基于CiteSpace的國內(nèi)外智能穿戴設(shè)備在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用可視化分析

摘要：研究主題：探討智能穿戴設(shè)備在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，分析其研究熱點(diǎn)、趨勢及國際合作。方法：利用CiteSpace工具，從CNKI、萬方及Web of Science選取近十年相關(guān)中英文文獻(xiàn)701篇進(jìn)行分析。結(jié)果：智能穿戴設(shè)備在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用涵蓋健康監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療及大數(shù)據(jù)分析等，研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵詞“人工智能”和“大數(shù)據(jù)”在研究中頻繁出現(xiàn)，突現(xiàn)詞分析顯示“遠(yuǎn)程醫(yī)療”和“健康監(jiān)測”為新興研究熱點(diǎn)。結(jié)論：智能穿戴技術(shù)在智慧醫(yī)療領(lǐng)域潛力巨大，市場前景廣闊。未來須加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新、隱私保護(hù)及場景拓展。作用：為研究者、政策制定者及產(chǎn)業(yè)界提供關(guān)于智能穿戴設(shè)備與智慧醫(yī)療融合發(fā)展的參考，促進(jìn)政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的共同努力，推動(dòng)該領(lǐng)域深度發(fā)展。

關(guān)鍵詞：可穿戴設(shè)備；穿戴技術(shù)；智慧醫(yī)療；CiteSpace；可視化分析

中圖分類號(hào)：TP391" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

文章編號(hào)：1009-3044（2025）12-0076-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識(shí)碼（OSID）

隨著人口老齡化和慢性病患者數(shù)量的增加，智慧醫(yī)療作為提升醫(yī)療服務(wù)效率和質(zhì)量的重要手段，受到廣泛關(guān)注[1]。智能穿戴設(shè)備作為智慧醫(yī)療的前沿技術(shù)之一，其在健康監(jiān)測、慢病管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療等方面的應(yīng)用日益廣泛。盡管如此，智能穿戴設(shè)備在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和隱私保護(hù)方面仍面臨挑戰(zhàn)[2]。本研究通過CiteSpace文獻(xiàn)計(jì)量分析工具，旨在深入分析智能穿戴設(shè)備在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用情況，識(shí)別研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢，為未來的研究方向提供參考。

1 資料與方法

1.1 文獻(xiàn)來源與檢索策略

為了全面且準(zhǔn)確地探討國內(nèi)外智能穿戴設(shè)備在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用情況，本文選取了CNKI（中國知網(wǎng)） 、萬方數(shù)據(jù)庫和Web of Science核心數(shù)據(jù)源。檢索時(shí)間范圍限定在近十年內(nèi)，以確保所收集文獻(xiàn)的時(shí)效性和前沿性。中文檢索策略為“可穿戴設(shè)備”O(jiān)R“可穿戴技術(shù)”AND“智慧醫(yī)療”。英文檢索策略為“wearable devices”O(jiān)R“wearable technologies ”AND“Smart healthcare“。初步檢索納入文獻(xiàn)828篇，其中中文文獻(xiàn)431篇，英文文獻(xiàn)397篇。

1.2 文獻(xiàn)納入與資料提取

在收集到初步文獻(xiàn)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和清洗工作。對納入的文獻(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的資料提取，采用NoteExpress軟件對文獻(xiàn)進(jìn)行預(yù)處理和清洗，基于其標(biāo)題、作者、發(fā)表年份、期刊名稱、關(guān)鍵詞及摘要等關(guān)鍵信息進(jìn)行分析，確保每一篇文獻(xiàn)的唯一性。最終納入701篇文獻(xiàn)，其中英文文獻(xiàn)321篇，中文文獻(xiàn)380篇。

1.3 研究方法

文獻(xiàn)信息以refworks格式導(dǎo)出并保存，采用CiteSpace6.2.R4軟件對關(guān)鍵詞共現(xiàn)、關(guān)鍵詞聚類等信息進(jìn)行提取[3-5]，時(shí)間切片設(shè)置為1年，演算時(shí)間閾值為TOP50%，生成關(guān)鍵詞聚類、共現(xiàn)、突現(xiàn)詞圖譜，歸納研究熱點(diǎn)。

2 結(jié)果

2.1 年度發(fā)文量分析

通過對納入文獻(xiàn)的年度發(fā)文量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，近十年來關(guān)于智能穿戴設(shè)備與智慧醫(yī)療的文獻(xiàn)數(shù)量總體呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。觀察數(shù)據(jù)，研究者可以發(fā)現(xiàn)2012年至2017年期間，國內(nèi)外發(fā)文數(shù)量均呈現(xiàn)出波動(dòng)增長態(tài)勢。2018年開始，國內(nèi)外發(fā)文數(shù)量走向逐步呈現(xiàn)差異化。國內(nèi)發(fā)文數(shù)量呈現(xiàn)出一定的波動(dòng)性，2020年國內(nèi)發(fā)文量達(dá)到40篇，但隨后幾年有所波動(dòng)，直到2023年和2024年略有下降。相比之下，國外發(fā)文數(shù)量則呈現(xiàn)出更為穩(wěn)健的增長態(tài)勢。

