全膝關節置換術后血栓形成的數據挖掘及聚類分析

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全膝關節置換術(Total Knee Arthroplasty，TKA)是治療晚期膝關節骨性關節炎等疾病的外科手術之一[1]，其并發癥包括出血、傷口并發癥、血栓栓塞性疾病、神經缺陷等[2]。其中，靜脈血栓栓塞(Venous Thromboembolism，VTE)包括深靜脈血栓形成(Deep Vein Thrombosis，DVT)和肺栓塞(Pulmonary Embolism，PE)，是TKA術后主要的、可能致命的并發癥[3-4]。研究表明，TKA術后患者VTE的發生率約為17%-53%[5]。因此如何早期預防術后血栓的形成和降低危險因素對血栓形成的影響，以減輕患者痛苦、降低死亡率，已成為當前急需解決的問題。

目前美國骨科外科醫師協會(American Academy of Orthopaedic Surgeons，AAOS)和美國胸科醫師學會(American College of Chest Physicians，ACCP)對預防血栓栓塞并發癥的建議是化學治療藥物和機械預防相結合[6]。傳統預防TKA術后血栓形成的機械方法或藥物包括：間歇性氣動壓縮裝置(Intermittent Pneumatic Compression Devices，IPCD)、阿司匹林、華法林、依諾肝素等[7-9]。由于這些方法或藥物存在不足之處，因此新的方法和藥物不斷出現。如利伐沙班、阿哌沙班等口服活性因子Xa抑制劑能夠更好地預防TKA術后出現的VTE[4,10]；血栓預防性經皮神經電刺激(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation，TENS)能夠有效預防靜脈瘀滯和血液高凝狀態，對術后早期預防VTE有顯著作用[8]。除了對早期血栓形成的預防方法進行研究外，還有部分學者致力于找出全膝關節置換術中影響血栓形成的影響因素。如Song K等人[11]發現代謝綜合征(Metabolic Syndrome，MS)會增加TKA術后全身和癥狀性DVT的風險。除此之外，氣動止血帶的使用也被認為是癥狀性血栓栓塞最重要的危險因素之一，使用止血帶進行TKA后DVT的發生率高達72%-84%[12]。

目前對全膝關節置換術術后血栓栓塞的預防尚未達成共識，不同的研究之間仍存在一定的差異，其發生機制和影響因素也尚無確切的結論[13-14]。文獻計量學是客觀衡量學術出版物影響的關鍵方法之一[15]，可衡量科學出版物在特定主題或研究領域內研究的趨勢和熱點[16]。共詞分析是文獻計量學研究使用的方法之一，它是指當兩個專業術語出現在同一篇文章中時，他們之間可能存在一定的內部聯系。兩個術語同時出現的頻率越高，證明二者之間的關系越密切。根據這個規律，應用聚類分析等統計學方法對研究領域中的關鍵詞進行分類，能夠找出該領域的研究重點和結構[16]。Cheng 和 Church提出的雙聚類算法，可同時聚類矩陣的行和列[17-18]，能夠保存原始數據、發現研究對象之間的潛在關系和更直觀地展示該領域的研究熱點。

本文通過對TKA和血栓形成之間關系的外部特征和內容模式進行全面分析，探尋該領域的研究歷史、現狀及發展趨勢；利用文獻計量學方法(共詞雙聚類分析)識別全膝關節置換術與血栓形成之間關聯的研究熱點，觀察其年度趨勢以及地區語言、活躍期刊等的分布；探討引起全膝關節置換術術后血栓形成的影響因素、預防術后血栓形成的方式方法等，為今后相關的研究提供參考。

1 方法

1.1 數據采集

為了獲取同時包含TKA和血栓的信息來源，本文以PubMed數據庫進行數據檢索，基于MeSH主題詞找出主題詞與文章一一對應的關系，進行共詞聚類分析[16]。本文使用PubMed進行無語種和出版日期限制的Advanced檢索。為了確保檢索的信息完整且準確，檢索式由血栓的多個英文同義詞(同義詞之間由“OR”連接)與全膝關節置換術的多個英文同義詞(與關鍵詞血栓由“AND”連接)組成，經過對多個檢索式的篩選，最終選擇的檢索式為：#1((thrombus OR thrombosis OR thromboses OR "blood clot" OR "blood clots" OR "Venous thromboembolism"))AND ("total knee replacement" OR TKA OR "total knee arthroplasty")。檢索時間為2018年9月6日。

