基于文獻計量學的乳腺三維超聲容積成像科學研究競爭態勢分析

中國醫學科學院/北京協和醫學院 醫學信息研究所/圖書館，北京 100020

引言

據報道，乳腺癌是女性最常見的癌癥，全球每年新增超過200萬例新發病例和超過60萬例死亡病例[1]。早期篩查和治療是提高乳腺癌患者生存率的最有效手段[2]。鉬靶檢查是西方國家最常用的乳腺癌篩查方法，然而這一篩查方法在乳腺密度較高的亞洲女性中靈敏度不夠高[3]。超聲檢查對于區分脂肪組織和腺體組織的敏感性較高，且無放射性，可以作為鉬靶檢查的有益補充[4-5]。目前，不少醫院采用傳統手持超聲篩查乳腺癌，但該檢查也有其局限性，比如高度依賴操作者的經驗，可重復性較差，標準化程度較低等。

近年來，乳腺三維超聲容積成像開始逐漸得到應用，該系統由主機、探頭和工作站組成。患者采取仰臥位，檢查者根據患者乳房大小選擇預設條件，然后由系統自動調整深度、聚焦等指標使圖像達到最佳。每次檢查可獲得正中位、內側位和外側位的數據，掃查后的圖像可傳輸至工作站進行脫機分析，也可在工作站進行自動三維重建，同步獲得整個乳腺包括矢狀面和冠狀面的圖像[6-7]。乳腺三維超聲容積成像具有數據可存儲、不依賴操作者經驗、可重復性高、標準化程度高等優勢，未來可能成為篩查乳腺癌的有效工具[8-9]。

本研究將對全球范圍內的乳腺三維超聲容積成像科技論文進行文獻計量學分析，從而在一定程度上反映該技術的科學研究競爭態勢，了解各國及主要機構在這一技術方向上的科研實力。

1 資料與方法

科技論文是科研成果的主要體現形式之一，其數量和質量可以在一定程度上反應科研實力，已有眾多學者基于文獻計量學分析評價具體國家或具體領域的科學研究競爭態勢[10-11]。

本研究在Web of Science數據庫中檢索乳腺三維超聲容積成像相關文獻，檢索詞包括automated breast ultrasound system (ABUS)、automated breast volume scanner (ABVS)及其各種近義詞，檢索時間為2019年12月16日，文獻類型限定為Article或Proceeding paper，排除綜述類文獻。共獲得219篇文獻，以此為分析集進行分析。

具體分析內容包括：① 展示全球歷年論文數量變化情況；② 統計論文數量、總被引頻次和篇均被引頻次等指標以展示主要國家和機構的發文數量和發文影響力；③ 基于國家字段的合作者分析了解國際合作情況；④ 展示高影響力論文的具體分布國家和機構。

2 結果

2.1 全球概況

1980年至今，全球在乳腺三維超聲容積成像方面的科技論文共計219篇，其篇均被引頻次為11.9次/篇。從歷年發文量來看，美國的邁阿密大學于1980年發表了第一篇相關論文，德國的柏林自由大學于1983年發表了第二篇相關論文，美國的印第安納大學于1986年發表了第三篇相關論文，之后十多年全球無相關論文發表。從2002年開始，乳腺三維超聲容積成像相關論文數量開始呈波動上漲趨勢，于2011年突破10篇，之后每年均有10～30篇。全球乳腺三維超聲容積成像論文數量年度分布，見圖1。

圖1 全球乳腺三維超聲容積成像論文數量年度分布

2.2 國別分析

（1）發文數量。乳腺三維超聲容積成像相關研究發文量排名全球前五位的國家依次是中國（66篇）、美國（57篇）、韓國（32篇）、荷蘭（31篇）和德國（26篇），這些國家發文量均超過20篇。另外，日本和意大利超過10篇，其他國家發文很少。

（2）發文影響力。總被引頻次排名前五位國家依次是美國（942次）、中國（678次）、韓國（484次）、德國（365次）和荷蘭（248次），其中篇均被引頻次以美國最高（16.5次），荷蘭最低（8.0次/篇），其他三國均在10次/篇以上。規模未進入前五位的國家中，瑞典的篇均被引頻次雖高達40.4次/篇，但其樣本量很小，且其被引頻次最高的論文并非以其為第一作者或通信作者。

乳腺三維超聲容積成像論文數量排名前十位的國家，見表1。

表1 乳腺三維超聲容積成像論文數量排名前十位的國家

2.3 機構分析

（1）發文數量。在發文數量排名前十位的13家機構（4家并列第10）中，有中國、美國、韓國機構各3家，日本機構2家，荷蘭和德國機構各1家。在發文量排名前二十位的23家機構（7家并列第17）中，有中國機構8家、美國、德國和日本機構各3家、韓國機構4家、荷蘭機構2家。從具體機構來看，乳腺三維超聲容積成像相關研究發文量排名前五位的機構依次是拉德堡德大學（26篇）、臺灣大學（18篇）、首爾國立大學（13篇）、密歇根大學（11篇）和復旦大學（11篇），這些機構的發文量均超過10篇。值得注意的是，拉德堡德大學發文量比排名第二位的臺灣大學多8篇，規模優勢明顯。另外，美國的通用電氣公司和德國的西門子公司分別以9篇和7篇居全球第7位和第10位。

