基于CiteSpace和VOSviewer的膝關節骨性關節炎研究可視化分析*

周航,許輝,,王玉霞,趙翅,謝雨辰,解駿,周運峰

1.河南中醫藥大學,河南 鄭州 450046; 2.河南中醫藥大學第三附屬醫院,河南 鄭州 450008; 3.河南中醫藥大學第一附屬醫院,河南 鄭州 450001; 4.河南省中醫院,河南 鄭州 450002; 5.上海中醫藥大學附屬光華醫院,上海 200052

膝關節骨性關節炎(knee osteoarthritis,KOA)為臨床常見的退行性關節疾病,以關節軟骨退行性改變和繼發性骨質增生為主,會引起膝關節疼痛、功能障礙與畸形,可伴有骨摩擦音(感)[1-2]。在全球范圍中,KOA患病率約為19.3%[3],在我國農村人口中KOA患病率約為23.6%,在我國城鎮人口中KOA患病率為20.0%～23.9%[4]。隨著KOA病情進展,患者膝關節活動會因為疼痛和僵硬而逐漸活動受限,其生活能力及生活質量日漸降低。在1990年至2017年間,全球范圍中KOA患者致殘率增加了9.6%[5]。目前,KOA已成為世界各國最主要的疾患之一,隨著全球人口老齡化加劇和肥胖人數增多,KOA患者人數預計還會增加[6-8]。

KOA已成為當今醫學領域、社會領域共同關注的臨床疾病,與之相關的文獻報道逐漸增多,為尋找研究切入點的文獻閱讀帶來了困難。截至2018年12月,僅中國知網數據庫收錄的與KOA相關文獻已近8 000余篇,故在較多的數據庫中尋找關于KOA的研究信息已成為一個難題。知識圖譜作為文獻計量學的一種方法,能夠對KOA文獻的外部特征數量進行描述,并通過知識圖形來顯示KOA研究進程與結構關系。本文通過文獻計量分析軟件CiteSpace和VOSviewer對國內KOA研究文獻繪制知識圖譜,進行可視化分析,客觀呈現KOA國內研究現狀、熱點及可期待性的研究主題,為該領域研究提供思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料檢索年限為2009年1月1日至2018年12月31日。計算機檢索中國知網(China national knowledge infrastructure,CNKI)數據庫,檢索方式為“主題詞”,檢索詞選定為“膝關節炎”“膝關節骨性關節炎”“膝關節骨關節炎”“膝骨性關節炎”“膝關節骨性關節炎”等。共檢索出8 436篇關于KOA的文獻,共有7 896篇文獻符合本次研究納入標準。

1.2 文獻納入標準內容與KOA研究領域相關的文獻,如與KOA相關的腫瘤壞死因子或白細胞介素作用機制及通路,溫針灸、推拿研究及臨床應用。

1.3 文獻排除標準剔除會議通知、征稿通知;刪除重復文獻、合并相似關鍵詞;題目、摘要、內容與KOA研究領域無關的文獻。

1.4 數據轉換對擬納入分析文獻分別以符合Endnote、Refworks格式的txt文本導出,導出文獻信息包含研究機構、題名、作者、摘要、關鍵詞、發表年份等。導入Endnote(對重復文獻進行記錄,同時刪除),導出符合network file格式的txt文本,將相似關鍵詞進行合并(把txt文檔內容復制到新建的doc文檔中,相似關鍵詞合并后保存至原來的txt文本),然后將文檔屬性修改為ris格式,以備導入VOSviewer分析。將記錄的1 083篇重復文獻于Refworks格式的txt文本中刪除,同時對關鍵詞進行合并(把txt文檔內容復制到新建的doc文檔中,相似關鍵詞合并后保存至原來的txt文檔),以備導入CiteSpace分析。

1.5 統計學方法基于兩款文獻計量軟件:CiteSpace5.7.R1(http://cluster.ischool.drexel.edu/～cchen/citespace/download/)和VOSviewer V1.6.11(https://www.vosviewer.com/)繪制知識圖譜,從研究機構、作者、關鍵詞及其權重等方面對國內KOA相關研究領域進行分析,形象直觀地展示該領域發展演化、現狀及研究方向。

VOSviewer聚類圖譜中,節點的大小與關鍵詞出現的頻次有關,節點越大代表頻次越高,節點顏色代表關鍵詞,不同的顏色分別代表關鍵詞出現的時間遠近,相鄰兩個節點之間的距離越近代表兩個關鍵詞之間的關系越密切[9]。CiteSpace圖譜中,時間分區為1年,時間選擇2009—2018年,節點類型設置為機構、閾值為50[9],這兩款軟件能從不同的側面為科研人員提供不同研究視角[10-11]。

