基于科学计量学的适应调节抗阻训练研究态势分析

张明洋张志勇杨 群李端英孙 健

(1.广州体育学院 数字化体能训练实验室，广东 广州 510500；2.广州体育学院 研究生院，广东 广州 510500；3.广州体育学院 运动训练学院，广东 广州 510500)

适应调节抗阻训练(Autoregulated Resistance Training，ART)是一种不断提高力量和发展运动表现的训练方法，而适应调节渐进抗阻训练(Autoregulating Progressive Resistance Exercise，APRE)、主观负荷强度(Rating of Perceived Exertion，RPE)和基于速度的力量训练(Velocity-based Training，VBT)是三种常见的适应调节抗阻训练方法[1]。众所周知，最大力量在提高和保持运动成绩方面发挥着关键作用，包括提高速度[2]、敏捷性[3]和爆发力[2,4]，甚至有助于运动技能的发展[5]。在过去的几十年里，传统的基于百分比的力量训练(Traditional Percentage-based Training，PBT)是提高最大力量的常用方法，通过最大重量(1 Repetition Maximum，1 RM)的百分比设定训练负荷，确定不同个体的力量训练方案，导致训练实践中忽略了许多现实条件，比如获得的基线1 RM值忽略了生理状态、身体表现和生活压力源的每日波动[6]，而若每天测试波动1 RM值耗时且不现实。同时，依据传统百分比力量所设定的训练方案，由于不能跟踪、反馈运动员实时状态而进行适应性调整，不仅增加了运动员的受伤风险[7]，也使训练效果与训练目的错位[8]。因而，PBT固定调节模式对于生理疲劳和状态波动的受试者存在一定的隐患和缺陷[9]。

随着数字化、智能化力量训练设备的大量应用，适应调节抗阻训练法被精英教练员、运动员和科研人员提出并应用于力量训练实践[10-11]。RPE属于主观适应调节[12]，APRE、VBT则是客观调节方式[13]。适应调节抗阻训练方法是根据运动员实时动态的具体表现来监测和评估运动负荷是否合理，通过调节训练负荷(包括训练量和训练强度)，使运动员获得适宜其即时状态的训练负荷，以获得更多的效果增益并降低疲劳的产生[14]。其中，VBT是在力量训练过程中使用各种先进的速度测量设备[15]，有目的地跟踪移动负荷速度并提供反馈的一种新兴且流行的监控和设计负荷训练方法[16]，更有利于诱导运动员肌肉力量的提升[8]。

适应调节抗阻训练方法已被广泛应用于力量训练以提高运动表现[17]，其训练效果也在不断被论证。如何正确把握适应调节抗阻训练研究领域的现状、热点及发展趋势，不仅能够提高我国竞技运动训练领域相关人员的认识与应用水平，也是体能训练科学化的现实要求。鉴于此，本研究运用知识图谱和文献计量研究方法，采用可视化分析软件CiteSpace5.8.R3、VOS viewer及Origin2021，分析2010—2021适应调节抗阻训练研究相关文献，厘清与展望该领域近10年的发展现状、研究热点，以期为我国竞技运动训练理论研究和实践探索提供参考与借鉴。

1 数据选取与分析工具

1.1 数据来源

运用“Web of Science核心合集”收录的文献为数据来源，采取WoS数据库标准化的专业检索方式，经过查阅文献资料、反复讨论、设计并甄选关键词，进行语种为“English”、文献类型为“Article”和“Review”、时间跨度为2010—2021年的限定，进行数据检索(数据来源仅包括2021年12月23日之前的统计数据)，共检索得到16 936篇相关文献。

1.2 文献纳入标准

WOS数据初步筛选后，进一步确定纳入与排除文献。文献纳入原则：(1)唯一性原则。剔除重复发表文献、未正式发表文献；剔除无摘要或无作者信息文献，此轮文献筛选结果无变化。(2)高度相关原则。根据研究内容符合度剔除研究内容为基于体积的热力学、锥体束缚、近距离放射治疗、可变偏差项、真空烘烤试验等与研究领域不相关的文献。文献排除精选后，共得到纳入分析文献168篇，如表1所示。

