物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病中應(yīng)用現(xiàn)狀的可視化分析

李彥儒,曾詠梅,程 麗,胡細玲*

1.中山大學(xué)護理學(xué)院，廣東510080；2.中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院

慢性非傳染性疾病是以心血管疾病、糖尿病、癌癥和慢性阻塞性肺疾病等為主的疾病[1]。據(jù)統(tǒng)計，慢性疾病死亡例數(shù)已超過世界總死亡人數(shù)的60%，預(yù)計2030年將上升至75%[2]，慢性疾病已經(jīng)成為威脅人類健康的公共衛(wèi)生問題。慢性疾病防治是一項綜合、煩瑣的工程，目前的慢性疾病管理模式對病人的依從性和質(zhì)量指標的控制結(jié)果都不盡如人意[3]。我國的慢性疾病防治過程中存在著許多突出問題，如醫(yī)療結(jié)構(gòu)和醫(yī)療資源分配的不合理、防治人員數(shù)量不足、慢性疾病管理信息不對稱、系統(tǒng)管理共享性差等[1]。慢性疾病管理需要打破時間、空間的限制，需要采用更可靠的人體數(shù)據(jù)采集方式，更精準的數(shù)據(jù)分析模式[4]。物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things，IOT)，也稱為Web of things，被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第3次浪潮，其技術(shù)將所有具備獨立尋址能力的，包括將物理對象在內(nèi)的所有物體相互連接，以實現(xiàn)自行感知、可靠通訊、智能分析，從而建立起人與物、物與物相聯(lián)系的智能化信息處理、交互式服務(wù)系統(tǒng)[5]，物聯(lián)網(wǎng)促進了“人人享有基本醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)”，其在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已成為眾多高校和研究機構(gòu)的研究熱點。本研究探討物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病領(lǐng)域中的應(yīng)用情況，對該方面的學(xué)術(shù)論文進行統(tǒng)計分析，以揭示物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和研究熱點。

1 數(shù)據(jù)來源

本研究選取的全球文獻數(shù)據(jù)源為Web of Science的SCI-E、SSCI數(shù)據(jù)庫，檢索時間為建庫至2020年，通過主題詞字段進行檢索。主題詞字段采用的檢索詞包括主題詞與款目詞。①物聯(lián)網(wǎng)主題詞：Internet of things；②物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)主題詞及款目詞：radio frequency identification device，RFID，radio frequency identification，ambient intelligence，ambient，intelligences、intelligence,ambient，intelligences，ambient assisted living，ambient assisted livings，assisted living，ambient，assisted livings，ambient，ambient assisted，livings，ambient assisted，ambient-assisted living，ambient-assisted livings，living，ambient-assisted，geographic information systems，geographic information system，information system，geographic，information systems，geographical information systems，geographical information system，information system，geographical，information systems，geographical，system，geographical information，information，global positioning systems，positioning system，positioning systems，global，system，global positioning，systems，global positioning system，用“OR”進行連接檢索；③慢性疾病相關(guān)主題詞及款目詞：chronic disease，chronic diseases，disease，chronic，diseases，chronic illness，chronic illnesses，illness，illnesses，chronically ill，“OR”進行連接檢索。將①與②的檢索結(jié)果用“OR”連接檢索，檢索結(jié)果與③用“AND”連接進行檢索。將檢索得到的文獻進行除重后最終共得到有效文獻共322篇。

