基于新型医疗设备应用于慢性萎缩性胃炎诊断的文献可视化分析

姜天童，王少丽，刘震

1. 中国中医科学院广安门医院 脾胃科，北京 100053；2. 中国中医科学院西苑医院 脾胃病科，北京 100091

引言

胃癌是全球发病率第5位、病死率第3位的恶性肿瘤，也是我国最常见的消化道肿瘤，降低我国胃癌的发病率和病死率已成为亟待解决的重大公共健康问题[1-2]。《中国胃黏膜癌前状态和癌前病变的处理策略专家共识（2020年）》将慢性萎缩性胃炎（Chronic Atrophic Gastritis，CAG）中胃黏膜萎缩和肠上皮化生归类为胃癌前状态，因此及早诊断CAG并干预其向胃早癌转化是临床诊疗中的重要一环[3]。以往CAG的诊断多以电子胃镜结合病理活检为主，而普通白光内镜下的判断与病理诊断的符合率较低，因此近年来出现了多种可应用于胃黏膜病变诊断并可显著提高其准确率的新型医疗设备及相应的技术，其中包括以第四代全自动智能导航胶囊机器人RC100为代表的人工智能设备、日本奥林巴斯公司生产的设备EVIS LUCERA SPECTRUM及窄带成像技术（Narrow Band Imaging，NBI）系统、富士能公司生产的仪器FUJINON EPX-4400及其具有的电子分光图像处理技术、美国Aplegen公司生产的设备Omega Fluor Plus及其具备的蓝光成像技术、德国蔡司公司生产的LSM 800共聚焦激光显微镜等，这些新型医疗设备更加广泛地应用于临床，提高了镜下胃黏膜病变的识别能力[4-8]。本研究应用VOSviewer 1.6.15和CiteSpace 5.7.R2软件对中国知识资源总库（CNKI）中新型医疗设备应用于CAG诊断的相关文献进行可视化分析并绘制知识图谱，以把握该领域的研究现状、研究热点及发展趋势，为今后研究提供参考，促进该领域的发展。

1 研究方法

1.1 文献来源与检索方式

以CNKI数据库为样检索数据库，以“慢性萎缩性胃炎”OR“胃黏膜萎缩”OR“肠上皮化生”OR“胃癌前状态”AND“人工智能”OR“全自动智能导航胶囊机器人RC100”OR“EVIS LUCERA SPECTRUM（设备名）”OR“窄带成像技术系统NBI”OR“FUJINON EPX-4400（设备名）”OR“电子分光图像处理”OR“Omega Fluor Plus（设备名）”OR“蓝光成像技术”OR“共聚焦激光显微镜”OR“蔡司LSM 800（设备名）”等为检索词进行组合检索，以2001年1月至2021年8月为检索年限，共检索到302篇相关文献，剔除会议通知、征稿通知、报纸、人物介绍、行业指南、养生科普等与主题不相关的文献、综述类文献及重复发表文献等无效文献，最终纳入文献115篇。

1.2 研究方法

本研究应用VOSviewer 1.6.15软件进行关键词共现网络分析，使用CiteSpace 5.7.R2软件绘制作者共现图谱、关键词聚类图谱及关键词时区图谱。在图谱中，节点分别代表该领域的共现关键词、共现作者、聚类关键词、时区关键词，各个节点之间的连接线通常代表各关键词之间的关联或各研究者之间的合作关系。根据关键词出现的频次及关键词之间关联的强弱，节点和连线的大小、颜色及粗细度会发生变化。VOSviewer和CiteSpace软件能够通过可视化的方式更加具象地展示文献之间的趋势和动态及该领域的研究热点等信息，并提取出研究领域的关键节点。

2 研究结果

2.1 文献年度发表量

如图1所示，对纳入的115篇文献按发表时间统计分析，该研究领域文献年度发文量可分为3个阶段：① 起步阶段（2001—2009年）：年均发文量1.6篇，此阶段发文数量较少且波动不大；② 缓慢发展阶段（2010—2016年）：年平均发文量6.3篇，该阶段发文数量较起步阶段呈缓慢波动式增长；③ 波动发展阶段（2017—2021年）：年平均发文量11.4篇，本阶段整体发文量较前一阶段仍有小幅度升高，其中2020年发表文献数量（16篇）为历年最高，疗效评价、诊断学、组织病理学、医疗设备等诸多领域均有文章发表。

