基于VOSviewer和CiteSpace分析功能性磁共振成像技術在針灸腦成像研究中的應用現狀和趨勢＊

任 歡，曾奕瑋，張 粟，劉彩嬌，李思靜，任玉蘭

（1. 成都中醫藥大學針灸推拿學院 成都 610075；2. 成都中醫藥大學國學院 成都 610075）

針灸是一種簡便有效的傳統中醫療法，在治療疼痛性疾病、神經系統疾病和消化系統疾病具有不可否認的作用[1-3]。因此，近年來針灸作為補充替代療法越來越受到國際社會的關注和重視。雖然現在世界各國對針灸的接受度越來越高，但其背后的神經機制仍沒有被很好的認識。近幾十年來，神經影像技術的發展為提高我們對針灸作用機制的認識提供了新的視角。fMRI 技術將傳統的核磁共振技術與神經活動結合起來，是目前唯一能夠精準定位人腦高級功能的非侵入性和非創傷性研究手段[4]，自上世紀90 年代以來被廣泛用于研究針灸如何影響大腦和大腦網絡。到目前為止該研究領域的相關文獻越來越多，雖然已有綜述對相關文獻進行報道，為國內外學者了解和探討該領域起到了重要的作用[5-6]，但缺乏對該領域文獻進行脈絡性的整理和分析。本文通過檢索Web of Science 數據庫中關于fMRI 技術應用于針灸研究的相關文獻，運用VOSviewer 和CiteSpace 軟件從機構、作者、期刊、關鍵詞和被引文獻等方面進行可視化分析和梳理。通過可視化圖譜使人們可以直觀的了解該領域的現狀、熱點和趨勢，這有助于我們理清該領域的發展脈絡，以期為相關研究提供參考。

1 資料與方法

1.1 文獻來源

所有數據均來源于Web of Science 數據庫核心合集，為了盡可能的查全數據，我們首先使用“acupuncture”和“Functional Magnetic Resonance Imaging”在PubMed 的主題詞數據庫中查找同義詞，檢索策略為TS=((acupuncture* OR electroacupuncture*OR 'electro acupuncture*' OR pharmacupuncture OR acupressure*OR point*OR acupoint*OR meridian*OR needl* OR jingluo OR 'chinglo') AND (Functional Magnetic Resonance Imaging OR fMRI OR MRI,Functional OR Functional MRIs OR MRIs, Functional OR Magnetic Resonance Imaging, Functional))，檢 索 時間為建庫以來至2020 年12 月，語言不限。結果共獲得6982條記錄。

1.2 文獻篩選標準

納入標準：有關fMRI技術應用于針灸研究的相關文章。

排除標準：重復發表或重復檢出的文章；信件、撤回、勘誤、會議記錄和文摘類文獻；與研究主題無關的文章。

1.3 數據采集

將搜索的文獻以.txt文件的形式從Web of Science數據庫核心合集中下載，使用CiteSpace 去除重復項并保存去重后記錄，再由2 位評審員閱讀剩余文獻題目和摘要，依據納入和排出標準對文獻進行篩選，若出現分歧而難以確定是否納入該文獻，則通過討論或由第3 位評審員決定是否納入，篩選后最終納入321 篇文獻，并將數據錄入Microsoft Excel中。

1.4 分析工具參數設計

在本研究中VOSviewer 軟件被用來分析期刊、機構和作者之間的合作和關鍵詞共現[7]。不同的節點代表不同的期刊、機構、作者和關鍵字，節點或字體的大小反映了頻次。節點之間的連線強度代表了機構、作者和共同出現者之間合作的強度。CiteSpace 被用來識別關鍵詞突發性探測和中心性分析，被引文獻共現和突發性探測，CiteSpace的參數設置如下：時間切片：（1999-2020）、每個切片的年數（1）、術語源（全部選擇）、節點類型（1次選擇1個）和修剪選擇pathfinder。

2 結果

2.1 研究現狀

2.1.1 文獻年度出版量和趨勢

每年出版的文獻數量如圖1 所示。從圖1 可以看出，從1999 年到2014 年，雖然發文量略有波動，但總體數量在不斷增加，并在2014 年達到頂峰；從2015 年到2019年整體呈現波動下降趨勢，但年發文量都在18篇以上；2019 年至2020 年發文量快速增長，并成為一個新的頂峰。

