国外雪上项目的研究热点与演化分析

2020-03-02 06:05秦鹏飞
中国体育科技 2020年12期
关键词:滑雪者滑雪运动员

秦鹏飞,陈 亮

冬季运动项目主要由冰上项目和雪上项目组成,我国冬季运动开展较晚,且整体呈现出“冰强雪弱”的竞技水平格局(刘海山,2017)。面对群众基础不足、科研保障相对缺乏、体育复合型人才缺口大等问题(庄薇等,2018),国内研究多围绕策略布局、参赛成绩分析及专项科技服务3 方面展开。文献检索发现,我国已公开报道的冬季运动项目成果更多集中在冰上项目,这也侧面印证了科学研究对项目竞技水平与扩大群众基础的促进作用。本研究利用CiteSpace V 软件,试图讨论Web of ScienceTM核心集合库中关于雪上项目研究成果的学科特征、热点及演化。

1 数据来源及研究方法

1.1 数据来源

本研究数据均来自Web of ScienceTM核心集合库。检索主题词为“Snowboarding ”OR“Snowboarder's ”OR“Snowboarders”;“Cross-Country Skiing”OR“Cross-Coun‐try Skiers”OR“Cross-Country Ski”OR“Cross-Country Ski‐er”;“Ski Jumping”OR“Ski Jumpers”;“Alpine Skiing”OR“Alpine Ski”OR“Alpine Skiers”;“Nordic Combined”;“Bi‐athlon Skiing”,文献类型为“Article”,文献语种为“Eng‐lish”,检索时间为1985 年1 月1 日—2019 年3 月16 日。最终检索、筛选后最终得到743 篇文献并作为本研究的最终数据,其中,单板滑雪185 篇、越野滑雪273 篇、跳台滑雪55 篇、自由式滑雪6 篇、高山滑雪218 篇、北欧两项6 篇、无冬季两项相关文献。

1.2 研究方法

运用科学文献计量法,并采用CiteSpace V[版本号5.3.R4(64-bit)]软件,在功能参数区将时间范围设置为1985—2019 年,时间切片为3 年1 段,依据不同研究内容进行不同的阈值项设置,严格按照操作流程,绘制国外雪上项目知识图谱,而后对其进行学科分布、耦合、关键词热点及文献共被引的分析,以揭示国外雪上项目的研究热点及脉络演进。

2 研究结果信效度控制

CiteSpace V 可生成的众多图谱中,只有聚类有着标准化的效标(陈悦等,2015),因此采用平均相互同意度,即n×S/(T1+T2+…+Tn),信度系数,即(n×平均相互同意度)/[1+(n-1)×平均相互同意度]确保本研究的信效度。其中,S表示检验者解读一致数,T1、T2表示每人解读种类总数,n表示检验人数(霍炫伊等,2018)。将本研究图谱呈送同领域专家进行内容解读,得到n=3,T1=16,T2=18,T3=15,S=12,得出平均相互同意度为0.735,信度系数为0.829,信效度系数较高,表明本研究图谱合理。

3 结果与分析

3.1 国外雪上项目的主要学科

3.1.1 国外雪上项目的主要学科热点分析

1)在CiteSpace V 软件的Node types 功能参数区,勾选Category(学科),不进行算法裁剪,得到国外雪上项目研究的学科初步分布图;2)对图谱适当优化后,按照中心度由高到低对学科排序;3)按照中心性显示学科名称,并将中介中心性Centrality>0.1 视为关键点(刘泽渊,2008),整理后得到国外雪上项目学科分布情况(表1)。

从表1 中可以看出,体育科学、工程学的中心性最高说明这2 个学科是国外雪上项目研究的主要学科,整体上看国外雪上项目研究已走出体育学,与多个学科进行交叉,形成了交叉学科群。Web of Science 在对本研究所涉学科进行分类时,只有工程学可以进行学科再划分,主要的学科有生物医药工程、机械工程、民用工程、环境工程、工业工程和电子电气工程。从所占篇数来看,涉及工程学的主要是从生物医药工程和机械工程2 个学科视角展开研究。

表1 国外雪上项目研究主要学科信息Table 1 The Information List for Major Subjects of Foreign Snow Sports Research

