基于文獻計量學的醫學學科交叉研究發展態勢的可視化分析

常鳳嬌,劉 芳,姚 潔

陜西中醫藥大學,陜西712046

學科間知識交流融合是當今科學發展倡導的方向之一。新時代醫學學科的創新發展就是以醫學各學科間、醫學與多學科間的深度交叉、融合和滲透,產生許多新的交叉學科來推動醫學學科的快速發展。《國務院辦公廳關于加快醫學教育創新發展的指導意見》(國辦發〔2020〕34號)提出“以新醫科統領醫學教育創新”,強力推進“醫學+X”的多學科深度交叉融合,醫學學科創新發展迎來了千載難逢的歷史機遇期。目前,關于醫學學科交叉的研究,較多的是定性討論,涉及的主題包括:醫學多學科交叉融合的建設模式探索[1];中醫學、護理學等具體醫學門類的學科交叉的發展現狀及思路[2-3];基于學科交叉的醫學創新人才培養模式的探索[4]等。尚缺乏系統介紹醫學學科交叉研究總體特征及發展趨勢的報道。本研究通過文獻計量的方法,梳理我國醫學學科交叉發展情況,對主要熱點和前沿問題進行總結,為推進醫學學科交叉研究提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來源

以中國知網為研究數據來源,以“學科交叉 AND醫學”為主題檢索公開發表的期刊論文,時間限定為1985年—2022年。納入標準:以學科交叉為核心,醫學領域的相關文獻。排除標準:征稿、會議、學校簡介、人物訪談等。最終納入的有效文獻為687篇。檢索截止時間2022年10月27日。

1.2 研究方法

利用Office Excel軟件對發文量和高產機構進行描述性分析。利用CiteSpace 6.1.R3軟件對醫學學科交叉領域進行可視化分析,計算關鍵詞共現頻次和中介中心性,繪制關鍵詞共現圖譜和聚類時間線圖譜,分析突現詞和突現持續時長。

2 結果

2.1 年度發文量

國內醫學學科交叉研究文獻整體呈上升趨勢,最早開始于1985年,2000年以前年發文量較少,在5篇以下;2009年以后發文量穩步增加,持續在30～40篇;2019年后文獻數量增長趨勢顯著,2021年發表文獻量最多,為87篇。盡管數據庫中還未收錄2022全年文獻,但現收錄文獻數量已達到79篇,在新醫科背景下,預計相關研究成果將會進一步增加。國內醫學學科交叉研究隨時間的發文量見圖1。

圖1 醫學學科交叉研究文獻發文量分布

2.2 機構

由于部分文獻單位署名具體到學院,因此對發文機構進行了整理,將同一機構發表的文獻來源統一到一級機構。經統計,所有文獻分布在215個機構,發文量居前10位的機構見圖2。其中,發文頻次最多的研究機構是北京大學,發文量為25篇,其次為上海交通大學大學和中南大學,發文量21篇。此外,在該研究中表現突出的還有浙江大學(20篇)和西安交通大學(19篇)。

圖2 醫學學科交叉研究發文量居前10位的機構分布

2.3 關鍵詞共現

關鍵詞是研究核心主題的高度凝練,為發現醫學學科交叉領域的研究熱點,運用CiteSpace制作關鍵詞共現圖譜以展示關鍵詞的共現關系,本次研究中出現頻次大于10次的關鍵詞見圖3、表1,共16個。中介中心性是評價節點在網絡中重要性的指標[5],關鍵詞共現圖譜中具有高中介中心性(≥0.1)的關鍵詞有8個,包括學科建設、醫學教育、生物醫學、創新能力、人才培養、教學改革、轉化醫學、醫學院校。

