基于VOSviewer和CiteSpace的近五年國際醫(yī)學模擬教育研究熱點分析

薛仁杰,周小冬,唐維兵,2

1.南京醫(yī)科大學兒科學院;2.南京醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院,江蘇 南京 210008

醫(yī)學模擬教育是指利用模擬訓練器等模擬技術手段,創(chuàng)設盡可能接近臨床的真實環(huán)境,進行臨床教學。相較傳統(tǒng)臨床教學存在的醫(yī)療教學資源緊張、疾病發(fā)生季節(jié)性、危急狀態(tài)不可復制性、容錯率低、少見病缺失、醫(yī)學倫理問題等短板,醫(yī)學模擬教學過程安全可控、可復制性高、不受時間和空間限制,可使學生學習、掌握技術技能和非技術技能。依據(jù)培訓目的不同,可將醫(yī)學模擬教學分為技術型教學和情景模擬教學。技術型教學是指在局部功能模擬器(廣義上包括動物、尸體等)上反復練習、模擬某項操作技術,如胸腔/腹腔/關節(jié)腔穿刺手術、腔鏡/內(nèi)鏡技術等。而情景模擬教學則是創(chuàng)建擬真的臨床情境,進行臨床思維等訓練[1],最終目的是提高醫(yī)生的崗位勝任力、保證醫(yī)療質量、促進患者安全。本文通過文獻計量方式,基于VOSviewer和CiteSpace文獻分析軟件對近五年國際醫(yī)學模擬教育文獻進行整體分析,回顧研究進程、熱點與研究前沿,為后期研究提供參考。

1 研究方法與文獻統(tǒng)計

1.1 數(shù)據(jù)來源

選擇科學引文數(shù)據(jù)庫Web of Science(WoS)核心合集中的文獻作為可視化分析的數(shù)據(jù)來源。以主題“medical simulation education”、出版日期“2018-08-01至2023-08-01”作為檢索式進行文獻檢索,檢索日期為2023年10月8日,共獲得檢索文獻2 754篇。文獻篩選方法如下:篩選文章類型為“article”,篩選文章語言為英語,排除綜述文章。最終獲得檢索文獻2 136篇,將記錄導出為純文本文件。

1.2 研究工具與方法

使用VOSviewer軟件1.6.19版本和CiteSpace軟件6.2.R4版本對納入文獻進行分析。

將導出的純文本文件導入VOSviewer軟件中,分別以國家、機構、作者為分析內(nèi)容,將最低發(fā)文數(shù)量設置為5,默認最低引用為0,生成圖表。以關鍵詞為分析內(nèi)容,對同義詞進行替換,例如將medical-education替換為medical education等,設置最小出現(xiàn)次數(shù)為20,繪制關鍵詞共現(xiàn)圖譜。

將導出的純文本文件以“download_xxx”重命名后導入CiteSpace軟件中,進行處理轉化,得到軟件可識別分析的數(shù)據(jù)集。關鍵詞分析時將參數(shù)設置為:時間范圍“2018-2023年”,時間分割“1年”,以“g-index”作為時間切片的數(shù)據(jù)選擇標準,規(guī)模因子k 值設為 9,Pruning 勾選Pruning sliced networks形式,進行關鍵詞聚類,查看聚類名稱。使用Burstness功能,將參數(shù)γ[0,1]設置為1,生成關鍵詞凸現(xiàn)圖譜。

2 結果

2.1 年度出版物

近五年發(fā)文量如圖1,總體呈上升趨勢,2022年發(fā)文量最多,為475篇。

圖1 年度發(fā)文量

2.2 文獻來源國家與機構

以“countries”為節(jié)點進行統(tǒng)計,發(fā)表論文數(shù)量最多的5個國家分別是:美國(發(fā)文900篇,被引5 122次)、加拿大(發(fā)文215篇,被引1 673次)、中國(發(fā)文140篇,被引776次)、澳大利亞(發(fā)文139篇,被引781次)、英國(發(fā)文136篇,被引740次)。以“organizations”為節(jié)點進行統(tǒng)計,發(fā)表論文數(shù)量最多的5個機構分別是哈佛醫(yī)學院、多倫多大學、美國西北大學、梅奧醫(yī)學中心、密歇根大學,其中多倫多大學被引量最高,見表1。

2.3 發(fā)文雜志

發(fā)文量位居前五的雜志,BMC Medical Education、Simulation in Healthcare-Journal of the Society for Simulation in Healthcare、Journal of Surgical Education、BMJ Open、Nurse Education Today,其中BMC Medical Education發(fā)文量和被引量均為第一,見表2。