在生物医药工程研究领域,主要涉及运动装备、运动形态、场地赛道3 方面。在运动装备方面,研究视角兼顾运动员的运动表现发挥和降低运动损伤,其研究形式大致分为以下2 种:1)结合数理建模与使用检验,选择运动员个性化运动装备。例如,Heinrich 等(2011)运用欧拉-伯努利梁理论和经典扭转理论,对滑雪板弯度和扭转刚度的选择问题进行研究;2)成型运动装备的选择策略。例如,Nilsson 等(2003)运用实验法对3 种基于越野滑雪运动员身高,且长度(78%、82%、86%)不同的推杆与耗氧量之间的关系进行探讨;Campbell 等(2017)对使用何种高山滑雪靴展开选择性研究。在运动形态方面,相关研究主要涉及运动中数据的获取和运动特征的分析:1)结合特定测量系统的整体性运动参数解析,Krüger 等(2010)采用全身惯性测量系统对高山滑雪运动员的运动参数进行研究,Benedikt 等(2015)基于惯性传感器视角提出一种针对越野滑雪步幅技术时空特性的分析系统;2)通过实验对特定关节运动的特征进行剖析。例如,Delor‐me 等(2005)通过实验法对单板滑雪运动中踝关节的运动学特征展开研究。在场地赛道方面,主要研究了场地结构与运动的关系。例如,Erdmann 等(2017)回顾并评价了高山滑雪的场地赛道地貌、运动数据的测量方法,指出方位角法是赛道地貌定位不太精确时最好的测量方法。

在机械工程研究领域,主要涉及装备研发和测试。在装备研发方面,Suzuki 等(2009)研发出新式滑雪靴(鞋帮前半部分高度为髌骨上缘高度的44.5%±1.5%,后半部分高度为髌骨上缘高度的61.5%±2.0%);在装备测试方面,Hladnik 等(2014)测试了越野滑雪靴的弯曲刚度,提出应减小鞋底和中底的尺寸,增加鞋面、鞋带部分的尺寸,以提高中靴区的弯曲刚度与质量的比值,从而提高其使用效率。

此外,部分学者还从其他学科视角对国外雪上项目进行了研究,具体包括:1)社会科学(0.26),如Ruedl(2012)揭示了单板滑雪者冒险行为和风险补偿的主要相关因素;2)医学(0.16),如Son 等(2012)证明高原训练能够提高青少年的耐力表现;3)公共、环境与职业健康(0.16),如Little等(2011)采用调查法对滑雪场的滑雪者进行了现场调查,揭示了滑雪者的动机和掌握的滑雪知识与滑雪场环境之间的关系;4)体育休闲与旅游(0.14),如Matzler 等(2008)设计出一套能够衡量顾客对滑雪区域满意度的量表。

3.1.2 国外雪上项目的主要学科热点耦合分析

耦合分析是指若2 篇文章共同引用同一篇文章,则2篇文献之间便存在耦合关系(李杰,2017)。我国学者邱均平认为,“耦合”揭示的是一类普遍存在的关系,不仅仅局限在2 篇文献的相互关系中,因此,对学科进行耦合分析,可揭示学科间的相互关系。操作CiteSpace V 软件,获得学科的双图叠加图,点击“Z-score”功能合并连线,得到雪上项目研究学科耦合图(图1)。图1 由2 部分构成,左侧Part 1 部分是雪上项目研究来源数据中的参考文献分布图,右侧Part 2 部分是来源数据中的施引文献分布图,2部分以雪上项目研究为中介产生了学科间的耦合关系。图1 中连线的粗细表示学科间的密切程度,颜色表示学科间的路径关系。

图1 雪上项目研究学科的双图叠加图Figure 1.The Double Diagram Superposition Diagram for Subjects of Snow Sport Research

从图1 中可以看出,在本研究来源数据中,参考文献和施引文献的学科分布较广泛,Part 1 显示,本研究主要参考医学、神经学、运动、心理学、分子学、生态学、数学、政治经济学等领域的研究文献,这些研究为国外雪上项目研究奠定了理论基础。Part 2 显示,国外雪上项目研究也对其他学科领域,如运动康复、分子学、环境、生物学、健康、心理学、物理材料化学、社会学、运动、皮肤科学等领域的研究产生了影响。从图1 的连线和颜色来看,如参考了医学、神经学、分子学的研究更多被应用到运动康复、分子学、生物学、皮肤科学、内科学领域;参考了运动、心理学的研究多应用于运动康复、健康、心理学领域;参考了生态学、数学、政治经济学的研究则被更多地应用于环境、物理材料化学、社会学领域。

3.2 国外雪上项目关键词热点分析

关键词是文章的高度概括和凝练,高频关键词则能进一步展现研究的热点问题(赵丙军,2013)。在软件Node Types 功能区,勾选Keyword,通过Pathfinder(寻找路径算法),并采用“Pruning sliced networks”和“Pruning the merged network”2 种裁剪方式,依据CiteSpace V 软件中关键词出现的频次由高到低排序,同时选取前10 位关键词整理后得到表2。