图1 年度发文分布图

2.2 作者合作网络分析

如图2所示，通过CiteSpace软件对作者进行合作网络分析，图谱中每个圆点代表1个作者，圆点半径越大表示发文量越多，圆点之间的连线代表作者间的联系或合作关系，连线越粗代表作者间的合作关系更亲密。纳入共现图谱的作者共有174人，作者之间的合作有384个。其中发文量较多的作者有钱丽佳（3篇）、苏振华（3篇）、刘文忠（2篇）、唐琳（2篇）、吾斯曼·买买提（2篇）等，有22位不同作者的发文量≥2篇。由图2可见，新型医疗设备应用于CAG诊断的研究团队中，目前以杜奕奇、姜茂森等为代表的主要团队的研究者间有合作关系，其余作者分布较松散，且总体研究团队数量较少，不同团队之间缺乏合作，大多为个人、2人或3人合作组。

图2 作者共现图谱

2.3 关键词共现分析

如图3所示，将关键词通过圆圈和标签进行标记，颜色代表关键词的类别，圆圈的大小代表关键词重要性的高低，不同关键词之间连线的粗细代表其之间联系的强弱，形成后的图谱共有94个关键词被纳入。如表1所示，其中有10个关键词在此领域文献中的出现次数≥20次，出现频次最多的关键词为“慢性萎缩性胃炎”，有119次。通过高频次关键词的计算，中心性≥0.1的影响力较大的关键词有9个，分别是“慢性萎缩性胃炎”“共聚焦激光显微镜”“肠上皮化生”“胃癌”“放大内镜”“上皮内瘤变”“窄带成像技术”“胃蛋白酶原”“微循环血流动力学”，与高频次关键词基本一致。

图3 关键词共现图

表1 关键词频次与中心性TOP15统计情况

2.4 关键词聚类图谱

如图4所示，在关键词共现网络的基础上对关键词进行聚类分析，聚类标签（#）的数字越小代表该聚类规模越大。通过聚类算法中的LLR计算方式得出6个自然聚类，分别是“#0慢性萎缩性胃炎”“#1胃炎”“#2肠化生”“#3窄带成像”“#4早期胃癌”和“#5幽门螺杆菌”。

图4 关键词聚类图谱

2.5 关键词时区图谱

如图5所示，将纳入文献的关键词按照时间分布进行可视化分析，构建关键词时区图谱，图谱中最下方为时间坐标轴，每个圆圈代表1个关键词节点，节点出现的时区为此关键词首次在文献中出现的年份，关键词出现频次越高，节点圆圈直径则越大，节点间的连线表示2个关键词在同一文献中的共现关系。图5中显示的是关键词频次≥7的关键词，图谱中最大节点“慢性萎缩性胃炎”（30次）首次作为关键词出现在2004年，随着时间推移，越来越多的学者开始投入到此疾病的研究中，以NBI放大内镜为代表的医疗设备于2011开始被作为主要研究对象，2019年研究者开始将人工智能机器人应用于CAG诊断作为研究对象。

图5 关键词时区图谱

3 讨论

3.1 新型医疗设备应用于临床诊断愈发受到重视

一个学科在某一时期的论文发表数量在一定程度上说明了研究者对该领域的关注程度，反映了该领域的发展速度和发展水平，近年来CAG作为胃癌前状态一直是消化内科的研究热点之一，与此同时新型医疗设备应用于CAG的诊断也越来越受到临床及科研工作者的重视[9-10]。从该领域年度发文总量看，2001—2009年的研究多为临床观察和临床疗效评估，应用于研究的医疗设备以白光内镜及少量放大内镜为主，说明在此期间新型医疗设备投入临床诊断较少，提示该领域刚开始受到研究者关注，但由于研究设备不足、科研学者少等问题限制了其发展；2010—2016年更多研究者开始进行此领域的研究，此阶段研究内容主要以疗效评估为主，NBI系统、电子分光图像处理技术、LSM 800共聚焦激光显微镜等新型医疗设备及技术逐渐活跃于临床诊断的研究中，且纳入了更多指标对准确率进行评价验证；2017—2021年发文量较前一阶段仍有小幅度升高，2020年发表文献数量（16篇）为历年最高，人工智能辅助镜下诊断、胶囊内镜机器人、达芬奇机器人等最新型设备在此期间相继出现，并应用于诊疗及科研活动中，针对胃粘膜萎缩、肠化、胃癌前病变的组织病理学层面诊断及疗效评价等诸多领域均有文章发表，说明新型医疗设备应用于CAG诊断领域的研究在近些年愈发受到研究者的重视。