AAS被用于多種個人護理產品的配方。N-椰油酰甘氨酸鉀被發現對皮膚溫和并用于面部清潔，以除去污泥和彩妝。N-酰基-L-谷氨酸有兩個羧基，因而水溶性更佳。在這些AAS中，基于C12脂肪酸的AAS被廣泛用于面部清潔，以清除污泥和彩妝。具有C18鏈的AAS可被用作護膚品中的乳化劑。N-月桂酰基丙氨酸鹽已知能制造出對皮膚無刺激性的膏狀泡沫，因此可用來配制嬰兒護理產品。用在牙膏中的基于N-月桂酰的AAS具有與肥皂類似的良好去垢能力，以及很強的酶抑制功效（enzyme-inhibiting efficacy）[102]。

1.2 數據提取

為了獲取TKA與血栓形成的聯系，需對包涵兩個要素的文章內容進行挖掘，從中提取具有概括性和代表性的內容。本文使用BICOMB2.0對所有文章的“主要主題詞+副主題詞”進行提取、統計，使用H指數法選取前28個頻次≥29次的高頻主題詞[19]；然后以來源文獻作為行、高頻主題詞作為列，生成二進制詞篇矩陣輸出。詞篇矩陣是一種二值(0，1)矩陣，以主題詞在文章中出現為1值，不出現為0值，可以展示全部高頻主題詞及與之一一對應的來源文章的分布。

聚類1為“對于全膝關節置換術導致靜脈血栓等術后并發癥的病因研究”。如文獻[28]的結果顯示，在全膝關節置換術中使用止血帶增加了遠端深靜脈血栓形成的風險。

平面上每對山峰之間的距離表示它們的群集相對相似性。圖1中山峰1與山峰2平面距離較大，山峰0與山峰3平面距離較大，即群集1與群集2的相對相似性較低，群集0與群集3的相對相似性較低。

1.3 數據處理與分析

1.3.1 雙聚類及結果展示

為了更形象地展示聚類結果，我們使用gCLUTO1.0進行雙聚類分析[20]。雙聚類是對原始數據按行和列組成，進行拆分組合的聚類方法，不受數據原始排序的影響，聚類的結果更加精確，據此確定高頻主題詞與源文獻之間的關系[21]。利用上述詞篇矩陣，根據適合于雙聚類分析的參數設置gCLUTO中的雙聚類參數。聚類方法選擇“重復二分法”，相似函數為余弦，聚類準則函數為I2。為了區分最佳數量的聚類，使用不同數量的聚類再次執行2個聚類[22]。取各類之間分組界限清晰、每一類內部結構完整、聚類效果最好的一組，通過山峰可視化圖(Alpine)和矩陣可視化圖(Matrix)對主題詞和文章進行高頻和高頻雙焦點結果的雙向可視化[23]。通過這些直觀形象的聚類分析結果可反映出這些詞之間的親疏關系。最后將這些主題詞重新組合起來，可以反映出這些詞所代表的學科和主題的結構，借助高頻主題詞與各組代表性論文內容之間的語義關系，獲得TKA與血栓形成研究活動的熱點。

1.3.2 繪制戰略坐標

從雙聚類結果山峰圖的整體效果來看，聚類結果較為理想。因為每個獨立的群集應該覆蓋至少30種出版物，并且在高山可視化中不應該存在三重峰[16]，因此將高頻主題詞劃分為4個群集。高頻主題詞與全膝關節置換術文獻PubMed唯一標識符PMIDs的雙聚類可通過可視化矩陣呈現，28個高頻主題詞被聚類成4個群集。深入閱讀每個群集的代表性文章有助于確定和總結每個群集的主題。血栓與全膝關節置換術文獻的主題主要被分為：全膝關節置換術中溶栓藥(氨甲環酸、抗纖維蛋白溶解劑)對于術后出血及失血等情況的防控、全膝關節置換術導致如靜脈血栓等術后并發癥的病因、全膝關節置換術中靜脈血栓等術后并發癥的防控方法、應用抗凝藥與溶栓藥防控與治療全膝關節置換術后的血栓形成4個方向。