2.2 發(fā)文機(jī)構(gòu)分析

國外發(fā)文量排名前4位的國家依次為美國（121篇）、英國（59篇）、韓國（45篇）、印度（42篇）。我國發(fā)文量最多的機(jī)構(gòu)為中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)信息研究所（10篇），其次為清華大學(xué)（8篇）、解放軍總醫(yī)院（8篇）、吉林大學(xué)（5篇）。

2.3 研究熱點(diǎn)分析

2.3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

1） 國內(nèi)智能穿戴設(shè)備在智慧醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析。將380篇中文文獻(xiàn)以純文本格式導(dǎo)入CiteSpace軟件中，構(gòu)建關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，如圖1左側(cè)所示，生成的國內(nèi)共現(xiàn)圖圖譜包含159個(gè)節(jié)點(diǎn)與204條連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.016 2，頻次排名前10位的中文關(guān)鍵詞見表2。 “可穿戴”“大數(shù)據(jù)”“遠(yuǎn)程醫(yī)療”和“移動(dòng)醫(yī)療”等是智能穿戴設(shè)備在醫(yī)療領(lǐng)域研究的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，映射了智能穿戴設(shè)備在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的核心研究議題和應(yīng)用框架。同時(shí)，關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)關(guān)系也體現(xiàn)了它們之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互影響，如大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在處理和分析穿戴設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)中扮演著至關(guān)重要的角色。此外，還發(fā)現(xiàn)了一些新興的研究方向，如“仿生”“智能服飾”等[6]，這些關(guān)鍵詞的出現(xiàn)為該領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的思路和可能性。

2） 將321篇英文文獻(xiàn)導(dǎo)入CiteSpace軟件中，構(gòu)建關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，這一網(wǎng)絡(luò)通過可視化方式展示了不同關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)關(guān)系和頻次，表現(xiàn)智能穿戴設(shè)備與智慧醫(yī)療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和趨勢，頻次排名前10位的英文關(guān)鍵詞見表2。如圖1右側(cè)所示，生成的國外共現(xiàn)圖圖譜包含261個(gè)節(jié)點(diǎn)與1 041條連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.030 7，關(guān)鍵詞“wearable sensors”（可穿戴傳感器） 、“health devices”（健康設(shè)備） 強(qiáng)調(diào)了智能穿戴設(shè)備的技術(shù)支撐和物理實(shí)現(xiàn)，“strain sensor”（應(yīng)變傳感器） 、“pressure sensor”（壓力傳感器） 、“skin temperature”（皮膚溫度） 等揭示了實(shí)現(xiàn)智能穿戴設(shè)備功能所需的高級(jí)傳感器技術(shù)和精確測量方法，“human activity recognition”（人體活動(dòng)識(shí)別） 、“biomedical monitoring”（生物醫(yī)學(xué)監(jiān)測） 等關(guān)鍵詞指出了智能穿戴設(shè)備在多個(gè)醫(yī)療和非醫(yī)療領(lǐng)域的具體應(yīng)用，表明了智能穿戴設(shè)備的廣泛適用性和潛在價(jià)值，圖中還包含了“machine learning”（機(jī)器學(xué)習(xí)） 、“deep learning”（深度學(xué)習(xí)） 等跨學(xué)科關(guān)鍵詞，這表明國外智能穿戴設(shè)備的發(fā)展與計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子工程學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域存在深度交叉合作。

2.3.2 關(guān)鍵詞聚類分析

在進(jìn)行研究熱點(diǎn)內(nèi)在聯(lián)系與層次結(jié)構(gòu)的深入剖析時(shí)，運(yùn)用了關(guān)鍵詞聚類分析。該分析將相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵詞科學(xué)地分配到不同的群組或類別中，每個(gè)群組均對應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的研究主題或方向。根據(jù)聚類圖譜理論，可根據(jù)模塊值Q和平均輪廓值S評(píng)估圖譜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和聚類清晰度，當(dāng)Q值gt;0.3時(shí)，可以認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顯著，并且在S值gt;0.5時(shí)，可以認(rèn)為聚類合理[7-8]。

