椎體壓縮性骨折的文獻計量學及可視化分析

李瑜 王丹 徐肖肖

鄭州大學第一附屬醫(yī)院骨一科 鄭州 450052

脊柱骨折與脫位占全身骨折脫位的5%～6%[1]，其中椎體壓縮性骨折最常見，多發(fā)生在胸腰段[2]。老年人因骨質(zhì)疏松在輕微外力作用下發(fā)生的脊柱骨折多為單純性椎體壓縮骨折，此外，還包括溶骨性椎體腫瘤和爆裂性骨折[3]。隨著人口的老齡化進展，骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折的發(fā)病率呈遞增趨勢，嚴重影響患者的生活質(zhì)量及生命安全，已成為目前骨科較為關注的重點之一[5]。有研究結果顯示，保守治療患者的5a病死率為23%～34%[4]，因此后凸成形術(PKP)和椎體成形術(PVP)已得到廣泛認可。椎體壓縮骨折現(xiàn)階段，全球關于椎體壓縮性骨折的文章冗雜，對其進行分析整理極少，本研究應用文獻計量學及可視化技術，對1999—2018年WebofScience數(shù)據(jù)庫中關于該領域已發(fā)表的文獻資料進行定量和定性分析，并生成可視化圖譜直觀呈現(xiàn)該領域研究現(xiàn)狀及熱點，探究未來發(fā)展趨勢，有利于推動該領域的研究進展，為國內(nèi)外學者的臨床實踐提供方向性指導，并為其深入研究提供新的思路[6]。

1 資料與方法

1.1一般資料納入標準：(1)符合美國科學情報研究所(InstituteforScientificInformation，ISI)出版的WebofScience數(shù)據(jù)庫中發(fā)表的文獻。(2)符合通過主題詞“Vertebralcompressionfracture”檢索1999至2018年發(fā)表的文獻。(3)符合的文獻類型為綜述、論著、病例報告通信、會議論文、社論、評論。排除標準：尚未發(fā)表的文獻和與本次分析無相關的文獻。

1.2文獻計量學分析對WebofScience數(shù)據(jù)庫中檢索的文獻導出并進行分析[7]。研究文獻出版的年度數(shù)量、國家地區(qū)分布、總被引頻次、H指數(shù)和熱門機構，對每個分析指標創(chuàng)建檢索報告，分析數(shù)據(jù)的基本特征，再用Excel軟件進行記錄，生成統(tǒng)計圖表，并對統(tǒng)計圖表進行定量及定性分析。

1.3數(shù)據(jù)可視化分析應用VOSviewer軟件，根據(jù)使用指南導入數(shù)據(jù)，應用耦合分析模塊，分別對作者及機構進行耦合分析。然后應用關鍵詞共現(xiàn)分析模塊，通過設定關鍵詞的最小閾值，生成可視化聚類視圖、年譜視圖，圖譜中利用節(jié)點之間連線的疏密和粗細程度來展現(xiàn)其中的相互引證關系[8]，解讀該領域研究方向和研究熱點的變化，并預測研究趨勢。

2 結果

2.1文獻計量學分析

2.1.1 全球研究椎體壓縮性骨折的現(xiàn)狀 通過檢索WebofScience數(shù)據(jù)庫中椎體壓縮骨折領域的文獻，導出并用Excel創(chuàng)建統(tǒng)計圖(圖1)。結果顯示，美國學者發(fā)文量(1 374 篇，31.391%)，文獻的總被引頻次(35 863)和H指數(shù)(100)均排第一。發(fā)文量排行前20的機構中，美國加州大學發(fā)表文獻(157篇)最多，其次是哈佛大學和梅奧醫(yī)學中心。

2.1.2 全球研究椎體壓縮性骨折現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的分析 1998—2018年全球發(fā)文量除2001年、2011年和2013年略微下降外，總體呈上升趨勢，說明研究在不斷深入，預計2025年可達到500篇。圖1c表示美國的歷年發(fā)文量，雖總體數(shù)量最多，但前期波動比較大，從2015年開始趨于平緩。從2011年起，中國每年的發(fā)文量呈大幅度上升趨勢，且在2017年超過美國，反映了中國學者開始在該領域投入了較多研究，椎體壓縮骨折已成為現(xiàn)階段骨科研究熱點之一。預計未來中國在該領域發(fā)文量會繼續(xù)上升，直到2025年開始趨于平緩。

圖1 椎體壓縮性骨折文獻計量學圖表(圖a為年度分析，圖b為國家或地區(qū)發(fā)文量，圖c為中美兩國發(fā)文量對比，圖d為總被引頻次，圖e為H指數(shù)，圖f為發(fā)文機構)

2.2全球椎體壓縮性骨折的可視化分析

2.2.1 耦合分析 兩篇論文同時引用一篇論文(即共同的參考文獻)稱為耦合論文,它們之間的關系即為耦合關系，所包含共同參考文獻的個數(shù)稱為耦合強度[9]，引文的耦合數(shù)量映射了文獻之間的相關性。將某個作者(一般為第一作者)所有論文的參考文獻作為一個集合,和另一個作者所有論文的參考文獻進行比較,找出他們共同的參考文獻次數(shù)即為這兩個作者之間的文獻耦合次數(shù)[10]。

