基于CiteSpace探索脑卒中与肺功能的关系及研究热点

王娟，黄美玲，张清芳，邹瑜聪，闫杰，王玉龙

0 引言

脑卒中作为全球死亡和成人残疾的主要原因[1]，具有发病率高、复发率高、死亡率高的三大特点[2]。肺功能障碍是脑卒中患者最常见的并发症[3]，包括呼吸肌力的下降、咳嗽反射的减弱或消失等[4,5]，这将导致患者无法及时清除气管内的异物，增加肺部感染的风险，严重时会导致患者死亡[6]。研究显示，肺功能下降是脑卒中发生的潜在因素之一[7]，它会导致低氧血症，引起全身炎症反应，进一步促使脑卒中的发生[8,9]。因此，脑卒中与肺功能之间存在着密切的相互关系。CiteSpace 是一款可以呈现科学知识的发展进展与结构关系的软件，可直观地展示某一领域的新趋势和动态，反映研究热点及前沿方向[10]。本研究利用CiteSpace 软件分析脑卒中与肺功能的相关研究，并绘制可视化图谱，以揭示该领域的发展历程、研究热点及发展趋势，旨在为降低卒中的发生率和提高肺功能提供一定的参考。

1 资料与方法

1.1 数据来源与检索策略

以Web of Science（WOS）核心合集数据库为数据源，采用TS=（“Lung function”OR“Ventilatory function”OR“Respiratory physiological phenomena”OR“Pulmonary function”）AND（“Stroke”OR“Cerebrovascular Accident”OR“Cerebrovascular Apoplexy” OR “Brain Vascular Accident” OR“Cerebrovascular Stroke” OR “Apoplexy” OR“Cerebral Stroke”）为检索式进行检索。检索起始时间为2013年1月1日，截止时间为2023年6月10日。

1.2 文献筛选

由2名评审员对得到的384篇文献进行筛选，剔除在线发表、会议论文及报纸等类型论文和重复文献，保留语言为英文的论文或综述论文。最终在WOS 数据库筛选出346篇文献，作为数据源。

1.3 研究工具

本研究运用CiteSpace 6.2.R3 软件对数据进行处理[11]。

1.4 数据分析

研究人员将数据源导入CiteSpace，并将时间跨度设置为2013 年～2023 年，Slice Length 调整为1 年，节点类型分别选择国家、机构、作者、关键词等。设置阈值为系统默认值。参数设置完成后，即可生成知识图谱。

1.5 图谱分析

1.5.1 共现图谱 在共现图谱中，可观察指标包括：节点数量、大小、颜色、连线数及外圈颜色。其中节点颜色代表时间，连线表示节点间有合作关系，外圈颜色代表中心性。

1.5.2 时区图谱 关键词时区图是从时间维度上表示知识演进的视图，能够展示新研究热点随时间的演变，并追踪新关键词在该领域首次出现的时间[12]。

1.5.3 聚类图谱 聚类图谱中可观察指标有：聚类标签、轮廓值、Modularity Q 指标和Mean Silhouette 指标。聚类标签序号越小，表明研究热度越高；轮廓值越大则表明聚类在该领域中处于关键地位；Modularity Q指标反映了聚类节点联系程度，Mean Silhouette 指标则表明聚类主题关联性。

1.5.4 突现图谱 突现图谱中可观察指标为：Begin、End 和Strength。Begin 和End 分别表示突现词的开始时间和结束时间，Strength是指其暴发强度。

2 结果

2.1 年度发文量分析

2013年～2023年，关于脑卒中和肺功能关系的文献数量呈现上升趋势，年平均发文量为32篇。2022年度发文量达到49 篇，是2013 年的2.88 倍。此外，近5年的发文量占据整体区间的62.14%，这在一定程度上反映了该领域已经逐渐成为热点研究，具有广阔的前景，见图1。

图1 脑卒中和肺功能关系研究文献的年度发文量趋势

2.2 国家分析

以国家为节点，得到节点数为57、连线数132的国家合作关系图谱，见图2。发文频次占前3名的国家分别是美国（85 次）、中国（74 次）和韩国（48 次），占总发文量的56.87%。在中心性方面，排名前3 的国家分别是瑞典、德国和英国。

图2 脑卒中和肺功能关系研究文献的国家合作关系图谱

2.3 机构分析

以机构为节点，得到节点数为249、连线数441 的机构合作关系图谱，见图3。哈佛大学（Harvard University）和梅奥医学中心（Mayo Clinic）是主要研究机构，其发文量均为10 篇。中心性较强的前3 机构分别是伦敦帝国理工学院（Imperial College London）、中国医学科学院-北京协和医院（Chinese Academy of Medical Sciences- Peking Union Medical College）和哈佛大学（Harvard University）。