針對中英文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞的聚類分析，聚類模塊度（ModularityQ） 值分別為0.705 5、0.567，均大于0.3，聚類平均輪廓系數(shù)（Silhouette） 分為0.903、0.835 1，均大于0.5，表明此次聚類結(jié)果同質(zhì)性較好。為了可視化這一演變過程，運(yùn)用了CiteSpace軟件的Timeline View功能，生成了關(guān)鍵詞聚類演化圖譜見圖2，選取國內(nèi)外聚類強(qiáng)度高的五個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行分析：國內(nèi)聚類#0移動(dòng)醫(yī)療：主要關(guān)注移動(dòng)醫(yī)療的發(fā)展，包括云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)療保健系統(tǒng)中的應(yīng)用。探討了如何通過移動(dòng)設(shè)備提供醫(yī)療服務(wù)，如遠(yuǎn)程監(jiān)控、電子病歷管理和健康數(shù)據(jù)分析，以提高醫(yī)療效率和患者護(hù)理質(zhì)量。#1 可穿戴設(shè)備：集中于可穿戴技術(shù)在醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。研究設(shè)備的性能、用戶體驗(yàn)，以及對慢性病的監(jiān)測和管理能力。#2 醫(yī)療器械：此聚類涉及醫(yī)療器械的研發(fā)、制造和使用。關(guān)鍵詞如“中醫(yī)診斷”“康復(fù)治療”等表明了研究的多樣性，涵蓋了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)到現(xiàn)代康復(fù)技術(shù)的多個(gè)方面。國外聚類#0 deep learning（深度學(xué)習(xí)） 關(guān)鍵詞如“CNNs”（卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)） 、“RNNs”（循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)） 等表明了這個(gè)聚類強(qiáng)調(diào)了使用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法來分析和理解醫(yī)療數(shù)據(jù)的重要性。聚類#1 strain sensor（應(yīng)變傳感器） ，這個(gè)聚類的關(guān)鍵詞包括“納米管”“碳纖維復(fù)合材料”“自供電傳感器”和“能量采集”。這些研究表明了研究人員正在開發(fā)能夠在不消耗外部電源的情況下工作的傳感器，有助于長期健康監(jiān)測。聚類分析顯示，國內(nèi)研究則側(cè)重應(yīng)用實(shí)踐和服務(wù)模式的創(chuàng)新，而國外研究更注重設(shè)備創(chuàng)新和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.3.3 關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)和突現(xiàn)圖

時(shí)間線圖譜分析可以深入探索關(guān)鍵詞的首現(xiàn)時(shí)間、持續(xù)活躍周期以及突現(xiàn)詞的變化趨勢。通過CiteSpace軟件分別構(gòu)建國內(nèi)外智能穿戴設(shè)備在智慧醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵詞時(shí)間線圖譜，可以觀察到多個(gè)數(shù)據(jù)集及其主題之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)和動(dòng)態(tài)演變，通過分析時(shí)間線圖譜，可以清晰地看到哪些關(guān)鍵詞在近年來逐漸興起成為新的研究熱點(diǎn)，哪些關(guān)鍵詞則逐漸淡出研究視野，被新的研究方向所取代。進(jìn)一步的，對關(guān)鍵詞進(jìn)行Burst分析，結(jié)果如圖3、圖4所示。可以將國外內(nèi)研究期劃分為幾個(gè)階段來探討，見表3。

3 結(jié)論

利用CiteSpace工具對中英文文獻(xiàn)進(jìn)行綜合分析，提供了一個(gè)全面的學(xué)術(shù)視角來觀察智能穿戴設(shè)備在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的研究進(jìn)展，通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)和聚類分析，揭示了研究熱點(diǎn)的演進(jìn)路徑，為未來研究方向提供了數(shù)據(jù)支持，突現(xiàn)詞分析揭示了新興研究主題，如“遠(yuǎn)程醫(yī)療”和“健康監(jiān)測”，這些主題將成為未來智慧醫(yī)療領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。通過分析，本文得出了以下主要結(jié)論：首先，國內(nèi)外智能穿戴設(shè)備在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)呈現(xiàn)多元化趨勢，且存在明顯的地域差異。國外研究更加注重設(shè)備創(chuàng)新和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理、無線通信技術(shù)等方面具有領(lǐng)先地位。而國內(nèi)研究則更側(cè)重應(yīng)用實(shí)踐和服務(wù)模式的創(chuàng)新，在醫(yī)療數(shù)據(jù)分析、個(gè)性化治療等方面取得了顯著進(jìn)展。其次，國際合作與交流日益頻繁，推動(dòng)了該領(lǐng)域的共同發(fā)展。然而，智能穿戴設(shè)備在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、隱私保護(hù)等方面仍面臨挑戰(zhàn)，針對這些挑戰(zhàn)，本文建議加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提高設(shè)備的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性；同時(shí)，完善隱私保護(hù)機(jī)制，確保用戶數(shù)據(jù)的安全和隱私。

需要注意的是，本研究基于CNKI、萬方數(shù)據(jù)庫和Web of Science三個(gè)核心數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，其結(jié)果可能受數(shù)據(jù)庫覆蓋范圍的限制，未來研究可考慮納入更多的數(shù)據(jù)庫，以獲得更全面的研究視角。

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【通聯(lián)編輯：梁書】