基于多種可視化軟件的東方馬腦炎情報分析*

薛曉芳 胡畔畔

(解放軍醫學圖書館 北京 100039 )

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基于多種可視化軟件的東方馬腦炎情報分析*

薛曉芳 胡畔畔

(解放軍醫學圖書館 北京 100039 )

基于多種可視化軟件對1995-2015年2月東方馬腦炎相關SCI論文和專利發布的數據進行挖掘，分析其總體概況、專利技術生命周期、學科研究領域和所屬國家/地區合作競爭關系、機構及突出個人的基本情況等，展現各軟件的使用特點，指出圖書館要掌握數據挖掘和信息可視化技術，以便提供滿足用戶深層次、個性化需求的參考咨詢服務。

東方馬腦炎； 情報分析；TDA，Innography，CiteSpaceII

1 引言

東方馬腦炎(eastern equine encephalitis,EEE)是一種典型的人獸共患病毒性疾病，因1933年首先于病馬腦組織中分離出病毒，故而得名。1938年從病人腦組織中也分離出同樣病毒，其引起的人類腦炎癥狀十分危急而兇險，臨床表現與乙型腦炎很相似。該病毒的死亡率甚高，馬類為70%～80%，人類約50%。該病毒也是目前國際社會列為防生物恐怖的主要種類之一，國內屬一類管理的病毒種類[1]，備受關注。

信息可視化是情報重要研究領域之一，將信息可視化技術應用于醫學領域文獻分析，能夠深層次挖掘醫學領域研究主題內在關聯，以可視化形式傳遞和呈現隱性信息，更直觀、有效揭示醫學文獻分析結果，為把握醫學領域發展前沿和研究熱點提供了新的手段[2]。本文選取TDA、Innography、CiteSpace等可視化軟件，分析東方馬腦炎相關基礎研究，以展現各軟件的使用特點。

2 資料與方法

在SCI庫中檢索1995-2015年2月相關論文，檢索策略為TI=“(eastern equine encephalitis)or EEE”，在TI(Thomson Innovation)中用同樣策略限定在標題/摘要/權利要求中檢索相關專利，對其核對確認為東方馬腦炎方向研究后導入TDA(Thomson Data Analyzer)軟件中進一步清洗分析，將作者姓名、所屬機構、高頻關鍵詞等進行歸并去重，確保數據的精確。

3 結果與討論

3.1 論文和專利總體分析

檢索得到，1995-2015年2月，涉及東方馬腦炎的SCI論文共有349篇，年均17.45篇。總被引頻次6 047次，除去自引共4 957次，篇均被引14.2次，h指數為39(上述數據來源于Web of Science)。而東方馬腦炎相關專利(包含同族擴充)共1 218例，年均60.9例。圖1為1995-2014年東方馬腦炎相關SCI論文與專利數量對比情況，從圖中可以看出，年度發表論文數量呈緩慢增長趨勢；整體較為平穩；而專利數量卻在2002年突然激增，之后除了2014年(由于專利特殊性，尚有部分數據未收錄入數據庫，不能代表當年真實情況)外均未低于50例。圖1中可看出東方馬腦炎相關的專利數量遠大于SCI論文數量，實踐運用多于高水平的基礎研究。

生命周期理論(Life-cycle Theory)是最常被采用的基礎理論。目前國內外比較成型的生命周期理論主要包括產品生命周期理論、組織生命周期理論、產業生命周期理論以及技術生命周期理論[3]。圖2為1995-2014年東方馬腦炎專利技術生命周期圖。根據圖中折線的斜率可知，1995-2000年專利件數量隨著申請人數緩慢平穩增加，屬于“萌芽期”；2000-2001年專利數量迅猛增長進入“成長期”后至2002年勢頭稍微回落，但至2003年出現短暫的衰退；2003-2004年再次進入“成長期”，至2005年申請人數減少近一半的情況下專利數量卻有所增加，即所謂“成熟期”；而之后2007、2009年專利數量下滑較多，為“衰退期”，隨后專利數量與申請人數再次回歸至近似正比例關系，研究進入“復蘇期”。由此可見，雖然關于東方馬腦炎的專利數量整體不多，但是其技術生命周期相對較完整。