通過VOSviewer軟件對納入的文獻資料進行整理，共出現(xiàn)12 762位作者，設定最小文獻耦合次數(shù)為5，保留了256位作者(圖2a)，對納入的3 022 個機構設定至少5個機構相關，保留了294個(圖 2b)。圖中1個橢圓代表一個作者或機構,橢圓的面積越大,說明貢獻越大。連線的粗細和密度反映各作者或機構間合作的密切程度。結果顯示，蘇州大學楊惠林教授的節(jié)點面積最大，說明其在該領域做出了突出貢獻。彼得·格斯滕(PeterCGerszten)教授和阿瓊·薩哈加爾(ArjunSahgal)教授之間的連線密度高，說明他們之間的合作交流密切。阿瓊·薩哈加爾(ArjunSahgal)教授主要研究方向為單發(fā)或多發(fā)性椎骨轉移瘤的脊柱立體定向放射治療[11-13],他的研究大多來自多倫多大學的幫助。彼得·格斯滕(PeterCGerszten)教授近期主要研究立體定向放射治療后出現(xiàn)椎體壓縮骨折的概率，提出放療前使用骨水泥增強術可降低風險[14]，他的研究大多來自匹茲堡大學醫(yī)學中心的幫助。多倫多大學和匹茲堡大學的機構總耦合強度均位于世界前列，且兩者間的合作也很密切。這一現(xiàn)象表明機構、機構與作者以及作者之間聯(lián)系密切，建立優(yōu)秀的科研機構，加強國際間的學術交流與合作，可為研究者及其團隊提供大量的幫助與支持，促使其發(fā)表更多高質(zhì)量的文獻。

圖2 a為作者耦合圖，b為機構耦合圖

2.2.2 共現(xiàn)分析 應用VOSviewer軟件共識別出關鍵詞7 245個，設置最小閾值為30，保留172個，刪去意思相同或相近的詞以及本文的檢索詞“Vertebralcompressionfracture”，生成聚類(圖3a)及年譜(圖3b)兩種可視化視圖。圖3a中，關鍵詞出現(xiàn)次數(shù)越多，則相應節(jié)點面積越大，關鍵詞之間的連線表示共現(xiàn)關系，連線越粗越密表示共現(xiàn)強度越高[8]。納入的關鍵詞按不同主題分為6個聚類，分別為：#1經(jīng)皮椎體成形術，#2經(jīng)皮椎體后凸成形術，#3椎體腫瘤，#4骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折，#5爆裂性椎體骨折，#6生物力學。具體見表1，圖3a。年譜視圖(圖3b)展示了關鍵詞共現(xiàn)隨年份的變化，節(jié)點顏色由淺到深，越深表示共現(xiàn)越晚，有利于學者們探究研究熱點的演變。

表1 研究主題關鍵詞表

聚類1以“經(jīng)皮椎體成形術(percutaneousvertebroplasty，PVP)”為主題。PVP是在局麻下經(jīng)過椎弓根用穿刺針將骨水泥注入塌陷椎體，穩(wěn)定骨折，緩解患者臨床癥狀。因其操作簡單，近期療效顯著，且治療費用較低，為目前主要的治療方式[15]。近年來，PVP各種并發(fā)癥逐漸引起學者關注，最嚴重的是骨水泥滲漏，導致壓迫神經(jīng)，影響機體功能，甚至引起患者截癱[16]，所以關鍵詞“骨水泥滲漏”出現(xiàn)頻率較高。“骨水泥”“肺栓塞”也是該聚類共現(xiàn)次數(shù)較多的關鍵詞。骨水泥是骨科手術中常用材料，為“甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate,MMA)”聚合后形成的化合物，具有可注射、可塑及可穩(wěn)固等良好性能，但存在降解困難，易使臨近椎體受損，以及滲漏后引起栓塞等缺點，學者們已開始開發(fā)和改良MMA以及研究其替代品[17]。圖3b也顯示并發(fā)癥和新型骨水泥材料成為PVP領域近年的研究熱點。

聚類2以“經(jīng)皮椎體后凸成形術(percutaneouskyphoplasty，PKP)”為主題。PKP通過球囊擴張塌陷椎體后充填骨水泥，是基于PVP開發(fā)的新技術。其優(yōu)點是有效恢復“椎體高度”，改善“后凸畸形”，且椎體復位后“體積”增大、壓力減小，可降低骨水泥滲漏風險[18]。關鍵詞“療效”在圖3b中顏色較深，提示為該聚類近年研究的重點，學者們通過與接受PVP治療的患者開展“隨機對照實驗”來進行療效分析[15，19]。

