基于2020年度研究進展熱點可視化分析我國醫學工程技術領域發展趨勢

季智勇，儲呈晨，鄭蘊欣，錢英，蔡葵，鄭焜，李斌

上海交通大學附屬第六人民醫院 醫學裝備處，上海 200233；2.南京醫科大學第一附屬醫院 臨床工程處，江蘇 南京 210029；3.北京醫院 器材處，北京 100730；4.浙江大學醫學院附屬兒童醫院 醫學工程部，浙江 杭州 310052

引言

2020年新型冠狀病毒疫情對醫療系統帶來了巨大挑戰，為中國人民謀幸福是中國共產黨的初心和使命，堅持人民至上、生命至上，在中國共產黨的堅強領導下，中國人民抗疫取得階段性勝利，堅持“外防輸入，內防反彈”，進入動態清零的常態化防控階段。在這場戰疫中，新需求加速了跨界新技術的融合、醫療技術創新和應用，醫學工程領域涌現了大量新技術、新產品，并極大加速了相關技術與產品的應用。本文結合中華醫學會醫學工程學分會常委專家咨詢提出的本領域年度十大進展的內容，基于CNKI文獻搜索進行知識圖譜分析，分析梳理相關研究熱點和發展趨勢，幫助醫院管理者和醫學工程人員把握醫學工程領域未來發展方向并為新技術管理決策分析提供支撐，共享醫療器械技術與醫學工程學科發展成果。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本文采用的數據來源為中國知網（CNKI）期刊庫，在“高級檢索”中進行文獻檢索，并將檢索得到的文獻納入本研究。

1.2 研究工具

利用 VOSviewer（Visualization of Similarities Viewer）軟件進行數據分析。VOSviewer軟件由荷蘭伊拉斯謨大學的凡·艾克和瓦特曼博士聯合開發，在科學計量學領域被廣泛使用。

1.3 分析方法

VOSviewer具備了幾乎所有常見的文獻計量分析功能，如文獻耦合、共被引、合作以及共詞分析等。VOSviewer的核心原理為VOS布局（VOS Mapping）方法和VOS聚類（VOS Clustering）方法[1]，VOS布局是基于距離的可視化（Distance-Based Maps）方法，用于確定元素在二維空間的位置。VOS聚類方法與網絡的模塊化聚類（Modularity-Based Clustering）方法類似，用來對文獻網絡進行聚類分析。

2 研究結果與分析

以《中國醫療設備》或《中國醫學裝備》或《醫療衛生裝備》或《中國醫療器械雜志》或《現代儀器與醫療》為文獻來源檢索2020年度發表的文獻，共檢索出1792篇，以共現次數6次以上的關鍵詞進行相關可視化分析，見圖1。

圖1 臨床醫學工程領域2020年度研究關鍵詞共現網絡圖

從關鍵詞共現圖譜中可以發現2020年度的研究熱點（圖2），圖2a提示相關熱點為針對新型冠狀病毒肺炎的防護物資應急保障的研究、針對新冠肺炎疫情防控的遠程醫療的研究、利用深度學習進行新冠肺炎的圖像分割的研究、利對新冠肺炎利用核酸檢測和CT的鑒別診斷研究等；圖2b提示針對醫用耗材除了應對新冠疫情的應急保障管理研究方向之外的另一個研究熱點是醫用耗材的信息化管理和精細化管理；圖2c提示人工智能技術的熱點在于磁共振等成像設備圖像輔助診斷方面和應對疫情的篩查方面；圖2d提示基于物聯網技術的信息化平臺的研究。

圖2 臨床醫學工程領域2020年度高頻關鍵詞網絡圖

2.1 應急制定醫療設備感控技術方案和全球防疫物資使用指南并應用實施

新冠疫情爆發后，作為醫療機構內與醫療、護理、藥學并列四大支柱之一的臨床醫學工程部門勇擔重任[2-3]，直面疫情防控物資與防控技術痛點，各級醫療機構醫學工程部門創新思想，提出了各種應急保障方案。中華醫學會醫學工程學分會專題討論防疫物資應急分類方案、診療裝備應急管理和應急技術標準等，為疫情防控中標準化流程的制定、突發公共衛生事件應急預案的制定做出了重要貢獻。

