生物力学图书文献的筛选与阅读推广

，，

临床外科医学中，骨科学、牙科医学多与数字化信息技术交叉结合。近5年来3D打印骨骼材料替代技术越来越普遍，极大推进了学科发展。与计算机技术相结合的3D打印技术、虚拟仿真分析等新技术手段广泛应用的前提是生物力学技术的发展。生物力学是当前工学与医学结合密切的学科，也是更新频繁、学科交叉的领域[1]。然而，在查找生物力学文献时，常遇到文献老旧或者文献针对性不强的问题，而且数据库中的文献系统性无法与纸质图书相比。虽然有相关的生物力学的期刊可供参考，如《医用生物力学》《生物医学工程学杂志》《中国组织工程研究》《系统仿真学报》等，但从阐述知识的深刻性与学科的系统性等角度看仍有不足。因此，医学图书馆要在数量巨大的馆藏医学藏书中筛选出具有阅读价值的生物力学图书体系[2]，形成高利用率的生物力学论著的“集合”并进行阅读推广[3]，为骨科学、牙科医学等学科研究提供文献信息支持。

1 研究内容、对象与方法

1.1 研究内容

根据中国图书分类法[4]，以生物力学为索书号可检索到G804.6(体育基础科学分支)、Q66(生物物理学分支)、R318.01(生物医学工程分支)3个子目录。以医学范畴为例，骨科学、牙科医学是生物力学、生物工程学的重点应用领域[5]。然而在实际的文献调查研究中，含有“生物力学”词组的专业图书文献寥寥无几。根据标题关键词搜索山西医科大学图书馆(以下简称“我馆”)馆藏，含有“有限元”的图书仅有6种13册(2000年后出版的图书2种)，含有“生物力学”的图书仅有39种133册(其中包括了2000年后出版的图书33种)。我馆属于地方医学院校图书馆，馆藏图书以生物类、医学类图书居多。截至2018年6月30日，我馆医学专业图书中Q类(生物类)图书24 376册，R类(医学类)图书341 601册。有大量的生物力学相关图书仍然“深埋”在这36万余册图书中，需用科学化、精准化的方式将其挖掘出来供有需要的读者利用。

1.2 研究对象

为了保证信度与效度[6]，选出图书馆内生物力学的中文纸质图书，使用“中国生物医学文献数据库”确定研究内容的主题树范围，检索“中国知网”数据库，搜集下载量最大、被引量最大的前30位文献作为重点研究内容。

1.3 研究方法

1.3.1 主题词检索法

根据生物力学涉及的主题词，首先在“中国生物医学文献数据库”进行主题检索和同义词扩展[7]，确定主题树范围；随后在“中国知网”数据库中选择“专业检索”，根据“生物力学”同义词与相关词设置专用检索式。检索发表时间为近10年(截至2018年6月30日)主题词为“生物力学”的文献，共得到470篇，通过Excel进行数据比较、计算、汇总研究。根据研究内容，设置最大下载量和最大被引量两个组别进行对照，获取下载量组与被引量组的特征及其文献的关键词，划定研究的范围，预测可行的研究深度。

1.3.2 分段比较法

为了比较最有时效性的图书资源，应首先考虑近5年参考文献。为了兼顾文献的足够样本量，可分别统计近10年(2008-2018年)、近5年(2013-2018年)生物力学相关文献，选取下载量、被引量最大的前30篇文献。由于近5年下载量与被引量较少，不论单篇文献还是总体文献的最高下载量与被引量都远不及前者的一半，故选择时间阶段为“近10年”。同理，近10年的文献要比近5年的文献覆盖信息更加全面，因此确定前者作为研究对象。

1.3.3 关键词分析法

筛选出下载量组和被引量组的关键词组，建立频度模型。根据关键词出现最多的频数进行统计分析，建立重点关键词表，从而有针对性地查找图书。

2 研究过程与结果

检索时间为2018年6月30日，访问“中国知网学术资源总库”[8]，选择“专业检索”，设置检索式为：TI=(‘有限元’+‘FEA’+‘受力分析’+‘矩阵近似’)*(‘生物力学’+‘骨力学’+‘生物材料力学’+‘生物结构力学’+‘生物结构力学’+‘生物固体力学’+‘软组织力学’+‘器官力学’+‘血管动力学’+‘生物热力学’+‘药物动力学’+‘血流动力学’+‘心血管动力力学’+‘生物流体力学’+‘生物热力学’+‘运动生物力学’)。选择发表时间为10年内，检索为共得到470篇文献。

对下载的全部生物力学相关文献进行统计分析后发现，将下载排名前30的文献与被引排名前30的文献统一为单个数据集合，共50条记录。其中高被引且高下载的文献有10篇，通过研究该文献集合筛选出文献所属的中图分类号[4]。最终，分类结果集中为6个中图索书号，其中R318.01(生物工程)和R687.3(骨骼手术)是最高的索书号，分别为21篇与14篇文献，是生物力学涉及最密集的两个领域。此外，R783.5是“口腔正畸学”，也是生物力学常应用到的领域；D919和U467.14是中图法在生物与医学领域之外的图书分类，分别是政治、法律(D类)中的“法医学”，交通运输科学(U类)的“安全、冲撞、破坏试验”，也是相关科学与生物力学交叉学科的主要应用领域。

2.1 文献分析

本文根据“生物力学”同义词与相关词建立专用检索式，检索近10年主题词为“生物力学”的文献。在470篇文献中，选择“被引量”和“下载量”排名前30的文章，得到“被引频次排名前30的文章”和“下载频次排名前30的文章”(简称“高被引”“高下载”)。其中，高被引和高下载有10篇文章重合。

