椎體壓縮性骨折的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)及可視化分析

李瑜 王丹 徐肖肖

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨一科 鄭州 450052

脊柱骨折與脫位占全身骨折脫位的5%～6%[1]，其中椎體壓縮性骨折最常見(jiàn)，多發(fā)生在胸腰段[2]。老年人因骨質(zhì)疏松在輕微外力作用下發(fā)生的脊柱骨折多為單純性椎體壓縮骨折，此外，還包括溶骨性椎體腫瘤和爆裂性骨折[3]。隨著人口的老齡化進(jìn)展，骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折的發(fā)病率呈遞增趨勢(shì)，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量及生命安全，已成為目前骨科較為關(guān)注的重點(diǎn)之一[5]。有研究結(jié)果顯示，保守治療患者的5a病死率為23%～34%[4]，因此后凸成形術(shù)(PKP)和椎體成形術(shù)(PVP)已得到廣泛認(rèn)可。椎體壓縮骨折現(xiàn)階段，全球關(guān)于椎體壓縮性骨折的文章冗雜，對(duì)其進(jìn)行分析整理極少，本研究應(yīng)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)及可視化技術(shù)，對(duì)1999—2018年WebofScience數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于該領(lǐng)域已發(fā)表的文獻(xiàn)資料進(jìn)行定量和定性分析，并生成可視化圖譜直觀呈現(xiàn)該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)，探究未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，有利于推動(dòng)該領(lǐng)域的研究進(jìn)展，為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的臨床實(shí)踐提供方向性指導(dǎo)，并為其深入研究提供新的思路[6]。

1 資料與方法

1.1一般資料納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合美國(guó)科學(xué)情報(bào)研究所(InstituteforScientificInformation，ISI)出版的WebofScience數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)表的文獻(xiàn)。(2)符合通過(guò)主題詞“Vertebralcompressionfracture”檢索1999至2018年發(fā)表的文獻(xiàn)。(3)符合的文獻(xiàn)類型為綜述、論著、病例報(bào)告通信、會(huì)議論文、社論、評(píng)論。排除標(biāo)準(zhǔn)：尚未發(fā)表的文獻(xiàn)和與本次分析無(wú)相關(guān)的文獻(xiàn)。

1.2文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析對(duì)WebofScience數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索的文獻(xiàn)導(dǎo)出并進(jìn)行分析[7]。研究文獻(xiàn)出版的年度數(shù)量、國(guó)家地區(qū)分布、總被引頻次、H指數(shù)和熱門機(jī)構(gòu)，對(duì)每個(gè)分析指標(biāo)創(chuàng)建檢索報(bào)告，分析數(shù)據(jù)的基本特征，再用Excel軟件進(jìn)行記錄，生成統(tǒng)計(jì)圖表，并對(duì)統(tǒng)計(jì)圖表進(jìn)行定量及定性分析。

1.3數(shù)據(jù)可視化分析應(yīng)用VOSviewer軟件，根據(jù)使用指南導(dǎo)入數(shù)據(jù)，應(yīng)用耦合分析模塊，分別對(duì)作者及機(jī)構(gòu)進(jìn)行耦合分析。然后應(yīng)用關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析模塊，通過(guò)設(shè)定關(guān)鍵詞的最小閾值，生成可視化聚類視圖、年譜視圖，圖譜中利用節(jié)點(diǎn)之間連線的疏密和粗細(xì)程度來(lái)展現(xiàn)其中的相互引證關(guān)系[8]，解讀該領(lǐng)域研究方向和研究熱點(diǎn)的變化，并預(yù)測(cè)研究趨勢(shì)。

2 結(jié)果

2.1文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析

2.1.1 全球研究椎體壓縮性骨折的現(xiàn)狀 通過(guò)檢索WebofScience數(shù)據(jù)庫(kù)中椎體壓縮骨折領(lǐng)域的文獻(xiàn)，導(dǎo)出并用Excel創(chuàng)建統(tǒng)計(jì)圖(圖1)。結(jié)果顯示，美國(guó)學(xué)者發(fā)文量(1 374 篇，31.391%)，文獻(xiàn)的總被引頻次(35 863)和H指數(shù)(100)均排第一。發(fā)文量排行前20的機(jī)構(gòu)中，美國(guó)加州大學(xué)發(fā)表文獻(xiàn)(157篇)最多，其次是哈佛大學(xué)和梅奧醫(yī)學(xué)中心。