表1 醫學學科交叉研究出現頻次≥10次的關鍵詞

圖3 醫學學科交叉研究關鍵詞共現分析

2.4 關鍵詞時間線圖

在關鍵詞共現網絡圖譜完成后,利用軟件中的timeline view按鈕得到關鍵詞共現的時間線圖譜,見圖4。該圖譜展示了同一聚類中的每一個關鍵詞分布的具體年份,從而總結出某個聚類中關鍵詞隨時間的歷史演進情況。通過分析,可將該研究領域大致分為3個階段:2000年以前處于探索期,關鍵詞有交叉科學、交叉學科、現代醫學、醫學模式等,主要是對學科交叉意義及內涵的探索,尚未形成獨立的研究體系。2000年—2019年為成長期,包括學科內外的交叉,關鍵詞有生物醫學、免疫學、中醫學、轉化醫學、人文醫學、精準醫學等;還包括醫學教育過程演變的研究,關鍵詞包括課程建設、教學改革、培養模式、創新人才、團隊培養等,學科交叉的范圍、深度都發生了飛躍式增長。2019年以后到了成熟期,學科交叉已經完全成為共識,積極探索新科技時代的融合方式,這一時期關鍵詞包含新醫科、醫+X、醫工結合、人工智能等。

圖4 醫學學科交叉研究關鍵詞時間線圖譜

2.5 突變詞

在關鍵詞共現網絡的基礎上,進一步對關鍵詞進行了突現詞檢測,突現詞可以反映某個時期出現頻次激增的情況,進而得出這一時期的研究前沿。通過分析得到了我國醫學學科交叉領域的16個最強突現詞,見圖5。其中,突現強度最大的是新醫科,2018年后出現的突現詞有新醫科、學科交叉、新工科、課程體系、醫工結合和人工智能。

圖5 醫學學科交叉研究突現詞

3 討論

3.1 我國醫學領域學科交叉研究逐步增多

由發文量得知,醫學學科交叉研究首次出現是1985年,與學者指出的我國交叉學科研究最早開始的年限相吻合[6]。隨著現代醫學的發展,進入21世紀后醫學與其他學科交叉成為必然趨勢,發文量開始穩步增加,分別于2010年、2021年出現2個高峰。這與我國高度重視學科交叉融合,國家政策層面逐步加強密切相關。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020)》指出“要加強基礎科學和前沿技術研究,特別是交叉學科的研究”。2009年國務院學位委員會、教育部印發《學位授予和人才培養學科目錄設置與管理辦法》,調整了二級學科中交叉學科管理辦法,為學科交叉提供了制度保障。近5年隨著“雙一流”建設深入推進,相繼出臺了學科交叉融合配套支持政策體系。直到2020年,國務院學位委員會、教育部正式設置交叉學科門類,國家自然科學基金委員會正式設立交叉科學部,為學科協同和新興學科創新發展保駕護航。

3.2 我國醫學學科交叉研究多集中于綜合性大學

機構分析得出,北京大學、上海交通大學、浙江大學是發文量最多的機構。21世紀初,一批具有醫學專業的綜合性大學自發開始了醫學相關多學科交叉融合的科研創新和人才培養探索。北京大學最早于2000年12月成立了生物醫學跨學科研究中心,2008年,北京大學醫學部專門成立了交叉學科管理小組,2014年設立北京大學醫學交叉學科聯合研究種子基金項目,2018年成立北京大學醫信交叉研究中心,旨在促進醫學學科交叉學術交流和科學研究[7]。上海交通大學于2007年成立Med-X研究院,2012年浙江大學成立跨校跨學科協同創新中心。據統計,我國的42所“世界一流大學”建設高校均在校級層面成立了形式多樣的多學科交叉研究中心等,力圖通過跨學科組織機構促進交叉學科建設[8]。綜合性大學的學科優勢成為孕育醫學學科交叉領域重大科研成果和復合人才培養的搖籃。但是,醫學與其他學科的交叉融合還不夠,還存在難以破解的問題,包括交叉研究“點”多,還未形成“點到線”的多學科覆蓋;除了綜合性“一流”高校外,大多數高校單純依靠校內資源發展交叉學科的基礎條件不足。如何在做強自身優勢專業的情況下,開展校際、校企合作,打通學科交叉與“產學研”全程鏈條;科研發展基金資助方式較單一,熱點領域項目從研發到實際應用資金需求大,如何轉變基金資助方式來培育和醞釀具有重大發展前景的項目。