圖1 1995-2014年東方馬腦炎相關SCI論文與專利數量

圖2 1995-2014年東方馬腦炎專利技術生命周期

3.2 所屬國家/地區分析

3.2.1 數量分析 SCI論文方面，相關作者的國家共41個(第一作者國家共25個)，其中兩篇以上有21個國家。專利方面,優先權所屬國的分布可了解各個國家在該技術領域的實際實例，選取優先權專利數進行統計?？梢钥闯觯绹跂|部馬腦炎相關方面的SCI論文量與專利優先權數遠遠超出其他國家和地區，發文量289篇，專利數272件。另外，除第一作者國家外，關注東方馬腦炎病毒的國家還有墨西哥(6篇)、新加坡(2篇)、阿拉伯聯合酋長國(2篇)等，其中墨西哥篇數較多，但不是作為第一作者，說明其他國家在此方面與該國的合作較為頻繁。本傳染病自1933年流行于美國東部一些農場的馬群中，主要分布在美國東部、東北部與南方幾個州，最多的州包括佛羅里達、喬治亞、馬薩諸賽和新澤西州，加拿大的安大略省、加勒比群島、阿根廷、圭亞那等地。可見各國發文數量與其是否為此病發源地及高發區有密切關系。東方馬腦炎第一作者國家發表論文與優先權國家專利年度氣泡圖，見圖3，圖4。

圖3 東方馬腦炎第一作者國家發表論文年度氣泡圖

圖4 東方馬腦炎優先權國家專利年度氣泡圖

圖中氣泡的大小代表該國在相應年份擁有科研產出數量的多少。從圖3可知，美國的相關研究力度大且持續，無論在論文還是專利方面均遠超過其他國家；加拿大、中國、法國、英國、澳大利亞研究力度相對較大，但時間上的持續性不如美國，我國對馬腦炎病毒的研究起步相對較晚，1991年李其平等[4]首先從新疆一組全溝硬蜱中分離出該病毒，陳立等[5]對國內13個地區人血清進行了血清流行病學調查。2002年以來又收集此類病人血清進行東方馬腦炎的檢測，發現也存在感染，在福建首次發現該病毒感染者[6]。

3.2.2 研究領域分析 美國在各個領域均較為強勢并且范圍寬廣，其他國家研究方向多集中于獸醫學、昆蟲學、病毒學及公共衛生環境、環境和職業健康等。美國在東方馬腦炎相關領域拓展較廣且基本形成了一個較全面的體系，其他國家只是專注于某幾個領域?，F階段僅有美國作為第一作者國家在基因和遺傳學、細胞學、應急醫學、進化生物學、衛生保健科學與服務、醫學信息學、醫學實驗室技術、護理、復原及水資源等研究領域有相關文獻發表。除美國外，馬西主要在獸醫學和熱帶醫學、中國在病毒學、加拿大在獸醫學和應用微生物方面研究較多，所發表文獻數量相對多。圖5為更具體的高頻關鍵詞主成分聚類圖，選取出現頻率最高的前20個關鍵詞，采用主成分分析法(Principal Components Analysis，PCA)進行聚類分析，TDA對每一個因子中包含的詞組計算其權重，權重值范圍為[-1，1]，權重的大小取決于絕對值[7]，得到了7個主要簇類分別是腦脊髓炎病毒、蚊科、甲病毒、感染、病毒、中樞神經系統和辛德畢斯病毒。這即是東方馬腦炎研究中的熱點，在其附屬關聯詞中可見不同種病毒，及相關感染、識別、接種疫苗，蚊科、鳥類、馬等常感染傳播體，入侵中樞神經系統進行感染等系列熱點因子。

圖6為專利的關鍵詞聚類圖，應用Innography軟件的聚類功能，去同族專利后進行關鍵字聚類得出圖中的17個類，按照不同填充圖案加以區分。美國在專利方面依舊研究范圍廣、方向多，尤其在“功能組”“二芳基脲”有關專利，“西尼羅病毒”“病毒性感染”“病原體”等方面相關專利也較多；而加拿大在“害蟲”與“助手RNA”中獨樹一幟，在“免疫應答”方面也較為突出；中國在“馬腦脊髓炎病毒”方面研究較多外其他方向并無突出。

圖5 東方馬腦炎SCI論文研究熱點主成分聚類

圖6 東方馬腦炎專利研究熱點主成分聚類

3.2.3 合作關系分析 圖7為1995-2015年2月SCI論文國家/地區合作關系情況，連接線表明兩者之間有直接的作者合作關系，星形表示該國與其他國家合作較多，圈中國家表示之間合作關系較緊密。英國與加拿大分別處于兩個圈的交集中，表明其合作過的國家可互相進入另一個圈中找尋伙伴再次展開合作，拓寬合作范圍。美國在東方馬腦炎方面擁有的文獻數遠超過其他國家地區，并且自主獨立完成的情況占大部分，與其他國家之間的合作與總數相比較少，因此圖中并未顯示該合作關系情況，專利方面多數為美國所有，且因專利的特殊性各國合作關系稀疏，故不分析其合作關系。