图3 脑卒中和肺功能关系研究文献的机构合作关系图谱

2.4 作者分析

以作者为节点，得到节点数为297、连线数238 的作者合作关系图谱，见图4。发文作者整体节点比较分散，连线数量较少。7名作者位于该领域的首要地位，分别是Cho, Sung-Hyoun、Jimenez-garcia, Rodrigo、Jimenez-trujillo,Isabel、 Bluemke,DavidA、Lopez-herranz, Marta、de miguel-diez, Javier 和Baker,Sarah E。

图4 脑卒中和肺功能关系研究文献的作者合作关系图谱

2.5 学科领域分析

以学科领域为节点，得到节点数为65、连线数71的图谱，见图5。发文量前3 的学科领域为呼吸科（RESPIRATORY SYSTEM）、心血管科（CARDIAC＆amp; CARDIOVASCULAR SYSTEMS）和康复医学科（REHABILITATION），其频次分别为65、52 和44，占总发文量的44.23%。中心性最强的3 大学科是医学研究与试验（MEDICINE,RESEARCH＆amp;amp；EXPERIMENTAL）、肿瘤学（ONCOLOGY）和生物物理学S（BIOPHYSIC）。

图5 脑卒中和肺功能关系研究文献的学科领域图谱

2.6 关键词分析

2.6.1 关键词共现图谱 以关键词为节点，得到节点数为182、连线数283 的图谱，见图6。关键词pulmonary function、lung function 和mortality 出现的频次较高，分别为98、93 和53 次。在中心性方面，排名前3 的分别是mortality、adults和obstructive pulmonary disease。

图6 脑卒中和肺功能关系研究文献的关键词共现图谱

2.6.2 关键词共现时区图 将关键词进行Time Zone时区图转换，得到关键词共现时区图，见图7。2013年的关键词以pulmonary function、lung function、mortality为主，目前以activities of daily living、performance 等为主。此外，我们发现rehabilitation这一关键词首次在脑卒中患者肺功能的研究中出现的时间为2020年。

图7 脑卒中和肺功能关系研究文献的关键词共现时区图

2.6.3 关键词聚类图谱 在关键词共现图谱的基础上，进一步利用对数似然比（log-likelihood ratio，LLR）算法进行关键词聚类分析，得到了9 个聚类模块：#0 chronic obstructive pulmonary disease（慢性阻塞性肺疾病）、#1 sickle cell disease（镰状细胞病）、#2 pulmonary function（肺功能）、#3 pulmonary disease（肺疾病）、#4 exercise capacity（运动能力）、#5 diastolic dysfunction（舒张功能障碍）、#6 polycystic ovary syndrome（多囊卵巢综合征）、#7 intracerebral hemorrhage（脑出血）、#8 proprioceptive neuromuscular facilitation（本体感觉神经肌肉促进），见图8。Modularity Q=0.7476（＞0.3），说明聚类结构显著，可清晰界定各个聚类的研究方向[13]。Mean Silhouette=0.9217（＞0.7），表明聚类间同质性较好信度高[10]。

2.6.4 关键词突现 在关键词聚类图谱的基础上进行突现分析，得到22个突现词，见图9。突现度最强的是开始于2018 年的population（突现强度3.87），其次是rehabilitation（突现强度3.57）。

图9 脑卒中和肺功能关系研究文献的关键词突现图谱

3 讨论

3.1 现状分析

在脑卒中与肺功能关系的研究领域中，美国、中国和韩国的发文量最多，但在学术中心性方面并没有明显的突出表现。这可能是因为其文献被引用较少或合作相对较少。因此，提示我们在未来的研究中需提升研究质量和强化国际合作。

国际上关于脑卒中与肺功能关系的主要研究机构以大学为主。中国医学科学院-北京协和医院发表了7篇研究文章，具有全球第2的学术影响力。黄碧等[14]于2014年发表的一篇文章至今为止被引用了34次，其验证了慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是心房颤动患者1 年内全因死亡率和心血管疾病死亡率的独立危险因素，与卒中的无关。

近10年来，在脑卒中与肺功能关系的研究领域缺乏明显的核心作者，研究者间联系较少，还需进一步加强合作交流。国外形成了以Jimenez-trujillo、de miguel-diez、Jimenez-garcia 和Lopez-herranz 为主的团队，主要关注COPD 与脑卒中发病率的关系[15-17]，结果表明COPD 患者的卒中发病率高达8%，显著高于无COPD 的患者[17,18]。这是因为COPD 与男性、吸烟、全身炎症以及凝血功能障碍等危险因素密切相关[19,20]，增加了卒中的发生率。因此，加强对COPD 患者身体状况的关注在降低脑卒中的发病率方面发挥着积极的作用。中国学者王林毅、廖美云、蔡玉钦和林孟志所形成的团队专注于研究呼吸训练对脑卒中患者吞咽功能和呼吸肌的影响，研究表明呼吸训练可以显著改善患者的呼吸肌力量和疲劳程度，同时也有助于改善卒中患者的吞咽困难和语音障碍[21]。