3.2 加强联系合作是促进行业发展的动力

作者合作网络分析可以揭示某个领域较为活跃的作者或科研团队，以及其之间的合作关系和紧密程度。本研究结果显示，个人发文量最多的作者分别是研究方向为放大染色内镜应用的钱丽佳（3篇）和研究方向为NBI系统的苏振华（3篇）；而团队发文量最多的是在本领域总发文为14篇的杜奕奇团队，其团队成员的研究涉及运用超声内镜、双气囊电子内镜、胶囊内镜等多种仪器设备进行胃癌前病变、早癌等多个领域的诊疗；且团队研究的广度和深度均远优于个人研究，各研究者之间加强联系合作是提高科研成果产出率和提升科研水平的有效举措之一，各科研团队之间的紧密合作是促进行业发展的重要动力。但目前该领域总体研究团队数量仍较少，不同团队之间缺乏合作，建议后期各作者团队之间可以尝试进行更加深入的交流合作，有利于促进该领域的发展。

3.3 新型设备的功能种类不断发展更迭

关键词概括了文章的主要内容，可以表达一篇文章的主题与研究点，因此关键词出现的频次越多，该词在当前研究领域中的受关注程度越高[11]。基于VOSviwer软件分析可得，新型医疗设备应用于CAG诊断为主题的研究以节点圈层最大的关键词“慢性萎缩性胃炎”为中心展开，其所紧密关联的节点圆圈为各种核心医疗设备仪器（共聚焦激光显微镜、人工智能、探头式共聚焦激光显微镜、放大内镜等）及其相应的设备技术（NBI），或试验研究的具体胃黏膜病理改变（胃黏膜萎缩、肠上皮化生、上皮内瘤变、早癌等）。另一方面，从关键词时区图谱可知，随着各种新型医疗设备越来越多地应用于临床科研领域，研究者所使用的医疗设备呈现出多样化的特点，且除NBI外，极少有研究文献数量＞7篇的医疗设备类关键词，同时研究对象逐渐从疾病层面的慢性萎缩性胃炎逐步细化到肠上皮化生、异型增生、上皮内瘤变、凹陷性病变等组织病理学层面。说明了该领域新型设备的更新迭代速度较快，面对临床诊断更加精细化的需求，医疗仪器也随之快速发展，新型仪器不断涌现并吸引着研究者的目光。

3.4 NBI是目前CAG诊断的核心技术

在关键词共现网络的基础上对关键词进行聚类分析，是采用聚类算法将其之间关系密切的关键词进行聚类，从而得出该研究领域中的热点[12]。本研究结果显示，NBI（#3窄带成像）是本领域聚类规模最大的医疗设备技术，究其原因，与NBI是放大内镜、高清内镜、激光共聚焦显微镜等多种内镜设备所配备的图像处理技术密切相关。近年来兴起的虚拟染色技术（电子染色）可以通过对光线和图像的处理达到与传统内镜染料喷洒染色同样的效果，并且在使用中可以随时切换普通的白光场景和染色场景，因此使用方式更为灵活。奥林巴斯公司结合了筛选特定波长光和图像对比处理技术的NBI即为虚拟染色技术的代表，该技术与其同公司研发的自体荧光成像技术和白光源技术共同组成所谓的三联成像模式，此模式相比宾得公司的I-Scan技术和富士公司的电子分光图像处理技术更加广泛地应用于临床医疗设备中，是现今镜下诊断胃黏膜病变的核心技术[13-15]。此外，聚类图谱中其他标签均为学界公认的Correa胃癌癌变模式中的病变阶段，即正常胃黏膜→浅表性胃炎（#1胃炎）→CAG（0#慢性萎缩性胃炎）→肠化生（#2肠化生）→异型增生→胃早癌（#4早期胃癌），说明胃黏膜的“炎癌转化”是近年来该领域研究的绝对热点，癌变的各个病理阶段均受到研究者的重视[16]。#5代表的幽门螺杆菌作为世界卫生组织公布的一类致癌物，在胃炎癌转化过程中起到极为重要的推动作用。

4 总结

本研究基于VOSviewer和CiteSpace软件对新型医疗设备应用于CAG诊断领域进行可视化分析，研究可知近年新型医疗设备应用到临床中诊断胃黏膜病变愈发受到临床工作者和研究者们的重视，为适应临床诊断趋于组织学更加精细化的需求，新型设备的更新速度也十分迅猛，其中NBI系统是多种医疗仪器配备的技术系统。本研究未提取到高频次的中医药相关的关键词，说明目前中医药领域关于新型医疗设备应用于CAG诊断的研究较少。研究证明胃黏膜腺体萎缩、肠上皮化生和异型增生的病理变化与中医辨证分型间存在一定的相关性，胃黏膜象可作为中医“望诊”的延伸，为中医辨证论治提供客观依据[17]。国内学者应进一步发挥中西医结合优势，中医院也应紧跟设备技术更新的步伐，利用各种新型医疗设备在中医药治疗CAG的临床实践中提供更多高质量的循证证据，相信在不远的将来该领域会有更多优质的研究出现。