共詞矩陣包含了原始數據相似度信息的矩陣，可用于數據分析。利用高頻詞的共詞矩陣，本文使用戰略圖進一步分析TKA與血栓形成的聯系。首先，使用BICOMB2.0生成以高頻主題詞為行、與其關聯的高頻主題詞為列的28*28共詞矩陣；然后使用Excel將gCLUTO的聚類信息導入共詞矩陣，計算類內鏈接平均值和類間鏈接平均值，再分別計算向心度和密度。在戰略圖中，X軸被設定為向心度，表示該聚類與外部類別相互作用的強度。研究發現，與其他類別相關的一個類別的數量越大，強度越大，其作用往往在研究過程中更為重要[24]。一個類別的向心度是通過該類別的高頻詞與其他類別的高頻詞之間的聯系強度計算的。Y軸代表密度，表示給定類別內部完整性的強度[25]。類別的密度通過類別中的平均鏈接計算。

雖然很多互聯網企業建立了員工績效考核體系，但并沒有一貫地堅持下去，這主要是由于公司高層對其不夠重視。很多互聯網企業的大多數部門負責人表面上很重視、支持考核，但實際上，他們總是借故工作繁忙而沒有把績效考評放在心上。很多時候，直到考核周期快結束時，部門負責人才匆忙地根據一些主觀印象給員工打分。

最后根據上述計算結果繪制戰略坐標。首先，繪制包含X軸和Y軸的四象限二維坐標；其次，根據計算出的各類別向心度和密度，將gCLUTO2.0聚類的各個類別分配到這4個象限中，繪制出包含所有類別的二維戰略坐標；最后，通過進一步分析戰略坐標4個象限的坐標分布，得出TKA和血栓研究中的熱點問題和發展趨勢。

基于以上檢索策略，從PubMed中共檢索到1 290篇文獻。根據文章標題及摘要所顯示的內容，對文章進行二次篩選。其中，納入標準為：研究內容包含具體TKA手術操作，術后并發癥檢查指標包含血栓形成；排除標準為：術后檢查指標中排除了血栓形成，研究如何對患者進行術前評估而不涉及手術操作，主要研究術后死亡率而缺乏對并發癥的記錄，與手術操作無關的其他項目研究，被撤回的文章。最終，刪除了251篇文章，剩余1 039篇文獻，并按照Most Recent方式進行排序，以xml文件格式保存。

2 結果分析

2.1 血栓與TKA的研究熱點及聚類分析

根據檢索策略和收錄標準，本文共計收錄文獻1 039篇，其中第一篇文獻發表于1976年[26]。從1976年至2018年9月6日，PubMed數據庫收錄的血栓與全膝關節置換術的文獻中共有840個主要主題詞，累計出現頻次4 163次。最終，出現頻次≥29次的28個主題詞被定義為高頻主題詞，累計出現頻次為2 105次(表1)。

對不同數目的聚類進行雙聚類后，用高山可視化和矩陣可視化顯示“高頻主題詞-來源文獻”矩陣的雙聚類結果。當這些高頻主題詞被分成4個群集時，每個群集中的高山可視化圖如圖1所示。高山可視化的目的是在視覺上幫助用戶理解高維數據集的內容和聚類的效果。在圖1中，每個群集被表示為由群集數標記的3D地形中的山峰，山峰在平面上的位置、體積、高度和顏色被用于描繪相關群集的信息。

表1 PubMed收錄的血栓與全膝關節置換術文獻中的高頻主題詞

圖1 高頻主題詞和血栓與全膝關節置換術

各地開展試點工作，應包括自然文明、用水文明、管理文明以及文化文明四個方面的建設內容；其指標體系應以地區自然、人文、經濟社會稟賦條件為基礎進行設計，并開展水生態文明評價。結合未來區域發展目標，提出符合區域特性的水生態文明建設原則，設計區域水生態文明建設總體方案，以關鍵技術作為支撐開展區域水生態文明建設工作。

