基于Web of Science的国内外CT低剂量研究趋势和热点分析

夏光辉 XIA Guanghui王 倩 WANG Qian阮学平 RUAN Xueping赵心明 ZHAO Xinming

2. 北京协和医学院 中国医学科学院肿瘤医院影像诊断科 北京 100021

CT低剂量研究是在平衡诊断目的、影像质量、辐射剂量三者关系基础上的相对低剂量。近十年来，随着CT诊断技术的发展和CT设备的不断更新，CT低剂量在冠状动脉疾病评价、肺癌筛查以及骶髂关节病变检查等方面已经开展了大量临床研究[1-3]。本文应用文献计量学对Web of Science收录的2003～2012年出版的CT低剂量文献产出情况进行分析和讨论，旨在从文献计量学角度了解CT低剂量研究的发展趋势和热点，为今后该领域的进一步深入研究提供参考和借鉴。

1 资料与方法

1.1 数据来源 本研究数据来源于Web of Science的SCI数据库。构建专业检索表达式：((TS=("automatic tube current modulation") OR TS=(ATCM) OR TS=(AEC)OR TS=("automatic exposure control") OR TS=("low tube voltage") OR TS=("low tube current") OR TS=("noise index") OR TS=("image noise") OR TS=("effective mas") OR TS=("reference mas") OR TS=("standard deviation") OR TS=("image quality") OR TS=("radiation dose") OR TS=("low-dose") OR TS=("effective dose")OR TS=(CTDIvol) OR TS=(DLP) OR TS=("contrastto-noise ratio") OR TS=("low-contrast detectability")OR TS=("ECG-gating") OR TS=("dose optimization")OR TS=(ALARA) OR TS=("radiation dosage")) and(TS=(CT) OR TS=("computed tomography") OR TS=("multi-detector row CT") OR TS=(MDCT) OR TS=("X-ray computed tomography")) not (TS=("Magnetic Resonance Imaging") OR TS=(MRI) OR TS=("Emission-Computed Tomography") OR TS=(PET) OR TS=("Optical Tomography") OR TS=(radiotherapy))。检索全世界CT低剂量论文的时间跨度为2003-01-01～2012-12-31。检索中国CT低剂量论文时将地区限定为“PEOPLES R CHINA”。

1.2 研究方法 利用Web of Science检索出6725篇文献，使用Thomson Data Analyzer（TDA）Version 2.1分析软件进行数据筛选，利用Excel 2007的绘图功能，从作者合作趋势、机构合作趋势、国家分布、期刊发文趋势、高被引文献、学科分布、热点主题等方面进行文献计量学分析，并对该领域的高被引文献进行相关分析。

2 结果

2.1 作者合作趋势分析 作者合作研究中通常使用合作率和合作水平两个指标度量合作程度。合作率是指作者数≥2的论文数占全部论文数的比例，合作水平一般用所有论文的平均作者合作度表示[4]。一篇论文的作者数即为该论文的作者合作度。表1显示了2003～2012年CT低剂量领域发表在SCI/SSCI（科学引文索引/社会科学引文索引）收录期刊上论文的合作率和合作水平。

由表1可见，CT低剂量的文献合作率较高，2003年以来均在90%以上，并且呈现逐年递增的趋势，2012年的合作率达到97.8%；单作者论文数一直保持较低的文献量，说明在CT低剂量研究领域，不经过领域内科研人员之间的密切合作，单个科研人员很难发表高质量的研究文献。同时，CT低剂量的文献合作水平也呈增长趋势，2012年的平均作者合作度为6.31，即每篇论文平均有6～7位作者。由此可见，CT低剂量领域的研究需要领域内科研人员的广泛合作，其研究范围涉及临床医学、放射诊断及放射技术学以及生物工程等学科，多学科的交叉融合也必将是CT低剂量领域未来发展的主要研究模式。SCI数据库收录的中国发表的所有CT低剂量文献均是合作发表，2003～2012年的平均作者合作度为6.26。由此可见，近十年来中国作者合作水平与国际作者合作水平基本保持一致。