表2 刊文雜志

2.4 核心作者

以“authors”為節(jié)點進行統(tǒng)計,發(fā)表論文數(shù)量最多的5位作者分別是Konge, Lars(發(fā)文31篇,被引185次),Brydges,Ryan(發(fā)文12篇,被引56次),Clifton, William(發(fā)文8篇,被引62次),Damon, Aaron(發(fā)文8篇,被引62次),Andersen, Steven Arild Wuyts(發(fā)文8篇,被引28次)。其中,被引論文最多的作者是Konge, Lars,見圖2。

圖2 作者可視化圖譜

2.5 高被引文獻

在WoS中被標注為高被引論文中的前十篇論文及主要內(nèi)容如表3,最高被引次數(shù)為107次。

表3 高被引文獻的主要內(nèi)容

2.6 關鍵詞共現(xiàn)和聚類分析

以“keywords”為節(jié)點進行統(tǒng)計,出現(xiàn)次數(shù)最多的10個關鍵詞分別為“simulation”(模擬)、“education”(教育)、“medical education”(醫(yī)學教育)、“performance”(表現(xiàn))、“skills”(技能)、“care”(護理)、“impact”(影響)、“medical students”(醫(yī)學生)、“student”(學生)、“surgery”(手術),其中“simulation”出現(xiàn)987次。利用VOSviewer軟件對出現(xiàn)次數(shù)達20次以上的關鍵詞進行共現(xiàn)分析,形成關鍵詞共現(xiàn)的可視化圖譜,見圖3。

圖3 關鍵詞共現(xiàn)圖譜

為了準確把握研究熱點,利用CiteSpace軟件 LLR 算法對關鍵詞進行聚類分析,共得到6個聚類群:“inter professional education”(跨專業(yè)教學)、“emergency medicine”(急救醫(yī)學)、“surgical education”(外科教學)、“augmented reality”(增強現(xiàn)實)、“clinical reasoning”(臨床推理)、“medical simulation”(醫(yī)學模擬)等。衡量聚類效果的兩個參數(shù)值分別為Q=0.332 9,S=0.701 5,代表聚類結果顯著、聚類可信服。

2.7 關鍵詞凸現(xiàn)

為了了解研究進程,采用 Burstness 功能對關鍵詞進行挖掘,尋找各時間段被集中引用的關鍵詞,共獲得 21 個引用爆發(fā)的凸現(xiàn)詞,見圖4。

圖4 凸現(xiàn)詞可視化圖譜

3 討論

3.1 文獻分布情況

從發(fā)表文獻的國家分布來看,美歐等發(fā)達國家發(fā)表醫(yī)學模擬教育論文較多,我國發(fā)文量雖位居第三位,但與排名較前的國家相比,總數(shù)相差較大,我國醫(yī)學模擬教育起步較晚,并且仍停留在教育領域,各級醫(yī)療機構尚未意識到醫(yī)學模擬教育在改善醫(yī)療質量中的巨大潛力,如何改變規(guī)模大、設備全但使用率低等重形式輕內(nèi)涵等現(xiàn)狀,如何進一步推動醫(yī)學模擬教育走向國際化發(fā)展渠道,讓模擬真正轉化為臨床技術的提高,需我國醫(yī)科院校、各級醫(yī)療機構、醫(yī)學模擬中心管理者及廣大教師從多個方面努力。急診醫(yī)學、外科學和護理學為醫(yī)學模擬教學研究常見方向。從發(fā)文機構來看,近五年來發(fā)表論文數(shù)量最多的機構是哈佛醫(yī)學院,但被引最多的機構是多倫多大學,該校素以案例教學、技術手段融入教學等教學方式聞名,其臨床醫(yī)學專業(yè)自2015年起進行課程體系改革,將傳統(tǒng)分段式醫(yī)學教育課程改為利用臨床實際案例,整合基礎科學、社會心理學和醫(yī)學人文等跨學科,模塊化的融合性CBL課程體系,旨在培養(yǎng)能在不確定情境中進行學習、創(chuàng)造,將科學和實踐融為一體的“適應性專家”[12],對我國醫(yī)學教育改革有一定示范引領作用。

發(fā)表論文和被引數(shù)量最多的Konge,Lars是歐洲醫(yī)學教育聯(lián)盟聯(lián)席主席、哥本哈根醫(yī)學教育與模擬研究院(Copenhagen Academy for Medical Education and Simulation, CAMES)學術帶頭人,也是全球最活躍的模擬研究人員之一,近五年研究多聚焦于外科模擬教育和虛擬現(xiàn)實技術(Virtual Reality, VR)等領域,例如其2019年的一篇高被引論文發(fā)現(xiàn)不同經(jīng)驗水平的白內(nèi)障外科醫(yī)生在VR模擬器上的表現(xiàn)與真實白內(nèi)障手術表現(xiàn)之間顯著相關[13],近期的一篇高被引論文系統(tǒng)回顧了VR頭盔在醫(yī)學教育中的使用情況,發(fā)現(xiàn)其優(yōu)于傳統(tǒng)的外科手術學習方法[14]。發(fā)表醫(yī)學模擬教育論文最多的雜志BMC Medical Education是綜合性醫(yī)學教育頂級期刊之一,其他發(fā)表論文較多的如Simulation in Healthcare-Journal of the Society for Simulation in Healthcare、Clinical Simulation in Nursing為模擬醫(yī)學期刊,BMJ Open作為臨床專科期刊,對醫(yī)學模擬教育主題相關文章相對友好。

