基于知识图谱的糖尿病治疗领域的可视化分析

乔欣宇 赵耀 陈井学 何兰

齐齐哈尔医学院基础医学院，黑龙江齐齐哈尔161006

基于知识图谱的糖尿病治疗领域的可视化分析

乔欣宇 赵耀 陈井学 何兰

齐齐哈尔医学院基础医学院，黑龙江齐齐哈尔161006

目的探讨可视化软件CiteSpace在国际糖尿病治疗研究领域的应用。方法运用CiteSpace软件和SCI-E数据库本身功能进行研究。结果通过对文献数量、研究力量、关键词、引文和主要出版物的分析，识别学科的研究前沿和热点。结论国际关于糖尿病治疗领域的研究呈上升趋势，提出了该领域研究的发展趋势、科技政策导向。［关键词］糖尿病；治疗；可视化知识图谱；CiteSpace软件

糖尿病是由胰岛素分泌和（或）作用缺陷所引起，以血糖水平异常增高为特征的代谢性疾病。长期代谢紊乱可导致多系统损害和慢性进行性病变、功能减退及衰竭［1］。据国际糖尿病联盟（international diabetes federation，IDF）的统计，2013年全球20～79岁成年人的糖尿病发病率为8.3%，患者人数达3.82亿，全球糖尿病患者医疗花费达5480亿美元，占全球医疗支出的11%［2］，糖尿病治疗与预防已成为当今社会所无法忽视的重大问题［3-5］。本文从文献计量学的角度进行统计分析，将研究结果以可视化的知识图谱展示，以其发现糖尿病治疗研究领域的前沿技术、研究热点及发展趋势，为该领域研究人员提供情报学支持，为卫生政策决策者提供科学的政策依据。

1 数据来源与研究方法

本文采用的数据来源于Web of Science的SCI数据库。检索策略是“主题=（diabetes treatment）or（diabetes remedy）or（diabetes therapy）or（diabetes cure） or（diabetes curing）or（diabetes heal）”，共检中9460条文献记录，数据下载范围为2000年1月～2013年6月。检索数据采用基于Java平台的CiteSpace软件进行大量数据的网络复杂分析，CiteSpace是美国德雷塞尔大学陈超美博士开发的信息可视化软件，是科学计量学的新手段［6-8］。根据检索数据绘制知识图谱，分析国际糖尿病治疗的研究热点与前沿。另外，通过ISI Web of Knowledge分析功能考察糖尿病治疗领域主要出版物［9］。

2 结果与分析

2.1 文献数量分析

某时段文献数量的变化是衡量相关领域研究状况的重要标志。对2000～2012年文献数量分析如图1所示。糖尿病治疗领域的研究文献从2000～2009年呈快速逐年上升趋势，2009年度发表的文献数量几乎是2000年的3倍，自2010年以后略有下降，但亦稳定在高位。

2.2 国家与机构研究实力分析

9460篇文献来自120个国家和地区，将发表论文数量排名前10位的国家列于表1。由表1可见，美国发文量居首位，占发文总数27.81%；其中，欧洲国家总体上实力较强，排名前10位国家中德国、英国等欧洲国家占据7位。中国在该领域发表论文192篇，排名第11位，位置较靠前，但产出仅占总量2.03%，提示我国在糖尿病治疗领域的研究实力与一些欧美发达国家相比差距明显。以1年为节点，对2000～2013年期间发表的9460篇文献进行分析，形成各国糖尿病治疗领域研究实力科学知识图谱图2。由图2可见，120个国家间连线仅为52条，中心度0.0073，提示目前在糖尿病治疗领域国际间合作有待加强。