2.2 机构合作趋势分析 论文著者的机构合作情况是指一篇科技论文的著者来自多少个不同的机构，即一篇科技论文是一个机构的科技人员研究的结果，还是来自多个机构的科技人员共同合作完成的研究结果。一篇科技论文的著者来自多个机构，其著者的机构合作度就越高。表2显示了2003～2012年CT低剂量领域发表在SCI/SSCI收录期刊上论文著者机构的合作率和合作水平。

从表2可知，近十年CT低剂量领域来自多个机构作者合作发表的科技论文数量占绝大多数，并且呈逐年递增的趋势，从2003年的207篇增加到2012年的905篇，总计合作论文达4973篇，占全部CT低剂量论文的76.8%；其中，3个以上机构的合作论文达2791篇，占全部CT低剂量论文的41.5%，并且所占比例也呈稳步增长的趋势。机构之间合作论文的增长趋势提示CT低剂量领域内研究机构的科研合作关系在不断发展，科研水平和实力比较均衡，机构之间的科研合作趋势在进一步加强。2003～2012年，中国CT低剂量文献的平均机构合作度为2.61，机构合作率为77.36%。由此可见，近十年来中国机构合作水平与国际机构合作水平基本保持一致。

2.3 国家分布情况 2003～2012年，CT低剂量领域美国和德国分别发表2227篇和1239篇文献，远远领先于其他国家，并且一直保持稳定的增长速度；中国论文数量为318篇，总量居世界第7位（表3）。中国论文的增长速度很快，2012年发表文献量跃居世界第3位（图1），彰显了中国CT低剂量研究的突飞猛进。

2.4 期刊发文趋势分析 影响因子是衡量期刊质量和影响力的重要指标。基于Web of Science检索的SCI文献质量高，具有行业较高的影响力。通过了解CT低剂量研究相关的所有SCI文献刊载的主要期刊分布可以明确该领域的受关注程度和其在医学领域的影响力。如表4所示，Radiology期刊发表的CT低剂量文献质量最高，篇均被引次数为32.09，其次是European Radiology、Investigative Radiology和 Physics in Medicine and Biology，篇均被引次数均达到了15.00以上；同时分析CT低剂量研究文献占各期刊发文量的百分比，Investigative Radiology、European Radiology和Radiology分列前3位，CT低剂量文献的发文量均超过期刊总发文量的8%。

表3 发文量排名前10名的国家

图1 发文量排名前10名国家的文献增长趋势

纵观2003～2012年各个期刊发文量的变化趋势（图2），发现各个期刊的发文量整体保持了增长态势。Medical Physics、European Journal of Radiology和American Journal of Roentgenology发表的文献量保持快速增长的势头，占2012年全部CT低剂量文献的21.56%，而其他期刊的发文量则基本持平或略有增长。综合考虑篇平均被引次数、期刊发文量、期刊发文量增长速度可以看出，CT低剂量研究正趋向成熟，出版CT低剂量文献的期刊呈现集中趋势，领域内已经逐步形成CT低剂量研究的热点期刊；但是CT低剂量文献的篇均被引次数与期刊的影响因子并不一致，CT低剂量研究人员若要提高学术影响力，应该尽可能将文章发表在篇均被引次数高的期刊。其中Investigative Radiology、European Radiology和Radiology是目前愿意发表CT低剂量研究文献、篇均被引次数也较高的期刊，Medical Physics和European Journal of Radiology是CT低剂量研究文献发表量增长较快、篇均被引次数也较高的期刊。

