心力衰竭运动干预研究概况的可视化分析

邓慧竹，李海伟

山西师范大学体育学院，山西041000

心力衰竭（heart failure，HF）是老年人中较为常见的疾病，病人在晚期除了心功能障碍外，通常伴有脂肪含量及瘦体重的降低[1]。一项调查显示，2000 年我国35～74 岁人群中约有450 万例的慢性心力衰竭病人[2]。美国2016 年—2019 年心力衰竭病人增加近1 倍，达620 万例，预估计至2030 年初诊人数将超过800 万例[3]。运动干预是临床中治疗心力衰竭病人常用的方法之一[4]，可改善心力衰竭病人骨骼肌超声结构和神经肌肉功能，提高肌肉质量及耐力[5]。为深入了解心力衰竭运动干预的基本状况及研究趋势，本研究以Web of Science 核心合集数据库中收录的相关文献为研究对象，运用CiteSpace 5.0 R1 并结合Endnote X7 软件，梳理相关国家、机构、作者、研究热点的概况，以充实心力衰竭运动干预的理论支撑。

1 数据来源与方法

1.1 数据来源 采用Web of Science 核心合集数据库进行高级检索，以主题（TS）为检索字段进行检索，通过对heart failure、exercise 进行检索，找到对应自由词，以OR 连接组内主题词与自由词检索，heart failure组内检索计为#1，exercise 组内检索计为#2，#1 与#2以AND 为连接方式计为#3。检索语言为“English”，文献类型为“Article”，检索时间年限为“2010—2019”。检索时间截至2019 年12 月31 日。获得的检索主题词及自由词见表1。

表1 获得的检索主题词及自由词

1.2 研究方法 对于国家、机构、作者领域的研究，采用JAVA 平台的CiteSpace 5.0 R1 可视化工具绘制科学知识图谱，研究采用关键路径(Pathfinder)算法，节点设置为“Country”“Institution”“Author”，阈值“Thresholds”定 义为(2，2，20)(4，3，20)(3，3，20)，时间区域“Years Per Slice”设置为1 年，绘制可视化图谱。

目前，借助CiteSpace 软件进行内容分析的文献研究大多以关键词图谱为基础，结合人工将关键词划分为“研究对象、研究方法、研究内容”等的方法进行表达[6‐8]。通过分析关键词共现图对综合概况进行分析。本研究发现，多数文献的关键词对运动干预类型并未具体说明[9‐10]，仅以“运动训练”“运动”等代替，为保证研究内容的完整性，本次研究在关键词图谱的基础上，利用Endnote X7 手动遴选心力衰竭的运动训练类型，进行全文或摘要的下载，筛选工作由2 名研究者共同完成。

2 结果

2.1 文献检索结果 以heart failure 进行组内检索，共检索到74 234 篇文献；以exercise 进行组内检索，共检索到29 784 篇文献；以#1 AND #2 进行检索，共检索到4 731 篇文献。对标题、摘要、关键词进行筛选，共获得806 篇文献。

2.2 发文量 2010 年—2019 年分为2 个阶段，第1 阶段为2010年—2013年，年发文量逐渐增长，并于2012年达到高峰（105 篇），2013 年发文量略有降低；第2 阶段为2014 年—2019 年，年发文量逐年增长，并于2018 年达到最高发文量（119 篇），2019 年发文量大幅降低，仅60 篇。发文量趋势见图1。

2.3 国家、机构、作者的可视化图谱

2.3.1 国家 采用可视化软件制作国家分布图（见图2）并提取排名前10 位的国家（见表2），分布图中节点越大表明发文量越大。2010 年—2019 年共有28 个国家发表过关于心力衰竭运动干预的文献。发文量排名前3位的国家为美国（288篇）、巴西（107篇）、意大利（97篇），排名第4 位～第10 位的国家为英国、澳大利亚、德国、加拿大、日本、波兰、荷兰。中心性较高代表该国家在该研究领域中占有重要地位，中心性最高的国家为波兰（0.21），比利时排在第2位（0.16），英国与德国并列第3位（0.14），美国与意大利并列第7 位（0.05），巴西中心性未进入前10 位，其中心性为0.00，但巴西具有较高的突增性（3.285 3）。自我国于2011 年开始发表相关文献以来，共有25 篇文献，中心性为0.01。我国由于经济、卫生、研究技术等方面的原因，在该领域的研究起步较晚，与欧美国家存在一定的差距。