以（“醫療設備”或“醫療器械”或 “醫學裝備”）合并（“應急”或“防護物資”或“應急物資”或“防疫物資”）在CNKI檢索出基金文獻53篇，其中2010—2020年度發文量趨勢如圖3所示。

圖3 臨床醫學工程部門應急保障發文趨勢圖

由圖3可見，前幾年均穩定在年均2～5篇文獻，而2020年共刊出21篇文獻，比2019年刊發的6篇文獻增長250%，可見疫情爆發后，在醫工研究領域對應急保障需求呈現爆發式增長，形成集中爆發式研究熱點（圖4）。

圖4 臨床醫學工程部門應急保障發文關鍵詞共現圖

由關鍵詞共現網絡聚類分析可將研究分為三類：① 為應對新型冠狀病毒肺炎開展的相關醫用物資保障、后勤保障、護理管理等研究[4-5]；② 面對突發共衛生事件開展疫情防控的相關研究[6]；③ 面對呼吸道傳染病醫學裝備、遠程醫療技術和隔離病房等的應用研究。隨著疫情得到控制，防疫進入常態化，該方面的研究將趨緩。

2.2 醫院耗材管理新形勢加速醫療器械技術評估應用推廣

《醫療機構醫用耗材管理辦法（試行）》明確提出，需要建立醫用耗材臨床應用質量檢測與評價制度，加強醫用耗材臨床使用評價結果的應用。加速了以HB-HTA評價為代表的技術評估應用推廣。

以“衛生技術評估”并（“醫用耗材”或“醫療器械”或“植介入耗材”）為主題詞在CNKI檢索，共檢索出23篇文獻，見圖5。

圖5 醫療器械衛生技術評估發文趨勢圖

2019年和2020年共刊出12篇文獻，相對2018年有50%的增長，說明隨著國家醫用耗材管理的各項措施的出臺，和近幾年來HTA技術研究領域的學術推廣，各級管理部門和醫院管理者對技術評估的重視程度不斷提高，累積形成了年度研究熱點。在過去的2020年中華醫學會醫學工程學分會和醫院管理研究所等機構組織，包括醫院管理、醫生和醫學工程等專家組聯合專業的衛生經濟學研究機構，開展了典型醫用耗材的價值評估和專家共識討論，以此形成的醫用耗材科學評估流程和管理方法來進一步推動醫用耗材HTA管理[7-8]。預計在未來一段時間內將成為一個持續受到關注的研究領域，會有更多的醫用耗材的臨床研究開展。對相關關鍵詞進行共現分析，見圖6。

圖6 醫療器械衛生技術評估發文關鍵詞共現圖

圖6中的聚類分析可知，目前研究熱點在于參考衛生技術評估的國際經驗根據我國國情開展醫用耗材的準入管理研究。

2.3 醫學工程參與下國產數字診療裝備評價與示范體系日趨完善

為了解決我國中高端醫療裝備嚴重依賴于進口的現狀，科技部在“十三五”期間推出了數字診療裝備專項重點研發計劃，來推動醫療裝備研發和示范應用，醫學工程部門積極參與國家科技部數字診療裝備重點研發項目，在數字診療裝備研發、評價和示范應用領域取得系列突破，醫工專家在對數字診療裝備研發、評價和示范體系的研究方面取得了眾多突破。首批2016年科技部重點研發大型醫用裝備研發和評價類項目于2020年中通過科技部驗收[9]。

以（“數字診療裝備”或“ 大型醫用設備”或“磁共振成像設備”或“CT成像設備”或“超聲設備“或“立體定向放療設備”或“PETCT設備”或“內窺鏡設備”）并“評價”為主題詞在CNKI檢索基金文獻共60篇，近十年的發文量如圖7所示。