每個山峰的高度與群集的內部相似性成正比。圖1中山峰0的高度最高，即群集0的內部相似性最強。

山峰的體積與包含在群集內的高頻主題詞的數量成正比。圖1中山峰0的體積最大，即群集0所包含的高頻主題詞最多。

本文共收錄血栓與全膝關節置換術的相關文獻1 039篇。1976-2009年期間，文獻數量從1篇增加到55篇；2010-2012年期間，文獻數量逐年下降；2013-2018年期間，文獻數量呈快速增長趨勢，從2013年的27篇逐漸增加到2018年的104篇。

山峰的顏色代表群集對象的內部標準偏差：紅色代表內部標準偏差小，藍色代表內部標準偏差大。圖1中山峰0與山峰2紅色較深，山峰1與山峰3幾乎不見紅色部分，說明群集0與群集2的內部標準偏差小而群集1與群集3的內部標準偏差大。

凍干重組腦利鈉肽用法：采取連續靜脈滴注24小時的給藥方式，本品首先以1.5 μg/kg靜脈沖擊后，以0.0075 μg/kg/min的速度連續靜脈滴注。

2.2 戰略坐標

通過對高頻主題詞共詞矩陣的整理，可將高頻主題詞分為4類(圖2)。其中，“0類”為全膝關節置換術中溶栓藥(氨甲環酸、抗纖維蛋白溶解劑)對于術后出血及失血等情況的防控，“1類”為全膝關節置換術導致如靜脈血栓等術后并發癥的病因，“2類”為全膝關節置換術中靜脈血栓等術后并發癥的防控方法，“3類”為應用抗凝藥與溶栓藥防控與治療全膝關節置換術后的血栓形成。

圖2 全膝關節置換術文獻的高頻主題詞類別

為了對全膝關節置換術與血栓形成的聯系進行分析，本文制作了戰略坐標圖(圖3)。

圖3 4類高頻主題詞的戰略坐標圖

圖中的X軸代表向心度，表示相互影響的強度，通過該類別的高頻主題詞與其他類別的高頻主題詞間的聯系強度計算得出；Y軸代表密度，表示給定類別內部完整性的強度，類別的密度通過類別中的平均鏈接計算。由圖3可知，類別2位于第4象限，代表類別2的重要性強，而成熟度不高；類別1位于第一象限，代表類別1 的重要性強且研究成熟；類別0與類別3位于第三象限，代表類別0與類別3的重要性較低且研究不成熟。綜上所述，類別2 中的高頻主題詞可以成為未來研究的重要方向之一。

2.3 文獻數量的年代分布

遠離口岸城市的邊遠地區，情況更糟。1932年甘肅省會蘭州，“所設學校計有甘肅學院一所，省立第一師范、女子師范各一所，省立第一中學及農業學校共二所，省立工藝學校、女子職業學校各一所，公私立小學校共三十余所。此外復有回民自辦之清真學校二所。除小學生外，僅千余名而已。程度均甚低，不能與口岸地區相比。女子師范生不及百名，以蘭州人口十余萬之眾，婦女居其半數，入學受教育者乃如此寥寥，可知甘省女子教育更屬落伍中之落伍者。此省會區域，其教育情況尚不逮內省之縣城，則其外縣鄉村更無論矣”。[27]

2.4 最活躍期刊

1976年到2018年，共有289種期刊的文獻涉及血栓與全膝關節置換術這一領域。根據布拉德福定律，其中最活躍的期刊有20種，共發表文獻522篇，占全部文獻的50.24%。

關于20種血栓和全膝關節置換術研究領域最活躍的核心期刊及其發表的相關文獻數量的統計分析結果見表2。

表2 20種血栓和全膝關節置換術研究領域的最活躍核心期刊

3 討論

在近代人工髖關節成功應用于病人的背景下，人工全膝關節置換術得到了迅猛發展，但多種并發癥不斷發生，引起了學術界越來越廣泛的關注。

完善的中國商法體系并不能止于商事通則的制定，法典化的系統編纂是商法最高形態的形式理性，商事法律匯編僅是將我國的商事單行法模式過渡到商法典模式的中間路徑，一旦我國通過商事法律匯編形成較為系統的商事法律框架體系，社會商業倫理秩序趨于穩定，我國仍然應當制定商法典。通過保障基本權利的民法典和規范商業秩序的商法典的相互作用，實現社會關系和經濟活動的長遠發展。