2 結果

2.1 發文量分析檢索CNKI數據庫可知,2009—2018年國內研究KOA的相關文獻數量呈現遞增趨勢,2018年發文量約為2009年的3.2倍,見圖1。

圖1 2009—2018年發文量趨勢

2.2 KOA文獻基金項目資助概況納入文獻共獲得基金資助為1 067次,其中,國家級基金資助為562次,約占文獻資助基金數量的41.71%,表明KOA研究領域基金資助以國家級資助為主,說明國家層面非常重視該領域的相關研究。在562次國家級基金資助中,國家自然科學基金為445次,國家重點基礎研究發展規劃(973計劃)為56次,國家中醫藥管理局中醫藥科學技術研究基金為18次,中國博士后科學基金為15次,國家社會科學基金為7次,見圖2。

2.3 研究機構分析從納入文獻的研究機構中可以看出,發文量較多的是中醫院校及其附屬機構,其中,發文量最高的是湖南中醫藥大學,發文量為89篇。除此之外,排名前4位的依次是廣州中醫藥大學(63篇)、遼寧中醫藥大學附屬第三醫院(59篇)、湖南中醫藥大學第一附屬醫院(50篇)、遼寧中醫藥大學附屬醫院(遼寧省中醫院)(45篇),諸醫院之間無包容、無交叉。

將CiteSpace中時間分區設置為1年,時間切割點設置為1進行分析,節點類型設置為機構、閾值為50,剪切方式選擇Pathfinder法、Pruning Sliced Networks法,得到研究核心機構圖譜。根據圖中所顯示可知,研究機構間相對聯系密切的多為附屬關系,跨地域的合作機構較少,見圖3。

圖2 基金項目資助分布情況

圖3 研究核心機構圖譜

對不同機構發文量進行爆發性探測,根據圖4中所示,2014年KOA研究領域發文量呈爆發性增長,有上海中醫藥大學附屬岳陽中西醫結合醫院、長春中醫藥大學附屬醫院,2015—2018年沒有機構發文量呈現爆發性增長。

圖4 發文量呈爆發性研究機構圖譜

2.4 研究作者分析Vosviewer軟件將文獻的發文作者分為12大聚類,分別為以王擁軍、詹紅生、龔利等為代表的12個研究團體,這些團體間作者相互合作發表KOA研究文獻較少,且團體內部成員合作也較少,見圖5。

圖5 研究作者圖譜

2.5 關鍵詞可視化運用VOSviewer標簽視圖制作熱點關鍵詞聚類共現圖譜,見圖6。在該視圖中相同顏色表示一個聚類,相鄰兩個節點之間的距離越近代表兩個關鍵詞之間的關系越密切。對每個聚類中的關鍵詞分析,可分為4個主題:臨床研究:KOA、玻璃酸鈉、溫針灸等。細胞免疫:腫瘤壞死因子-ɑ、白細胞介素-1β、白細胞介素-6等。組織工程:骨關節炎、組織工程、軟骨等。手術治療:關節鏡術、康復護理、腓骨近端截骨術等。

運用VOSviewer構建關鍵詞共現權重圖譜,其中,不同的顏色分別代表關鍵詞出現的時間的遠近,見圖7。2016年以后顏色主要為黃色,2015—2016年顏色主要為綠色,2014—2015年顏色主要為青色,2014年顏色主要為紫色。由圖7可知,2016年以后,關節功能、生存質量、組織工程等關鍵詞占據核心地位。

利用CiteSpace對關鍵詞進行爆發性探測,直觀地展示近年來關于KOA研究熱點的歷史演變,見圖8。從圖8中可知,2013年以前的關鍵詞主要有“Il-1(白細胞介素-1)”“綜合治療”“中藥熱敷”等,多集中在臨床研究,而2014—2018年沒有爆發性的關鍵詞出現,結合2009—2018年發表文獻遞增趨勢分析來看,這可能與研究手段和目的的多樣化有關。

圖6 關鍵詞聚類共現圖譜

圖7 關鍵詞共現權重圖譜

圖8 爆發性關鍵詞圖譜

3 討論

骨關節炎(osteoarthritis,OA)是一種慢性退行性肌肉骨骼疾病,不僅與疼痛增加、功能下降和殘疾增加相關,伴隨而來的是維持日常生活活動的困難以及隨之而來的生活質量下降[12-16]。現代醫學認為,OA的發生是由全身因素(如遺傳、代謝以及老齡等)、局部因素(如肥胖、創傷以及肌肉無力等)等共同作用而引起的軟骨和軟骨下骨損傷所導致[17]。關節軟骨退變是KOA啟動因素,也是其最主要病理特征。同時,KOA病變過程中會涉及整個膝關節,最終會包括軟骨、軟骨下骨、滑膜等[18-19]。