表1 数据检索条件具体设置及清洗结果

1.3 数据分析工具及方法

应用CiteSpace5.8.R3、VOS viewer以及Origin2021进行文献计量和可视化分析，并绘制知识图谱进行分析解读(见图1)。

图1 数据选取、筛选及分析的流程图

2 适应调节抗阻训练研究的现状

2.1 学术关注度与学术传播度

某个领域的学术研究趋势可以用学术关注度、学术传播度等概念进行具体分析，学术关注度是指对该研究主题发文量趋势的统计，即对每一年发表相关主题论文数量分别进行统计而绘制的曲线趋势图；学术传播度是指该研究主题被引次数的趋势统计，即每一年相关主题论文的被引频次[18]。研究适应调节抗阻训练领域历年来的发文数量和被引量的时序变化，能够直观地了解该领域的发展情况和研究现状(见图2)。

在2010-2017年期间，年发文量均不超过10篇，7年一共仅发表了17篇文献，并且在2012-2014年出现了空窗期，没有相关文献发表。但从2018年开始，可以看到年发文量呈爆发式增长。年被引量在2018年开始呈现爆发式增长，年下载量呈现出比较大的波动，2017年出现了峰值。总体而言，国外关于适应调节抗阻训练的研究在近十年里呈指数型快速增长，表明适应调节抗阻训练引起了众多学者的关注与实践。

图2 2010-2021年发文量、被引量时序图

综合观察图中曲线可知：适应调节抗阻训练研究大致可分为缓速发展期(2010-2016年)、快速攀升期(2016-2021年)2个阶段。总体上看，随着数字化、智能化仪器设备在训练实践中开发与运用，以及更精确算法介入、更有价值的数据被挖掘，适应调节抗阻训练研究仍然是此领域的研究热点。

2.2 核心作者共现图谱分析

对某研究领域核心发文研究者进行关注与分析，可以快速地清楚了解这一领域的主要研究者及其合作关系。因此，进行可视化分析时，对核心作者及其发文量、合作关系的研究是非常有必要的。在VOS viewer里选择“Authors”，可生成核心作者与合作关系的共现图谱(见图3)。

图3 核心作者共现图谱图

2.3 国家与机构共现图谱分析

对研究领域的主要研究国家与机构进行分析，可直观地了解该领域国家与机构的研究情况及合作关系。在Cite Space软件中选择参数“Institution”和“Country”，其余参数设置如前文所述，可获得该领域研究国家的共现图谱(如图4所示)，并对其进行分析。

图4 主要研究国家共现图谱图

根据分析结果可知，近10年有37个国家发表了该领域的研究成果。图3所呈现出的是发文量排名前10的国家，每个节点对应着每一个国家，节点表示该国发文量。从节点大小来看，发文量递减的国家依次为西班牙(93篇)、智利(38篇)、澳大利亚(36篇)、美国(35篇)、英国(32篇)、新西兰(15篇)、塞尔维亚(11篇)、巴西(9篇)、中国(6篇)、威尔士(6篇)。可见，西班牙的发文量远超过其他国家，占总比65.10%，居于绝对领先地位。从合作关系来看，不难发现西班牙虽是发文大国，但与其合作的国家十分少，仅有智利和巴西。反观澳大利亚发文量虽位居第三，但其与多个国家进行了合作研究，尤其与英国和威尔士之间有较强的合作关系。除此之外，美国、塞尔维亚和巴西之间也有着较为牢固的合作关系。

其次，对发文研究机构进行统计后发现，高校是适应调节抗阻训练研究的主要力量。根据统计结果可知，研究成果来自223个研究机构，通过统计和梳理发文量排名前10位的研究机构(见表2)，发现均为高等院校，其中所属西班牙的高等院校有3所，占比33.3%，西班牙的格拉纳达大学发文量最多，共计39篇，占比17.49%。澳大利亚、塞尔维亚各有2个高等院校，智利、英国、新西兰各有1个高等院校，由此可知高等院校对该领域的贡献具有重要作用。