3.2 研究熱點內(nèi)容

關鍵詞是論文中揭示主題的詞匯,出現(xiàn)次數(shù)最多的10個關鍵詞中,關鍵詞“模擬”“教育”“醫(yī)學教育”“醫(yī)學生”“學生”較為寬泛,而關鍵詞“表現(xiàn)”“技能”“護理”“影響”“手術”則體現(xiàn)目前醫(yī)學模擬教育領域的一些熱點。通過對關鍵詞聚類的主題詞和包含詞進行分析,結合文獻閱讀,聚類反映的熱點內(nèi)容包括①跨專業(yè)教學(inter professional education, IPE):包括醫(yī)學生、三維打印、標準化病人(Standardized Patient, SP)、VR等;②急救醫(yī)學:包括緊急醫(yī)療服務、VR、心肺復蘇等;③外科教學:包括外科模擬、外科訓練、模擬訓練等;④增強現(xiàn)實(augmented reality, AR):包括三維打印、混合現(xiàn)實(mixed reality, MR)、VR、增材制造等;⑤臨床推理:包括住院醫(yī)師教育、姑息治療、虛擬病人(visual patient, VP)等;⑥醫(yī)學模擬:包括高保真模擬等。

3.2.1 常見醫(yī)學模擬教學手段

以心臟病學為例,主要通過以下幾種互補的醫(yī)學模擬教學手段,培養(yǎng)學生基礎知識、實踐能力等技術技能,完成從模擬學習到臨床實踐的過渡:在醫(yī)學解剖學教學中通過VR技術探索沉浸式三維心臟成像,學習心臟解剖部分的內(nèi)容[3];在診斷學教學中通過心肺電腦模擬人進行心臟體格檢查,如進行心臟及大血管的搏動觸診、心臟聽診等,或應用模擬器聽診與SP結合的混合模擬方式進行心臟病史采集、體格檢查培訓;在急診醫(yī)學教學中通過生理驅動高保真模擬人進行心肺復蘇等臨床急救技能訓練,或將VR/AR技術用于心肺復蘇培訓提升交互體驗;在外科學教學中通過心臟外科手術模型訓練系統(tǒng)進行心臟停跳/非停跳手術模擬訓練等。此外,醫(yī)學模擬培訓教師也可結合情景模擬教學手段進行心臟急救培訓,例如急性ST段抬高型心肌梗死情景模擬教學,進行急性胸痛診治、急性ST段抬高型心肌梗死識別處理、心搏驟停急救演練[15],培養(yǎng)學生臨床推理和處理復雜臨床事件的能力。教師可通過視頻回放、學生自我復盤等方式進行事后復盤,比較學員“念頭”與標準的思維過程,識別觀念差距、填補行為表現(xiàn)差距,讓學生將知識轉化為應用,轉變行為與態(tài)度[16]。教師也可結合IPE方式,如將臨床醫(yī)學、護理學專業(yè)組成醫(yī)護合作班,實施跨專業(yè)高仿真模擬教學,培養(yǎng)團隊合作協(xié)調能力等非技術技能[17]。最后,教師可通過系統(tǒng)評估醫(yī)學模擬教學效果、以達到質量改善等目的。

3.2.2 VR技術及相關熱點內(nèi)容

VR是聚類①的主要關鍵詞之一,并和其他聚類有較為緊密的聯(lián)系。近年來,VR及其衍生的AR和MR等虛擬技術迅速發(fā)展,從VR“逼真的場景呈現(xiàn)、事前可規(guī)劃性和過程可重復”到MR“現(xiàn)實與虛擬世界深度結合、三維模型與真實世界的精準匹配、環(huán)境與使用者的實時交互”[18],VR技術以其低成本、低風險、更具互動性的沉浸式體驗,被越來越多地用于醫(yī)學模擬教育領域,代替了傳統(tǒng)教學。WoS核心合集中位列前十的高被引論文,有3篇是關于VR的[3,9-10]。一項納入31項研究的元分析結果顯示,與傳統(tǒng)學習相比,VR提高了衛(wèi)生專業(yè)人員的知識和認知技能[19]。