圖7 數字診療裝備評價發文趨勢圖

相關文獻發文巔峰出現在2019年，集中展示了一批數字診療裝備評價體系的研究成果，與2020年將進行項目驗收高度相關，也預示重大專項項目將進入行業推廣階段。圖8作者合作網絡分析圖中，不同顏色代表了相關研究團隊的研究發文的時間與相關團隊獲得基金資助時間匹配。

圖8 數字診療裝備評價團隊網絡圖

以“醫療設備應用示范”為主題詞在CNKI檢索出14篇相關文獻，做關鍵詞共現分析可知，對國產醫療設備在基層醫療機構的應用推廣是研究的重點，見圖9。

圖9 醫療設備應用示范關鍵詞共現網絡圖

“十四五”期間國家還將集中力量開展關鍵核心技術攻關，加快解決一批藥品、醫療器械、醫用設備、疫苗等領域“卡脖子”問題。各類創新診療裝備的研發、評價和示范的研究還將持續進行，推動具有自主知識產權的國產設備示范應用，進一步促進國產醫療設備的高質量發展和臨床的創新應用。

2.4 醫療器械唯一性標識技術在醫院醫療器械管理中試點應用

國家藥監局2019年底發布了《關于做好第一批實施醫療器械唯一標識工作有關事項的通告》， UDI作為醫療器械產品的電子身份證，成為醫院內部實現醫療器械全生命周期供應鏈管理的重要基礎，也是實現醫院醫療器械標準化和精細化管理的核心[10-12]。

以“醫療器械唯一標識”或“UDI”為關鍵詞在CNKI檢索中文文獻105篇，近十年的發文量如圖10所示。

圖10 醫療器械唯一標識發文趨勢圖

2020年度發表28篇文獻，比2019年增長125%，在廠商和醫療機構的共同關注下，在2020年形成研究熱點。進行關鍵詞共現分析，通過聚類分析可知醫療器械唯一標識主要研究熱點為醫療器械、醫療設備、醫用耗材的全生命周期管理的實踐探索，見圖11。

圖11 醫療器械唯一標識發文關鍵詞共現網絡圖

前期以中國人民解放軍總醫院、中山大學附屬第一醫院等108家醫院作為首批試點單位進行了建設以 UDI為基礎的醫療器械全生命周期管理體系的探索，逐步實現院內醫用耗材供應與使用端的雙向追溯管理以及院內外物流基礎信息的統一化和標準化，十四五期間這項工作還將持續推進。

2.5 建立國際醫學工程聯盟推進遠程醫療等技術的廣泛應用

2020年新冠疫情的爆發，對于病患隔離、遠程醫療的需求急劇上升，也加快了遠程醫療（互聯網+醫療）的爆發式增長和廣泛應用。國際生物醫學工程聯合會臨床工程部（IFMBE CED）資深醫工專家聯合全球醫工成立了國際臨床工程聯盟GCEA，通過聯合全球各國的醫學工程組織，開展線上學術交流和防疫經驗成果共享，促進醫學裝備安全使用和遠程醫療等新興技術的開展，提高醫學工程學科的影響力，加強產學研醫的結合，推動遠程醫療技術的應用。

國內遠程醫療等技術研究相關文獻分析，以“遠程醫療” 或“遠程診斷”或 “遠程會診”或“互聯網醫院”為關鍵詞在CNKI檢索，近十年的發文量如圖12所示。

圖12 遠程醫療近十年發文趨勢圖

篩選2020年度有基金支持的文獻329篇進行關鍵詞分析，如圖13所示。

圖13 遠程醫療相關關鍵詞共現網絡圖

聚類分析中，“互聯網醫院”和“新型冠狀病毒肺炎”關鍵詞為一類，說明新冠肺炎的爆發加速了互聯網醫院的建設[13-14]；主要研究熱點為互聯網+、醫聯體、遠程會診和物聯網。