表2 排名前十研究机构汇总表

3 适应调节抗阻训练研究热点

3.1 高频关键词分析

通过分析适应调节抗阻训练研究中的贡献关键词，运算各个关键词出现的频率有助于了解该领域的研究热点。在Cite Space软件中选择参数“Keywords”，其余参数设置如前文所述，生成适应调节抗阻训练关键词的共现图谱，根据运行结果得该领域共有312个关键词，选取频次前15位的关键词(如表3所示)。

表3 前15位高频词统计表

由表3可见，Movement velocity(动作速度)位居第一，共出现59次，这说明此关键词为适应调节抗阻训练研究领域的核心部分；而Strength(力量)、Performance(表现)、Intensity(强度)、Reliability(可靠性)、Power(力量)出现的频次也相对较高，均高于40次。这些高频关键词反映了当前该领域研究的搜索方法和方向符合研究目的。适应调节抗阻训练的高频关键词围绕训练的可靠性、训练方案、训练监控、训练效果等方面，展现了适应调节抗阻训练研究对训练实践具有较高的应用价值。

3.2 热点聚类分析

关键词共现聚类能够直观地反应某领域的研究重点。对适应调节抗阻训练的关键词进行共现聚类，得出10个关注度较高的聚类(如图5所示)。

图5 关键词共现聚类图谱图

在关键词频次与聚类分析的基础上，根据高频关键词和主要关键词聚类查找对应或相近的文献，挑选重点核心文献并进行重点阅读，进一步将10个聚类归纳为3个最重要的主题：(1)C1知识群：适应调节抗阻训练监控技术，#2 Psychometric analysis(心理测量分析)、#3 Linear velocity transducer(线速度传感器)、#6 Autoregulation(适应调节)、#7 beast(野兽)；(2)C2知识群：适应调节抗阻训练监控应用，#0 1 RM prediction(预测1 RM)、#1 Exercise(训练)、#4 Football(足球)、#9 Isokinetic strength(等速强度)；(3)C3知识群：适应调节抗阻训练监测效果反馈，#5 Countermovement jump(反向垂直纵跳)、#8 Endocrine response(内分泌反应)(如图4所示)。

表4 各知识群聚类高被引文献信息

3.2.1 C1知识群：适应调节抗阻训练监控技术

(1)监测技术

抗阻训练的训练强度传统上用相对负荷(%1 RM)或每组中给定重复次数可以举起的最大负荷来确定，但这种方法存在缺陷，因此为了替代传统的监控方法，许多学者开始研究检验在抗阻训练中使用动作速度作为相对负荷指标的可靠性[19]，尝试使用实时监控动作速度来判断训练过程中的实际负荷。

González-Badillo, J.J等[19]将速度损失作为监测抗阻训练的变量，监测了受试者分别在50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%1 RM下进行卧推的最大重复次数(MNR)试验，并计算受试者的速度相对损失，发现速度相对损失与重复次数之间有密切关系，尤其在50%～70%1 RM负荷区间内，因此说明通过监测动作速度可以推算出动作的重复次数，可以此来合理地制定抗阻训练计划。Sánchez-Moreno, M等[20]则将动作速度作为引体向上运动中探究相对负荷和努力程度的指标，同样发现了速度损失与最大重复次数和重复百分比之间有密切关系，且在65%～95%1 RM负荷区间内有较大的可靠性，可以此来合理地制定抗阻训练计划。Morán-Navarro, R等[21]同样研究了速度损失与重复次数的关系，他在研究中将受试者按运动经历分为了无运动基础(65%1 RM)、有运动基础(75%1 RM)和运动员(85%1 RM)3类，均进行卧推、深蹲、俯卧硬拉和过头举，发现各技术动作组间没有显著性差异，亦可说明使用速度损失预测重复次数具有较高的可靠性，可高精度地预计肌肉力竭的负荷。