聚類3以“椎體腫瘤”為主題，關鍵詞“轉移”共現(xiàn)次數(shù)最多，表示骨是腫瘤常見的轉移部位，且好發(fā)于椎體[20]。關鍵詞“乳腺癌”頻率高表示最常發(fā)生骨轉移的惡性腫瘤是乳腺癌，可導致溶骨性骨破壞[21],提示做好乳腺癌的早期治療對預防骨轉移具有重要意義。關鍵詞“放療”、“手術”、“骨轉移”和“立體定向放射治療”共現(xiàn)強度較高，且在圖3b中共現(xiàn)時間最晚，提示立體定向放射外科是目前治療椎體惡性腫瘤的重要選擇，也是近年各國學者研究的熱點。有研究表明，立體定向放射治療還未成熟，最佳計量分割模式、最大脊髓限量還待探索[22]，預計將會成為該領域未來的研究方向。

圖3 a為聚類視圖，b為年譜視圖

聚類4以“骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折”為主題， 骨質(zhì)疏松癥是低骨量和骨組織微結構破壞造成骨質(zhì)脆性增加的代謝性疾病，常表現(xiàn)為椎體壓縮骨折，多見于老年婦女。因為雌激素可促進降鈣素的分泌，抑制鈣的吸收，雌激素分泌減少，則骨質(zhì)破壞增加[23]。有研究結果顯示，絕經(jīng)后5a內(nèi)婦女每年可丟失松質(zhì)骨的3%～5%[2]。也印證了聚類4除主題詞外，關鍵詞“絕經(jīng)婦女”、“風險”、“骨密度”，以及“生活質(zhì)量”出現(xiàn)頻率較高，提示在圍絕經(jīng)期加強宣傳教育，科學補鈣可降低出現(xiàn)骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折的風險，對提高婦女的生活質(zhì)量具有重要意義。

聚類5以“爆裂性椎體骨折”為主題，爆裂性骨折是以椎體的前柱與中柱受損為特點的不穩(wěn)定椎體骨折，常發(fā)生在胸腰段[24]，所以關鍵詞“固定”、“損傷”、“胸腰椎”在該聚類出現(xiàn)頻次較高，提示大量已發(fā)表研究為爆裂性骨折的內(nèi)固定治療。而圖3b年譜視圖顯示，關鍵詞“分型”顏色較深，表示近年研究熱點已轉移到爆裂性骨折的分型評分，有利于全面評估椎體損傷程度，對臨床選擇治療方案具有重要指導意義[25-26]。

聚類6以“生物力學”為主題。關鍵詞“椎骨”、“骨小梁”和“密度”共現(xiàn)強度高，提示椎骨的骨小梁礦物質(zhì)密度隨著年齡增長而下降時，椎體易形成骨折[27]。有限元分析法通過計算機模擬人體內(nèi)部骨質(zhì)結構和內(nèi)植物力學變化，具有可重復性的優(yōu)點[28]，已成為目前學者們的研究熱點，有著廣闊的發(fā)展前景。圖3b關鍵詞“有限元分析法”共現(xiàn)時間晚也印證這一現(xiàn)狀。

3 討論

本文通過文獻計量學和可視化技術，對椎體壓縮性骨折近20年的文獻進行系統(tǒng)梳理和研究分析，相對直觀、形象地展現(xiàn)了該領域的研究現(xiàn)狀，對研究熱點的演變及發(fā)展趨勢進行了大致探知，為國內(nèi)外學術研究和臨床實踐提供了一定參考價值。

美國總發(fā)文量、總被引頻次和H指數(shù)均排名首位，說明美國的學術影響力巨大。中國總發(fā)文量排名第2，但總被引頻次排名11位，H指數(shù)在第9位，表明中國學者雖發(fā)表了大量的文獻，但與國外仍有一定差距，中國學者應更多關注文獻的質(zhì)量而非數(shù)量。排名前20位的機構中，前三位均位于美國，說明建立優(yōu)秀的科研機構對學術水平的提高至關重要。通過文獻耦合分析，分別生成了作者和機構的耦合關系圖。研究結果表明，機構、機構與作者以及作者之間的相互合作和經(jīng)驗交流，可推動他們共同發(fā)展，互利共贏。關鍵詞共現(xiàn)分析表示目前研究方向為經(jīng)皮椎體成形術、經(jīng)皮椎體后凸成形術、椎體腫瘤、骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折、爆裂性椎體骨折和生物力學，在年譜視圖中，新型骨水泥材料、立體定向放射治療和有限元生物力學分析在整個椎體壓縮性骨折領域共現(xiàn)時間最晚，說明研究潛力巨大，未來研究者可在這些方面進一步探索。

本研究的不足在于只納入了以英語為語種的文獻，會對結果造成一定程度的偏倚。近年發(fā)表的優(yōu)質(zhì)文章，因被引用頻率低，也會對結果產(chǎn)生誤差。整理數(shù)據(jù)資料時，可能會存在交叉重疊現(xiàn)象，具體情況還需結合實際進行分析。