圖1 1999年-2020年被SCI-E收錄的針灸fMRI年度發文量

2.1.2 作者產出和合作分析

利用VOSviewer軟件生成了作者合作圖譜（圖2），分析發現由1000 多名研究者共同出版了321 篇文獻，為了圖譜的易讀性，本圖僅展示發文量≥5 篇的作者。在合作圖譜中每個節點代表一位作者，節點大小代表作者出現的頻次，不同的顏色代表不同的合作團隊，通過連線數量表示合作的緊密程度。由此可知，該研究領域一共形成了11個合作團隊，每個團隊都包含有多個長期合作的作者。其中除了田捷團隊、白麗君團隊、梁繁榮團隊和Kong J 團隊之間存在較為緊密的合作外，其余團隊之間合作較少。

圖2 針灸fMRI研究作者合作圖譜

表1 列出了發文量排名前10 的作者，他們是來自中國和美國的專業研究者，其中以田捷發文量最多（35 篇），中心性最高的是白麗君（0.55）。在前10 作者中Kong Jian 和Napadow Vitaly 來自哈佛醫學院，Napadow Vitaly 主要從事影像學科，Kong Jian 主要從事精神病科；Liu Yijun 和Von Deneen Karen M 來自佛羅里達大學，主要從事精神病學和神經科學；秦偉和田捷來自中國科學院自動化研究所；白麗君和劉鵬來自西安電子科技大學，主要致力于計算神經成像、圖像處理和模式識別以及信息系統建模等方面；黃泳和曲姍姍來自南方醫科大學，主要從事針刺機制和腦功能成像研究。

表1 針灸fMRI研究排名前10的作者

2.1.3 研究機構產出和合作分析

研究機構中，中國科學院和西安電子科技大學發文量最多（50 篇），其次為麻省總醫院（Massachusetts General Hospital,MGH）（38 篇）、首都醫科大學（34 篇）和慶熙大學（34篇）。從所屬國家來看排名前5的機構中，中國占3 個，說明我國在fMRI 技術應用針灸腦功能研究方面的研究能力和重視程度越來越高，詳見表2。

表2 針灸fMRI研究排名前5的機構及所屬國家

利用VOSviewer 對發文量≥10 篇的機構繪制研究機構共現聚類圖譜（時間疊加）（圖3），結果顯示，國內研究機構合作較為緊密，但與國外機構合作較少。另外，國內機構間的合作存在一定的地域性。從圖3 時間表來看，成都中醫藥大學、南方醫科大學、廣州中醫藥大學和北京中醫藥大學等高校在2020 年左右更加關注針灸fMRI研究，說明各大中醫院校對該領域越來越重視。

圖3 研究機構共現聚類圖譜（時間疊加）

2.1.4 發文期刊分析

統計發表文獻的期刊并對出現頻次前5期刊的基本情況進行整理（表3）。分析發現，排名前5的期刊發文量占總發文量的41%，平均影響因子（Impact Factor,IF）約為2.187。研究論文主要發表在補充與替代醫學和神經系統有關雜志上，其中《循證補充與替代醫學》發文量最多（39 篇），為針灸fMRI 研究的主要發文期刊。

表3 針灸fMRI研究發文量排名前5的期刊

2.2 研究熱點

研究熱點是指在一段時間內討論的大量相互關聯的論文或主題[8]。關鍵詞共現和文獻共被引分析可以用來調查當前的研究熱點[9]。

2.2.1 關鍵詞分析

利用CiteSpace 軟件對排名前10 的關鍵詞頻次和中心性進行分析并總結（表4），由此可知，該研究領域關鍵詞頻次最高的是fMRI（166 次），其次為針灸、電針、針刺鎮痛、靜息態fMRI、中風、神經再生、針灸特異性、腦功能網絡、局部一致性分析方法。其中，針刺鎮痛的中心度最高0.15。高度中心性通常被認為是一個領域的轉折點或關鍵點[10-11]，因此針刺鎮痛是該領域的研究熱點。