从表2 中可以看出,国外雪上项目研究已涉及到风险、损伤、训练、参赛等多个方面,结合各大项目的关键词图谱发现,只有单板滑雪、越野滑雪、高山滑雪3 个大项的图谱符合解读要求,其他大项尚未形成研究热点,因此本文对上述3 个项目进行深入分析,以揭示其研究热点。在CiteSpace V 软件的功能参数区,使阈值项与上述国外雪上项目的关键词设置一致,运行软件后将3 个主要雪上项目的关键词依频次由高到低排序,整理后得到表3。

3.2.1 国外单板滑雪项目关键词热点分析

滑雪者、儿童是单板滑雪的主要关注对象,其在该项目位于前10 位的关键词中,频次和中心度都占据着重要位次。从专项特征来看,该项目因其特有的运动形式需要运动员在较高的速度下滑行或跳跃,加之缺少有效保护,易出现损伤(Florenes et al.,2012)。在主要关键词中,有关运动风险与运动损伤的关键词共6 个,其中,既有对损伤和风险的整体性研究,如风险、损伤、滑雪损伤、危险因素,也有关于具体部位和损伤形式的具体探讨,如头部损伤和骨折。由此可知,运动风险和运动损伤成为该项目的研究热点与重点,且某些研究还结合了流行病学的分析视角,如Rossi 等(2003)对膝关节损伤率和损伤机制的流行病学研究等。

表2 国外雪上项目高频关键词及中心性(前10位)Table 2 The High-Frequency Keywords and Centrality of Foreign Snow Sports(Top 10)

表3 国外3个雪上大项高频关键词频次及中心度(前10位)Table 3 The High-frequency Keywords and Centrality of 3 Top Foreign Snow Sports(Top 10)

在损伤与风险的整体性研究中,所涉及的主要对象包括不同年龄与竞技水平的运动员、儿童和普通滑雪者,主要根据不同对象的不同特点,探讨损伤发生的主要危险因素及原因。在不同竞技水平的运动员方面,研究主要依据项目运动形式和技术环节的特征展开。例如,Rus‐sell 等(2014)通过病例对照探讨了造成运动员损伤的因素,指出空中动作和快速落地的高冲击力是造成损伤的主要原因;Ogawa 等(2011)发现,运动员因特有的动作要求,导致肩关节脱位的损伤率比普通人群高,且技术水平越高的运动员损伤风险越高。与之相比,由于儿童在生理机能、运动能力等方面发展不足,与单板滑雪专项的能力要求不相适应(Shorter et al.,1996),故儿童运动参与时的风险同样受到关注。有研究指出,儿童易损伤的部位是头、颈,上肢和躯干,其中,以头、颈部损伤最为常见(Mcloughlinet et al.,2018);而对于成年人而言,男性损伤部位主要是上肢和腹部脾脏,女性主要是盆腔(Glissmey‐er et al.,2018)。在普通参与人群方面,主要围绕项目参与时各环节的安全隐患展开研究。例如,Nichols 等(2018)对野外滑雪者调研后发现,携带安全装置、规划滑雪路线、结伴而行可以降低在野外因雪崩造成受伤和死亡的风险。

对于单板滑雪的具体损伤部位和形式,各研究同样对运动员、儿童和普通人群展开了差异性探讨。对于运动员而言,因单板障碍滑雪、单板U 型池、单板大回环等单项所要求的腾空技术动作,易发生快速落地和冲击,导致运动员头部损伤和骨折等意外损伤,其中头部损伤的主要类型包括脑震荡、硬膜外血肿、脑内血肿、颅骨骨折等,主要损伤机制是运动员相互碰撞、与刚性物体碰撞及高空坠落(Levy et al.,2002)。儿童青少年群体中,15~17 岁的青少年损伤率最高,损伤类型主要为韧带撕裂、拉伤和骨折(Shorter et al.,1996),而佩戴头盔能够大幅度降低头部的损伤率,且不会对颈椎造成损伤(Macnab,2002)。就普通滑雪者而言,损伤形式仍主要表现为骨折和膝关节损伤。有研究聚焦于损伤机制,如Rossi 等(2003)从经典机制、启动诱导机制、“幻足”机制探讨了膝关节损伤的原因;此外,也有关于损伤治疗的研究,如Horterer 等(2018)指出,手术治疗脱位骨折和保守治疗非脱位骨折的效果令人满意。

平行大回转、平行回转、障碍追逐均属于竞速类项目,同时要求运动员尽量调整并保持身体姿态,而高速转弯和回旋等动作的完成需要大量能量(Vernillo et al.,2016),较之其他竞速类项目,对运动员提出了更高的训练要求。在该项目的竞技运动领域,相关研究主要从运动表现的影响因素和体能恢复评价2 个方面展开。例如,Vernillo 等(2016)认为,输出功率相比通气率而言更能影响运动员的运动表现;Maffiuletti 等(2006)、Turnbull 等(2006)则指出,该项目运动员体能恢复能力比能量储备能力更适合通过有氧能力进行判断。

