年Dirani等人的研究也證實較多參加戶外活動的青少年更不容易發生近視［21］。來自印度、澳大利亞以及荷蘭的國家近視人口研究數據顯示戶外活動的時間減少與青少年近視的發生有緊密的關系［22-24］。過去研究認為青少年在進行戶外活動時，尤其進行球類運動時，隨著視線不斷移動、視近、視遠不斷變化，眼部睫狀肌、韌帶以及其他輔助性肌群可以得到良好的疲勞緩解，進而改善屈光系統調節功能［25-26］。也有研究認戶外體育鍛煉在一定程度上降低眼壓，提高脈絡膜血流狀況，從而改善眼部肌肉、神經以及眼球組織的健康程度，起到預防近視和改善視力的效果［7，27］。

3.3 運動干預近視研究的前沿分析

近些年來，各個國家學者研究的熱點議題都在近視流行率以及發病率原因等方面，近視人群集中在兒童、青少年以及學生群體。本研究采用關鍵詞突顯分析證實從2020年開始至今，近視流行率、兒童近視問題以及光暴露和近視相關性等是當前研究的前沿議題。同時這些議題也被證實是近些年來的熱點議題，建議學者針對這幾個方面議題繼續做更全面和深入的研究。與學校相關的近視問題以及近視的發展問題是從2019年至今一直持續的研究前沿議題。從2018年至今，糖尿病視網膜病變也是本研究主題方面的前沿議題。機器學習方法預測近視也是從2020年開始爆發的前沿議題。近年有學者的研究基于導致近視的風險因子數據來建立了各種近視和視網膜病變問題的人工智能預測模型。機器學習是一種人工智能數據分析的方法，可自動建立分析模型，并已成功用于圖像識別和分類［28］。機器學習模型從各種因素的組合中預測自變量的能力。在眼科領域，機器學習已被用于糖尿病視網膜病變的 診 斷［29］、近 視 發 展 的 預 測［30-31］、角 膜 塑 形 鏡 處 方 開 發［32］以 及治療新生患者的視力問題［33］。2022年我國學者Tu等人的研究對湖北省17個城市的小學生進行了近視相關因素的調查，并進行了視力和屈光狀態檢查。隨后建立了機器學習模型來分析近視患病率的各種影響，并確定重要的影響因素和風險因素。研究補充了華中地區近視眼大規模流行病學調查數據的空白，并采用了新的機器學習模型方法從大數據中挖掘近視的影響因素，為兒童近視的防治提供科學合理的依據［34］。2021年國內學者Li等人采用機器學習方法對2 740名1～6年級的小學生近視進展的危險因素進行計算分析，來建立預測睫狀肌麻痹的縱向自折射人工智能運算預測模型，結果證實了機器學習模型可以較好地預測兒童近視的發展，其中，未矯正距離視力（uncorrected distance visual acuity）和球面當量（spherical equivalent）是小學兒童近視進展的良好預測因素。并且在研究還指出父母近視問題在小學生近視的初期發展階段起著重要作用，但這種作用隨著小學生年齡的增長而逐漸減弱［35］。2021年Kim等人的研究采用機器學習算法對860名近視患者的眼睛中央凹、視盤、軸長、脈絡膜厚度和眼最深點等關鍵指標進行計算，結果證實預測病理性近視的AUROC（區分度）為0.828，具有77.5%的敏感性和88.07%的特異性，當應用所有6項指標（4個眼最深點、眼軸長度和量化后鞏膜）時，模型的鑒別能力非常好，AUROC為0.868，敏感性為80.0%，特異性為93.58%，這項研究為鑒別病理性近視患者提供了一種準確的模式［36］。機器學習的人工智能技術的發展在醫療科學、運動科學等領域席卷而來，尤其在近視預測與防控以及視力改善等方面的應用程度逐步發展壯大。在運動干預近視眼領域，研究者可以結合體力活動、戶外運動以及日光和夜光暴露時間等因子做更全面和更精準的人工智能化近視預測與干預分析。

4 結論

21世紀以來，運動干預近視研究的數量逐年遞增，其中，美國和中國的發文量最多，美國和英格蘭在領域內發揮重要樞紐作用。研究熱點集中在兒童群體、戶外活動以及身體活動改善視力等方面。研究的前沿集中在兒童群體，涉及青少年和學生群體，近視流行率以及發病率研究等方面也是目前持續被討論的前沿研究主題。