本文利用文獻計量方法發現了4個研究熱點。分析結果顯示，血栓與全膝關節置換術這一主題的文獻數量由2013年的27篇逐漸增加到2018年的104篇，說明這一領域的相關研究正引起越來越廣泛地關注。發表文獻涉及血栓與全膝關節置換術這一領域的期刊共有289種，根據布拉德福定律，最活躍的有20種，其中The Journal of arthroplasty發表的文章最多。

3.1 研究熱點

目前就全膝關節置換術術后血栓栓塞的預防尚未達成共識，不同的研究之間存在著一定的差異。本文獲得了28個主要的MeSH熱門術語，利用雙聚類分析法將這28個術語聚集成4個簇，然后將每個聚類作為一個熱門話題，包括“全膝關節置換術中溶栓藥(氨甲環酸、抗纖維蛋白溶解劑)對于術后出血及失血等情況的防控”(聚類0)、“全膝關節置換術導致如靜脈血栓等術后并發癥的病因”(聚類1)、“全膝關節置換術中靜脈血栓等術后并發癥的防控方法”(聚類2)、“應用抗凝藥與溶栓藥防控與治療全膝關節置換術后的血栓形成”(聚類3)。

聚類0為“全膝關節置換術中溶栓藥(氨甲環酸、抗纖維蛋白溶解劑)對于術后出血及失血等情況的防控”。如文獻[27]通過Meta分析氨甲環酸在減少全膝關節置換術后及術中出血量方面的有效性和安全性的結果顯示，對于接受全膝關節置換術的患者使用氨甲環酸減少失血是有效且安全的。

于是我們發現了自己的窘境：現在常常憂慮的不是知道得太少，而是知道得太多。各種信息太多了，什么網絡小報廣播電視雜志書籍——連風里都是各種各樣的聲音。我們的視聽已經被嚴重堵塞，五官負擔大大超載。這一切已經影響到我們的思考和判斷，因為各種參照實在太多了。

另外，還統計了所有文獻的高頻主題詞、作者、期刊的分布情況，以及TKA與血栓關系這一研究領域的研究熱點區域和活躍期刊，以了解其時間和空間分布的研究發展趨勢。

聚類2為“全膝關節置換術所引發的靜脈血栓等術后并發癥防控方法的探究”。全膝關節置換術伴感染、血栓、肺栓塞、腓總神經損傷等并發癥，其中患者靜脈血栓栓塞的發生率約為17%-53%[5]。目前，研究人員正試圖通過研究全膝關節置換術中時間因素與風險因素對手術結果的影響，以確定相應并發癥的防控方法。目前已發現的相關的時間因素包括止血帶的施放時間[29]、相關抗凝藥物注射時間[30]、術后并發癥的發生時間等，相關的風險因素包括患者是否患有癌癥[31]、是否患有類風濕性關節炎和彌漫性結締組織病等疾病[32]、術中是否應用骨水泥固定[33]和抗凝藥物使用的風險等。

句式復雜也是本文的一個語言特點.英語中的各類從句看似簡單,但在實際運用中往往并不是很好識別。比如關系從句,狀語從句,名詞性從句,獨立主格結構等等,所有句式交雜在一起能夠靈活運用就更不容易。一來我們要能夠通過大量閱讀來提高語感,辨識出是何種句型,二來能夠模仿作者的句式來進行寫作,提高自身的寫作能力才是最終目的。請看下列例句：

聚類3為“應用抗凝藥與溶栓藥防控與治療全膝關節置換術后的血栓形成”。如文獻[34]通過隨機臨床遺傳信息學試驗(Genetic Informatics Trial，GIFT)確定基因型引導劑量是否可提高華法林使用的安全性，結果顯示基因型引導的華法林給藥在該類手術中降低了大出血和靜脈血栓栓塞或死亡的綜合風險。

通過對高頻率MeSH術語的分布及對上述4個研究熱點的內在聯系進行解讀發現，研究人員已經基本確定全膝關節置換術導致靜脈血栓等術后并發癥的病因，并且分析了不同溶栓藥與抗凝藥的應用對靜脈血栓及出血預防的影響。由于相關因素過于復雜，無法構建有效的預測防控模型，很難確定一套有效的并發癥防控方法。