2.6 科技部駝人醫療器械創新大賽促進醫學工程創新與應用

為了推動中國健康產業創新發展，高質量提升醫療服務，全國醫護人員及醫學工程同道積極投身于醫療技術創新和醫療器械研發，醫療器械創新近兩年發文持續增長，形成了研究熱點[15]。為了發揮醫學工程專業的優勢，推動我國醫療器械產品創新和應用，中華醫學會醫學工程學分會攜手河南駝人醫療器械集團有限公司聯合開展“科技部駝人醫療器械科技創新”大賽活動。通過搭建醫學工程創新大賽平臺，通過醫學工程師發揮醫工交叉學科優勢，與臨床醫生探索醫工結合、尋找臨床痛點問題的解決方案，促進產學研醫融合創新，推動我國醫療器械產業創新發展，持續提升醫療技術服務能力。

以“醫療器械創新”為主題詞在CNKI檢索，近十年的發文量如圖14所示。

圖14 醫療器械創新相關發文趨勢圖

聚類分析中，醫療器械通過相關創新服務平臺、科技創新獎等產學研結合的方式進行科技創新和產業轉化，見圖15。

圖15 醫療器械創新相關關鍵詞共現網絡圖

2.7 首批九個醫學人工智能產品通過國家藥監局審批進入市場

近年來，世界各國在醫學人工智能領域研究和投資呈現出快速上漲的態勢，國內的智能輔助診斷相關產品不斷涌現[16-17]。2020年國家藥監局審批通過了九個人工智能醫療器械產品，產品覆蓋從肺結節向外延伸，囊括了心臟、腦部、內分泌、病理、超聲等方向，實現了多種疾病的輔助診斷功能。

以“輔助診斷”或“醫學人工智能”為關鍵詞在CNKI檢索，發文量逐年上升，可見隨著大數據的發展和計算能力的提升，人工智能通過前幾年的積累，已經逐步形成行業發展合力，在2020年醫療器械獲得突破，可以預見在今后一段時間將會持續形成研究熱點，見圖16。

圖16 醫學人工智能相關發文趨勢圖

篩選2020年度800條文獻數據，做關鍵詞共現分析如圖17所示。

圖17 醫學人工智能相關關鍵詞共現網絡圖

在各類關鍵詞中，可見人工智能技術，采用卷積神經網絡等進行深度學習，從而作為一種計算機輔助診斷技術，人工智能將在未來進一步深入到醫療的各專科領域與醫療技術和流程相結合，提高診療能力和醫療服務效率。

2.8 基于物聯網技術的醫學裝備智能化管理技術加速應用

全國多家三甲醫院建設了基于物聯網技術的全院級醫療設備數據采集管理平臺，將眾多大型設備、急救等醫療設備的數據傳至醫學工程部或全院數據中心，實現醫療裝備的在線動態管理，并與臨床診療系統整合和開發利用[18-20]。

以“物聯網技術”并“醫療設備”為關鍵詞在CNKI檢索，發文量如圖18所示。

圖18 醫療器械物聯網相關發文趨勢圖

篩選2020年度20篇文獻，進行關鍵詞共現分析。由圖19中的聚類分析可知，研究熱點主要為物聯網技術的相關研究、醫院場景下的物聯網應用研究及物聯網技術推進智慧醫院建設的研究。

圖19 醫療器械物聯網關鍵詞共現網絡圖

2.9 疫情推動消毒與物流機器人技術快速成長并在醫院實戰應用

2020年防疫中面臨消毒難、人手緊缺和全面清潔等問題，消毒機器人、物流機器人成為了醫院應對極端醫療壓力及感染風險的重要技術措施，全國許多醫療機構醫學工程部門積極與相關廠家進行技術創新，緊急升級改造消毒機器人，并在隔離病房、發熱門診等區域布置了消毒機器人和物流機器人，以減少交叉感染的風險。通過研究、實踐和總結形成了系列的消毒、隔離和防護的解決方案[21-23]。