图1 2010 年—2019 年心力衰竭运动干预相关研究发文量

图2 2010 年—2019 年发表相关文献的国家分布

表2 2010 年—2019 年发表相关文献的国家分布（前10 位）

2.3.2 机构分布 巴西的Universidade de São Paulo 的发文量最多（35 篇），意大利的The University of Milan排名第2 位（34 篇），美国的Duke University 排名第3 位（30 篇），美国的Mayo Clinic、Henry Ford Hospital 并列第4 位（24 篇），美国的Thomas Jefferson University、NHLBI 并列第6 位（19 篇）。排名前10 位的机构中7 所为高校、3 所为医院或医疗机构，高校是研究心力衰竭运动干预症的主要机构。排名前10 位的机构中有6 所来自美国，巴西、意大利、澳大利亚、加拿大各有1 所，由此可以看出，美国是研究心力衰竭运动干预的中心。机构中心性最高的是意大利的The University of Milan（0.32），美 国 的Henry Ford Hospital 排 名 第2 位（0.23）。机构分布见图3，前10 位机构见表3。

图3 2010 年—2019 年发表相关文献的机构分布

表3 2010 年—2019 年发表相关文献的机构分布（前10 位）

2.3.3 作者合作网络 从表4 可以看出，前10 位高产作者中，8 位来自美国，其余2 位分别来自意大利、巴西。排名前10 位的作者发文量均在12 篇以上，属于高产作者。发文量排名第1 位的作者是来自美国Wake Forest University 的Kitzman DW，在本领域发文25篇。排名第2 位的作者是来自美国Wayne State Uni‐versity 的Pina IL，发表相关文献22 篇。排名第3 位的作者是Arena R，来自美国Virginia Commonwealth University，发文量22 篇。作者中心性越高代表该作者在该领域的地位越高，中心性排名前3 位的作者分别为Kitzman DW（0.06）、Keteyian SJ（0.06）、Myers J（0.04）。作者合作网络见图4，前10 位高产作者见表4。

图4 2010 年—2019 年发表相关文献的高产作者合作网络

表4 2010 年—2019 年相关研究高产作者分布（前10 位）

2.4 研究内容

2.4.1 研究热点 本研究通过CiteSpace 5.0 R1 软件对高频关键词进行分析，得到本研究关键词知识图谱，节点与频次呈正相关,且研究结果显示，心力衰竭运动干预研究围绕心力衰竭和锻炼为主题而展开，主要研究内容为病人的生活质量、运动能力、死亡率、运动锻炼、心脏康复、体育锻炼、功能恢复、实验研究等。见图5。

图5 2010 年—2019 年相关研究关键词共现图谱

2.4.2 运动干预类型 检索文献发现，仅关键词不能完全体现相关领域的运动类型，例如“high‐intensity interval training in cardiac resynchronization therapy:a randomized control trial”中关键词并未提及“high‐inten‐sity interval training”或与之类似的表达，因此，运动干预类型分析需要借助其他工具[9]。利用Endnote X7 对有关“不同运动类型对心力衰竭病人影响”进行筛选，对相关文献的研究对象、研究内容、干预方法、研究设计4 个方面进行概括（见表4）,发现心力衰竭运动干预的研究对象多以老年门诊病人为主，其次以老鼠为研究对象；研究内容多以心力衰竭病人的心肺运动测试有关，主要包括不同分钟步行距离，运动干预对病人心血管系统的改善、运动能力的提高、骨骼肌的耐受性的提高是主要的研究方向，相关干预方法以有氧运动为主，还有不同运动强度的运动，耐力运动、瑜伽、太极、水上运动等。相关研究设计多为随机对照试验。

