基于CiteSpace的快速伸縮復合訓練研究現狀與前沿分析

黃煒豪

(廣州體育學院 廣東廣州 510000)

隨著現代競技運動的發展，運動訓練手段也變得多樣化，但使用廣泛且發展身體素質效果良好的訓練方法往往是經典的，這就吸引著教練員和科研人員不斷挖掘其在訓練中的作用。快速伸縮復合訓練（Plyometric Training，以下簡稱PT）就是其中之一，自1960年沿用至今，有著久遠的歷史，它被定義為短時間內使肌肉力量達到最大化的練習［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動作的力量［2］。此外，PT可應用范圍廣泛，且對器械設備的要求不高，在有限的可用空間下就可進行，是一種高效便捷的訓練方法［3-4］。多數研究表明［5-7］，與其他訓練干預措施相比，PT是提高力量表現較有效的方法，尤其是在需要爆發性收縮的肌肉活動中［8］。

目前，國內PT研究主要集中在體能主導的速度和力量性項目、技能主導類中的籃球、足球和排球等項目，研究焦點主要放在靈敏素質［9］和下肢力量素質上，如爆發力、彈跳力、變向能力等，對該訓練方法的研究日趨廣泛和深入。

知識圖譜作為科學計量學的新方法和新領域，由于其在客觀性和定量化方面的宏觀研究優勢［10］，近年來被不少學科采用。針對全球PT 研究熱點和相關論文發表的快速增加，目前對該方面的研究趨勢進行系統全面的定量分析還未見相關報道。因此，該文嘗試基于Web of Science 數據庫核心合集的文獻資料，使用文獻計量的方法對PT的研究成果進行量化分析，以期掌握目前相關領域的研究現狀，有助于研究者了解該領域在全球發展的情況，并為相關研究提供參考。

1 研究方法

1.1 數據來源

該研究數據來源于Web of Science 核心合集數據庫。在信息可視化分析中，數據收集和準確有效的檢索是至關重要的。如何設置檢索式，使檢索得到的結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。根據諸多文獻及著作對快速伸縮復合訓練一詞的翻譯與分析，結合該文的研究目的，以體現該訓練方法的核心內容為目標，經過對多個相關詞進行反復組配和分析比較，采用主題檢索形式，以plyometric training、plyometric exercises、plyometric drills 等作為核心檢索詞進行檢索，設置檢索文獻類型為“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 特殊的發力機制，檢索過程中增加了stretch-shortening cycle 及其相關詞，使得文獻質量和檢索效果得到保證，最終檢索到初始文獻共734篇（如表1所示）。

表1 數據檢索條件設置

1.2 數據篩選

數據在初步篩選后，仍需要進行詳細的剔除工作。數據排除主要遵循的原則：（1）未正式發表的文章；（2）重復發表的文章；（3）會議摘要和會議記錄；（4）不相關的文章。數據清洗后，433篇文獻被納入分析過程。

1.3 數據分析工具及方法

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，并結合Excel表格軟件處理相關數據及圖表，用以顯示國外PT訓練的研究結果及發展進程。

在CiteSpace 軟件的功能參數區中，可以勾選不同節點類型（node type），如作者（author）、機構（institution）、國家（country）、關鍵詞（key words）等，通過分析相應的內容得到對應的知識圖譜。為使研究結果保持一致性和科學性，節點類型的分析參數都設置成相同的值，時間范圍為1982—2021年，根據時間跨度選擇時間切片（time slicing）為1 年，閾值標準（selection criteria）為Top 50，運用路徑尋找（pathfinder）算法對切片網絡進行修剪。

2 結果分析

2.1 PT文獻發文量

如圖1所示，可看出PT的發文量經歷了緩慢增加、平穩增長、迅速增長3 個階段。PT 的文獻在1982 年發表了2篇，但在1983—1993年期間核心合集關于PT的發文寥寥無幾。從1984年開始，每年都有文章陸續發表，發文呈平穩增長趨勢，這也表明PT 在國外也處于初步發展階段。此后，每年發文量都有所增加。到2021年，PT訓練的發文量達到頂峰。核心合集關于PT的文章已達734篇。PT是提升運動表現的經典訓練手段，國內外體育研究者會在此基礎上不斷增加對PT的研究，增加該領域的研究深度和寬度。

圖1 文獻發表時間分布

2.2 PT國家與研究機構分布

整體來看，共有55 個國家參與PT 研究，其中發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，美國位居領導地位。從國家之間的合作強度看，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。合作強度是通過文獻中不同國家參與研究的頻度結合特定的算法統計得到的結果。美國雖然不是PT的發源地，但從發文量和合作強度可看出，其對體育科研的重視程度。由于發文國家較多，在此不一一分析。