表4 CT低剂量文献发表量前10名的期刊

图2 文献发表前10名的期刊发文量变化趋势

2.5 高被引文献分析 高被引文献代表该文献在本学科领域中的影响力很大，被引次数越多，说明该文献影响力越大；同时也说明该文献对本学科领域研究影响的重要性。

本研究对2003～2012年世界和中国前20篇高被引率的文章进行分析后发现，世界前20篇高被引文献中，Leber AW作为第一作者发表了3篇文章；Hausleiter J和Swensen SJ作为第一作者分别发表了2篇文章。中国前20篇高被引用率文献中，只有南京大学张龙江作为第一作者发表了2篇文章，其他作者均只发表1篇文章（表5）。比较国内外文章的引用次数（表3）发现，中国在论文的总被引次数和平均被引次数上还远远落后于发达国家，说明中国论文研究的原始创新性还不够，在保持论文数量快速增长的同时，论文的质量还需要大大加强。按照平均被引次数排序，德国、瑞士和美国发表论文居世界前3位，而同来自亚洲的日本、韩国和中国分列第7、9、10位，这也显著表明亚洲国家与欧美国家在CT低剂量研究方面的差距。2003～2012年，中国文章被引频次最高为68次，远低于2003～2012年世界被引次数前20名的最低水平（271次）。由此可见，在CT低剂量领域，中国目前还缺乏在国际上非常有影响力的科研人员，论文的质量以及国际影响力还有待进一步提高。

2.6 学科分布 学科分布情况能够反映某一主题的热点研究领域。2003～2012年发表的6725篇CT低剂量文献的研究范围共涉及94个学科，其中文献量超过200篇的共有10个学科（表6）；CT低剂量研究既包含放射学、心血管学等医学学科，同时还包括工程学、物理学、计算机科学以及仪器与器械等相关学科的交叉融合。从学科分布情况可以看出，医学影像与核医学是CT低剂量的核心研究学科，其文献量占所有文献量的63%；其次是心血管系统，该学科是研究CT低剂量与病情发展最多的学科，其他与疾病相关的研究还有神经科学和神经病学、肿瘤学、呼吸系统科学、牙科学、口腔外科学及口腔内科学等。

表5 前20篇高被引文献的国内外作者分布

2.7 热点主题分析 在文献计量学领域，高被引文献和热点词频分析是最常用的热点主题分析方法。对于一篇文献而言，作者引用的参考文献均与其研究主题密切相关的文献，因此，通过高被引文献的分析，可以在一定范围内反映本领域的研究热点。热点词频分析是一种文献内容分析方法，通过对文献中同时出现的词汇进行统计分析，从而反映出这些文献共同的研究主题。

在本研究中，对CT低剂量领域被引次数最高的20篇文献进行主题分析，发现本领域的研究热点大致可以概括为CT成像技术、CT辐射剂量、肺动脉栓塞、肺癌CT筛查、冠状动脉成像等。在CT成像技术研究方面，Flohr等[5]首次对双源CT系统进行性能评价，并通过前瞻性临床试验说明双源CT用于心电门控心脏成像的性能。在CT辐射剂量控制研究方面，Mettler等[6]开展基础研究，为标准影像学检查、CT检查、介入手术、核医学检查等提供有效剂量的临界参考值，以此评估电离辐射的正当性。Fazel等[7]发现在电离辐射过程中累积的有效剂量随着年龄增加而增加，且女性累积量比男性高。在肺动脉栓塞诊断方面，Stein等[8]发现对于肺动脉栓塞的诊断，在特异性相同的前提下，CT血管造影联合CT静脉造影检查比单独采用CT血管造影检查具有更高的灵敏度。图像质量是影响肺栓塞确诊的主要原因。在肺癌CT筛查研究方面，Swensen等[2,9]通过队列研究认为低剂量螺旋CT适合筛查早期肺癌，对肺结节的检出率很高，能够有效改善早期肺癌的预后。Bach等[10]通过病例对照研究发现低剂量CT筛查能够提高早期肺癌的诊断率和治疗效果，但对晚期肺癌的检出和预后无益。在冠状动脉造影检查方面，Leber等[11]和Achenbach等[12]均证实应用低剂量CT成像可以在确保图像质量的前提下准确识别冠状动脉斑块，其检测效果要优于血管内超声检查。Hoffmann等[1]证实低剂量冠状动脉成像技术为可疑的阻塞性冠状动脉疾病患者提供高精确度的无创检查手段。Hausleiter等[13]证实64层螺旋CT血管造影在提高时间分辨率的同时，会导致冠状动脉造影的辐射剂量大幅增加，而通过心电图剂量调节和降低管电压的方式估算冠状动脉CT血管造影辐射剂量，能在确保图像质量的同时减少辐射暴露。Hausleiter等[14]通过剂量长度乘积发现心脏CT血管造影辐射剂量与探查部位及CT种类密切相关，影响因素包括体重、窦性心律、扫描长度、心电图控制的管电流调制技术、低管电压技术等。