2.1.2 全球研究椎體壓縮性骨折現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的分析 1998—2018年全球發(fā)文量除2001年、2011年和2013年略微下降外，總體呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明研究在不斷深入，預(yù)計(jì)2025年可達(dá)到500篇。圖1c表示美國(guó)的歷年發(fā)文量，雖總體數(shù)量最多，但前期波動(dòng)比較大，從2015年開(kāi)始趨于平緩。從2011年起，中國(guó)每年的發(fā)文量呈大幅度上升趨勢(shì)，且在2017年超過(guò)美國(guó)，反映了中國(guó)學(xué)者開(kāi)始在該領(lǐng)域投入了較多研究，椎體壓縮骨折已成為現(xiàn)階段骨科研究熱點(diǎn)之一。預(yù)計(jì)未來(lái)中國(guó)在該領(lǐng)域發(fā)文量會(huì)繼續(xù)上升，直到2025年開(kāi)始趨于平緩。

圖1 椎體壓縮性骨折文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)圖表(圖a為年度分析，圖b為國(guó)家或地區(qū)發(fā)文量，圖c為中美兩國(guó)發(fā)文量對(duì)比，圖d為總被引頻次，圖e為H指數(shù)，圖f為發(fā)文機(jī)構(gòu))

2.2全球椎體壓縮性骨折的可視化分析

2.2.1 耦合分析 兩篇論文同時(shí)引用一篇論文(即共同的參考文獻(xiàn))稱為耦合論文,它們之間的關(guān)系即為耦合關(guān)系，所包含共同參考文獻(xiàn)的個(gè)數(shù)稱為耦合強(qiáng)度[9]，引文的耦合數(shù)量映射了文獻(xiàn)之間的相關(guān)性。將某個(gè)作者(一般為第一作者)所有論文的參考文獻(xiàn)作為一個(gè)集合,和另一個(gè)作者所有論文的參考文獻(xiàn)進(jìn)行比較,找出他們共同的參考文獻(xiàn)次數(shù)即為這兩個(gè)作者之間的文獻(xiàn)耦合次數(shù)[10]。

通過(guò)VOSviewer軟件對(duì)納入的文獻(xiàn)資料進(jìn)行整理，共出現(xiàn)12 762位作者，設(shè)定最小文獻(xiàn)耦合次數(shù)為5，保留了256位作者(圖2a)，對(duì)納入的3 022 個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)定至少5個(gè)機(jī)構(gòu)相關(guān)，保留了294個(gè)(圖 2b)。圖中1個(gè)橢圓代表一個(gè)作者或機(jī)構(gòu),橢圓的面積越大,說(shuō)明貢獻(xiàn)越大。連線的粗細(xì)和密度反映各作者或機(jī)構(gòu)間合作的密切程度。結(jié)果顯示，蘇州大學(xué)楊惠林教授的節(jié)點(diǎn)面積最大，說(shuō)明其在該領(lǐng)域做出了突出貢獻(xiàn)。彼得·格斯滕(PeterCGerszten)教授和阿瓊·薩哈加爾(ArjunSahgal)教授之間的連線密度高，說(shuō)明他們之間的合作交流密切。阿瓊·薩哈加爾(ArjunSahgal)教授主要研究方向?yàn)閱伟l(fā)或多發(fā)性椎骨轉(zhuǎn)移瘤的脊柱立體定向放射治療[11-13],他的研究大多來(lái)自多倫多大學(xué)的幫助。彼得·格斯滕(PeterCGerszten)教授近期主要研究立體定向放射治療后出現(xiàn)椎體壓縮骨折的概率，提出放療前使用骨水泥增強(qiáng)術(shù)可降低風(fēng)險(xiǎn)[14]，他的研究大多來(lái)自匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的幫助。多倫多大學(xué)和匹茲堡大學(xué)的機(jī)構(gòu)總耦合強(qiáng)度均位于世界前列，且兩者間的合作也很密切。這一現(xiàn)象表明機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)與作者以及作者之間聯(lián)系密切，建立優(yōu)秀的科研機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)國(guó)際間的學(xué)術(shù)交流與合作，可為研究者及其團(tuán)隊(duì)提供大量的幫助與支持，促使其發(fā)表更多高質(zhì)量的文獻(xiàn)。