以“醫院消毒機器人”或“醫院物流機器人”為關鍵詞在CNKI檢索，發文量如圖20所示。前幾年發文維持在年均2篇，而2020年突增至9篇文獻，可見疫情爆發后，機器人研究領域呈現爆發式增長，形成集中爆發式研究熱點。

圖20 消毒與物流機器人相關發文趨勢圖

由圖21可知當前研究熱點在于醫療機構中藥品配送場景下應用物流機器人系統的研究及疫情下智能消毒機器人的應用研究，相信隨著人工智能技術和物聯網技術的進一步發展，將推動醫院智慧升級、效率提升。

圖21 消毒與物流機器人關鍵詞共現網絡圖譜

2.10 新冠病毒檢測試劑快速獲批和緊急部署以提升核酸檢測能力

新型冠狀病毒核酸檢測作為確診新型冠狀病毒感染的重要手段，對于盡早發現感染者、防止疫情擴散具有重要意義[24-25]。2020年全國醫學工程部門緊急部署各類核酸檢測設備，不斷更新和擴容快速檢測設備，持續提升醫療機構的應急核酸檢測能力。

以“新冠病毒檢測試劑”或“核酸檢測設備”或“核酸提取儀”為主題詞在CNKI檢索出170篇文獻，近十五年的發文趨勢如圖22所示。疫情爆發后，核酸檢測研究領域呈現爆發式增長，2019年新冠肺炎形勢嚴峻，2020年研究突增文獻至46篇，形成集中爆發式研究熱點。

圖22 新冠與核酸相關發文趨勢圖

由圖22中聚類分析和圖23可知，2020年度的研究熱點在于進行新冠病毒疫苗的研發及疫情防控相關措施。

圖23 核酸檢測相關關鍵詞共現網絡圖

圖24 核酸檢測相關研究時間分布圖

3 結論

本文主要采用關鍵詞共現的聚類方法對醫學工程領域的研究熱點進行挖掘，然后通過VOSviewer 可視化工具展示聚類結果，總結了2020年度醫學工程領域10大熱點，可以清晰看到2020年度圍繞抗疫重點保障工作，醫學工程相關研究取得重大進展，醫療機構應急保障能力得到大幅提升。通過醫學工程領域研究熱點可視化分析看我國醫療器械技術發展趨勢，有助于相關管理者和醫學工程研究者直觀地了解本領域的研究趨勢和熱點，有助于貫徹落實黨中央提出的健康2035戰略，助力“中國制造”向“中國創造”轉變，把握醫學工程領域未來發展方向并為管理決策分析提供支撐，踐行健康中國戰略，為人民謀幸福。

鳴謝

本論文選擇的主要熱點主題的收集和確認得到了中華醫學會醫學工程學分會常委各位專家的大力支持，在此要特別感謝華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院張強教授、內蒙古自治區人民醫院高關心教授、山西白求恩醫院張錦教授、浙江大學醫學院附屬第一醫院馮靖祎教授、新疆醫科大學附屬腫瘤醫院王新教授、四川大學華西醫院黃進教授、吉林大學中日聯誼醫院劉景鑫教授、江蘇省中醫院方舸教授、解放軍總醫院第八醫學中心劉亞軍教授、北京大學第三醫院許鋒教授、中國醫學科學院阜外醫院沈晨陽教授、中國人民解放軍總醫院姚樹森教授、首都醫科大學宣武醫院費曉璐教授、《中國醫療設備》雜志社金東社長、天津市人民醫院呂順超教授、內蒙古自治區人民醫院夏慧琳教授、哈爾濱醫科大學劉剛教授、復旦大學附屬華山醫院錢建國教授、上海交通大學醫學院附屬上海兒童醫學中心曹少平教授、山東大學齊魯醫院劉慶教授、河南省人民醫院陳傳亮教授、華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院劉勝林教授、中國人民解放軍中部戰區總醫院姚國慶教授和佛山市第一人民醫院段光榮教授。