圖7 1995-2015年2月東方馬腦炎SCI論文國家地區合作關系

3.2.4 專利競爭關系分析 專利方面，對合并同族專利后的209條專利以國際專利分類號與優先權國家作為因子進行互相關聚類(Cross-correlation)，分析其專利競爭關系，見圖8。從圖中可以看出，C12Q-000(包含酶或微生物的測定或檢驗方法)方向上韓國與中國，A61K-003(醫用、牙科用或梳妝用的配制品)方向上美國與澳大利亞、英國；A61P-003(化合物或藥物制劑的特定治療活性)方向上美國與歐洲專利局、英國，C12N-000/001(微生物或酶；其組合物)方向上美國與韓國、丹麥、澳大利亞等，專利分類號有部分重合一致，表明在相同領域除合作關系外對彼此構成競爭關系。

圖8 專利優先權國家地區研究領域競爭情況

3.3 機構與個人分析

分別對發表SCI論文于專利擁有者的前20名機構進行統計，見表1。SCI論文中，20家機構全部屬于美國，中國軍事醫學科學院和中國農業科學院分別排名25、26名。機構中大學成為研究主力，德克薩斯大學發表文章數量占總數近20%，作為發表文章數最多的機構，在東方馬腦炎基礎研究部分有著長時間的探索和經典的研究結論。佛羅里達州包括佛羅里達州立大學、佛羅里達大學及佛羅里達衛生部在內發表共38篇，表明佛羅里達地區對東方馬腦炎也極為關注。專利中，機構多為醫藥公司，偏重于實際應用，而美國疾病預防控制中心、德克薩斯大學在論文和專利中排名均靠前，這兩家機構在東方馬腦炎領域的研究處于領先地位。

表1 高發文與高專利機構科研產出數量統計

Innography的專利權人氣泡分析圖能直觀體現專利權人之間技術差距和綜合經濟實力。圖中氣泡大小代表專利多少，橫坐標代表技術綜合指標，與專利比重、專利分類、引用情況相關，橫坐標越大說明專利權人的專利技術性越強；縱坐標代表企業實力指標，與專利權人的收入高低、專利國別、專利涉案情況有關，縱坐標越大說明專利權人經濟實力越強[8]。圖9為東方馬腦炎專利權人氣泡圖，去除政府、學校等非營利機構，將部分公司在東方馬腦炎相關專利研究中的技術實力和市場性能即利用專利的能力進行綜合判定。圖中第1象限為最優區域，技術實力與市場性能俱佳，此象限空缺；第2象限技術實力欠佳但市場性能好，作為世界大型制藥企業的諾華制藥與輝瑞公司位于此象限，市場性能處于行業領先，而輝瑞公司專利不多，是其他公司尋求該方面成果轉化的潛在對象；第4象限中美國開米美景公司關于東方馬腦炎的專利技術很強，但是其市場性能較弱，可尋找對象來合作互補；其他大部分公司處于第3象限中，技術實力與市場性能均欠佳，說明東方馬腦炎相關專利的應用性能不強，市場開拓欠缺，尚有較大空間發展。

圖9 東方馬腦炎專利所屬部分公司的技術和經濟實力氣泡圖

利用CiteSpace軟件進行高被引作者共引分析，網絡節點類型設置為“被引作者”，得到作者共被引的可視化圖譜，見圖10。圖中所顯示的被引用最多的作者，是本領域高影響力作者。一般來說，核心作者一是要有一定的學術著作量。二是著作在學術界有一定的影響力或較高的學術價值，而后者主要體現在文獻被引頻率上[9]。依據圖中所示，帶有三角形節點與其他節點復雜連接較多，在該領域較為核心，參與或被不同課題組借鑒。結合數據，東方馬腦炎核心領軍人物主要有Weaver SC(被引106次)、Calisher CH(被引78次)、Scott TW(被引72次)、Crans WJ(被引54次)、McleanRG(被引45次)等。其中Weaver SC教授在東方馬腦炎專利方面的表現也尤其突出(作為發明人有40項專利)，現任美國加爾維斯頓國家實驗室、理學和微生物學和免疫學部、人感染和免疫研究所主任，研究側重于蟲媒病毒，包括機制脫離動物病周期、進化、mosquito-virus交互和疫苗的發展。

圖10 東方馬腦炎1995-2015年2月SCI論文高被引作者圖譜

4 結論

從以上分析結果來看，東方馬腦炎的相關研究在不斷深化、拓展，雖然數量上的增長速度較慢，但在方向上不斷開辟新的學科領域?，F階段美國在該領域的研究處于遙遙領先位置，首先有該傳染病起源于美國東部有關，另外SCI論文方面以美國德克薩斯大學為首的“學院研究派”與各大制藥公司為主的“公司實力派”分別帶動了SCI論文和專利的發布，使得美國遠超其他國家地區。經歷了短暫的技術生命周期，現處于“復蘇期”的東方馬腦炎的研究在基礎理論與實際應用方面均有很大發展空間，學科尚有大塊空白可以填補，各國家側重的方向也可助其尋找方向關聯的合作伙伴或領域核心學者進一步深入研究。