3.3 醫學學科交叉的研究熱點

3.3.1 人才培養、醫學教育和學科建設成為近年醫學學科交叉的研究熱點

根據關鍵詞共現及聚類時間線圖顯示了醫學學科交叉領域研究熱點及演變。在本研究收集的 687篇文獻的高頻關鍵詞中,人才培養醫學教育和學科建設位居前列。學科建設的根本在人才培養,人才培養和醫學教育是兩個密不可分的研究主題,學科建設對醫學教育和教學有直接推動作用。因此,這三者研究主題密切相關。如何培養出多學科背景的創新型醫療衛生人才,使其成為醫學與自然科學、人文科學等領域學科交叉融合的支點和紐帶,成為醫科院校教育建設和學科建設的重要任務。現階段學者們研究的焦點主要集中在醫學學科交叉人才培養的重要性研究[9],交叉人才培養的問題與對策研究[10],交叉人才培養的過程研究(如課程體系建設、創新能力培養、教學方法改革等)[8,11-13],交叉人才培養模式研究[14]等。浙江大學建立“X+醫”和“醫+X”雙通道培養路徑,增設貫通和課堂融合交叉課程,組建和培養交叉學科教師團隊,建設新型醫學科研創新平臺和革新管理考核機制。華中科技大學基礎醫學院通過加強基礎醫學與其他學科的交叉融合,從招生、培養、課程設置、創新基金和項目等方面開展創新人才培養工作。開展醫學學科交叉的人才培養是高校發展的必然需求,也是未來高校科研發展的主流趨勢。2021年初,“交叉學科”成為我國第14個學科門類。多學科交叉匯聚能夠進一步激發醫學科學發展的內生動力。通過國務院學位委員會辦公室公布的《普通高等學校自設交叉學科名單》分析發現,醫學類交叉學科共67個,醫學門類交叉學科內占比僅6%[2],反映出在醫學學科交叉領域還存在很多問題,主要包括:醫學學科具有很高的知識壁壘性,與其他學科融合難;缺乏優勢學科的支撐和人才儲備;學科交叉人才培養還存在定位不清晰、人才培養目標與學科交叉前沿發展需求結合不緊;醫學學科交叉的產學研轉化鏈尚未形成等不足。

3.3.2 醫學與自然科學的交叉成為近年醫學學科交叉的研究熱點

研究表明,最近10年自然科學類諾貝爾獎中學科交叉的研究成果占獲獎總數的比例接近70%[1]。生物醫學是最先開展起來的研發重點。各綜合性大學采取了多種措施包括設立研究中心及機構、組織學術交流、合作申請科研項目等來推動生物醫學的深度融合,對綜合性大學的醫學與生命科學研究起到了積極的推動作用。但是,從突現詞分析可以看到,生物醫學突現后逐步被迭代,說明其為早期的研究熱點。在生物科學技術、計算機技術等的快速推動下,產生了大量醫學數據,如新一代測序技術、基因組學、蛋白質組學等數據迅速累積,轉化醫學在“從實驗室到病床”(bench to bedside),從基礎研究到臨床應用間架起橋梁,成為現代醫學研究的熱點領域。但是,我國轉化醫學研究與國外仍存在一定差距[15]。為此,一方面要注意聯合研究,建立起多學科協作網絡,整合資源,均衡發展。另一方面,要以國家重大需求和前沿科學問題為導向,發揮學科交叉優勢,積極促進研究成果快速轉化為臨床診療新技術、新藥品及新方法,推動醫學發展。