3.2.2 国外高山滑雪项目关键词热点分析

高山滑雪项目位于前10 位的关键词中,滑雪者、儿童虽然频次位次较低,但其中心性分别位于第1 和第4 位。从研究领域来看,主要集中于2 个主题:1)由练习、力量、运动表现组成的竞技运动;2)由损伤、风险、前交叉韧带组成的运动风险与损伤,而生物力学由于具有较高的中心度,或许可认为是上述全部或某一领域研究的重要研究方法。

高山滑雪是无氧糖酵解主导的速度耐力性项目,对运动员下肢肌力和爆发力要求较高,相关研究主要围绕能量供应和肌肉做功展开。Neumayr 等(2003)通过功率自行车负荷测试发现,虽然该项目运动员普遍具有较强的无氧能力,但从专项成绩水平的作用价值来看,有氧能力水平起到更为关键的作用。力量素质水平对高山滑雪专项成绩至关重要,Müller 等(2016)发现,具有较高身高和较重体重的运动员会在速度、力量等方面表现出更强的优势;而对于不同肌群力量的重要性而言,Hildebrandt等(2017)通过腰背肌测试训练系统(CON-TREX-TP),发现躯干伸肌比屈肌的强度更高,因而能使运动员在转弯时获得更高的动力。高山滑雪运动的全程技术动作完成具有极强的连贯性和赛道特异性,Supej 等(2015)测量了世界杯障碍滑雪运动员的三维运动学数据,发现在较缓坡度(19.8°)和较陡坡度(25.2°)中,运动员转弯半径、重心、加速度等方面均出现明显差异,且坡面越陡,前期消耗越大,后期消耗越小,因此建议在运动训练时要结合不同坡度综合考虑各个因素。

国外高山滑雪儿童竞技运动研究并未涉及竞技能力提高的方式与机制,而更多关注于日后发展所应具备的一般和专项能力。在训练年龄方面,Orvanová(1987)提出,比赛中年龄相对较大的运动员身体形态更具优势,因此在相同年龄下身高较高、体重较大的青少年运动员应被选拔;Raschner 等(2012a)统计了2012 年冬奥会高山滑雪青年运动员的年龄分布,指出在同年1~3 月出生的运动员比靠后月份出生的运动员拥有更为明显的身高和体重优势,在一定程度上增加了比赛胜率。从专项能力发展的角度出发,Gorski 等(2014)认为,应关注儿童的下肢肌肉力量,特别是下肢的爆发力和绝对力量,并由此建立了上述指标的评估标准,如纵跳做功(男性:459 J、女性:273 J)、立定跳远(U18 男性:2.53±0.16 m;U18 女性:2.27±0.1 m)、跳箱(U18 男性:92±7 no;U18 女性:77±6 no)等。

高山滑雪的运动风险与损伤主要由落地冲击导致,常见的损伤类型有韧带扭挫伤、拉伤、骨折等(Soligard et al.,2015)。从技术环节的致因来看,运动员在高速下冲时的冲击力是导致膝关节损伤的主要原因(Flørenes,2009),而过旗门时内侧负荷大于外侧,致使内侧副韧带损伤概率和程度更高(Klous et al.,2012)。正是由于专项技术动作的特异性,增加了高山滑雪运动员前交叉韧带的损伤风险,相关研究就此提出了损伤防护和伤后康复的策略。Raschner 等(2012b)运用腰背肌测试训练系统(CON-TREX-TP)对青少年进行身体测试后发现,青少年运动员前交叉韧带损伤的关键是核心力量不足;Kokmey‐er 等(2012)通过建立前交叉韧带术后康复计划,建议在线性周期变换原则的基础上,早期使用康复支架进行等距肌肉康复,后期采用从耐力强度到最大强度再到功能强度和力量的改进方式进行康复。

国外针对高山滑雪普通参与人群的研究,主要从装备使用、技术经验、生理特性等方面展开。例如,Muller 等(1998)对不同经验程度的滑雪者在使用滑雪转身技术时的运动学特征进行了比较;Frédéric 等(2009)对滑雪者如何使用滑雪靴以减少伤害进行了研究;Niederseer 等(2016)讨论了滑雪对老年参与者的生理影响。