2 研究方法

本研究使用CiteSpace 5.6.R1軟件對數(shù)據(jù)進行可視化分析。知識脈絡(luò)的分析與展示：將Web of Science中的數(shù)據(jù)以其他文獻格式導(dǎo)出，記錄內(nèi)容為“全記錄與引用的參考文獻”，導(dǎo)入CiteSpace軟件后，時間切片設(shè)置為1，節(jié)點類型選擇作者、機構(gòu)及關(guān)鍵詞，每個時間切片出現(xiàn)最高的50個關(guān)鍵詞為分析對象(閾值選擇Topn=50)。由于第1篇文獻發(fā)表時間為1999年，故軟件的時間跨度參數(shù)選擇為“1999年—2020年”。研究力量分析：通過對作者和研究機構(gòu)的分析，繪制高頻作者的可視化圖譜，獲取節(jié)點為作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖，了解該領(lǐng)域的核心研究力量及相互合作情況，為評價科研人員和研究機構(gòu)的學(xué)術(shù)影響力提供新的視角。節(jié)點和連線的顏色深淺程度表示發(fā)文時間的遠近，顏色越深表示發(fā)文時間越近；節(jié)點的直徑表示作者或機構(gòu)的發(fā)文數(shù)量，直徑越大表示發(fā)文數(shù)量越多；節(jié)點間連線的粗細程度表示兩者間合作關(guān)系的強弱，連線越粗表示兩者之間合作關(guān)系越強。研究熱點分析：通過對高頻關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析和聚類分析，生成高頻關(guān)鍵詞的網(wǎng)絡(luò)圖譜和聚類圖譜，可視化展示國際研究熱點[6]。

3 結(jié)果

3.1 時間分布

Web of Science中以物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病領(lǐng)域應(yīng)用研究為主題的外文文獻共322篇，第1篇文獻發(fā)表時間為1999年，之后呈逐年上升趨勢，其中2019年最多，為47篇。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel中獲得物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病領(lǐng)域的應(yīng)用在Web of Science數(shù)據(jù)庫中歷年發(fā)文量時間分布折線圖，詳見圖1。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病中應(yīng)用研究相關(guān)文獻時間分布

3.2 國家分布

通過對Web of Science收錄的前10個國家物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病領(lǐng)域中的分析可以看出，排名前5位的國家分別為：美國[110篇(34.16%)]、英國[23篇(7.14%)]、澳大利亞[20篇(6.21%)]、加拿大[19篇(5.90%)]和西班牙[17篇(5.28%)]。我國在該領(lǐng)域共發(fā)表了15篇SCI論文，居第7位，占比4.66%，與西方發(fā)達國家相比仍有一定差距，詳見表1。

表1 2011年—2019年物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病中應(yīng)用相關(guān)研究文獻發(fā)文量前10位的國家(n=322)

3.3 研究機構(gòu)分析

本研究共提取到47個研究機構(gòu)，利用CiteSpace軟件繪制研究機構(gòu)的可視化圖譜，獲取節(jié)點為研究機構(gòu)的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視圖，運行軟件后獲得包含47個節(jié)點和80條連線的發(fā)文機構(gòu)混合共線網(wǎng)絡(luò)圖，從研究力量的分布來看，研究機構(gòu)主要為高校，呈現(xiàn)出以布朗大學(xué)(Brown Univ)、奧胡斯大學(xué)(Aarhus Univ)、澳大利亞弗林德斯大學(xué)(Fllnders Univ Austrilia)和西澳大利亞大學(xué)(Univ Western Australia)等高校為中心的合作網(wǎng)絡(luò)，詳見圖2。

圖2 1999年—2020年物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病中應(yīng)用相關(guān)文獻研究機構(gòu)分布圖