3.2 研究热点分析

关键词聚类图谱可反映该领域的研究热点，可供研究人员参考。本研究得到9个聚类标签。通过分析总结：#0 慢性阻塞性肺疾病、#2 肺功能、#3 肺疾病和#7 脑出血是脑卒中与肺功能的直接关系。#1 镰状细胞病、#5 舒张功能障碍和#6 多囊卵巢综合征为脑卒中与肺功能的关联疾病。#4 运动能力和#8 本体感觉神经肌肉促进为脑卒中患者改善肺功能的方式。

肺功能下降可增加脑卒中的风险[7,22,23]。原因在于肺功能的下降会通过缺氧、细菌和病毒感染等多种途径导致全身炎症[8,24]，释放炎症介质，引起血管内皮功能的异常[25]，增加血管壁的脆弱性[26]。同时，全身炎症状态还会增加血液粘稠度，增加血栓形成的风险[27]，可能导致血栓堵塞脑血管，从而引发卒中。

镰状细胞疾病（sickle cell disease，SCD）是一种常见的遗传性溶血性疾病[18]，导致红细胞变形为镰状，易粘附于血管壁，增加血流受阻和脑卒中风险。据报道，SCD 患者卒中的发生率是一般人群的300 倍[28,29]。此外，血液粘稠度增加也影响肺部的氧气交换，引起血管炎症和肺动脉高压等并发症，对肺功能产生不利影响[30,31]。因此，SCD与脑卒中和肺功能密切相关。这提示我们在临床上可采用共同治疗策略，如预防血栓形成、控制炎症和维持肺功能等措施，以综合管理和改善SCD患者的脑卒中风险和肺功能的严重程度。

应用本体感觉神经肌肉促进技术（proprioceptive neuromuscular facilitation，PNF）可改善卒中患者的呼吸功能。Lucyna等[32]采用PNF对脑卒中患者进行单次呼吸刺激干预，包括2 个阶段：第一阶段是对主要的呼吸肌肉（膈肌）施加压力；第二阶段是对胸部肋下外侧区域进行呼吸刺激，干预的持续时间约为10～15 min。结果显示，PNF 刺激有助于提升患者的肺功能。其原因是PNF 治疗可以减弱辅助呼吸肌的活动，有助于呼吸模式的正常化，从而促进患者呼吸功能[33]。

3.3 研究趋势分析

关键词突现分析是通过计算得到某一段时间内词频变化较高的关键词，可反映其影响力[34]，同时揭示领域内的研究趋势和前沿方向。在我们的研究中共得到了22 个突现词（图8）。其中，rehabilitation、strength、respiratory function 及respiratory muscle strength 一直持续突现至今，表明它们处于该领域的前沿。同时，rehabilitation 还具有较高的影响力。原因在于近年来脑卒中的发病率呈现出不断上升的趋势[35]，且患者通常伴有功能障碍，严重影响生活质量[36]。因此，脑卒中患者需康复治疗以改善生活水平。

呼吸肌肉力量是影响肺功能的关键因素，对卒中患者的肺康复至关重要。Hee Eun 等[37]将脑卒中患者分为呼吸肌训练（respiratory muscle training，RMT）组和常规康复治疗组。RMT 组施行了全面RMT 计划，包括空气堆叠运动、手动辅助咳嗽、吸气和呼气肌强化训练等。经过4周治疗，RMT组患者的呼气峰流量、最大呼气压力和咳嗽峰值流速等指标显著优于常规康复治疗组。1 年后随访发现RMT 组发生肺部感染率为5%，而常规康复治疗组为14%。因此，在临床康复训练的过程中重视RMT可改善脑卒中患者的肺功能，降低肺部感染的发生率。

3.4 局限性

本研究仅分析了英文文献，未包含中文数据库，可能导致结果有一定的偏差和单一性。因此，未来研究可以通过检索多个数据库，比较国内外研究热点和趋势的异同，同时包括其他相关研究，以更全面地了解脑卒中与肺功能之间的关系。

4 结论

目前，脑卒中与肺功能领域的整体发文量较多，且呈现逐年增加的趋势，但存在研究作者、机构间合作不紧密的问题。因此，需要加强团队合作，建立多元化的研究网络，推动该领域的创新。未来的研究可以探索共同治疗策略，以降低脑卒中发病率和维持良好的肺功能。此外，探讨呼吸肌训练对脑卒中患者肺功能的影响也是研究热点和前沿方向，有助于为患者提供更好的医疗服务。