3.2.3 国外越野滑雪项目关键词热点分析

在越野滑雪项目位于前10 位的关键词中,滑雪者的频次和中心度排名均较高。文献整理发现,相关研究的人群主要集中在不同年龄与竞技水平的运动员以及普通参与人群。从研究主题来看,由练习、速度、功率、摄氧量、能量消耗构成的专项身体能力关键词,与以双杖推撑为代表的专项核心技术关键词,共同组成了训练和参赛过程中运动表现研究的决定性因素,而运动学则是上述领域最为典型的研究视角与手段。

越野滑雪具有长时间、长距离的特性,运动员的力量、耐力和最大摄氧能力对专项成绩极为关键(Saltin,1997)。同时,不同地形的速度保持能力也考验着运动员的有氧耐力、速度耐力能力,尤其是在后半段赛程的上坡段和平坦段(Oyvind et al.,2011)。相关研究主要就如何提高上述能力展开。在有氧耐力方面,Nagle(2015)提出,持续8 周的高强度间歇训练(每次5~10 min,85%~92%最大心率强度)能够明显改善运动员的最大摄氧量和通气阈值;Faiss 等(2015)研究显示,高原低氧的高强度重复短跑训练能够引发代偿性血管舒张,增加血流量以维持肌肉所需氧气,从而提高运动员的冲刺能力和成绩;而在结合高原训练的基础上,进一步增加滚轴滑雪,在不同的地形上跑步、骑自行车,以及模拟比赛环境的练习可产生更好的效果(Sandbakk et al.,2010)。在速度耐力方面,Stog‐gl 等(2010)通过双能X 射线骨密度仪对运动员进行身体扫描,发现双极的速度峰值与体重、BMI、瘦体重、瘦躯干质量呈正相关,与臂长、身高、上臂长呈负相关,因此增加瘦体重特别是上肢瘦质量和瘦躯干质量,可能有助于提高短距离越野滑雪成绩。当然,赛道的多变性会影响越野滑雪专项成绩。Stoggl 等(2018b)的另一项研究指出,平坦地段的动作速率是男性运动员平均速度的预测因子,上坡地段的动作速率是女性运动员平均速度的预测因子,且男性运动员在平坦地段的表现潜力最大,女性运动员在上坡段潜力最大。

越野滑雪的技术动作具有周期性动作结构的属性,虽然二步交替(two-step alternation)同样具有较高的使用比例,但由支撑推杖和回摆收杖动作组成双杖推撑(dou‐ble poling)技术,能够在平坦段和下坡段获得更快的速度和更足的动力。深入分析该技术的相关文献,发现相关研究主要关注该技术动作的使用合理性。一方面,涉及该技术的主要工作肌群及肌肉激活模式。例如,Lindinger等(2009)发现,该技术主要的工作肌群是上肢肌群,其中肱三头肌贡献力最大,因此,在训练时应多关注此肌肉的训练,同时该技术所涉及的核心肌群、上肢肌群、下肢肌群呈现出特定的“肌肉激活链”,并具有“先入先出”的顺序特点。另一方面,通过比较该技术不同使用策略和不同肌群的参与度,讨论技术动作优化与改进,其中女性运动员应多增加上坡时的该技术训练(Stoggl et al.,2018a);Bojsen 等(2010)运用正电子断层扫描(PET)3D 成像技术,对越野滑雪双杖推撑动作在不同运动强度下的肌肉使用情况展开研究,发现随着运动强度的增加,核心肌群、伸髋伸膝肌群也不断增加工作量。

青少年运动员竞技能力的发展及稳定性也引起了学者的关注:Carlsson 等(2014)发现,时间试验和回归模型方程可用于预测青少年的运动能力;Holmberg 等(2005)提出,高强度间歇训练可提高双掌推撑技术相关肌肉群的活跃度;同时,高原训练有助于提高青少年运动员的有氧耐力(Sandbakk,2011)。对于普通滑雪者而言,各研究主要探讨其装备选择和运动表现。例如,Blomqvist 等(2018)对自由式越野滑雪智力障碍人员的装备选择进行了研究;Antti 等(2018)测量了野外条件下越野滑雪杆的性能和杆力惯性;Pantelis 等(2019)在分析普通滑雪者的成绩、年龄对速度策略的影响,发现不同年龄滑雪者的节奏差异取决于表现水平,建议教练员根据运动员的不同年龄和运动水平制订相应计划。

3.3 国外雪上项目的演化分析

在CiteSpace V 软件的功能区,时间范围选择“1985—2019”,时间切片为3 年1 段,节点类型选择“Reference”,阈值选择“Top N”,保持节点阈值的默认值,采用Pathfinder,得到初步图谱。然后,选择“仅显示最大聚类”,再选择“寻找聚类”,最后,提取关键词聚类标签,并选择“///”显示聚类名称,进行适当优化后得到国外雪上项目文献共引网络聚类图(图2)。图2 中,每个节点代表1 篇文献,圆圈的厚度表示各聚类之间的转化,是关键引文节点,节点的紫色外圈代表中心度,节点相互间的连线代表关系紧密度,关系越紧密线条越粗,线条的颜色代表第1 次出现的时间,红色标签代表聚类名称。一般而言,Q 值在(0,1)区间内,Q>0.3 意味着划分出来的结构是显著的(陈悦等,2015)。本研究Q=0.806,可见图谱效果十分显著。