研究機構發文量前10名中，有2名隸屬于西班牙。加利福尼亞大學發表數量遠遠超過其他機構，共有31篇。其中，Ramirez 教授所發表的論文數量為31 篇，先后分別與Chelly 教授、Komi 教授和Izquierdo 教授進行合作，并發表于《力量和訓練研究雜志》《運動醫學》《國際運動生理學和運動表現雜志》《英國運動醫學雜志》等期刊中。

2.3 PT研究學科分布

在閱讀大量國外文獻后發現，經過PT 訓練，運動員在快速力量、反應能力、動作技術等方面有不同程度的提高，并且PT訓練還有預防損傷的作用［11］。目前多學科、多視角的綜合性研究是體育學科發展的主要趨勢，不同的學科和專業知識能為人們提供研究PT訓練理論與方法的基礎。

據CiteSpace 運算得到的數據，在統計各類學科時發現，除了體育科學以外，其余多學科交叉研究的學科類別主要包括生理學、康復學、人體工程學等研究領域。經知識圖譜分析，PT訓練研究所涉及的主要學科共現網絡圖譜中的關鍵節點有9個，除體育科學外，中心性最高的是工程學（0.57），其次是社會科學（0.43）和科學與技術（0.43）。這些學科研究都出現了交叉融合現象，如經過特定的PT 訓練后，女性運動員膝關節損傷率降低［12-13］；長時間進行拉長—縮短周期訓練會導致反射敏感性明顯下降并造成肌肉損傷［14-15］；在體操訓練中融入PT 訓練可有效改善手翻跳馬動作表現和體操的功能性力量［16］，PT訓練加入足球訓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國戰略需求時，應不斷優化學科布局，努力建設有利于學科交叉融合的良好氛圍。

2.4 PT關鍵詞聚類分析

關鍵詞或主題詞在一篇規范的學術論文中往往是文章核心內容的凝練，能夠鮮明直觀地表達文獻主題。因此，若某一關鍵詞或主題詞不斷出現在其所在的研究領域，則反映出這些詞匯是該研究領域的熱點內容。通過CiteSpace 軟件進行關鍵詞聚類分析，并繪制聚類時間線圖（見圖2），可發掘相關領域中的主要內容。圖譜共形成1034 個節點，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 意味著聚類的社團結構是顯著的，當S>0.5可認為聚類是合理的［18］。圖譜中縱軸表示各關鍵詞所屬的聚類標簽，橫軸表示關鍵詞最早出現的年份；節點大小說明關鍵詞出現的頻次，它們之間的連線表示被使用在同一文獻中，連線越多，表示次數越多。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簽進行合并分析（#5 plyometric exercise與#6 plyometric training）。

圖2 基于LSI算法的關鍵詞聚類時間線

2.4.1 爆發力訓練

主題以爆發力訓練為主，此聚類范圍最大。此聚類中出現最早的文獻是Adrian Lees 與Emad Fahm（1994 年）聯合研究不同跳深高度（0.12m，0.24m，0.36m，0.46m，0.58m，0.68m）對PT 訓練表現的影響［19］，實驗要求30名男性受試者在不同的高度下進行跳深、下蹲跳及深蹲跳，通過Kistler 測力平臺計算身體重心（CG）的負位移、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，進而導出峰值瞬時功率值，旨在幫助確認最佳跳高深度。隨后strength（力量）、vertical jump（垂直跳）、performance（運動表現）、leg strength（腿部力量）等關鍵詞相繼出現。到了2006 年開始，出現以足球項目為主的青少年運動員相關研究，如PT 訓練對運動員爆發力、耐力、靈敏性等素質的影響。因此，該聚類主要是反映PT不同訓練方法手段效果的研究。

2.4.2 剛度

此聚類以關鍵詞剛度為主，最早出現于1997年，后續出現contraction（收縮）、skeletal muscle（骨骼?。xercise（訓練）等相關研究。涉及剛度的相關研究表明，PT訓練可激活肌肉的協同作用，以增加下肢關節穩定性［20］，降低損傷風險［21］，增強肌腱剛度與關節剛度［22-24］，進而顯著提高跳躍高度。從此聚類的研究內容中可看出，PT訓練機制的研究取得了突破性的進展，體育科研人員充分應用運動生物力學的研究方法，探尋PT 訓練特異性適應息息相關的肌肉、肌腱復合體，構建骨骼關節物理性變化的調節及同運動能力之間的關系等，為PT訓練方法的制定提供了有益的參考。