表6 文献发表量前20名的学科

热点词频分析对象包括作者关键词、主题词、文本自由词等。Web of Science收录的文献数据提供了作者关键词字段，而作者标注的关键词能够最直接地揭示论文的内容特征，因此本研究中采用作者关键词进行热点词频分析。由于本文以“CT”和“低剂量”的相关概念作为检索词，其对于领域热点分析意义不大，因此在进行热点词频分析时，将忽略所有与检索词具有相同和相近含义的词，最终将词频≥30的32个关键词作为该领域研究的热点词（表7）。冠状动脉疾病、肺癌、肺栓塞、肺结节、冠状动脉、肺、心脏、腹部等高频词证明CT低剂量的研究正呈现出部位-器官-具体病变逐渐细化的趋势。Aberle等[15]通过随机对照试验证明与常规胸片相比，使用低剂量CT筛查可以提高肺癌的检出率，并减少不必要的辐射剂量损伤，低剂量CT肺癌筛查比胸片检查更高效。辐射、图像重建、心率、辐射防护、影像处理、辐射风险等高频词可以发现CT低剂量研究的重点是图像质量对诊断效果的影响以及合理避免CT检查所导致的辐射损伤。身体不同部位的CT辐射有效剂量不同，头部CT扫描平均有效剂量最低，腹部和骨盆CT因多时相扫描平均有效剂量最高，CT扫描致癌风险与患者年龄、性别及CT设备类型均有关[16]。儿童、儿科等高频词表明婴儿、儿童是辐射损伤的高危人群，也是辐射防护的重点对象。Colang等[17]报道CT扫描所诱发的儿童癌症的概率高于成人，并已获得了充分的证据支持。因此，儿童CT低剂量研究仍将是今后该领域的研究热点。蒙特卡洛法、平板探测器等高频词表明CT低剂量研究的方法已经比较成熟，多种新设备和新技术的推出为该领域研究的不断深化提供可能。Kalra等[18]提出通过优化扫描参数以及应用自动管电流调制技术优化辐射剂量，在一定程度上实现了辐射剂量的个体化。因此，随着物理科学、计算机科学以及生物工程等相关学科的发展，CT低剂量的研究手段将更加多样化。

表7 CT低剂量热点词频排序

3 结语

综上所述，本文通过文献计量学分析，从作者合作趋势、机构合作趋势、国家分布情况、期刊发文趋势、高被引文献、学科分布、热点主题等角度对国内外CT低剂量研究现状有了全面的认识。通过对比国内外研究现状以及热点主题分析发现，中国CT低剂量研究与国际同类研究相比尚存在较大差距，需要从以下几个方面着手提高CT低剂量研究水平：①继续提高国内科研人员的合作范围，特别是国际合作。通过国际合作学习吸收国外CT低剂量的先进研究方法。②要加强科研机构之间的合作，开展多中心研究，培养国内CT低剂量研究的核心机构，以此提高国内CT低剂量研究的质量；同时制订CT低剂量研究的行业标准，为研究结果的评价提供充分的理论依据。③要大力开展原创性研究。通过基础研究、临床试验，积累符合国人体态特征的科学数据，由此提高中国该领域在国际舞台上的学术影响力。④要追踪CT低剂量研究的最新前沿，促进多交叉学科的联合研究；在已有研究的基础上寻找新的突破口。

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