综上所述，使用速度损失预测重复次数具有较高的准确性，即动作速度可以替代传统监控训练强度的方法，准确地实时监控训练强度。

(2)监控设备

近年来，随着适应调节抗阻训练的出现和发展，各种用于监控训练的设备也大量出现，如线性速度传感器和线性位置传感器、可穿戴设备和手机应用程序等，这些设备被认为可以精确地测量运动速度[22]，量化训练强度。但不同的设备测量出的数据不同，都会与真实结果之间出现误差，因此有许多学者探究各种设备在测量运动速度时产生的误差，找出能够最准确量化训练强度的监控设备。

Banyard, H.G等[23]分别用PUSH Band(TM)和GymAware(GYM)评估受试者全深蹲的平均速度(MV)、峰值速度(PV)、平均力(MF)、峰值力(PF)、平均功率(MP)和峰值功率(PP)，结果得出PUSH Band(TM)仅对PP具有高度有效性，而GYM对所有标准变量的评估都是高度有效的。Pérez-Castilla, A等[24]则比较了7种商用设备测量卧推运动平均速度(MV)的可靠性和有效性，由高至低依次排序为Speed4Lift线性位置传感器、相机光电系统(Velowin)、PowerLift手机应用程序、光学运动传感系统(Trio-OptiTrack)、T-Force线性速度传感器、Chronojump线性位置传感器、PUSH band惯性测量单元(IMUs)、惯性测量单元(IMUs)。Courel-Ibanez, J等[25]比较了5种速度监控设备测量卧推、深蹲和俯卧硬拉的平均推进速度(MPV)和峰值速度(PV)的可靠性和有效性，结果显示线性速度传感器(LVT)最为可信，其次是线性位置传感器(LPT)和光电相机系统(OEC)，智能手机摄像系统(VBS)和加速度计(ACC)的误差较大，不建议使用。

以上论证结果表明，固定设备要比可穿戴设备的准确性要高，且部分使用摄像方式测量的设备误差相对较大。固定设备中GYM的准确性最高，可穿戴设备中PUSH Band(TM)的准确性最高。运动员在进行训练监控时可推荐采用GYM、LVT、LPT，健身爱好者则推荐使用PUSH Band(TM)进行监控。

3.2.2 C2知识群：适应调节抗阻训练监控应用

(1)预测1 RM的有效性和可靠性

一次重复最大重量(1 RM)被定义为是在一个特定的运动中可以举起一次的最大负荷，被认为是衡量一个人力量素质的有效指标，并可以作为抗阻训练的参考值[26]。Banyard, H.G等[27]采用了负荷-速度曲线(LVP)来预测1 RM，分别采用了平均同心速度为3(20%、40%、60%1 RM)，4(20%、40%、60%、80%1 RM)及5(20%、40%、60%、80%、90%1 RM)的递增负荷预测深蹲的1 RM，研究结果表明3次试验之间是非常稳定的，但所有预测的1 RM均有显著差异。Ruf, L等[28]采用了相同的方法，但负荷递增为2(0%～60%、40%～80%、60%～90%1 RM)、3(20%～80%、40%～90%1 RM)及4(20%～90%1 RM)预测硬拉1 RM，研究结果表明20%～90%的1 RM是最可靠的。两个研究结果均表明虽负荷-速度曲线1 RM预测方法有较强的稳定性，但由于运动员个人之间存在相当大的差异，均不建议使用LVP预测模型来预测1 RM。Garcia-Ramos, A等[29]使用了4种方法预测卧推的1 RM，分别为Lombardi和O’Conno提出lifts-to-failure方程、Sánchez-Medina提出的LVP和Loturco提出的个性LVP，得出了最可靠的测量方法是直接测量法，其次是Lombardi的方程，O’Conno的方程高估了1RM(3.43%～4.08%)，Sánchez-Medina提出的LVP低估了1 RM(3.77%)，而个性LVP可以被推荐为预测自由重量卧推1 RM最准确的方法。Hughes, L.J等[30]采用了最小速度阈值(1 RMMVT)、零速度载荷(1 RMLD0)、负荷-速度曲线(1 RMFV)这3种方法分别预测使用史密斯器械和自由重量的深蹲、卧推、俯身划船及推举的1 RM，研究结果表明，1 RMMVT是最可靠和有效的预测1 RM的方法，虽然自由重量深蹲和推举预测1RM具有较高的可靠性，但总体来说史密斯器械比自由重量预测1 RM更为可靠。Garcia-Ramos, A等[31]使用了广义估计方程和两点法分别对向心卧推训练和离心卧推训练进行1 RM的预测，结果显示广义估计方程低估了从同心BP预测的实际1 RM，高估了偏心BP预测的实际1 RM，而快速、低疲劳、实用的两点方法预测卧推1 RM，具有较高的可靠性和有效性。