图2 国外雪上项目文献共引网络聚类图Figure 2.The Cluster Map for Foreign Snow Sports Literature Co-citation Network

根据图2 中的聚类内容与演进时间(以不同颜色表示),将共被引网络分为4 个阶段(A~D)。聚类只能作为可视化图上的命名,具体进行聚类解释时,要结合具体结果及提取施引文献的总结句等进行解释(李杰,2016)。本研究严格遵守此要求,确定了图中的5 个主要聚类,分别为#0:损伤程度评估(injury severity score)、#1:肘部(el‐bow)、#3:滑雪板(snowboarding)①依据《牛津词典》“snowboarding”有滑雪板和单板滑雪之意,结合原文内容,此处译为“滑雪板”。、#6:滑雪(skiboarding)、#12:力(strength),这5 个聚类分属于上述4 个阶段,并形成了连续的发展脉络。为避免遗漏重要作者和重要文献,依据Web of ScienceTM核心集合库,对高发文量作者和高被引文献进行整理后得到表4,并对图2 中4 个阶段的高中心性文献同样整理后得到表5,将两者相互结合解读,以揭示国外雪上项目的整体演化。

表4 国外雪上项目研究主要作者(前10位)Table 4 The Main Authors of Foreign Snow Sports Research(Top 10)

3.3.1 损伤预防研究(A)

如何预防滑雪运动损伤成为2000 年以前国外研究的热点。图2 中A 部分的聚类主要是#1:肘部,结合文章内容发现,此类主要研究受伤部位的防护,主要从上肢防护和头部防护2 方面展开。上肢防护方面的高被引文献为Pigozzi 等(1997)对意大利106 例滑雪运动员相关损伤病例进行的流行病学分析,研究发现,45.1%的损伤发生在上肢,而增加防护装置能明显减少下降过程时的上肢损伤,单板滑雪和高山滑雪易发生膝部韧带损伤,同时刚性靴会增加上肢受伤率,且初学者受伤比例很高,因此,对于初学者而言,参加培训可显著降低受伤风险。同样,Russell(2007)指出,使用护腕防护装置后不仅能有效降低手腕受伤率,还能预防肩、肘和手指受伤。

头部运动损伤预防同样是关注的焦点。在头部防护方面,Nakaguchi 等(1999)的论文具有较高的被引量,研究通过对301 例头部受伤者进行记录、分析,发现头部受伤的原因包括跳跃时跌倒、向后跌倒、头部撞击3 种,且向后跌倒是最主要的形式,初学者是最主要的人群,而后发现使用头部保护装置可以明显减少头部受伤率,并建议有关部门应对初学者实施合适的培训计划,提供更安全的技术指导和改善滑雪场地的一般条件。此外,Graves 等(2013)在Nakaguchi 等(1999)的基础上统计研究了1996—2010 年青少年头部损伤的情况,指出使用头盔可以大幅度降低头部受伤率。Lippi 等(2006)研制了一套监测运动损伤的问卷,指出除滑雪运动外,此问卷还适用于公路自行车、排球、手球等多个不同项目。

表5 国外雪上项目研究各知识聚类高中心性文献信息Table 5 The Knowledge Clustering High Central Document Information for Foreign Snow Sports Research

3.3.2 滑雪技术研究(B)

此阶段,提高滑雪运动的专项成绩成为国外研究者关注的热点。图2 中B 部分的聚类为#6:滑雪,在2001—2005 年以研究滑雪技术问题为主。此时期内的高被引论文为Holmberg 等(2005)对11 名优秀越野滑雪运动员上下肢肌肉的作用力、足底反作用力,关节角度(肘、髋、膝、踝),周期特征和肌电图进行的运动生物力学分析,研究发现,在宽肘和狭隘肘两类策略中,宽肘的运动员具有较高的弯角和髋部屈曲速度、较高的主动撞击力峰值,其中,宽肘策略更适合现代滑雪技术;躯干和髋部屈肌、肩部和肘部伸肌以及若干下身肌肉的肌电活动随激活水平的变化呈现出特定的“肌肉激活链”(躯干屈肌,腹直肌,外斜肌,股直肌,臀屈肌;背阔肌,大圆肌,胸大肌伸肌;肩部和肘部伸肌,肱三头肌),并按照“先入先出”的模式关闭;双杖推撑技术更多的是需要上肢肌肉参与工作,同时要加强下肢肌肉的力量耐力训练。