圖2 a為作者耦合圖，b為機(jī)構(gòu)耦合圖

2.2.2 共現(xiàn)分析 應(yīng)用VOSviewer軟件共識(shí)別出關(guān)鍵詞7 245個(gè)，設(shè)置最小閾值為30，保留172個(gè)，刪去意思相同或相近的詞以及本文的檢索詞“Vertebralcompressionfracture”，生成聚類(圖3a)及年譜(圖3b)兩種可視化視圖。圖3a中，關(guān)鍵詞出現(xiàn)次數(shù)越多，則相應(yīng)節(jié)點(diǎn)面積越大，關(guān)鍵詞之間的連線表示共現(xiàn)關(guān)系，連線越粗越密表示共現(xiàn)強(qiáng)度越高[8]。納入的關(guān)鍵詞按不同主題分為6個(gè)聚類，分別為：#1經(jīng)皮椎體成形術(shù)，#2經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)，#3椎體腫瘤，#4骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折，#5爆裂性椎體骨折，#6生物力學(xué)。具體見(jiàn)表1，圖3a。年譜視圖(圖3b)展示了關(guān)鍵詞共現(xiàn)隨年份的變化，節(jié)點(diǎn)顏色由淺到深，越深表示共現(xiàn)越晚，有利于學(xué)者們探究研究熱點(diǎn)的演變。

表1 研究主題關(guān)鍵詞表

聚類1以“經(jīng)皮椎體成形術(shù)(percutaneousvertebroplasty，PVP)”為主題。PVP是在局麻下經(jīng)過(guò)椎弓根用穿刺針將骨水泥注入塌陷椎體，穩(wěn)定骨折，緩解患者臨床癥狀。因其操作簡(jiǎn)單，近期療效顯著，且治療費(fèi)用較低，為目前主要的治療方式[15]。近年來(lái)，PVP各種并發(fā)癥逐漸引起學(xué)者關(guān)注，最嚴(yán)重的是骨水泥滲漏，導(dǎo)致壓迫神經(jīng)，影響機(jī)體功能，甚至引起患者截癱[16]，所以關(guān)鍵詞“骨水泥滲漏”出現(xiàn)頻率較高。“骨水泥”“肺栓塞”也是該聚類共現(xiàn)次數(shù)較多的關(guān)鍵詞。骨水泥是骨科手術(shù)中常用材料，為“甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate,MMA)”聚合后形成的化合物，具有可注射、可塑及可穩(wěn)固等良好性能，但存在降解困難，易使臨近椎體受損，以及滲漏后引起栓塞等缺點(diǎn)，學(xué)者們已開(kāi)始開(kāi)發(fā)和改良MMA以及研究其替代品[17]。圖3b也顯示并發(fā)癥和新型骨水泥材料成為PVP領(lǐng)域近年的研究熱點(diǎn)。

聚類2以“經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)(percutaneouskyphoplasty，PKP)”為主題。PKP通過(guò)球囊擴(kuò)張塌陷椎體后充填骨水泥，是基于PVP開(kāi)發(fā)的新技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是有效恢復(fù)“椎體高度”，改善“后凸畸形”，且椎體復(fù)位后“體積”增大、壓力減小，可降低骨水泥滲漏風(fēng)險(xiǎn)[18]。關(guān)鍵詞“療效”在圖3b中顏色較深，提示為該聚類近年研究的重點(diǎn)，學(xué)者們通過(guò)與接受PVP治療的患者開(kāi)展“隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)”來(lái)進(jìn)行療效分析[15，19]。

聚類3以“椎體腫瘤”為主題，關(guān)鍵詞“轉(zhuǎn)移”共現(xiàn)次數(shù)最多，表示骨是腫瘤常見(jiàn)的轉(zhuǎn)移部位，且好發(fā)于椎體[20]。關(guān)鍵詞“乳腺癌”頻率高表示最常發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的惡性腫瘤是乳腺癌，可導(dǎo)致溶骨性骨破壞[21],提示做好乳腺癌的早期治療對(duì)預(yù)防骨轉(zhuǎn)移具有重要意義。關(guān)鍵詞“放療”、“手術(shù)”、“骨轉(zhuǎn)移”和“立體定向放射治療”共現(xiàn)強(qiáng)度較高，且在圖3b中共現(xiàn)時(shí)間最晚，提示立體定向放射外科是目前治療椎體惡性腫瘤的重要選擇，也是近年各國(guó)學(xué)者研究的熱點(diǎn)。有研究表明，立體定向放射治療還未成熟，最佳計(jì)量分割模式、最大脊髓限量還待探索[22]，預(yù)計(jì)將會(huì)成為該領(lǐng)域未來(lái)的研究方向。

