国自然资助脑血管结构、功能异常及相关疾病课题的研究主题剖析

， ，亚男，

脑血管疾病是各种血管源性脑病变引起的脑功能障碍，是神经系统常见的多发病，病变主要由于栓塞和血栓形成导致的血管腔闭塞、血管破裂、血管壁损伤、通透性发生变化、凝血机制异常、血液黏度异常或血液成分异常变化引起的疾病[1]。死亡率约占所有疾病的10%，是目前人类疾病3大致死性疾病之一，具有高发病率、高死亡率、高复发率、高致残率的特点，50%～70%的存活者遗留瘫痪或失语等严重后遗症，给社会及家庭带来了沉重的负担。我国脑卒中的发生率以每年8.7%的速度增加[2]。为了解全国脑血管结构功能异常的研究方向，本研究以国家自然科学基金资助(national natural science foundation of China，NSFC)为导向[3]，采用社会网络分析法(social network analysis)[4-6]，对脑血管结构、功能异常及相关疾病的研究者、单位、资助经费、年代及关键词进行了分析，利用统计软件实现共词分析，归纳出学科领域的范式和研究结构，将分析结果直观形象地显现出来[7]。为全国脑血管结构功能异常的研究者提供临床研究合作依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

计算机检索国家自然科学基金资助的脑血管结构、功能异常及相关疾病的主题。

1.2 纳入标准

纳入数据符合国家自然科学基金，脑血管结构、功能异常及相关疾病。发表时间不限。

1.3 文献筛选

检索由2位研究者同时独立阅读所获文献题目和摘要，剔除重复和排除明显不符合纳入标准的研究，并交叉核对纳入的结果，对有分歧而难以确定其是否纳入的研究，通过讨论或由第3位研究者决定。

1.4 分析方法

采用BICOMS 2.0[8-9]分析软件抽取和整理关键词，并生成共现矩阵。采用Gcluto进行聚类分析，聚类方法为重复二分法(repeated bisection),相似性计算机应运余弦函数，聚类标准函数为I2，根据实际聚类效果，选择将关键词聚为4类，生成可视化曲面图和可视化矩阵。采用Ucinet 6.0软件中的NetDraw按照中心度排列各主要关键词之间的关系，并绘制社会网络图[10-12]。

2 结果

2.1 检索结果

本研究共纳入国家自然科学基金资助的脑血管结构、功能异常及相关疾病文献1 067篇。

2.2 发表年代分布

国家自然科学基金资助项目资助的脑血管结构、功能异常及相关疾病1987年—2001年每年发表数量小于10篇，之后呈上升趋势，2002年—2007年每年发表数量仍小于50篇，2008年突破50篇，2012年突破100篇，2012年—2016年累计发表542篇，占总量的50.80%。从年代分布来看，国内研究者对于脑血管结构、功能异常及相关疾病的关注度总体呈上升趋势。见图1。

图1 脑血管结构、功能异常及相关疾病发表数量随时间变化趋势

2.3 作者和作者单位

国家自然科学基金资助项目资助的脑血管结构、功能异常及相关疾病文献参加撰写的作者数量共有804位，但发表文献数量越多的作者越少，撰写数量大于5篇的只有11位作者，发表数量在1篇或2篇的作者有756位，占总数的94.03%；参加撰写的作者单位共有117家，发表数量排名前10家的作者单位均属于大学院校，大于40篇的只有5家作者单位；发表数量在1篇或2篇的作者单位有58家，占总数的49.57%，证明高产量的作者及单位极度匮乏。详见图2、图3。

图2 脑血管结构、功能异常及相关疾病发表作者数量及文献数量趋势

图3 脑血管结构、功能异常及相关疾病发表作者单位及文献数量趋势

2.4 基金及资助经费

国家自然科学基金包括探索、人才、工具、融合4大系列组成的资助格局，资助脑血管结构、功能异常及相关疾病的有13项基金，其中面上项目582篇，占总数量的54.55%，青年科学基金项目332篇，占总数量的31.12%，详见图4。资助经费11万元～20万元的共有224篇，占总数量的20.99%，21万元～30万元的共有289篇，占总数量27.09%。详见图5。

图4 脑血管结构、功能异常及相关疾病发表基金及数量变化趋势

图5 脑血管结构、功能异常及相关疾病发表资助经费及数量变化趋势

2.5 主题关键词聚类分析

检索到的1 067篇脑血管结构、功能异常及相关疾病为主题的文献中，最终获得1 830个主题关键词，总词频数4 343次，平均每个主题关键词出现2.37次，对出现频次8次以上的主题关键词38个(见表1)，从表1可看出，在脑血管结构、功能异常及相关疾病的研究中，主题关键词为脑卒中的所占比例最多，而脑卒中发生最常见的原因是脑血管的相关疾病，它的主要发生因素为炎症反应，主要研究内容神经血管单元、脑卒中的治疗及预处理，这些高频主题关键词表现为当前对脑血管结构、功能异常及相关疾病研究热点，构建一个38×38的共词矩阵，并进行聚类分析[13]，生成和可视化矩阵(图6)可视化曲面图(图7)。脑血管结构、功能异常及相关疾病可视化矩阵见图6，主要分为3大类，第1类为：血管平滑肌细胞、脑血管病、血流动力学、病理生理学、影像学检查、蛋白质组学、基质金属蛋白酶、基因多态性、并发症、机制；第2类为：脑保护、动物模型、白质损伤、神经血管单元、信号通路、炎症反应、微小RNA、血管新生、影响因素、NF-kB、神经干细胞、神经再生、脑卒中、凋亡、骨髓间充质干细胞、基因治疗、细胞凋亡、内质网应激、脑损伤、自噬、线粒体；第3类为：脑卒中预处理、DNA甲基化、治疗、出血性转化、血脑屏障、脑水肿、水通道蛋白4。从图7可看出，第3类也是目前主要的研究主题及方向。