KOA的治療目的是緩解關節疼痛,延緩病情進展,保護關節功能,提高患者生活質量[20]。膝關節骨性關節炎首選治療方案是非藥物、非手術,同時良好的疼痛管理能有效降低全膝關節置換手術率[21-23]。關于骨性關節炎的治療方法呈現階梯化,主要可以分為藥物治療、非藥物治療和外科手術治療,推薦早期骨性關節炎患者采用基礎治療方案(如健康教育、運動治療、物理治療等),病情加重者給予藥物治療(如非甾體類抗炎藥物、鎮痛藥、關節腔注射藥物等),病情進一步加重且應用基礎治療、藥物治療無效者,應推薦手術治療(如關節軟骨修復術、關節鏡清理術、截骨術等)[20]。

本研究發現,國內研究KOA發文量逐年增多,相關研究越來越受到研究人員的關注,同時該領域的研究得到國家級層面的大力支持。膝關節是骨性關節炎的好發部位之一,有1 400萬美國成年人為有癥狀的KOA[24]。同時,KOA患者可能還有其他與情緒問題相關的癥狀,例如焦慮、入睡困難、抑郁等[25]。長期的慢性疼痛容易導致KOA患者焦慮、抑郁情緒的產生,同時焦慮、抑郁情緒會導致患者生存質量下降[26-28]。從KOA發文量、國家級層面的大力支持可以看出,KOA作為臨床熱點疾病,研究潛力較大,而且具有重要的臨床價值和社會意義。

目前,KOA相關研究發文量較多的是中醫院校及其附屬機構,其中,發文量最高的是湖南中醫藥大學,同時各研究機構間聯系密切的多為附屬關系,跨地域合作較少。近年來,中醫藥治療KOA進展迅速,臨床應用呈現多樣化,因其不良反應少、療效確切而被廣大患者所接受[29-32]。這些中醫院校及其附屬機構各研究團隊從不同角度傳承和發揚了傳統中醫藥理論,所以在臨床研究以及實踐中形成了各具鮮明特色的中醫學術團隊[33]。在以王擁軍、詹紅生、龔利等為代表的12個研究團體中,王擁軍團隊以石氏傷科理論為指導,研究側重以中藥為干預手段[34-37];詹紅生團隊以石氏傷科理論為指導,研究側重以中醫藥綜合療法為干預手段[38-41];龔利團隊以丁氏推拿流派理論為指導,研究側重以中醫推拿手法為干預手段[42-46]。

自2014年以后沒有機構發文量呈現爆發增長,說明具體研究機構及各學術團隊對KOA的相關研究可能沒有較多的中文文獻成果展示。同時,KOA研究團隊較為分散,團隊間及團隊內部合作不緊密,需要進一步加強該領域的合作。目前,中西醫在KOA的診療中各具優勢,將這兩種優勢有效結合,有利于進一步豐富KOA診療方案,加強各團隊間的研究合作。貫徹中西醫結合階梯治療理念,可有效阻止或延緩KOA進程[47-48]。

KOA領域的研究主要集中在臨床,研究人員應進一步深入研究KOA發病及治療機制。2013年至2018年沒有新的研究熱點出現,說明研究人員應進一步擴大研究范圍,積極尋找切入點。2016年以后關節功能、生存質量、組織工程等成為KOA領域新的研究方向,因此這些領域的研究值得研究人員聚焦。

本文通過CiteSpace和VOSviewer繪制知識圖譜,客觀、形象地展示了國內研究KOA的現狀,對該領域的文獻進行系統梳理,發現KOA相關研究獲得國家級層面大力支持,各研究機構、團隊間合作力度有待加強,同時研究人員應進一步尋找新的研究切入點,以文獻的形式分享更多的研究成果。本研究也存在一定不足,本文僅對一個數據庫進行檢索,文獻覆蓋范圍略有不足。由于所導出文獻格式不同,不能同時對此數據庫所有文獻合并分析,從而對KOA研究領域的分析不夠全面,可能導致結果有一定偏倚。對于分析結果的解讀,可能會有一定的主觀性,從而對結果的客觀性造成影響。隨著文獻計量分析領域的不斷發展,建立統一的文獻計量分析數據庫將成為可能,對于知識圖譜解讀時,需要依據更豐富的文獻,同時得到KOA研究領域專家的指導。