基于CiteSpace的虛擬現(xiàn)實技術(shù)在國內(nèi)醫(yī)療護理領(lǐng)域應用的可視化分析

鄭丹萍，鄭亞平

虛擬現(xiàn)實(virtual reality,VR)技術(shù)是指利用計算機技術(shù)，構(gòu)成一個虛擬、逼真的世界，用以代替或增強使用者真實體驗的仿真系統(tǒng)，使用者通過輸入/輸出設備，將自己的行為、動作等表達為虛擬世界中對物體的控制[1-2]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種現(xiàn)代化技術(shù)，具有存在感、交互性、自主性、想象性等特點[3]，以其獨特的優(yōu)勢在醫(yī)療護理領(lǐng)域發(fā)展應用。本研究通過CiteSpace軟件繪制虛擬現(xiàn)實技術(shù)的可視化知識圖譜，更直觀地展現(xiàn)國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)療護理領(lǐng)域的研究熱點，以期為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在臨床的進一步研究提供參考和借鑒。

1 資料與方法

1.1 資料來源 本研究以“虛擬現(xiàn)實”“VR”為檢索詞，通過中國知網(wǎng)(CNKI)的高級檢索功能進行主題詞檢索，文獻分類目錄選擇醫(yī)藥衛(wèi)生科技欄目，為盡可能獲取高質(zhì)量文獻，文獻來源類別選擇中國社會科學引文索引(Chinese Social Sciences Citation Index,CSSCI)、中國科學引文數(shù)據(jù)庫(Chinese Science CitationDatabase,CSCD)和北大核心期刊。文獻檢索時間設置2010年1月—2020年1月，共檢索到419篇相關(guān)文獻，排除與研究主題無關(guān)的文獻、會議摘要、新聞報道等，共獲取246篇有效文獻。

1.2 研究方法 本研究采用美國德雷塞爾大學陳美超教授開發(fā)的CiteSpace軟件，該軟件是應用JAVA語言開發(fā)的信息可視化軟件，可繪制出多元、分時、動態(tài)的可視化知識圖譜，可用于探索某一科學領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展趨勢[4]。

將CNKI獲取的題錄信息以Refworks格式導出，以download.txt格式保存，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后進行可視化分析，時區(qū)設置設為2010年—2020年，時區(qū)分割長度為1年，數(shù)據(jù)抽取對象為50，其他設定為系統(tǒng)默認值。以作者、關(guān)鍵詞為節(jié)點繪制可視化知識圖譜，并進行相應的合作網(wǎng)絡分析和共現(xiàn)聚類分析。

2 結(jié)果

2.1 文獻發(fā)文量分布 2010年和2011年我國虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究的發(fā)文量少，均為個位數(shù)，從2012年開始發(fā)文量呈上升趨勢，2018年達到發(fā)文量的頂峰，有51篇文獻發(fā)表，是2010年發(fā)文量的10倍，見圖1。

圖1 2010年—2020年虛擬現(xiàn)實技術(shù)在國內(nèi)醫(yī)療護理領(lǐng)域應用發(fā)文量

2.2 作者合作可視化 采用CiteSpace軟件對文獻作者進行共現(xiàn)圖譜分析，一個點代表一位作者，作者字體越大，說明該作者總體頻次越高[5]。對2010年—2020年國內(nèi)關(guān)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究作者進行共現(xiàn)分析，節(jié)點之間連線代表兩名作者之間有合作，連線越粗，共現(xiàn)頻次越高，表示其研究關(guān)系越近。如圖2所示，國內(nèi)關(guān)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)大致形成了8個研究合作群，以湯可、周敬安、周青、趙亞群和劉策5人構(gòu)成的作者群較突出。

圖2 2010年—2020年國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要研究者聚類共現(xiàn)圖