2.6 可视化曲面图结果分析

在可视化曲面图中，山峰的高度和内部的相似性成正比，山峰的体积和每个元素的个数成反比，山峰的颜色和内部的偏差成反比(颜色越深，偏差越小)，山峰顶部的颜色最重要[4]。

2.7 课题关键词的社会网络分析

采用社会网络分析中的特征向量中心度(eigenvector centrality)度量关键词所代表节点的中心性。中心性反映了研究点自身的影响力和与外界交流的程度，数值越高表示其影响力越强，越接近网络的核心地位。该关键词网络图谱中共有38个节点，每个节点都代表一个高频关键词，节点越大，频次越高，且节点间有代表相互关联性的连线，连线代表高频词之间的共现关系，连线越粗，共现的强度越大，连线数量代表词团之间的紧密程度[14-15]，且相互之间具有相对集中和分散的特点(见图8)。其中，脑卒中、炎症反应、神经血管单元、治疗等，为该社会网络的核心研究，节点较大，表明它们具有较高的网络中心性，与其他研究主题联系密切；血脑屏障、神经再生等为次核心研究；血流动力学、并发症、影响因素为孤立边缘研究。发现目前主要研究热点集中于脑卒中与脑血管病、治疗、炎症反应之间的关系。

表1 38个高频主题关键词

图6 脑血管结构、功能异常及相关疾病可视化矩阵图

图7 脑血管结构、功能异常及相关疾病可视化曲面图

图8 脑血管结构、功能异常及相关疾病关键词的社会关系网络

3 讨论

本研究基于文献计量学方法结合信息可视化手段，利用词频分析、共词聚类分析，采用3种可视化软件分别对脑血管结构、功能异常及相关疾病的研究进行了可视化对比分析，简洁、直观地展示脑血管结构、功能异常及相关疾病的发表年代分布、作者和作者单位分布、基金及资助经费情况、主题关键词聚类分析、研究主题分析、社会网络关系的分析。

以国家自然科学基金资助项目为主题的脑血管结构、功能异常及相关疾病研究在1987年—2001年每年发表数量均小于10篇，之后的研究数量不断增加，于2004年突破30篇，2004年—2011年共计发表文献418篇，占总量的39.18%，而后分别在2012年和2015年出现两次高峰，2012年—2016年共计发表542篇，占总数量的50.80%，表明脑血管结构、功能异常及相关疾病的研究在近5年已引起国内越来越多研究人员的关注。1 067篇研究参加撰写的作者数量共有804位，平均0.75位作者撰写1篇，表明撰写脑血管结构、功能异常及相关疾病的研究人员较缺；撰写发表数量大于5篇的只有11位作者，发表数量在1篇或2篇的作者有756位，占总数的94.03%；参加撰写的作者单位共有117家，参与撰写作者单位来自大学院校的共有95家，占总数81.20%，如首都医科大学(84篇)、复旦大学(58篇)华中科技大学(53篇)；参与撰写作者单位来自医院的有15家，占总数12.82%，如中国人民解放军原南京军区南京总医院(30篇)、中国人民解放军原北京军区总医院(11篇)、中国人民解放军总医院(9篇)；参与撰写作者单位来自研究所的有7家，占总数5.98%，如中国科学院(20篇)、北京市神经外科研究所(19篇)、中国人民解放军军事医学科学院(9篇)；从作者单位分布来看，各院校、医院及研究所存在极大的不均衡性，分析各作者单位所在省份，发现北京、上海、浙江等经济发达地区发表数量明显多于经济欠发达地区；由于国家自然科学基金积极支持自由探索，实施人才战略，加大对人才的资助力度，近几年，面上项目与青年科学基金项目资助额度逐年上调，这可能也是国家自然科学基金资助的脑血管结构、功能异常及相关疾病研究数量上升的主要原因。

脑血管结构、功能异常及相关疾病的关键词已显示了目前的研究主题，脑卒中是以遗传因素和环境因素共同作用而引起的一种神经系统疾病，近年来，DNA甲基化水平的改变导致基因表达异常在脑卒中发病中的作用成为新的研究热点；脑卒中预处理通过水通道蛋白4、血脑屏障的出血性转化减少脑水肿的发生达到治疗的目的，治疗主要以卒中单元、溶栓治疗、抗血小板聚集治疗、细胞保护治疗、血管内治疗、外科手术治疗和康复治疗等为主。对脑卒中危险因素的早期发现和早期干预是减少脑卒中复发的关键。而研究热点依然围绕脑卒中、炎症反应、神经血管单元展开。本研究只纳入了国家自然科学基金资助的脑血管结构、功能异常及相关疾病的相关文献，并未包含其他数据库的期刊、会议摘要及资料文献，故结果可能存在一定偏倚。

4 结论

国家自然科学基金资助项目资助的脑血管结构、功能异常及相关疾病的研究数量不断增加，研究者和研究机构及地域之间仍存在不平衡性，各领域间相互协作能力欠缺，建议不同地区研究机构互相交流和合作，为临床脑血管结构、功能异常及相关疾病提供更多的证据。