基于CiteSpace的虛擬現實技術在國內醫療護理領域應用的可視化分析

鄭丹萍，鄭亞平

虛擬現實(virtual reality,VR)技術是指利用計算機技術，構成一個虛擬、逼真的世界，用以代替或增強使用者真實體驗的仿真系統，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]。虛擬現實技術作為一種現代化技術，具有存在感、交互性、自主性、想象性等特點[3]，以其獨特的優勢在醫療護理領域發展應用。本研究通過CiteSpace軟件繪制虛擬現實技術的可視化知識圖譜，更直觀地展現國內虛擬現實技術在醫療護理領域的研究熱點，以期為虛擬現實技術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“虛擬現實”“VR”為檢索詞，通過中國知網(CNKI)的高級檢索功能進行主題詞檢索，文獻分類目錄選擇醫藥衛生科技欄目，為盡可能獲取高質量文獻，文獻來源類別選擇中國社會科學引文索引(Chinese Social Sciences Citation Index,CSSCI)、中國科學引文數據庫(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篇相關文獻，排除與研究主題無關的文獻、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的CiteSpace軟件，該軟件是應用JAVA語言開發的信息可視化軟件，可繪制出多元、分時、動態的可視化知識圖譜，可用于探索某一科學領域的研究熱點和發展趨勢[4]。

將CNKI獲取的題錄信息以Refworks格式導出，以download.txt格式保存，經數據轉換后進行可視化分析，時區設置設為2010年—2020年，時區分割長度為1年，數據抽取對象為50，其他設定為系統默認值。以作者、關鍵詞為節點繪制可視化知識圖譜，并進行相應的合作網絡分析和共現聚類分析。

2 結果

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

圖1 2010年—2020年虛擬現實技術在國內醫療護理領域應用發文量

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年國內關于虛擬現實技術研究作者進行共現分析，節點之間連線代表兩名作者之間有合作，連線越粗，共現頻次越高，表示其研究關系越近。如圖2所示，國內關于虛擬現實技術大致形成了8個研究合作群，以湯可、周敬安、周青、趙亞群和劉策5人構成的作者群較突出。

圖2 2010年—2020年國內虛擬現實技術主要研究者聚類共現圖

2.3 關鍵詞的可視化

2.3.1 關鍵詞的共現 本研究對從中國知網中獲取的符合要求的246篇文獻進行關鍵詞的可視化分析。“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”為系統默認值50，即選擇頻次出現在前50位關鍵詞作為分析對象，在“Pruning”菜單中選擇“Pathfinder”，最后得到51個節點，62條連線，密度為0.048 6的關鍵詞共現圖譜，見圖3。

圖3 2010年—2020年國內虛擬現實技術研究關鍵詞共現圖

2.3.2 關鍵詞的聚類 利用CiteSpace軟件對2010年—2020年國內醫療護理領域中關于虛擬現實技術研究的關鍵詞進行聚類分析，采用對數似然比(LLR)算法，節點越大，該關鍵詞出現次數越多，說明其在該領域的重要性[6]。Q值(模塊值)一般為0～1，若Q值>0.3，表明網絡聚類結構是顯著的；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、康復訓練和運動想象4個聚類。同時結合表1，頻數≥3的關鍵詞分析，可見虛擬現實技術在國內研究對象側重于卒中病人，集中于康復領域，在運動功能、上肢功能、平衡功能等訓練方面發揮重要作用。

圖4 2010年—2020年國內虛擬現實技術在醫療護理領域研究關鍵詞聚類圖譜

表1 虛擬現實技術在國內醫療護理領域應用的關鍵詞頻數及中心性(頻數≥3)

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

圖5 2010年—2020年國內醫療護理領域虛擬現實技術研究的Timeline時間圖

3 討論

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

3.2 我國醫療護理領域中“虛擬現實技術”的研究相對單一 傳統的康復訓練因枯燥乏味，缺乏個性化設計，訓練安全性欠佳，訓練內容與現實生活脫節，無法滿足人們越來越高的康復需求。虛擬現實技術作為一種新興的治療手段，可高度復制現實場景，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域發揮重要作用。腦卒中發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]，國內外多項研究表明了虛擬現實技術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]。虛擬現實技術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]設計開發了基于虛擬現實技術的癌癥病人康復系統，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護室(ICU)病人早期運動的虛擬現實康復系統，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 我國醫療護理領域中“虛擬現實技術”的研究前沿與趨勢 結合關鍵詞時間圖，虛擬現實技術的研究內容從病人康復逐漸延伸至教學改革、心理治療、術前規劃等方向。王萍等[15]采用沉浸式虛擬現實技術對學生進行靜脈注射法的培訓，提高了學生對實驗操作內容的掌握度。廣東省某醫科大學采用虛擬現實技術對醫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量[16]。張靜文等[17]利用虛擬現實技術再現臨床實驗室交互式的三維動態實景，使學生沉浸在該環境中體驗臨床工作流程。目前虛擬現實技術在臨床培訓中的應用價值得到積極有效的反饋，未來虛擬現實技術有望成為一種新型的教學手段[18]。同時虛擬現實技術因擁有良好的沉浸感和實時性被應用于創傷后應激障礙的心理治療，利用虛擬現實技術情景再現，消除產生創傷的部分，讓病人敢于正視創傷事件，消除心理障礙[19-20]。虛擬現實技術應用于外科手術時，可為病人進行術前評估、制訂手術計劃和路線，對手術部位的解剖位置和結構起到預演作用，提高手術成功率，降低手術風險[21-22]。

3.4 我國醫療護理領域中“虛擬現實技術”的研究不足與展望 本研究借助CiteSpace軟件分析了2010年—2020年在中國知網核心期刊、CSCD和CSSCI期刊上發表的虛擬現實技術研究文獻，梳理了近10年來該領域發文量、研究作者和關鍵詞的可視化分析。我國虛擬現實技術研究在2012年前發文量甚少，近年來雖較前有所增加，但總體發文量仍偏低，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，進一步挖掘虛擬現實技術的優勢和應用前景，將虛擬現實技術與醫療護理工作有機結合，促進醫療護理信息化，提升醫療護理質量。本研究僅檢索和分析了國內相關文獻，未來的研究可結合國外研究作進一步對比分析，更好地為虛擬現實技術在我國醫療護理領域的開展提供借鑒。

4 小結

虛擬現實技術作為一種創新的培訓、護理、治療手段，具有良好的技術優勢和應用前景，其在醫療護理領域逐漸開展應用，但目前國內虛擬現實技術的應用尚處于發展階段，未來還需要進一步明確虛擬現實技術適用的人群和范圍，開展多學科、多團隊的合作，加強合作研究。