图12000 ～2012年各年文献数量统计

表1 研究实力排名前10位国家

图2 各国糖尿病治疗领域研究的科学知识图谱

采用CiteSpace分析形成了糖尿病治疗领域的研究机构及其分布的知识图谱（图3），排名前10位的研究机构列于表2。由图3可见，本文所检索的文献涉及320个研究机构，但是机构间的连线只有93条，且中心度仅为0.0018。从研究机构的分布提示：在各国范围内，研究机构间在糖尿病治疗领域的研究合作较为密切；而该领域的国际间合作并不密切，各研究机构在糖尿病治疗领域的国际间合作有待加强。在发文量排名前10位的研究机构中，美国的研究机构有6个，礼来制药公司排名第一。值得注意的是，在排名前10位的研究机构中丹麦占据了其中3个，这与丹麦国内较高的糖尿病发病率以及政府对糖尿病研究与治疗高度重视相一致。此外，前10位的研究机构中有7所大学，其次是专业的医药公司和研究所。提示大学在糖尿病治疗研究领域起主导作用，医药公司和专业研究机构的贡献也不可小觑，是推动糖尿病治疗研究的重要力量之一。2.3糖尿病治疗研究的热点——关键词共现分析

图3 糖尿病治疗领域研究机构的科学知识图谱

表2 研究实力排名前10位研究机构

针对某一领域有意义的关键词分析，可发现该领域的研究热点。CiteSpace分析显示糖尿病治疗领域的研究共涉及129个关键词，在排除治疗目的、实验方法名称和疾病本身名称的关键词以及合并内容相同的关键词后，将排名前20位的关键词列于表3。对关键词的排序分析，显示血糖控制是治疗糖尿病的核心，而糖尿病治疗的主要方法还是注射胰岛素；值得关注的是排名第13位关键词为中效胰岛素，其出现频次达170次，提示中效胰岛素的降糖作用受到了广泛关注；表3亦提示排名第6位的胰岛素抵抗和第8位的Beta细胞功能是糖尿病发病机制的研究热点；2型糖尿病治疗药物的研究热点为排名第4、5、16位二甲双胍、磺酰脲类和胰高血糖素样多肽-1。在排名前20位关键词中，与糖尿病并发症相关的关键词有心血管疾病、心肌梗死、高血压、代谢综合征和冠心病，提示在治疗糖尿病同时要重视对上述并发症的预防与治疗。特别应引起关注的是排名前20位关键词中出现了“儿童”，且频次达151次，提示儿童人群中快速上升的糖尿病发病率已引起了研究人员的高度重视。此外，胰岛和胰腺移植得到越来越多的关注，胚胎干细胞移植和胰岛泵的应用研究也日趋广泛。

表3 排名前20位关键词

2.4 最有影响力的引文分析

对2000～2013年期间9460篇文献进行共被引分析，即关键节点文献分析。CiteSpace分析显示共被引文献为263篇，按被引用频率为序将前10位共被引文献列于表4。分析排名前10位文献，显示这些文献主要集中在糖尿病治疗药物、治疗方法的改进、并发症的控制、胰岛素对代谢的影响以及高血糖状态直接对糖尿病患者的影响等方面，提示上述内容为当今糖尿病治疗领域的研究热点。

2.5 主要出版物分析

选择网络节点类型为cited Journal分析，显示所检索的9460篇文献分别发表在109种期刊，其中发表数量超100篇的杂志列于表5。表5列出了糖尿病治疗研究领域的主流期刊，应引起注意的是排名在第2、4、6、9、10、11、12位的期刊并非糖尿病专业刊物，但这些期刊收录的文献被引用频次较高，且影响因子均大于10，New England Journal of Medicine、Lancet和JAMA（J Am Med Assoc）等杂志刊发的相关论文在一定程度上代表了糖尿病治疗领域研究的最新进展。

3 讨论

根据IDF统计，截至2013年全球糖尿病患者人数已达3.82亿，预计到2035年全球将有近5.92亿人患糖尿病。2013年中国糖尿病的患病人数为9840万，据此到2035年中国糖尿病患病人数将达到1.43亿［2］。糖尿病不仅是单纯的卫生健康问题，它已经给社会带来沉重的经济负担［3-5］。因此，及时准确了解糖尿病治疗研究领域的研究热点及发展趋势，可以为研究人员提供情报学支持，为卫生政策的决策提供参考。