表5 2010 年—2019 年相关研究高频关键词

3 讨论

本研究采用CiteSpace 5.0 R1 结合Endnote X7 分析2010 年—2019 年Web of Science 核心数据库中有关心力衰竭运动干预的806 篇相关文献，以期展现该主题的国家、机构、作者分布以及研究内容的发展概况。3.1 国家、机构、作者分布 通过可视化图谱，可了解该领域国家、机构、作者的分布状况。研究结果表明，10 年间有关心力衰竭运动干预的发文量总体呈稳步增长趋势，年最低发文量为60 篇，欧美国家在该领域拥有较高的贡献，其中美国的发文量最高，波兰拥有较高的中心性。排名前10 位的机构中大多来自美国，并且高校的发文量高于医疗机构。作者分布中，来自美国的Kitzman DW、Pina IL、Arena R 具有较高的发文量，其中，Kitzman DW 发表的“Effect of caloric restriction or aerobic exercise training on peak oxygen consumption and quality of life in obese older patients with heart failure with preserved ejection fraction:a randomized clinical trial”在本研究领域中被引频次最高，该文指出控制饮食与有氧运动对心力衰竭老年病人生活质量的提高均无重大影响[11]。发文量排名第2 位的作者是Pina IL，其被引频次最高的文章是“Relation between volume of exercise and clinical outcomes in patients with heart failure”，作者认为临床上中等运动强度对心力衰竭病人有益[12]。发文量排名第3 位的作者是Arena R，文献显示，蛋白5(FNDC5)的较低表达与心力衰竭病人有氧运动能力下降有关[13]。

3.2 研究内容 通过分析关键词共现图对研究内容进行综合概括，在此基础上利用数据管理软件对有关心力衰竭的运动训练类型进行划分，结果显示，干预对象多为老年人，干预方法以随机对照试验为主，研究内容主要关注运动干预对病人心血管系统、运动康复等的影响，运动干预类型分为单项运动和多种运动联合干预。

3.2.1 单项运动干预

3.2.1.1 有氧运动 众所周知，心力衰竭病人生活质量下降的主要原因是肌肉力量下降。已有研究证据表明，心力衰竭病人进行有氧运动训练对血管闭塞的肌肉有益[14]，可提高心肌细胞蛋白质含量，在男性心力衰竭病人中更被认为对心血管疾病的死亡有直接作用[15]。Barcelos 等[16]以38 只心肌梗死（MI）术后的雄性Wistar 大鼠为研究对象，探讨6 周有氧运动对大鼠的影响，结果显示，有氧训练方案都能够提高有氧运动能力，有氧运动与精氨酸补充剂的结合对减轻肌肉损失很重要。Aksoy 等[17]以Ⅱ级和Ⅲ级慢性心力衰竭且左室射血分数为35%～55%的病人为研究对象，进行10周的有氧运动干预研究，其中，有氧运动组进行中等强度连续有氧运动（CAE）和间歇性有氧运动（IAE）干预，对照组不进行运动干预，研究证实，中等强度的CAE和IAE 训练均能显著降低慢性心力衰竭病人的血清黏附分子标志物，并防止摄氧量的变化。此外，有研究指出，12 周中度或轻度有氧运动对男性心力衰竭病人的心理健康有益[18]。

3.2.1.2 高强度间歇运动 高强度间歇运动可以改善峰值耗氧量（VO2peak）和增加左室收缩末期直径（LVESD）[19]。有学者将高强度间歇运动与持续运动的效果做比较，结果显示，高强度间歇运动对病人副交感神经张力的增强和峰值摄氧量改善效果方面明显优于经典中等强度连续训练（MICT）计划[20]。Hornikx等[21]以20 例心力衰竭病人为研究对象，采用随机对照试验，较短的培训时间进行高强度间歇训练结合外周和吸气阻力训练，结果表明，高强度间歇训练辅以阻力训练可能成为心力衰竭运动干预的标准方案。Alves等[22]将28 只雄性Wistar 大鼠（90 d 龄）分为高强度（RT）、持续有氧训练（CAT）、RT+CAT、久坐（Sed）4组，结果表明，RT+CAT 能够改善心力衰竭动物的心室结构与功能，单独进行高强度抗阻训练或与有氧训练结合可以改善心力衰竭大鼠的力量、心功能和胶原蛋白。