2.3 關(guān)鍵詞的可視化

2.3.1 關(guān)鍵詞的共現(xiàn) 本研究對從中國知網(wǎng)中獲取的符合要求的246篇文獻進行關(guān)鍵詞的可視化分析。“Time Slicing”設置為2010—2020年，“Years Per Slice”設置為1，“Node type”選擇“Keyword”，閾值設定選擇“Top N”為系統(tǒng)默認值50，即選擇頻次出現(xiàn)在前50位關(guān)鍵詞作為分析對象，在“Pruning”菜單中選擇“Pathfinder”，最后得到51個節(jié)點，62條連線，密度為0.048 6的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，見圖3。

圖3 2010年—2020年國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

2.3.2 關(guān)鍵詞的聚類 利用CiteSpace軟件對2010年—2020年國內(nèi)醫(yī)療護理領(lǐng)域中關(guān)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究的關(guān)鍵詞進行聚類分析，采用對數(shù)似然比(LLR)算法，節(jié)點越大，該關(guān)鍵詞出現(xiàn)次數(shù)越多，說明其在該領(lǐng)域的重要性[6]。Q值(模塊值)一般為0～1，若Q值>0.3，表明網(wǎng)絡聚類結(jié)構(gòu)是顯著的；當S值(平均輪廓值)>0.7，說明聚類效果令人信服[7]，本研究中的Q>0.3，S>0.7表明研究聚類效果顯著。從圖4可見，共得到卒中、計算機應用、康復系統(tǒng)、康復訓練和運動想象4個聚類。同時結(jié)合表1，頻數(shù)≥3的關(guān)鍵詞分析，可見虛擬現(xiàn)實技術(shù)在國內(nèi)研究對象側(cè)重于卒中病人，集中于康復領(lǐng)域，在運動功能、上肢功能、平衡功能等訓練方面發(fā)揮重要作用。

圖4 2010年—2020年國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)療護理領(lǐng)域研究關(guān)鍵詞聚類圖譜

表1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在國內(nèi)醫(yī)療護理領(lǐng)域應用的關(guān)鍵詞頻數(shù)及中心性(頻數(shù)≥3)

2.3.3 關(guān)鍵詞時間圖 利用CiteSpace軟件中的Timeline view功能顯示動態(tài)前沿圖譜，以文獻發(fā)表年份為X軸，聚類編號為Y軸得到虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究的時間線視圖，見圖5。通過動態(tài)前沿演變圖可見5個聚類的熱點詞頻，顯示在虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用過程中腦卒中、平衡、康復、微創(chuàng)、心理治療等在某個階段出現(xiàn)的頻率較高。

圖5 2010年—2020年國內(nèi)醫(yī)療護理領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究的Timeline時間圖

3 討論

3.1 我國醫(yī)療護理領(lǐng)域中“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”研究現(xiàn)狀 發(fā)文量是衡量某個研究領(lǐng)域研究熱點和趨勢的重要指標，醫(yī)療護理領(lǐng)域中“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”發(fā)文量在2010年僅有5篇，從2012年開始明顯增長，到2018年發(fā)文量達到51篇，發(fā)文量總體呈逐年上升趨勢，說明隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)療護理領(lǐng)域的網(wǎng)絡化、信息化發(fā)展已是大勢所趨，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也逐漸受到重視和研究。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷完善，我國學者的研究也相應增多，使得本方向的研究在醫(yī)療護理領(lǐng)域更加多元化，如認知功能、平衡功能、運動功能等康復訓練。總體而言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究總發(fā)文量仍然不高，因此需要進一步探討和擴大研究范圍。