表4 針灸fMRI研究排名前10的關鍵詞

使用VOSviewer繪制關鍵詞共現聚類圖譜（圖4），關鍵詞共現聚類圖譜能反應某一研究領域的研究熱點和研究方向[12]。圖譜將研究方向分為5 大類：①紅色區域代表經穴特異性研究，研究內容包括百會、陽陵泉、足三里等；②綠色區域主要代表針刺鎮痛研究；③紫色區域主要代表得氣的腦功能研究；④黃色區域主要代表針灸神經系統疾病的治療機制研究，這些疾病包括中風和阿茲海默癥等；⑤藍色區域主要代表通過隨機對照試驗來探討針灸腦功能研究。由圖譜可以看出，經穴特異性研究和針刺鎮痛研究所占比例較大，并且這5類研究方向并不是孤立存在的，而是相輔相存，共同展示了fMRI針灸腦功能研究的發展歷程。

圖4 關鍵詞共現聚類圖譜

2.2.2 文獻共被引分析

使用Citespace 繪制文獻共被引可視化圖譜（圖5），321篇文獻中產生了7511條參考文獻，為了更好的可視化，圖譜中僅顯示被引用≥20 次的文獻。每個節點代表一篇文獻，節點大小代表被引用的頻次。表5列出的是被引用前5 的文章，這5 項研究均為臨床研究，受試者均為健康人。第一篇文章由Dhond 等人于2008年發表[13]，研究探討了針灸對DMN 和感覺運動網絡（sensorimotor network, SMN）的影響，研究表明針刺后可以增強DMN 和SMN 的連接性。第二篇文章發表于2005年，作者為Hui KKS等人[14]，該文具有最高中心性（0.31）。研究表明針刺足三里對大腦-小腦和邊緣系統多層次的神經活動有調節作用，且調節作用與得氣與否有關。第三篇文章由Fang JL 等人于2009 年發表[15]，研究以太沖、行間、內庭和假穴為針刺點，結果表明針刺對邊緣葉-旁邊緣葉-新皮層網絡（limbicparalimbic-neocortical network, LPNN）有調節作用，并且研究者們推測，針灸可能通過這種內在的神經回路介導其止痛、抗焦慮和其他治療效果；第四篇文章由Napadow V 等人于2005 年發表[16]，該研究探討了不同頻率電針（2Hz/100Hz）、傳統手法針灸和觸覺刺激的fMRI 的差異，研究表明邊緣系統是針刺效應的中樞，與具體的針刺方法無關；第五篇文章由BAI LJ 等人于2009年發表[17]，采用無重復事件相關fMRI設計探討針灸對中樞執行神經網絡（Central-executive network,CEN）和DMN 的影響，研究發現針灸不僅可以調節CEN 和DMN，而且針刺長期效應可以進一步調節廣泛的內感受自主神經區域的內在連貫性。由此可知，被引用前5 的文獻主要討論經穴特異性，特別關注對大腦功能連接的影響。

圖5 文獻共被引分析圖譜

表5 排名前5的被引文獻

2.3 研究趨勢

2.3.1 關鍵詞突發性探測

關鍵詞是對論文的核心概括，通過對關鍵詞進行突發性探測可以明確某一時間段內的研究重點與熱點，從而判斷研究的發展動向與前沿研究[18]。運用Citespace 對關鍵詞進行突發性探測得到12 個突顯詞（表6），其中2002 年-2012 年突發性關鍵詞是疼痛、大腦皮層和人腦，2009 年至2014 年突發性關鍵詞是系統、調節、神經再生、默認、連接和腦功能網絡，DMN、恢復和功能連接為2016 年至2020 年突發性關鍵詞，由此說明腦功能連接是今后的研究趨勢，特別是對DMN的探討。

表6 1999年-2020年關鍵詞突發探測（按突發起止時間排序）

2.3.2 文獻共被引突發性探測

表7 列出了1999 年至2020 年間突發性排名前20的被引文獻。突發性引用是指在一段時間內大量被引用的文獻，通過對突發性引用進行分析可以知道該研究領域的研究趨勢[19]。強度越大代表研究熱點越高，越能代表研究趨勢。分析發現，針灸fMRI 研究突發性引用文獻最早出現在1998年，但這篇文獻在2006年被該作者申請撤回。強度最高文獻發表于2000年，來自Hui KKS和他的團隊，研究結果表明，針刺手法對大腦皮質和皮質下邊緣和旁邊緣網絡的協同效應，該神經網絡的調節可能構成針灸調節多個生理系統并達到不同治療效果的起始步驟[20]。此外，突發性強度排名第2和第3位的被引文獻均由Wu MT和他的團隊發表，研究結果顯示[21-22]，針刺可以刺激中樞神經系統通路，并且針刺對下丘腦-邊緣系統的調節作用在穴位比非穴位上明顯，而視聽覺皮層激活并不是治療相關穴位的特異性作用，其潛在的神經生理機制有待進一步研究。