这些证据均表明，直接测量1 RM是最为准确的，通过间接测量法预测1 RM都会出现或大或小的误差，但其中个性LVP、两点法及1 RMMVT是具有相对较高可靠性和有效性的间接测量方法。

(2)提高肌肉力量表现

通过适应调节抗阻训练增强肌肉力量、肌肉功能是此领域的重要研究，国外学者主要采用了渐进式抗阻训练、主观负荷强度和基于速度的训练3种干预方式对运动员、大学生和青少年等人群进行运动干预，对其肌肉力量提高效益进行研究，更有学者采用不同的速度损失(Velocity Loss，VL)效果的对照研究证实了不同速度损失对于肌肉表现提高不同。

Graham, T[11]在其设计的通过“重复储备”进行适应调节的训练课程中，允许受试者在项目过程中调整负荷以适应强度的增加，经过为期12周的训练，受试者产生出更大力量增加。Helms, E.R[32]则采用RPE监测法对举重运动员进行了为期3周的试验，发现在4%RPE周时，运动员最大力量的增加是最明显的，继续增加%RPE并不能再提高最大力量。Orange, S.T等[33]和Montalvo-Perez, A等[34]分别对男性橄榄球运动员和女性自行车运动员进行了为期7周和6周，每周2～4次的VBT力量训练，均发现VBT实验组受试者的最大肌肉力量、力量耐力及爆发力均明显优于对照组。Lopez-Segovia, M等[35]和Gonzalez-Badillo, J.J等[36]分别对青少年足球运动员(14～19岁)进行了为期16和26周、每周 2～4 次的 VBT 力量训练，均发现 VBT 训练组的最大深蹲力量、下蹲跳和冲刺提升效果显著优于控制组。这些研究表明，VBT 能有效提升力量、爆发力和肌肉耐力，对青少年运动动员、男性运动员及女性运动员均有显著效果，能帮助高水平运动员打破力量瓶颈。此外，Pareja-Blanco, F等[37]对4种不同的VL(0%、10%、20%、40%)的对比发现，VL值越高，肌肉肥大效果越明显，VL值越低，快速力量提升越明显。

总体而言，国外对于适应调节抗阻训练对肌肉力量的研究着重于对VBT的研究，针对于渐进式抗阻训练和主观负荷强度的研究相对缺乏。针对于VBT的研究则主要从VBT独立训练和速度损失效果两个方面进行，独立训练效果方面得出了VBT的独立训练对于成年运动员和青少年运动员均有显著效果。速度损失效果方面得出了20%VL是一个临界点，超过20%VL更利于肌肉的肥大(20%～40%VL)，低于20%VL更利于快速力量的提高。

3.2.3 C3知识群：适应调节抗阻训练监测效果

(1)运动表现

适应调节抗阻训练要实现其替代或者补充传统力量训练方法，取决于其能否产生更好的训练效果。国外已有几项研究对比了适应调节抗阻训练与传统力量训练的训练效果。Dorrell, H.F等[38]对比了VBT和%1 RM法的深蹲训练效果，保持两组相对负荷强度、组数和次数的相同，按照力量水平对研究对象进行平衡分组，发现VBT组更好地提高了受试者的最大力量和跳跃高度，同时产生更少的疲劳感。Banyard, H.G等[39]采用同样的训练负荷设计，但按照力量水平对研究对象进行平衡分组，比较3种不同VBT与PBT的训练效果。发现VBT组在训练中的疲劳感显著低于传统组。此外，VBT组还能更好地提升纵跳的峰值速度、深蹲的杠铃速度、短距离冲刺和变向表现。此外，Westblad, N等[40]比较了适应调节的飞轮抗阻训练(FRT)与传统力量训练(TST)对青少年运动员训练负荷发展、跑步和跳跃表现影响，经过为期6周的干预后得出，与TST相比，FRT对青少年运动员训练符合发展和运动技能发展有相似效果，但都产生较少的疲劳感。两种训练方法均提高了跳跃能力，对跑步能力无明显影响。