上述研究指出,未来应进一步研究双杖推撑滑雪技术的生物力学和生理变量之间的关系,并设定训练模型以提高双杖推撑滑雪技术的性能,同时重视上肢力量和耐力训练。在此基础上,Zoppirolli 等(2016)研究了双杖推撑滑雪技术在短期疲劳运动后的生物力学和生理变量间的关系,发现滑步早期,身体前倾的最大值越低,运动员的周期持续时间越短,不利于滑步力的发挥,运动员肌肉的疲劳导致运动前后不能保持相同力量水平。因此,运动员必须兼具最大摄氧量和肌肉耐力能力,且运动员可通过拉长收缩进行上肢肌肉,尤其是三头肌的力量训练,产生更大的力(Lindinger et al.,2009)。同时,Anders‐son 等(2010)指出,上坡段的成绩与赛果相关,优秀的滑雪者进入上坡段的速度较快,且最大摄氧量决定着上坡速度的保持能力,由此建议未来训练应多关注生理、生物力学、战术需求方面。而另一项研究表明,世界级越野滑雪运动员具有较高的信息捕捉能力,可在高工作效率下提供更多有用的信息,因此,视觉系统突出的捕捉能力可能与技术和技术力量有关(Øyvind et al.,2010)。

3.3.3 损伤程度研究(C)

随着滑雪技术的优化,滑雪装备的升级,专项成绩的上升,滑雪者损伤于2005—2009 年再度成为关注的热点。图2 中C 部分的聚类为#0:损伤程度评估,学者围绕滑雪者损伤程度展开研究,研究主题主要是头部损伤。5 位学者均研究了运动员佩戴头盔前后头部受伤的程度。其中,Hagel(2005)指出,佩戴头盔后滑雪者头部受伤风险降低了29%,损伤程度大幅下降。Hagel 等(2005)在此基础上进一步展开研究,肯定了佩戴头盔的益处,指出佩戴头盔不会导致非头颈部位的损伤。在相似的研究中,Burtscher 等(2008)提出,卡宾滑雪板的引入减少了整体损伤的发生,但增加了肩、背、膝关节、头部等部位损伤的比例,保持适当的捆绑调整对预防膝关节损伤具有重要作用。

Sulheim 等(2006)的研究显示,在约1 000 例颅脑损伤患者中,未佩戴头盔导致的损伤占20%,而佩戴后可降低22%~60%的颅脑损伤。Ackery 等(2008)认为,头部受伤是导致滑雪者尤其是男性滑雪运动员死亡的最常见原因。Russell 等(2010)提出,头盔是头部最有效的保护装置,建议滑雪者仔细研究选取头盔的方法,以确定何种头盔能提供最好的保护。

3.3.4 损伤机制研究(D)

图2 中D 部分的聚类主要是#3:滑雪板、#12:力,主要涉及滑雪时引起膝关节损伤的因素分析和在使用滑雪板时前交叉韧带的损伤机制研究。

在膝关节受力方面的高被引论文是Flørenes(2009)在2006—2008 年冬季期间,对10 个不同国家高山滑雪运动员的受伤原因进行回顾性访谈,并对受伤部位进行统计,研究指出关节受力随滑雪速度的提高而增加,因此,运动员伤害率高于以往报道,且男性明显高于女性,其中膝关节是最常见的损伤部位,其损伤率在下坡时最高,在大回转中最低,平常在雪场上的运动训练也增加了膝关节伤害率,进而影响正常比赛。

在前交叉韧带损伤机制研究方面,Bere 等(2011)在Flørenes(2009)的基础上进一步挖掘,观察了连续的3 个世界杯赛季中20 例前交叉韧带损伤的录像,并从滑雪情况、滑雪者行为、运动生物力学特征3 方面进行研究,确定了滑钩、着陆后加重和犁式滑降3 种损伤机制,内容涉及设备、雪况、赛道设置及速度、运动员的准备和训练等,提出为减少潜在损伤,应给运动员更多的时间做出反应,制订出组合措施降低风险,可通过意识训练提高运动员的心理运动技能,从而大幅度降低受伤风险。