3.2 我國醫(yī)療護理領(lǐng)域中“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”的研究相對單一 傳統(tǒng)的康復訓練因枯燥乏味，缺乏個性化設計，訓練安全性欠佳，訓練內(nèi)容與現(xiàn)實生活脫節(jié)，無法滿足人們越來越高的康復需求。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新興的治療手段，可高度復制現(xiàn)實場景，訓練安全、有趣，在病人認知功能、肢體功能、平衡能力等方面的康復訓練領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。腦卒中發(fā)病后存在不同程度功能缺失，包括運動障礙、言語障礙、認知功能障礙和日常生活能力障礙等[8]，國內(nèi)外多項研究表明了虛擬現(xiàn)實技術(shù)對于腦卒中上肢運動功能、平衡能力、步行能力的改善具有積極作用[9-12]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)基于人體運動學理論，通過強化、重復訓練和感官反饋誘導功能恢復，可彌補常規(guī)康復訓練的不足，是一種非常具有應用潛能的康復手段。曾迎春等[13-14]設計開發(fā)了基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的癌癥病人康復系統(tǒng)，包括認知評估、認知康復干預和認知評價3個模塊，病人可在虛擬環(huán)境下完成日常生活活動一樣的認知康復訓練。王佳妮等[14]設計了針對呼吸重癥監(jiān)護室(ICU)病人早期運動的虛擬現(xiàn)實康復系統(tǒng)，改善了運動鍛煉效果，提高了病人主動運動的積極性和依從性。

3.3 我國醫(yī)療護理領(lǐng)域中“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”的研究前沿與趨勢 結(jié)合關(guān)鍵詞時間圖，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究內(nèi)容從病人康復逐漸延伸至教學改革、心理治療、術(shù)前規(guī)劃等方向。王萍等[15]采用沉浸式虛擬現(xiàn)實技術(shù)對學生進行靜脈注射法的培訓，提高了學生對實驗操作內(nèi)容的掌握度。廣東省某醫(yī)科大學采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對醫(yī)學生進行心肺復蘇培訓，提高了學生的學習主動性和學習質(zhì)量[16]。張靜文等[17]利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)再現(xiàn)臨床實驗室交互式的三維動態(tài)實景，使學生沉浸在該環(huán)境中體驗臨床工作流程。目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在臨床培訓中的應用價值得到積極有效的反饋，未來虛擬現(xiàn)實技術(shù)有望成為一種新型的教學手段[18]。同時虛擬現(xiàn)實技術(shù)因擁有良好的沉浸感和實時性被應用于創(chuàng)傷后應激障礙的心理治療，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)情景再現(xiàn)，消除產(chǎn)生創(chuàng)傷的部分，讓病人敢于正視創(chuàng)傷事件，消除心理障礙[19-20]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于外科手術(shù)時，可為病人進行術(shù)前評估、制訂手術(shù)計劃和路線，對手術(shù)部位的解剖位置和結(jié)構(gòu)起到預演作用，提高手術(shù)成功率，降低手術(shù)風險[21-22]。

3.4 我國醫(yī)療護理領(lǐng)域中“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”的研究不足與展望 本研究借助CiteSpace軟件分析了2010年—2020年在中國知網(wǎng)核心期刊、CSCD和CSSCI期刊上發(fā)表的虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究文獻，梳理了近10年來該領(lǐng)域發(fā)文量、研究作者和關(guān)鍵詞的可視化分析。我國虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究在2012年前發(fā)文量甚少，近年來雖較前有所增加，但總體發(fā)文量仍偏低，未形成較大的研究團體，團隊之間缺少合作，未來我國還需建立多學科、多中心的合作，進一步挖掘虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢和應用前景，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與醫(yī)療護理工作有機結(jié)合，促進醫(yī)療護理信息化，提升醫(yī)療護理質(zhì)量。本研究僅檢索和分析了國內(nèi)相關(guān)文獻，未來的研究可結(jié)合國外研究作進一步對比分析，更好地為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在我國醫(yī)療護理領(lǐng)域的開展提供借鑒。

4 小結(jié)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種創(chuàng)新的培訓、護理、治療手段，具有良好的技術(shù)優(yōu)勢和應用前景，其在醫(yī)療護理領(lǐng)域逐漸開展應用，但目前國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用尚處于發(fā)展階段，未來還需要進一步明確虛擬現(xiàn)實技術(shù)適用的人群和范圍，開展多學科、多團隊的合作，加強合作研究。