3.2.1.3 耐力训练 在一项关于耐力训练对慢性心力衰竭大鼠快慢肌的毛细血管和小动脉密度的影响研究中，对术后4 周的慢性心力衰竭大鼠进行10 周耐力训练，结果表明，耐力训练对慢性心力衰竭大鼠后肢骨骼肌中引起纤维类型特异性血运重建有利[23]。Kato 等[24]以50 例久坐的患有心力衰竭和植入式心脏复律除颤器（ICD）或心脏再同步治疗除颤器（CRT‐D）的病人进行4 周的伸展运动，结果显示，4 周的伸展运动可通过减轻ICD 或CRT‐D 久坐的心力衰竭病人的氧化应激来改善血管内皮功能障碍。Pandey 等[25]研究16 周中等强度耐力运动对慢性心力衰竭病人的影响，结果显示，峰值摄氧量的变化随心力衰竭亚型的不同而有显著差异。

3.2.1.4 其他运动形式 包括瑜伽、八段锦、太极拳。Hagglund等[26]以40例60岁左右的病人为研究对象，12周瑜伽干预后，结果表明瑜伽可改善健康相关的生活质量，并可能减轻心力衰竭病人的抑郁症状。该研究认为水疗之类的训练与瑜伽的作用效果相似。Chen等[27]从我国台湾北部的2 个大型医疗中心招募了被诊断为心力衰竭的参与者，将参与者随机分为干预组（n=39）和对照组（n=41），进行为期12 周的八段锦运动，结果显示，干预组的疲劳和生活质量显著改善。Yeh等[28]以慢性收缩期心力衰竭病人为研究对象，进行12周的太极运动，结果显示太极运动可改善病人的身体感知和心理适应性。一项系统综述以太极运动为干预手段对慢性心力衰竭病人的随机对照试验进行分析，结果显示，太极拳对治疗慢性心力衰竭的有效心脏康复具有较好的作用[29]。

3.2.2 多种运动方式联合干预 Bittencourt 等[30]选取心脏协会Ⅱ级/Ⅲ级心力衰竭病人共46 例，试验组（n=23）进行有氧和阻力联合训练加无创通气支持，对照组（n=23）进行有氧和阻力联合训练单独训练，共10 周，结果显示有氧和阻力联合训练加无创通气支持对中度心力衰竭病人的呼吸困难和生活质量有利。一项随机临床试验中，选取100 例Ⅲ期心力衰竭病人为研究对象，有72 例完成了研究，结果表明，间歇性高强度有氧训练结合力量训练有益于主动脉扩张能力和收缩压的增加，同时可改善左心室舒张功能和生活质量[31]。Tzanis 等[32]以13 例男性心力衰竭病人为研究对象，仅参加高强度间歇训练联合力量训练，进行为期3 个月的训练计划，结果表明，高强度间歇训练可以逆转心力衰竭病人的骨骼肌病，而类胰岛素生长因子1（IGF‐1）生物调节系统的适应性反应可能有助于这些作用。

4 小结

近10 年来，国外心力衰竭运动干预的发文量整体呈增长趋势，欧美等发达国家（地区）、各类高校以及医学部是该领域研究的核心力量，高产作者之间联系密切，为该领域的深入研究提供了可能。国外有关心力衰竭运动干预的研究大多围绕有氧运动、高强度间歇、耐力运动等方面展开，干预方式多采用单项运动方式，多种运动联合干预较少；研究对象多为老年门诊病人，研究设计多采用随机对照试验；相关研究内容多与心力衰竭病人的心肺运动测试有关，主要包括不同分钟步行距离等；运动干预对病人心血管系统的改善、运动能力和心理健康的提高是主要的研究方向。