2.4.3 反應時

此聚類主題以反應時為主，最早出現于1996年，膝關節穩定性、前十字韌帶、活化、速度等相關研究相繼出現。該聚類中的高被引文獻研究內容以快速力量為主。Macaluso等研究者測試急性PT訓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行實驗，在運動干預前9天收集血液樣本、感知肌肉酸痛評分量表及肌肉活檢。在開始運動干預前后6h 收集血液樣本及第1、2、3 天評估感知肌肉酸痛分數，干預后第3 天再次采集肌肉樣本進行分析。通過電子顯微鏡觀察到明顯的中度和重讀肌節損傷，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 訓練主要影響Ⅱ型肌纖維。Malisoux 等人研究發現短期高強度拉伸—縮短周期運動（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］。這些結果表明，SSC 練習是一種有效的訓練方法，可以提高肌纖維的收縮速度，從而提高力量。此外，還有研究驗證了PT訓練對腿部剛度調節的影響［27］及對運動員維持［28］或提高運動表現的影響［29-32］。綜上可知，此聚類主要反映了PT訓練適應性的研究。

2.4.4 拉長-縮短周期

此聚類以拉長-縮短周期為主，出現于1995年，包含縱跳表現（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）等關鍵詞。關于PT 訓練，有對比不同PT 訓練效果的研究，其中Thomas 等人研究為了對比跳深組（DJ）和下蹲跳組（CMJ）對運動員力量和靈敏性的影響［33］，進行了為期6周（每周2 次）的訓練，發現兩種訓練方式都改善了運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 訓練對運動員爆發力、平衡和耐力的影響，也得到類似的結果［34］。

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

綜上所述，此聚類的重點是不同訓練策略對提升運動素質效果研究的證實與實踐應用，如不同方向、訓練頻率、訓練場地等，許多學者研究后發現不同模式的PT訓練具有相似的結果，關于其內在的機制還有待廣大研究者與教練員進一步研究實踐。

2.4.5 肌酸激酶

此聚類以肌酸激酶為主，聚類中最早出現的關鍵詞為肌肉損傷及疲勞（muscle damage &fatigue）。隨后Strojnik 等人［37］研究短時間最大強度拉伸—縮短周期運動對神經疲勞的影響，發現其產生疲勞可能涉及兩種不同的機制：（1）收縮機制可能是通過較快的鈣離子濃度變化和橫橋循環而增強；（2）動作電位傳導路徑出現損傷，這可能是該類運動疲勞的主要原因。在研究肌酸激酶的基礎上，學者Kyr?l?inen和Komi多次合作，研究證實了劇烈的PT訓練會致使肌酸激酶相應升高，進而導致肌肉損傷［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 訓練后的生理生化指標展開的研究，對豐富和完善PT訓練體系有著積極的作用。

2.4.6 快速伸縮復合訓練

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

2.5 關鍵詞突現分析

關鍵詞突現是指在某個時間段內該關鍵詞使用頻次顯著增加，這往往代表該領域某一時間段研究前沿的熱點。如圖3 所示，通過對1982—2021 年快速伸縮復合訓練文獻進行關鍵詞突現檢測，共得到16個突現詞，大致可歸納為運動表現相關（彈跳力、腿部力量、縱跳高度、耐力素質、短跑、變向）、運動訓練及分析相關（骨骼肌、爆發力動作、快速伸縮復合訓練、適應、meta分析、可靠性）。

圖3 1982—2021年Top16突現關鍵詞

從時間跨度上看，突現年限最短為2 年，最長為5年?？梢园l現，截至2021年間仍具有較強熱度的突現詞有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 年開始一直延續到2021 年，其原因可能是體能訓練的興起，PT訓練就是其中一種訓練方法，即結合專項競技的特點制訂訓練方案，以提高運動員整體的競技水平服務。reliability（可靠性）起步較晚，于2019年出現，其出現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訓練中獲得的爆發力，收集相關數據，為meta analysis等數據分析的文章提供有力的支撐。

總而言之，explosive action、athletic performance、reliability 等突現詞是通過CiteSpace 算法，并結合了國外最新數據及理論成果所得出的高熱度關鍵詞，是把握大數據時代的特點并進行實踐所顯示出的理論前沿。

3 結語

近幾年有關快速伸縮復合訓練研究成果的產出呈較快增長趨勢，美國在該領域研究的出版物數量居世界首位，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，應通過借鑒國外研究經驗與方法，加強快速伸縮復合訓練實證性研究，從量化研究轉向有深度的質化研究。

快速伸縮復合訓練早在20 世紀便在競技訓練領域被采用，而后作為各專項競技體育的一種訓練手段，尤其是在爆發力訓練方面。近幾年來，快速伸縮復合訓練的研究越來越科學化、精細化及可視化，并呈現出多學科交叉研究的趨勢。

國際上快速伸縮復合訓練的主要研究機構集中于高校，主要是圍繞力量峰值功率、剛度、生理生化指標在不同強度負荷下運動員的機體適應性展開的研究。