在實際的參考咨詢工作中，讀者不僅要求獲取信息的便利性，更注重所獲取信息的質量，所以各大圖書館均要求參考咨詢員掌握數據挖掘和信息可視化技術，以便提供滿足用戶深層次、個性化需求的參考咨詢服務[10]。在進行文獻情報分析時，必要的軟件工具可使工作量減小、效果更加突出，提高報告內容質量的同時也方便情報人員開展分析工作。而現在諸多可視化軟件的出現，多樣的功能操作、絢麗的視覺效果往往使情報人員在選取使用時“犯難”：各自有獨特的特色，而部分功能又有所重疊。如TDA，其數據挖掘功能非常強大，可對數據進行精確清洗，但需要提供數據源導入數據；Thomson Innovation、Innography本身包含海量專利數據，可以檢索和分析，前者擁有等高線樣式的專利地圖，后者有較新穎的色塊聚類圖、專利權人氣泡圖、專利強度等，但都缺乏數據的二次加工清洗功能；CiteSpace的可視化效果好，但閾值的設定、算法的選擇都需要反復嘗試呈現最優效果等。在選取軟件工具時要根據實際情況和各軟件功能特點，結合各自擅長，盡可能多方面選擇最能說明研究問題的可視化效果，多元互補避免單一，使分析結果多樣化綜合呈現。圖書館員平時也要加強對各種新興軟件的自主學習，了解其使用方法和功能特點，在應用操作中才能靈活變通得心應手。

1 百變百科[EB/OL].[2015-01-10].http://baike.baidu.com/link?url=B0Jylm6dSxiAkE7fgZ9vQSeDNGd4l1y8k_KqG29ibsw_oznRhOVjbhfEFmbE0vnUyLKOBAbsUsDnbwNljgwdLa.

2 王敏.信息可視化在醫學文獻分析中的初步應用理論研究[J]. 2010，31(2)：41-49.

3 余致力.基于專利信息分析的紫杉醇技術生命周期[J]. 醫學信息學雜志，2010，31(11):46-49.

4 李其平，梁國棟，謝杏初,等. 東方馬腦炎病毒的分離與初步鑒定[J]. 中華實驗和臨床病毒學雜志，1992，6(1)：68.

5 陳立，梁國棟，陳伯權，等.我國一些地區人血清中抗辛德畢斯病毒和抗東方馬腦炎病毒的抗體檢測[J].中華實驗與臨床病毒學雜志，1994，8(4)：371-372.

6 潘亮，潘敏楠，嚴延生，等.福建省首次從臨床病例中發現東部馬腦炎病毒感染者[J].海峽預防醫學雜志，2003，9(4)：31-32.

7 胡畔畔，薛曉芳. 基于TDA專利分析的可視化學科服務實例[J]. 醫學信息學雜志，2014，35(12): 45-50.

8 Innography[EB /OL].[2014-11-10].https://app.innography.com/

9 張暢. 基于Citespace的國際醫學圖書館研究可視化分析[J]. 醫學信息學雜志，2015，36(4)：54-57

10 韓爽，郭繼軍.可視化軟件應用分析[J]. 醫學信息學雜志，2014，35(2)：55-58.

The Information Analysis of Eastern Equine Encephalitis Based on a Variety of Visualization Softwares

XUEXiao-fang,HUPan-pan,

MedicalLibraryofPLA,Beijing100039,China

Based on various visual softwares, the paper mines the data of SCI papers and published patents on Eastern Equine Encephalitis(EEE) during 1995-2015.2, analyzes the overall development, patent technology life circle, research area, cooperation and competition among countries/districts, basic information of institutes or outstanding individuals. The characteristics of various visual softwares are showed, the libraries should master data mining and information visualization technology, so as to provide consulting service to satisfy the deep level and personalized demands of users.

Eastern Equine Encephalitis(EEE); Information analysis; TDA; Innography; CiteSpaceII

2015-06-02

薛曉芳，博士，助理研究員，發表論文20余篇;通訊作者：胡畔畔。

全軍十二五面上項目(項目編號：CWS12J115)；軍事醫學科學院生物安全課題(項目編號：14S01)；解放軍醫學圖書館十二五課題(項目編號：2011250001)。

R-058

A 〔DOI〕10.3969/j.issn.1673-6036.2015.06.014