总体而言，国外研究均得出了VBT在降低运动员疲劳感和总训练量的同时，可以更好地提升其爆发力和最大力量，不仅降低了运动员受伤的概率，而且更突出个性化力量训练方案的实施和训练效应。

(2)生理适应

力量训练不仅对运动表现会产生刺激，而且对机体的生理表现也会产生一定的刺激，并且神经内分泌系统是机体恢复的重要生理系统之一[41]，部分学者对训练后机体生理表现变化进行研究，以此找到最适宜的训练强度和训练量。

Pareja-Blanco, F等[41]比较了抗阻训练运动前后的机体生理生化指标的变化，发现运动后负荷量加大机体内皮质醇、肌酸激酶(CK)和催乳素(PRL)显著增加，心率变异性(HRV)和复杂性(HRC)则显著降低，更高的肌肉疲劳感受。Pallares, J.G等[42]则比较了不同后蹲对机体运动功能和生理功能表现的影响，发现全深蹲(F-SQ)能出现最好的运动功能表现，其次是平行蹲(P-SQ)，半蹲(H-SQ)不仅没有产生积极的运动功能表现，而且是唯一出现疼痛、僵硬等不良生理功能的动作。

目前，国外对运动后机体生理表现变化的研究相对较少，但不难发现适宜的训练负荷和技术动作是刺激机体生理适应的重要手段，因此在训练过程中制定合适的训练负荷、选择合适的技术动作是达成训练目标的重要方法。

4 结论与建议

适应调节抗阻训练是在传统力量训练的基础上，随着实时反馈训练设备在训练实践中的应用，以及寻找高效、针对性更强以及突出训练效应的需求下而形成的力量训练方法。通过对该领域研究成果的发文量、核心作者、主要研究国家和机构及研究热点进行可视化分析，发现近十年该领域研究趋势呈指数型上涨，核心贡献作者为Amador GR、Alejandro PC、Fernando PB，国家以西班牙、智利、澳大利亚、美国、英国为主，研究机构分布于格拉纳达大学、康塞普西翁天主教大学、巴勃罗·德·奥拉维德大学等高校，核心研究者之间已形成较为稳定的合作关系，而国家之间、机构之间共同研究成果尚不多见。该领域热点趋向围绕以下三个方面：(1)适应调节抗阻训练监控技术：分为监测技术和监控设备，支持并证明动作速度监控可以替代传统监控方法准确地实时监控训练强度，固定设备要比可穿戴设备的准确性要高，且部分使用摄像方式测量的设备误差相对较大。(2)适应调节抗阻训练监控应用：研究趋向针对预测1 RM有效性、可靠性以及提高肌肉力量表现，直接测量法效益较差但最为准确，间接测量法中个性LVP、两点法及1 RMMVT具有相对较高可靠性和有效性，国外对提高肌肉力量表现的研究着重于VBT，APRE和RPE的研究相对缺乏且针对青少年运动员的相关研究较少。(3)适应调节抗阻训练监测效果：主要关注运动表现和生理适应，大量研究支持VBT在降低运动员疲劳感和总训练量的同时更好的提升其爆发力和最大力量，且适宜的训练负荷和技术动作是刺激机体生理适应的重要手段。

适应调节抗阻训练将随着交叉学科之间的融合以及成果应用的扩展，具有较高的研究价值。适应调节抗阻训练研究趋向表明，适应调节抗阻训练对青少年力量素质提升的应用与实践，APRE和RPE的研究以及比较VBT、APRE及RPE在不同力量训练目标中的实践区分，以及适应调节抗阻训练与其他训练方法相结合对提高运动能力以及运动表现的影响等方面对研究者具有较广泛的挖掘内容和实践场域。