3.2.3 新冠肺炎疫情對醫(yī)學模擬教育的影響

盡管出現(xiàn)頻次相對較少,但“COVID-19”也是醫(yī)學模擬教育中的一項重要議題,新冠肺炎疫情在一定程度上促進了醫(yī)學模擬教育發(fā)展。WoS核心合集中位列前十的高被引論文,有4篇是關于新冠肺炎的[2,5-6,8]。在新冠肺炎大流行缺乏疫苗的情況下,保持社交距離是防止該傳染病傳播的最重要的預防策略,而導致的相關封鎖對醫(yī)學教育造成影響。雖然“現(xiàn)場”接觸患者是臨床教學中不可替代的原則,但是為了解決非常時期醫(yī)療衛(wèi)生專業(yè)學生臨床時數(shù)不足的問題,也需采取特殊措施,讓學習無縫接軌,無須因疫情中斷學習進程。在這個過程中,在線教育和醫(yī)學模擬教育(如在線講座、虛擬模擬器、網(wǎng)絡直播、在線聊天室等)發(fā)揮了重要作用[8]。新冠肺炎給醫(yī)療保健系統(tǒng)帶來的許多技術變化,如醫(yī)生與患者的遠程醫(yī)療服務、醫(yī)生與同事的虛擬會議和在線訪談等,其作用需被客觀評估,并在未來加以完善[2]。

3.3 研究前沿趨勢

2019-2020年,代表性的凸現(xiàn)詞為腹腔鏡手術、VP、訓練模型等。在此期間,腹腔鏡手術凸現(xiàn)強度最高,腹腔鏡手術培訓中可以使用多種基于模擬的教學方法,例如上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院的一項研究發(fā)現(xiàn),在VR模擬器和活體豬進行的腹腔鏡訓練比參加傳統(tǒng)講座和觀看手術有效,在腹腔鏡基礎技能的培訓上,VR模擬器和動物手術沒有顯著差異,VR模擬器有望取代活體動物[20]。VP是一種基于計算機的特定類型的程序,以臨床案例為基礎,結合圖像、聲音、文字等多媒體元素,可模擬臨床環(huán)境,供使用者進行病史采集、體格檢查、輔助檢查、開展診療活動等[21],VP和訓練模型同為模擬中心所配備,通過反復訓練培養(yǎng)學生臨床技能、診療思維,適合大規(guī)模培訓使用,低到適度的混合證據(jù)表明,與傳統(tǒng)教育相比,VP可以更有效地提高技能,改進的技能包括臨床推理、程序技能以及程序技能和團隊技能的結合[22]。

2020-2021年,代表性的凸現(xiàn)詞為SP、基于模擬的醫(yī)學教育、評估工具、基于勝任力的醫(yī)學教育、嚴肅游戲等。在此期間,SP是凸現(xiàn)強度最高的詞之一,SP是指接受嚴格、標準和系統(tǒng)化培訓,能準確表現(xiàn)出患者真實臨床反應的個體,有證據(jù)表明,運用基于SP的情景模擬教學可改善護生臨床溝通能力和共情能力[23],但SP也存在培養(yǎng)周期長、成本相對高的問題。嚴肅游戲,是指以教育為目的的數(shù)字化游戲,包括數(shù)字化桌面游戲、角色扮演游戲、知識競賽游戲和模擬技能訓練游戲[24],例如WoS高被引論文:利用密室逃脫作為外科教育的替代教學策略[4],鼓勵參與者在“鎖定”房間合作解決難題,在規(guī)定時間內(nèi)成功“解鎖”逃離房間,讓學生在游戲化情境中,以輕松、愉快的方式獲取現(xiàn)實世界的知識、能力和素養(yǎng),提高學習效率,但在實施中缺乏規(guī)范的設計標準,如何將其與教學目標結合也是設計難點所在[25]。

2021-2023年,代表性的凸現(xiàn)詞為醫(yī)學教育與培訓、基于模擬的訓練、全球健康、定性研究、死亡率、初級保健等。其中,醫(yī)學教育與培訓凸現(xiàn)強度最高,其次是基于模擬的培訓。近年來,利用先進技術增強醫(yī)學教育是新興的研究主題[26],醫(yī)學模擬教育在醫(yī)學教育與培訓中的重要性逐漸凸顯,尤其在全球健康的大背景下,醫(yī)學模擬教育以其“培養(yǎng)跨學科醫(yī)學人才、保障醫(yī)療安全、促進人群健康、降低死亡率”等方面的優(yōu)勢,已成為醫(yī)學教育發(fā)展的必然趨勢。此外,定性范式的方法論問題,作為醫(yī)學教育研究中的新興研究主題,值得進一步關注[26]。

由于本研究僅納入近五年國際醫(yī)學模擬教育的文獻,可能在一定程度上存在選擇偏倚,后期研究中可進一步拓展。最后,無論醫(yī)學模擬教育如何迅猛發(fā)展,今天的模擬是為了明天的安全,初衷始終不變。