圖3 a為聚類視圖，b為年譜視圖

聚類4以“骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折”為主題， 骨質(zhì)疏松癥是低骨量和骨組織微結(jié)構(gòu)破壞造成骨質(zhì)脆性增加的代謝性疾病，常表現(xiàn)為椎體壓縮骨折，多見(jiàn)于老年婦女。因?yàn)榇萍に乜纱龠M(jìn)降鈣素的分泌，抑制鈣的吸收，雌激素分泌減少，則骨質(zhì)破壞增加[23]。有研究結(jié)果顯示，絕經(jīng)后5a內(nèi)婦女每年可丟失松質(zhì)骨的3%～5%[2]。也印證了聚類4除主題詞外，關(guān)鍵詞“絕經(jīng)婦女”、“風(fēng)險(xiǎn)”、“骨密度”，以及“生活質(zhì)量”出現(xiàn)頻率較高，提示在圍絕經(jīng)期加強(qiáng)宣傳教育，科學(xué)補(bǔ)鈣可降低出現(xiàn)骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)提高婦女的生活質(zhì)量具有重要意義。

聚類5以“爆裂性椎體骨折”為主題，爆裂性骨折是以椎體的前柱與中柱受損為特點(diǎn)的不穩(wěn)定椎體骨折，常發(fā)生在胸腰段[24]，所以關(guān)鍵詞“固定”、“損傷”、“胸腰椎”在該聚類出現(xiàn)頻次較高，提示大量已發(fā)表研究為爆裂性骨折的內(nèi)固定治療。而圖3b年譜視圖顯示，關(guān)鍵詞“分型”顏色較深，表示近年研究熱點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到爆裂性骨折的分型評(píng)分，有利于全面評(píng)估椎體損傷程度，對(duì)臨床選擇治療方案具有重要指導(dǎo)意義[25-26]。

聚類6以“生物力學(xué)”為主題。關(guān)鍵詞“椎骨”、“骨小梁”和“密度”共現(xiàn)強(qiáng)度高，提示椎骨的骨小梁礦物質(zhì)密度隨著年齡增長(zhǎng)而下降時(shí)，椎體易形成骨折[27]。有限元分析法通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬人體內(nèi)部骨質(zhì)結(jié)構(gòu)和內(nèi)植物力學(xué)變化，具有可重復(fù)性的優(yōu)點(diǎn)[28]，已成為目前學(xué)者們的研究熱點(diǎn)，有著廣闊的發(fā)展前景。圖3b關(guān)鍵詞“有限元分析法”共現(xiàn)時(shí)間晚也印證這一現(xiàn)狀。

3 討論

本文通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)和可視化技術(shù)，對(duì)椎體壓縮性骨折近20年的文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理和研究分析，相對(duì)直觀、形象地展現(xiàn)了該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，對(duì)研究熱點(diǎn)的演變及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了大致探知，為國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)研究和臨床實(shí)踐提供了一定參考價(jià)值。

美國(guó)總發(fā)文量、總被引頻次和H指數(shù)均排名首位，說(shuō)明美國(guó)的學(xué)術(shù)影響力巨大。中國(guó)總發(fā)文量排名第2，但總被引頻次排名11位，H指數(shù)在第9位，表明中國(guó)學(xué)者雖發(fā)表了大量的文獻(xiàn)，但與國(guó)外仍有一定差距，中國(guó)學(xué)者應(yīng)更多關(guān)注文獻(xiàn)的質(zhì)量而非數(shù)量。排名前20位的機(jī)構(gòu)中，前三位均位于美國(guó)，說(shuō)明建立優(yōu)秀的科研機(jī)構(gòu)對(duì)學(xué)術(shù)水平的提高至關(guān)重要。通過(guò)文獻(xiàn)耦合分析，分別生成了作者和機(jī)構(gòu)的耦合關(guān)系圖。研究結(jié)果表明，機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)與作者以及作者之間的相互合作和經(jīng)驗(yàn)交流，可推動(dòng)他們共同發(fā)展，互利共贏。關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析表示目前研究方向?yàn)榻?jīng)皮椎體成形術(shù)、經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)、椎體腫瘤、骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折、爆裂性椎體骨折和生物力學(xué)，在年譜視圖中，新型骨水泥材料、立體定向放射治療和有限元生物力學(xué)分析在整個(gè)椎體壓縮性骨折領(lǐng)域共現(xiàn)時(shí)間最晚，說(shuō)明研究潛力巨大，未來(lái)研究者可在這些方面進(jìn)一步探索。

本研究的不足在于只納入了以英語(yǔ)為語(yǔ)種的文獻(xiàn)，會(huì)對(duì)結(jié)果造成一定程度的偏倚。近年發(fā)表的優(yōu)質(zhì)文章，因被引用頻率低，也會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生誤差。整理數(shù)據(jù)資料時(shí)，可能會(huì)存在交叉重疊現(xiàn)象，具體情況還需結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析。