表7 1999年-2020年共被引文獻突發探測（按突發強度排序）

3 討論

3.1 fMRI針灸腦功能研究概況分析

從年度發文量可以看出，發文量呈現波動上升狀態，這可能與針灸效應的復雜性和跨學科有關。研究者主要來自美國和中國，中國發表的文章最多，這表明針灸在中國被廣泛接受。主要研究機構分別是中國科學院、西安電子科技大學、首都醫科大學和慶熙大學。作者主要是MGH 的Kong Jian 和Napadow Vitaly；佛羅里達大學的Liu Yijun 和Von Deneen Karen M；西安電子科技大學的白麗君和劉鵬；中國科學院的田捷和秦偉，他們大多數來自核磁共振或神經病學領域。作者和機構之間的合作有助于研究人員共享資源，交流知識和思想，這對針灸fMRI 研究的進一步發展至關重要。因此，應該在更多的國家、機構和作者之間建立更強大的合作網絡，特別是加強國內外的相互合作。

雖然針灸起源于中國，目前中國也有20多所中醫大學，但它們的發文量沒有其他機構多。這可能與跨學科有關，也與中國大多數針灸醫生更注重臨床療效有關。但近幾年來，中醫大學越來越多地意識到這一現象，并逐漸致力于針灸的fMRI 研究。今后，如果專門從事針灸治療的醫師更多注重將臨床相對主觀的療效與腦成像的客觀指標相結合，加強與其他專業背景的專家合作，可能將更有利于針灸的發展和推廣。

fMRI 針灸腦功能研究論文多發表在補充和替代醫學類雜志上，這表明針灸仍被認為是補充和替代醫學。在2020 年發表的34 篇論文中，IF＞5 分的論文只有1篇[23]，第一作者來自MGH，研究主題是關于針灸對疼痛的影響，這表明針灸治療疼痛是針灸fMRI研究是一個熱點，并開始被高影響力的期刊所接受。在未來，針灸將越來越被認可和接受，但前提是針灸在某些疾病上確實比其他干預措施有明顯的優勢。因此今后應完善試驗設計、控制研究質量，使更多的研究被高質量期刊發表，這有利于針灸fMRI 研究成果的交流。

3.2 fMRI針灸腦功能研究熱點分析

從關鍵詞和被引文獻2 個方面分析了當前針灸fMRI研究的熱點，幫助研究人員探索學科內的主題分布[24]。研究發現，針灸腦功能研究主要研究熱點包括使用fMRI技術對針刺鎮痛、經穴特異性、得氣、神經系統疾病的研究，其中針刺鎮痛和經穴特異性研究的熱點最高。

2020 年國際疼痛學會將疼痛重新定義為：疼痛是一種與實際或潛在的組織損傷相關的不愉快的感覺和情緒體驗[25]，這種感受將會導致生活質量下降。目前大多數疼痛患者都嚴重依賴處方藥和非處方藥來緩解疼痛，但是，使用藥物鎮痛會引起許多的問題，其中安全性和成癮性是最關鍵的問題[26]。因此，人們開始尋找一種補充和替代療法來緩解疼痛。多篇系統評價表明針灸在減輕疼痛和提高生活質量方面有較好的效果[27-29]。然而，其治療機制仍然存在爭議，部分原因是缺乏一種客觀的方法來衡量主觀疼痛。fMRI技術發展為針灸鎮痛機制的研究帶來了曙光，近年來針灸鎮痛機制一直是該研究領域的熱點。此外，先前研究表明，針灸可以調節多個皮質和皮質下腦區,最常見的區域是前扣帶回皮質（anterior cingulate cortex,ACC）、杏仁核、島葉皮質、初級體感皮層（primary somatosensory cortex, S1）、次級體感皮質（secondary somatosensory cortex, S2）、丘腦和前額葉皮質（prefrontal cortex,PFC），它們與疼痛矩陣重疊[30-32]。最近一項研究表明[33]，針刺可能通過調節軀體特異性結構S1 的神經可塑性來提高疼痛影響區域的觸覺敏感性，這一點也證實了先前的結論。