3.4 研究熱點分析

利用CiteSpace軟件繪制高頻關(guān)鍵詞的可視化圖譜，選擇關(guān)鍵詞為分析對象的節(jié)點類型，時間段設(shè)置為1999年—2020年，以1年為時間切片，選擇每個時間段頻率出現(xiàn)最高的50個關(guān)鍵詞為分析對象(Topn=50)，獲取節(jié)點為關(guān)鍵詞的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，得到物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病領(lǐng)域中應(yīng)用情況的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜。運行軟件后獲得包含145個節(jié)點和457條連線(density=0.043 8)，詳見圖3。本研究共提取到145個關(guān)鍵詞，出現(xiàn)頻次前3位分別為“健康(health)”“流行(prevalence)”及“死亡率(mortality)”，中介中心性前3位分別為“疾病(disease)”“健康”及“流行”。其中“健康”“流行”“互聯(lián)網(wǎng)(Internet)”及“系統(tǒng)(system)”在出現(xiàn)頻次與中心性排名中均為前10位，同時具備高頻與高中介中心性，是研究領(lǐng)域的熱點。出現(xiàn)頻次前10位關(guān)鍵詞見表2，中心度前10位關(guān)鍵詞見表3。對提取對象中出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞進行聚類分析，通過相似度算法(LLR)，生成聚類視圖，得到4個主要聚類。其中模塊化度量值為0.535 5，表示聚類結(jié)構(gòu)顯著，聚類內(nèi)部相似度指標為0.630 1，顯示聚類合理[7]，詳見圖4。主要聚類包括：①急診監(jiān)護(emergency department surveillance)包括住院(hospitalization)、復(fù)蘇(resuscitation)、病歷系統(tǒng)(medical record systems)、心肺死亡率(cardiopulmonary mortality)、護理(care)、護理服務(wù)(care delivery)、電子健康(e-health)、緊急醫(yī)療服務(wù)(emergency medical service)等。②霧計算(fog computing)包括物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things)、數(shù)據(jù)挖掘(data mining)、多媒體應(yīng)用(multimedia applications)、云計算(cloud computing)、智能醫(yī)療(smart health care)、移動醫(yī)療(mobile health care)等。③建筑環(huán)境(built environment)包括生活方式行為(lifestyle behaviour)、健康規(guī)劃(health planning)、汽車尾氣(automobile exhaust)、顆粒物(particulate)、物理環(huán)境(physical environment)、地理信息系統(tǒng)(geographical information systems)、呼吸健康(respiratory health)等。④慢性疾病(chronic disease)包括關(guān)鍵詞帕金森(parkinson disease)、糖尿病(diabetes)、高血壓(hypertension)、慢性腎病(chronic kidney disease)、泌尿系感染(urinary tract infection)、哮喘(asthma)、可穿戴設(shè)備(wearable device)、傳感器網(wǎng)絡(luò)(sensor networks)、長期護理(long-term care)、整合性照護(integrated care)、以病人為中心的護理(patient-centered care)等。

圖3 1999年—2019年物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病中應(yīng)用研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖

表2 1999年—2019年物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病中應(yīng)用研究文獻出現(xiàn)頻次前10位關(guān)鍵詞

表3 1999年—2019年物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病中應(yīng)用研究文獻中心度前10位關(guān)鍵詞

圖4 1999年—2020年物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病中應(yīng)用研究的關(guān)鍵詞聚類圖

4 討論

本研究使用CiteSpace 5.6.R1軟件，以文獻計量學(xué)的方法，對Web of Science數(shù)據(jù)庫中以物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病領(lǐng)域中的應(yīng)用為主題的322篇文獻進行了發(fā)文量、研究機構(gòu)的提取及共現(xiàn)、關(guān)鍵詞的提取與聚類等可視化分析。分析結(jié)果顯示，以物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病領(lǐng)域應(yīng)用為主題的文獻發(fā)文量逐年上升。2009年奧巴馬將“智慧地球”確定為國家戰(zhàn)略[8]，同年8月，溫家寶總理將物聯(lián)網(wǎng)上升為國家層次戰(zhàn)略[5]，物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病領(lǐng)域的發(fā)文量于2009年有了較大漲幅，到2019年發(fā)文量達歷史最高。地域分布差異明顯，以美國、英國、澳大利亞等發(fā)達國家發(fā)文數(shù)量較多，我國與西方發(fā)達國家相比仍有一定差距。研究力量方面，研究機構(gòu)主要為大學(xué)，呈現(xiàn)出以布朗大學(xué)、奧胡斯大學(xué)、澳大利亞弗林德斯大學(xué)和西澳大利亞大學(xué)等高校為中心的合作網(wǎng)絡(luò)。

4.1 物聯(lián)網(wǎng)在急診監(jiān)護中的應(yīng)用

許多慢性疾病病人由于日常自我管理不善、治療中斷或應(yīng)激，會導(dǎo)致慢性疾病急性發(fā)作，例如高血壓急癥、腦卒中、嚴重血糖異常等，需緊急處理，體感網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、云計算、健康探測器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用監(jiān)護終端收集人體生理參數(shù)，實時監(jiān)測病人的生命體征與健康狀況，可將病人院內(nèi)信息擴展到入院前，再發(fā)送至云硬盤中進行檢測與預(yù)測，可實現(xiàn)提前預(yù)警，及時施救，應(yīng)用在急診護理信息系統(tǒng)中，可對病人進行快速評估、分級。我國一項基于物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同胸痛急救網(wǎng)建設(shè)研究顯示，在心血管急救中充分利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可縮短救治時間、提高搶救成功率、縮短平均住院日[9]。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)先進技術(shù)在醫(yī)療服務(wù)中的應(yīng)用