高被引文献的明显特点是有基金支持的文献达到70%以上，其中国家自然基金项目有10项，占全部项目的三分之一；高下载文献的明显特点是文献多为博士、硕士论文。

2.2 文献关键词统计分析

归纳被引频次排名前30的文献与下载频次排名前30的文献，共汇总关键词组244个。这244个关键词中包含重合、冗余内容，如与关键词“有限元”相关的名称包括“三维有限元”“有限元分析”“有限元模型”“三维非线性有限元分析”“有限元法”“有限元技术”等，与关键词“关节”相关的名称包括“全膝关节置换”“膝关节”“髌股关节”“关节线”“胫股关节”“胫距关节”“慢性踝关节不稳定”“关节软骨”等。因此，需从同义词或近义词中提取出关键词。我们使用通配符“*”代替关键词前后的字段[9]，可形成通配关键词，如关键词“*椎*”的相关词有“颈椎间盘”“上颈椎”“颈椎”“椎板”“椎间盘”“椎体成形术”等，关键词“*牙*”的相关词有“牙槽”“牙种植体”“前牙压低”等。根据词法分析，将近义词、同义词归纳成12个核心关键词组(表1)。

表1 12种生物力学关键词组的数量与占比

2.3 关键词筛选分析

对12个关键词组进行分析发现，“有限元”“生物力学”两个词组的数量共占244个词组的39.8%，远高于其他单类。从学科的角度，有限元方法与力学关系密切，几乎所有力学知识都需应用有限元分析(Finite Element Analysis)[10]。因此，“有限元”“生物力学”名称特性凸显，属于显性关键词组，需关注其后的隐性关键词组，以便能够挖掘更多的相关书籍。

除显性关键词组外还有10个隐性关键词组(图1)，其中“关节”“*椎*”“损伤”这3组占到隐性关键词的50%(占全部关键词组的30.1%)。

图1 除显性关键词外的10种隐性关键词组所占比例

3 讨论

只有保证文献的查全率和查准率，才能保证研究的信度与效度[11]。由于生物力学研究不仅涉及生物体内的刚体力学，还涉及生物体内的流体力学(血液、淋巴液等)、运动力学等，因此我们需拓展生物力学的相关内容，将研究领域覆盖到血液动力学、器官力学、人体体液动力学等。

若采用主题检索，则“车辆工程设计”“安全防护”等内容也包含在内，超出了医学的领域，因此采用篇名方式检索最为妥当。

医学、生物学文献的推广要抓住其研究的“学科刚需点”。分析最近发表的文献和下载量、被引量排名靠前的生物力学文献，发现其参考文献中大部分以期刊为主，图书文献极少，有的甚至无参考文献。这可能是由于撰写者比较难找到与其研究相关的生物力学系列图书。因此，根据表1中筛选出的12个关键词字段，可找到书名不体现生物力学而内容与之密切相关的图书，如《关节软骨》《足外科》《骨关节功能解剖学》。这3部书籍都是生物力学经典著作，但字面上均未体现“生物力学”“有限元”等提示性字样。选定表1中筛选出的关键词“关节”“软骨”“*足*”，可在我校图书馆流通借阅系统中找到3种经典的图书：《关节软骨》(索书号R684-51/WXC)[12]、《足外科》(旧版索书号64.4555/MBY)[13]、《骨关节功能解剖学》(索书号R322.7/GDY)[14]。

被引频次排名前30位的文献的参考文献绝大部分都是期刊，图书论著极少，如《医用生物力学》[15]、《骨力学》[16]、《骨科生物力学》[17]。

为体现研究内容统一化和标准化，篇名选择“生物力学”或含“有限元”，检索方式为“精确”，并在著作名后标注“[M]”以及著者名，最终得到出版时间排序的6种生物力学文献的作者、发表年份、被生物力学相关文献引用的频次、出版后年均被引频次等检索结果(表2)。

表2 6种生物力学图书的检索结果

比较6种生物力学著作被生物力学相关文献引用的频次，发现著作名越接近检索研究关键词，被引用的概率越大。如《骨科生物力学》，图书名称与关键词字段高度一致，其被引频次高达165次。著作名称与生物力学关键词相关越小，被引用的概率越低，则被研究人员借鉴、阅读的概率也越小。

本文采用分类比较并辅以数据图的方式，从244个主题词组中筛选出12组生物力学关键词组。这种筛选方法在小众化或交叉学科文献资料的阅读推广中具有示范作用。在12组关键词中，除了两个显性词组外，其余10个隐形词组分类比较后得出频度分布图，这也是一种非结构化数据(Non-Structured Data)的处理过程[18]。根据这些关键词组，可有针对性地查找生物力学图书资料，而不再拘泥于只从篇名查询。此外，还可选择相关生物力学专家查询其著作，如戴尅戎主编的《肩部外科学》[19]，金德闻、张济川等编著的《康复工程与生物机械学》[20]等。这些图书中包含有针对“生物力学”和“有限元”分析内容的论述。

4 结论

生物力学的经典图书出版年份早，存量不多，大都属于总论型图书[21]，应当做好文献保护工作，以便长期参考。结合医学图书馆资源建设中存在的实际问题，通过研究生物力学领域中高被引、高下载文献，在对生物力学图书文献的筛选策略进行优化的基础上，我们设计针对生物力学图书的筛选办法，对指导该领域的文献阅读、文献研究具有重要现实意义。此外，要扩展生物力学图书文献的研究范围，多关注工程、交通、运动科学、计算机科学等交叉学科方面的论著，同时还要多收集生物力学相关会议论文集，形成综合专业学科体系，以推进特色科研图书阅读推广[22]，提高医学图书馆馆藏资源利用率。