（2）發文影響力。總被引頻次排名前五位的機構依次是加州大學（374次）、首爾國立大學（349次）、臺灣大學（268次）、拉德堡德大學（212次）和中國醫藥大學（166次），篇均被引頻次排名前五位的依次是加州大學（46.8次/篇）、中國醫藥大學（33.2次/篇）、首爾國立大學（26.8次/篇）、通用電氣（16.8次/篇）和Fraunhofer MEVIS研究所（16.8次/篇）。總被引頻次和篇均被引頻次均進入前十位的機構有加州大學、首爾國立大學、臺灣大學、中國醫藥大學、通用電氣、中正大學和Fraunhofer MEVIS研究所。

乳腺三維超聲容積成像論文數量超過5篇的機構，見表2。

表2 乳腺三維超聲容積成像論文數量超過5篇的機構

2.4 國際合作分析

全球乳腺三維超聲容積成像研究的國際合作如圖2所示，美國與中國、韓國、荷蘭、英國、瑞典等多個國家開展了學術合作，總次數達到41次，居全球首位。中國雖然論文數量占優勢，但國際合作程度明顯弱于美國，一方面合作總次數（27次）少于美國，另一方面合作國家數也少于美國（僅美國、韓國、日本和法國四個國家）。荷蘭雖然論文數量僅為中國的一半，但國際合作次數與中國相當（28次，排第2位），這也從側面反映出中國的國際合作程度相對較弱。

圖2 全球乳腺三維超聲容積成像國際合作情況

2.5 高影響力論文分析

表3列出了被引頻次排名全球前十位的論文，從論文的通信作者地址來看，有5篇來自美國，2篇來自中國，2篇來自德國，1篇來自日本。值得一提的是，排名首位的論文被引頻次高達210次，排名第二位的論文被引頻次高達103次，這兩篇論文均為美國機構發表，較之于其他論文而言影響力更大。

3 討論

長期以來，鉬靶一直是乳腺癌篩查的主要手段，對于年輕女性或者乳腺密度較大的女性而言，超聲檢查可能成為鉬靶的有益補充[12]。乳腺三維超聲容積成像可以克服傳統手持超聲可重復性差、高度依賴檢查者經驗等缺點，可通過三維重建獲得二維數據，在乳腺大且密度高的年輕女性中的表現優于傳統手持超聲[13]。多篇研究論文顯示，乳腺三維超聲容積成像診斷乳腺癌的靈敏度和特異度略優于傳統手持超聲，且具有省時和可重復性等優勢[14-16]。

由于本文分析集包含的文獻數量較少，因此僅做描述性分析，未作統計學檢驗。從全球論文量來看，乳腺三維超聲容積成像相關研究較少，在2009年之前各年均只有幾篇文章發表，從2011年開始才突破10篇。值得注意的是，通用電氣公司和西門子公司在該方向上的科技論文數量進入全球前列，與整個醫療器械行業發文量排名前列的機構均為高校有所不同[17]。

中國在乳腺三維超聲容積成像方面的論文數量排全球首位，臺灣地區六家機構和大陸地區兩家機構發文量均進入全球前列，但從論文的總影響力來看，中國不及美國，論文質量有待進一步提升，這與整個醫療器械行業的情況相似[17]。結合產業界的情況來看，中國NMPA于2019年9月批準了浙江深博醫療技術有限公司的自動乳腺超聲系統，由于上市時間較短，該產品在醫院的應用還不多。相比之下，美國通用電氣公司的產品早就已經開始應用于臨床。

美國的論文數量雖略少于中國，但其總體影響力最大，加州大學的總被引頻次和篇均被引頻次均排全球首位。美國注重產學研醫協同發展，美國通用電氣公司在該方向上的科技論文數量進入全球前列即可反映這一點，其與大學或醫院合作發表的多篇論文均產生了較大影響力[18]。在產學研醫協同推動下，通用電氣公司于2009年率先上市了乳腺三維超聲容積成像產品Invenia ABUS，這在一定程度上反映出美國具有較強的轉化能力，產業化進程遠遠領先于中國[19]。

韓國的論文數量和影響力均居全球第三位，其首爾國立大學研究實力最為突出[20]，其他領先機構均為高校或醫院，未見企業。荷蘭拉德堡德大學的論文數量全球領先，但論文影響力還有待進一步提升[21]。德國表現最為突出的是全球醫療器械巨頭西門子公司，該公司論文數量排全球前列，主要是因為其在超聲研究方面經驗豐富且積累深厚，其2010年上市的Acuson S2000已在全球多家醫院裝機使用[22-23]。

表3 被引頻次排名前十位的乳腺三維超聲容積成像論文

總之，本文數據顯示，全球乳腺三維超聲容積成像相關論文數量較少，呈波動上漲態勢，以中國論文數量最多，美國論文影響力最大，論文產出機構雖以高校為主，但通用電氣和西門子兩個公司也進入全球前列。

從未來發展來看，乳腺三維超聲容積成像設備目前主要是在醫院使用，隨著醫學人工智能的發展以及人群健康素養水平的提升，社區人群乳腺癌早期篩查有望進一步普及。乳腺三維超聲容積成像設備可借助其三維重建、省時、可重復性、圖像可存儲性等優勢得到越來越廣泛地應用。我國乳腺三維超聲容積成像科學研究產出相對較多，但成果影響力較弱，且產業化進程較慢。建議未來注重提升研究質量，加強產、學、研、醫協同發展，以臨床需求為導向，不斷改進產品，以適應未來社會發展形勢與醫療需求。