若使公民能夠享有衛(wèi)生保健，必須創(chuàng)建恰當(dāng)?shù)慕】当O(jiān)測系統(tǒng)，而物聯(lián)網(wǎng)是重要的解決方法，可以實現(xiàn)低成本、高水平的全科醫(yī)生對公共衛(wèi)生服務(wù)的支持以及對公共衛(wèi)生和初級衛(wèi)生保健的管理與有效監(jiān)督[10]?？纱┐髟O(shè)備、傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動健康數(shù)據(jù)登記等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，可實時采集病人生理數(shù)據(jù)，監(jiān)測被監(jiān)護人的健康狀況，幫助護理人員遠程獲取病人的具體信息，有效檢測病情發(fā)展，優(yōu)化時間，提供以病人為中心的長期護理與整合照護[11]，還可以幫助病人制定針對性的生活方式計劃，改善其自我管理行為水平[12]。

4.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑環(huán)境檢測中的應(yīng)用

隨著我國的城鎮(zhèn)化高速發(fā)展，大量工業(yè)廢物被排放，自然環(huán)境被污染，人們的健康受到威脅，如可吸入顆粒物對呼吸系統(tǒng)造成損害，工業(yè)排放污染土壤與地下水增加了腎臟疾病、癌癥等慢性疾病發(fā)生的風(fēng)險[13]。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可對室內(nèi)環(huán)境進行監(jiān)測、分析，有效識別包括溫度、濕度、可吸入顆粒物、甲醛等污染因素，實時報告室內(nèi)環(huán)境情況，幫助居民進行調(diào)整與管理，實現(xiàn)健康的智能化家居。

4.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在慢性疾病護理中的應(yīng)用

慢性疾病研究熱點包括帕金森、高血壓、糖尿病、慢性腎病等，慢性疾病病程較長，需要病人長期進行自我管理，慢性疾病病人還會普遍出現(xiàn)共病問題，慢性疾病不僅影響著病人的身心健康，更增加了家庭、社會的經(jīng)濟負擔(dān)。我國慢性疾病醫(yī)療服務(wù)存在不同地區(qū)的發(fā)展不均衡、缺乏數(shù)據(jù)的有效對接、服務(wù)質(zhì)量須進一步保障等問題[12]，信息零散的和服務(wù)的不協(xié)調(diào)，使得衛(wèi)生保健網(wǎng)絡(luò)中保健管理的連續(xù)性有限，阻礙了后續(xù)對于慢性疾病病人的保健指導(dǎo)和行動規(guī)劃和護理，因此需要改善慢性疾病服務(wù)措施[4]。物聯(lián)網(wǎng)傳感器將收集到的生理數(shù)據(jù)和電子病歷上傳至云端，利用云計算能力存儲、處理、分析，可智能化提供護理處方，發(fā)送到手機、電腦等終端，指導(dǎo)病人進行自我管理。也可促進病人與醫(yī)療專業(yè)人員之間的溝通和協(xié)調(diào)，并可以及時方便地做出醫(yī)療決策[14]，有助于資源的合理配置、為慢性疾病病人提供良好的醫(yī)療和護理服務(wù)。

5 小結(jié)

未來應(yīng)加大對物聯(lián)網(wǎng)在慢性疾病領(lǐng)域應(yīng)用的研究投入，借鑒國際研究熱點，從醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研究出發(fā)，提升技術(shù)的高效性和安全性，在數(shù)據(jù)規(guī)范化與科學(xué)化的基礎(chǔ)上，針對多系統(tǒng)、多種慢性疾病，搭建信息化健康管理平臺，構(gòu)建新型管理模式，在更加具體的領(lǐng)域和項目中探索，努力完善信息化慢性疾病管理醫(yī)療服務(wù)體系。本研究的不足之處：僅納入了Web of Science數(shù)據(jù)庫，未獲取其他數(shù)據(jù)庫相關(guān)數(shù)據(jù)，存在片面性，在今后的研究中，將努力擴大分析數(shù)據(jù)來源，采用更加多樣化和科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法。