表4 排名前10位共被引文献

表5 糖尿病治疗研究领域最具影响力的杂志前13位

根据Web of Science的SCI数据库2000～2013年期间发表的糖尿病治疗领域文献，发现该领域的研究力量及数量呈逐年上升趋势，美国在该领域占有绝对优势和极大影响力，这与美国较强的研究实力和较高的科研投入密不可分，德国、英国等欧洲发达国家在这一领域的研究实力亦较强。通过关键词等研究热点分析，显示治疗糖尿病的主要方法是注射胰岛素，服用胰高血糖素样多肽-1、二甲双胍和磺酰脲类药物亦是重要的治疗手段，而干细胞治疗和胰岛移植治疗具有很大的潜力，是糖尿病治疗研究的主要方向之一。糖尿病是代谢紊乱综合征，长期的代谢紊乱可导致严重的并发症，这是导致糖尿病患者死亡的主要原因［10-11］。血糖控制是位于第1位的关键词，显示血糖控制是避免糖尿病并发症最为重要的因素。在发达国家，社区干预对于糖尿病患者的血糖控制效果明显，形成了有效的糖尿病等慢性病预防和维持体系。提示在糖尿病的预防与治疗中社区干预应该引起足够重视。对于这种慢性病，预防和维持胜于治疗，这种观念应被卫生政策制定者充分重视［12］。

通过对糖尿病治疗领域研究的多方位可视化分析，进一步明确了在该领域处于领先的国家与研究机构，为研究者掌握该领域的最新发展动态提供参考；通过对关键词分析，准确地把握了糖尿病治疗领域的研究热点和发展前沿；同时，通过对期刊和被引文献进行分析，使研究者获得该领域更为详实的信息。通过知识图谱的可视化分析可以使科研人员快速把握糖尿病研究领域的历史脉络，帮助研究者找出该领域的发展趋势，同时也为构建科学有效的糖尿病预防与管理体系提供决策依据。

［1］葛均波，徐永健，梅长林，等.内科学［M］.8版.北京：人民卫生出版社，2013：770-771.

［2］International Diabetes Federation.IDF Diabetes Atlas［S］. 6th ed.Brussels，2013.

［3］王海鹏.我国诊断糖尿病疾病经济负担趋势预测研究［D］.济南：山东大学，2013.

［4］Ramachadran A，Snehalatha C，Yamuna A，et al.Cost-effectiveness of the interventions in the primary prevention of diabetes among Asian Indians.within-trial results of the indian diabetes prevention programme（IDPP）［J］.Diabetes Care，2007，30（10）：2548-2552.

［5］陈悦，刘则渊.悄然兴起的科学知识图谱［J］.科学研究，2005，23（2）：149-154.

［6］Chen C.Measuring the movement of a research paradigm［J］. SPIE，2005，（5669）：63-76.

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［9］Roglic G，Unwin N.Mortality attributable to diabetes：estimates for the year 2010［J］.Diabetes Res Clin Pract，2010，87（1）：15-19.

［10］IDF Diabetes Atlas Group.Update of mortality attributable to diabetes for the IDF Diabetes Atlas：estimates for the year 2011［J］.Diabetes Res Clin Pract，2013，100（2）：277-279.

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Visual analysis of the field of diabetes treatment based on the knowledge map

QIAO XinyuZHAO YaoCHEN JingxueHE Lan
School of Basic Medicine,Qiqihar Medical University,Heilongjiang Province,Qiqihar161006,China

Objective To discuss the application of visualization software of CiteSpace to the treatment and research of diabetes across the world.Methods The software of CiteSpace and the function of the database SCI-E itself were used to the study.Results The frontiers and focus of the subject research were identified by analyzing the quantity of literature,research abilities,keywords,citations and main publications.Conclusion The study finds out that the international research in the field of diabetes treatment is on the rise and puts forward the development trend and science and technology policy guidance in the field of research.

Diabetes;Treatment;Visual knowledge map;CiteSpace software

R587；G353

B

1673-7210（2014）09（b）-0122-04

2014-05-27本文编辑：张瑜杰）

黑龙江省大学生创新创业训练项目（编号2013 11230019）；黑龙江省教育厅科学技术研究项目（编号1252 1647）；齐齐哈尔医学院院内基金项目（编号QY2014Z-10）。

何兰（1970.3-），女，辽宁辽阳人，硕士，副教授；研究方向：医学信息学。