综上所述,在国外雪上项目的脉络演化中,各学者就不同时期的不同问题展开研究,以实证研究和实验研究为主,主要经历了4 个阶段:1)2000 年及以前,主要通过流行病学的方法研究损伤的预防;2)2001—2005 年,以Holmberg 等(2005)的高中心性文献为研究连接点,衍生出对滑雪技术尤其是双杖推撑滑雪技术的研究,并结合运动生物力学探讨如何提高肌肉力量和肌肉耐力;3)2005—2009 年,以Hagel(2005)的研究为连接点,逐步演化到损伤程度的研究,在这一领域中,头部损伤成为最主要的研究问题;4)2009 年以后,演化到以损伤机制研究为主的领域,这一时期探讨了主要的损伤机制,损伤监测与预防、技术改进与优化成为国外雪上项目的研究前沿。

4 小结与启示

4.1 小结

1)国外雪上项目研究的学科间交叉较多,逐步发展为以体育学科为主、多学科交叉的综合性学科群,主要的交叉学科为工程学和社会科学等,其中,在工程学中主要通过生物医药工程研究运动装备、运动形态和场地赛道的特点,通过机械工程研发和测试运动装备。

2)国外雪上项目研究整体围绕损伤与防治、训练与参赛及运动表现方面展开,且以单板滑雪、高山滑雪、越野滑雪3 个大项为主,其他大项尚未形成研究热点。上述3 大项目针对各自不同的问题,形成了不同的研究热点和领域:其中,单板滑雪项目在风险与损伤中以运动员、儿童为主要研究对象,此外还涉及不同竞技能力的运动员参赛训练研究;高山滑雪项目在风险与损伤中关注的主要研究对象是运动员、儿童,且多关注于前交叉韧带损伤研究,此外还涉及运动员竞技能力提高及儿童青少年的运动选材研究;越野滑雪项目则从训练与参赛方面进行研究,主要研究对象是不同竞技水平和年龄的运动员,且主要关注耐力锻炼、技术优化、竞技能力提高等方面。

3)国外雪上项目研究的脉络演进主要经历了4 个阶段:第1 阶段(2000 年及以前)以滑雪时易受伤部位的损伤预防为主;第2 阶段(2001—2005 年)以探讨滑雪技术、提高运动员肌肉力量耐力和运动成绩为主;第3 阶段(2005—2009 年)主要探讨滑雪运动员受伤程度,且以头部受伤研究为主;第4 阶段(2009 年之后)关注滑雪时膝关节受力的损伤因素分析和前交叉韧带的损伤机制研究。

4)国外雪上项目未来的研究可能会越来越具体化,整体上以损伤因素分析、损伤预防和提高滑雪者运动能力并结合多学科视角研究为主,对于各项目而言,未来的研究趋势可能因项目不同而有所不同。单板滑雪项目可能主要以运动员、冬季人口以及儿童的损伤风险与预防为主,并拓展至保护装置的研发;高山滑雪项目可能着重于提高运动员的竞技能力,关注冬季人口的损伤预防;越野滑雪项目可能主要以运动员的耐力锻炼、竞技能力提高及优化改进滑雪技术为主。

4.2 对我国雪上项目研究和训练的启示

1)针对我国雪上项目竞技水平有待提高,群众参与日渐踊跃的现实,未来该领域研究应向着满足上述需要和解决实际问题展开。借鉴国外研究的论域、类型与形式,我国雪上项目研究的方向为:学科多样化,实现工程学、社会科学、医学与体育学的融合;领域精细化,聚焦运动装备、损伤防治、技术改进等对运动表现提升的作用方式与机制;研究方法与手段可操作化,注重以模型解析、实验验证、过程评测、追踪调查等为主的实证研究;对象全面化,满足精英运动员、儿童青少年、普通人群不同目的运动参与的需要。

2)结合当前国外的研究成果,本研究认为,为有效提高我国雪上项目的竞技水平,应在准确把握项目专项特征的基础上,提高主导能力的训练水平,并切实做好运动员的损伤预防。其中,单板滑雪应重视运动员输出功率,并通过有氧水平的提高促进恢复能力的增强,在训练过程中,应特别注意冲击带来的膝关节损伤,以及因跌倒引起的肩关节和头部损伤。高山滑雪对运动员的无氧能力、下肢爆发力和躯干力量要求较高,并且表现出一定的较高身高和较重体重的形态要求,因而针对不同赛道坡度进行的特异训练更具价值。在高强度训练时,应注意韧带扭挫伤、拉伤、骨折,特别是高速下冲时的膝关节损伤和过旗门时的内侧副韧带损伤。越野滑雪训练应将提高力量耐力和最大摄氧能力放在突出位置,低氧环境下的高强度重复训练、多种形式练习、模拟比赛环境练习等都有助于增强运动员的有氧能力,增加瘦体重、提高不同路段的动作速率对改善速度能力具有较大价值。此外,双杖推撑技术的改进可依靠增强肱三头肌力量,以及核心肌群、伸髋伸膝肌群的工作参与和肌肉激活顺序予以实现。

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