3.4 醫學學科交叉的研究前沿

3.4.1 新醫科建設為醫學學科交叉指明方向

新一輪科技革命和產業變革已經到來,2018年教育部出臺“六卓越一拔尖”2.0版,提出“四新”建設,立足生命全周期、健康全過程,培養適應信息化、智能化,醫理文工融通的高層次醫療人才。新背景下的“四新”建設不僅對人才培養,更對科技創新提出了更高的要求。首先,傳統的單一化、專業化的醫學人才培養模式已經不適應新醫科的要求。醫學教育亟待轉換思路,優化對高層次醫學人才的培養,即醫學研究生教育[16]。如何創新教育理念,凸顯知識的交叉融合;如何在新背景下優化培養模式,提高自主學習能力;如何重塑復合型研究生人才評價體系,過程性評價研究生綜合能力和醫學人文素質等問題都應當重新思考。另外,現階段人工智能與醫學的交叉融合研究已成為醫學研究的前沿方向,各個國家均出臺相關規劃和政策,力圖在新一輪科技競爭中搶占主導權。2016年以來,我國從國家層面對人工智能和醫學的融合進行頂層設計,出臺了《“十三五”衛生與健康科技創新專項規劃》《新一代人工智能發展規劃》等戰略規劃;通過設立重大項目和重點專項開展科技攻關,引領我國智能醫學的深層次發展。現階段的研究聚焦在影像分析、門急診智能分診、危重監護、電子檔案、手術治療等領域[17],已在眾多臨床專科中廣泛應用。無論是高層次人才培養還是前沿科技創新,都需要“四新”建設為不同學科間的交叉融合指明方向。

3.4.2 醫工結合代表著醫學學科交叉發展的趨勢

醫工交叉的主流趨勢是運用工學的先進技術手段來解決臨床的具體問題。其中,醫學是主體,工學是客體,來共同促進兩者的發展,是人類健康發展的必然趨勢[18]。目前醫工結合前沿技術的主要研究熱點包括藥物研發、醫用材料研發,醫療器械研發等。如疫苗研制、利用3D打印技術打印人工心臟、血管,可穿戴/可植入醫療設備的研發應用。醫工結合的特色交叉學科有生物醫學工程,如介入治療、影像診斷;再生醫學,如移植細胞懸浮體或器官植入、對損傷組織進行再生誘導;微能量醫學,利用超聲波、磁場等能量介質產生的機械效應,起到抗炎、改善局部血流等作用,如物理治療[19]。醫工結合立足重大疾病防治需求和現代科學技術前沿,致力于健康醫療的核心技術和先端產品研發。現階段要想發展好醫工結合,醫學院校需結合自身特點明確醫工結合領域,做好適宜的組織實施方案,構建醫工結合交叉學科和人才發展的生態環境,推動我國高校的醫工結合快速發展。

3.5 中醫藥學科交叉應關注和加強

中醫藥學科不斷與現代科學交叉融合,取得了很多重量級成果,如青蒿素的發現,抗疫“三方三藥”等,在重大疫情或疑難疾病的防治中都能與時俱進,守正創新。在本研究聚類主題學科交叉、培養模式和學科建設中出現了中醫學科、中醫思維、中醫教育、中醫專業和中醫藥等關鍵詞,說明學者們已圍繞中醫藥學科交叉的部分熱點問題開展了研究,包括對中醫藥學科交叉融合路徑的探討[20],教育模式和教學方法的改革[21],與之緊密聯系的人才創新能力的培養[22]等。近年來,中醫藥院校也在不斷借鑒其他綜合性高校的成功經驗,搭建了學科群和多學科交叉平臺,如成都中醫藥大學校內聯合培養針灸推拿與醫學信息工程交叉學科的復合型人才,上海中醫藥大學成立交叉科學研究院,為中醫藥學科創新提供新途徑[23]。處于“交叉融合”時代的中醫藥學科,需要汲取現代醫學、信息科學等其他學科發展的最新成果,緊密圍繞中醫藥領域核心理論、關鍵技術創新的緊迫問題,實現多領域多技術的跨界融合是中醫藥高質量發展的必然路徑和技術保障。

4 小結

運用CiteSpace對中國知網收錄的醫學學科交叉研究文獻分析,從發文量、機構發文情況、關鍵詞共現、關鍵詞時間線圖譜以及關鍵詞突現5個方面進行可視化分析。研究發現,我國醫學學科交叉研究整體呈明顯上升趨勢,且多集中于綜合性大學、學科建設、醫學教育和人才培養、生物醫學和轉化醫學為研究熱點,新醫科、醫工交叉、人工智能為醫學學科交叉提出了新方向和新要求。本研究系統展示了該領域核心研究內容、關注熱點及發展趨勢,得出了聚焦國家戰略、深入醫學學科交叉融合是未來學科交叉發展的方向。