方法：取艾葉50克，放入沸水中煎煮約15分鐘，待水溫稍低后，就可以把腳放入藥液浸泡，每次浸泡 15～20分鐘，水涼后可加入熱水。

3.2 戰略坐標圖分析

根據聚類結果繪制的戰略坐標圖，本文最重要的發現是“全膝關節置換術中靜脈血栓等術后并發癥的防控方法”這一聚類處于戰略坐標圖的第四象限。該象限的聚類具有向心度較高、密度較低的特點，說明全膝關節置換術所引發的靜脈血栓等術后并發癥的防控方法一直是臨床上面臨的重要問題由于患者的身體狀況不盡相同，多種手術器械無科學嚴謹的使用標準，各種抗凝藥物應用效果難以分析等復雜的相關因素，研究人員尚未能確定有效的防控方法。新興的人工智能技術可以進行機器學習，模擬人腦的工作方式，并擁有大數據處理能力。如果將其應用于醫療領域，利用其強大的數據分析能力，這個問題或許能在未來通過建立模型加以解決。通過對各種數據的分析，預測出患者發生血栓的概率，及時給予相應治療，避免血栓的發生，有助于精準醫療策略的實現，為患者提供更加優質的服務。

其次，“全膝關節置換術導致靜脈血栓等術后并發癥的病因的研究”這一聚類位于戰略坐標圖的第二象限。該象限的聚類具有向心度較低、密度較高的特點，說明全膝關節置換術導致靜脈血栓等術后并發癥病因的研究比較普遍，并非重點研究目標。

最后，“全膝關節置換術中溶栓藥(氨甲環酸、抗纖維蛋白溶解劑)對于術后出血及失血等情況的影響”和“應用抗凝藥與溶栓藥防控與治療全膝關節置換術后的血栓形成”這兩個聚類位于戰略坐標圖的第三象限。該象限的聚類具有向心度和密度都較低的特點，說明這兩個聚類并未處于研究的核心地位，相關的研究也不多。

3.3 局限性

本文仍存在一定的局限性。首先，僅應用PubMed數據庫獲得的資料進行文本計量學研究可能不夠全面，不能獲得真正的臨床數據用于調查研究。假如能夠訪問如MIMIC數據庫等臨床數據庫，則可以進行質量更好的更多研究；其次應用的文本挖掘技術中只使用了H指數算法，未來可通過更換歸類方式或綜合應用多種歸類方式確定高頻主題詞以減小偏差。雖然共詞雙聚類是識別一個字段熱點的一種非常有用的方法，但本文的結果也可能受到使用MeSH術語索引文檔的準確性及MeSH術語的時間等因素的影響。

今年，在第七屆濟南國際雙年展上《歐美亞十國攝影組織主席作品聯展》展出了來自希臘、孟加拉、阿根廷、美國、塞爾維亞、新加坡、捷克、斯洛文尼亞、巴基斯坦、土耳其和中國的攝影大家的作品，他們分別是各自國家攝影組織的主席，也是堅定的國際攝影事業發展的促進者。他們的作品，不僅集合了風景、紀實、肖像、觀念等眾多攝影形式，還從諸多方面體現出對攝影的思考與拓展，其中有實驗探索，有對話融合，也有碰撞對立。但是，這些來自不同地域和文化背景下不同年齡段的攝影師們，卻用攝影獨有的藝術形式，呈現出繽紛的世界與美好的生活，恰到好處地體現出自己的獨立思考與表達。

4 結語

本文通過時間跨度較長的文獻計量學和共詞雙聚類的內容分析，共發現了人工全膝關節置換術相關領域的4類研究熱點。本文最主要的發現是人工全膝關節置換術中靜脈血栓等并發癥的防控已經成為臨床上面臨的重要問題。鑒于血栓等并發癥與諸多影響因素之間復雜的關系，如果利用人工智能技術建立模型并借之以預測血栓的發生，可能是醫學潛在的發展方向。未來的醫學研究可以從此方向開展，以進行更深層次的研究。