被引用前5 的文章都表明針灸具有經穴特異性[13-17]，針灸對多個腦功能網絡進行了調節，包括DMN、CEN、SMN 和LPNN。這與fMRI 針灸腦功能研究的系統評價結果一致[34]。因此，針灸不僅可以激活感覺運動區，引起肢體-頂葉新皮質網絡的廣泛失活，而且可以調節與疼痛、情緒和記憶相關的DMN、SMN、CEN 和LPNN 等幾個腦區的連通性[35]。真針刺和假針刺表現出不同的大腦反應，與假針刺相比，真針刺顯著增強了ACC、后扣帶回（posterior cingulate cortex,PCC）、島葉、邊緣/頂緣和楔前葉之間的連通性[36]；手針與電針對腦功能連接的影響無顯著性差異，針刺方式可能與腦功能反應無明顯相關性[37]；得氣與腦功能相關，得氣被認為是影響針灸臨床療效的重要因素。Hui KKS 的一項研究顯示，針刺結合得氣可以在不同的腦區引起廣泛的失活和激活[38]。然而，由于得氣和混合感覺之間的差異，在探索針灸刺激的神經機制時，嚴重疼痛的受試者應該被排除在外[39]。

3.3 fMRI針灸腦功能研究趨勢分析

本文通過對關鍵詞和被引用文獻進行突發性探測來分析fMRI 針灸腦功能研究趨勢。2016 年至2020年突發性關鍵詞是DMN、恢復和功能連接。近年來，研究者更多地關注大腦區域間的功能連接關系，而不是單個大腦區域[36]。未來幾年，大腦功能連接在神經科學和醫學領域將至關重要[40]。腦連通性分析旨在描述多通道神經信號中的信息傳播關系，從而揭示大腦各區域之間潛在的結構和功能關系[41]。一篇包括44項針刺腦功能連接網絡研究的系統評價表明[36]，針灸增加了與疼痛、情緒和記憶相關的大腦區域的DMN和SMN 的連通性。與假針灸相比，真針刺顯著增強了一些腦區的連通性。DMN 是一組功能連接的網絡區，在內部認知處理中起著至關重要的作用。研究表明，DMN 內包含的大腦區域與針灸的反應區重疊[34]，這使研究者們開始假設針灸是通過調節DMN來發揮作用，并且最近研究發現[42-44]，針灸可以通過調節DMN 連通性來治療疾病，包括偏頭痛、抑郁和阿茲海默癥等。突發性強度排名前3的文獻都支持邊緣系統是針灸效果的核心這一結論，并且得都認為得氣是影響針灸臨床療效的重要因素。盡管針灸對大腦功能連接有重要的調節作用，尤其是DMN 系統，但這種調節是否是針灸治療的核心機制尚不清楚[45]，針灸是一個復雜的過程，刺激參數、受試者的心理效應、社會文化和環境因素都是影響針灸效果的因素。因此，今后還需要更好的試驗設計來驗證其準確性和具體的腦功能連接。綜上所述，針灸fMRI研究的趨勢主要集中在腦功能連接方面，特別是對邊緣系統和DMN的影響。但為保證研究結果的重復性和可靠性，研究設計和質量控制仍需進一步加強。

4 創新與不足

本文利用CiteSpace 和VOSViewer 對Web of Science 數據庫中有關fMRI 技術應用于針灸腦功能研究的文獻進行了科學計量分析，獲得了該領域的機構、作者、期刊、關鍵詞和引用文獻的知識圖譜，系統的梳理了該研究領域的發展脈絡，為探討該研究領域的發展趨勢提供了新的視角。雖然這項研究有一定的局限性，但它充分揭示了fMRI技術應用于針灸腦功能研究的全球趨勢。本研究局限性主要表現在，由于CiteSpace 和VOSViewer 的局限性，本研究只對Web of Science 數據庫中的文章進行了分析，這可能會導致文獻的偏差。此外，CiteSpace 和VOSViewer 只是一個可視化分析軟件，對fMRI 的分析方法、針灸類型和具體涉及的疾病，未來還需進一步分析。