心力衰竭和心房颤动相关研究领域的可视化分析

石晶晶，石树青，胡元会，宋庆桥，魏艺，邱志凌，王丹丹

心房颤动（房颤）与心力衰竭（心衰）是21世纪最常见的两大心血管疾病[1]，统计显示，我国房颤发病率约为0.77%，且全球范围上，其发病率呈现上升趋势[2,3]。心衰在人群中的患病率约为1%～2%，年发病率约为0.2%～0.4%，房颤与心衰两种疾病均多见于老年患者，是影响老龄化社会的重要健康问题，两者常伴随出现，互相影响，超过50%的新发心衰患者伴有房颤，而超过30%的新发房颤患者伴有心衰[4]。房颤时心率和节律异常、心房收缩功能丧失，神经体液机制的异常激活都可以影响心功能，房颤时交感神经及肾素-血管紧张素-醛固酮系统被激活，去甲肾上腺素及血管紧张素Ⅱ分泌增多，加剧了心脏重构，加速心功能的恶化[5]；心衰发展过程中伴随着心肌重塑、心室重构，其电重构、结构重构过程均易引发房颤的发生、发展[6]，心衰合并房颤是心血管领域的治疗难点之一，随着人口老龄化的加重，相关研究也越来越受到重视。本文运用可视化软件CiteSpace5.5R1绘制心衰和房颤相关研究领域的知识图谱，包括机构合作网络分析、引文期刊分析、关键词共现分析、文献共被引分析等，从而得出该领域的前沿、热点及发展趋势。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源采用web of science核心合集数据库，检索策略：TS=（heart failure OR ventricular dysfunction）AND TS=（atrial fibrillation OR auricular fibrillation ），语种：（English），文献类型：（Article），时间跨度：2000～2019；索引：SCI-EXPANDED。截止到2019年10月15日，共检索出文献10765篇，排除会议摘要377篇，书章材料12篇，早期材料24篇，共计10352篇文献纳入本次研究。

1.2 数据导出将10352篇文献的全记录与引用的参考文献以纯文本的格式导出，并以“download_***.txt”的格式命名，该数据作为CiteSpace的分析数据。

1.3 研究方法运用CiteSpace5.5R1和Excel软件，从发文时间、作者、国家和机构、关键词等方面对心衰和房颤相关研究进行文献计量及可视化知识图谱分析，进而揭示该领域研究热点和发展趋势。CiteSpace软件的基本参数设置：Time Slicing：1999-2018，Years Per Slice：2年；Top N per slice= 50；Pruning：Pathfinder，Pruning sliced networks，Pruning the merged networks。

2 结果

2.1 文献分布情况共纳入主题为心衰和房颤相关的文献共10352篇。相关领域年度发文量情况见图1，相关研究文献发表量呈直线上升趋势，2017年和2018年发文量均在900篇以上，由趋势线预测2019年关于心衰和房颤相关文章的发文量也在900篇以上。说明心衰和房颤相关的研究日益受到学者重视。

图1 心衰和房颤相关研究年度发文量

2.2 国家和机构共现分析通过对国家机构分析，可以了解全球对于心衰和房颤相关研究领域的分布情况。结果显示，纳入的文献来源于121个国家，7269家机构。国家和机构共现图谱见图2，表1展示了发表文献量和排名前5的国家和机构，结合图表可知，美国、德国和意大利式分别是心衰合并房颤研究领域排名前3的国家。美国和德国的发文量达到千余篇，是该研究领域重要的国家。发表频次排名前五的机构分别是梅约临床和医疗中心、伯明翰、杜克大学、哈佛大学及布莱根妇女医院。

表1 发表文献量排名前5的国家

图2 心衰和房颤相关研究国家（A）和机构（B）共现图谱

2.3 作者共现分析结果见图3、表2。发文量排名前5的作者是：伯明翰大学的Lip Gregory Y.H.，蒙特利尔大学的Nattel Stanley，加州大学洛杉矶分校的Fonarow Gregg C，国立阳明大学的Chen Shih-Ann，梅约诊所的Gersh Bernard J，格罗宁根大学的van Veldhuisen Dirk J。Lip Gregory Y. H.在心衰和房颤相关领域的文章发文量为249篇，制定了多项指南，为该领域的研究奠定了重要的基础。

表2 发表文献10篇及以上的作者及其机构

2.4 引文期刊共被引分析通过对引文期刊的统计，便于我们找到该研究领域的核心期刊。期刊共被引图谱见图4，由表3显示的结果可知，共被引频次最高的期刊是Circulation（循环杂志），影响因子为23.054，该杂志于1950年开始出版，主要刊载心血管疾病的临床与实验研究论文，包括心血管医学和外科学、流行病学、放射学和病理学的研究。被引频次排名第2的是Journal of the American College of Cardiology（美国心脏病学会志）影响因子为18.639，主要刊登心血管疾病临床与实验报告。主题包括冠状动脉和心脏瓣膜病、先天性心脏病、血管疾病、心肌病、药物治疗、新的诊断技术、实验室发现、及大型联合研究的新疗法。还出版美国心脏病学院年度科学会议的论文摘要，和贝塞斯达会议对心血管疾病前沿课题的报告和建议。The New England Journal of Medicine，The American Journal of Cardiology，European Heart Journal也是心衰和房颤相关研究领域重要的共被引期刊。

图3 心衰和房颤相关研究作者共现图谱

图4 心衰和房颤相关研究期刊共被引图谱

表3 共被引频次排名前5的期刊

图5 心衰和房颤相关研究共被引文献可视化图谱

表4 共被引频次排名前5的文献

2.5 文献共被引分析对共被引频次和中心性均比较高的文献分析可获得学科研究基础。由CiteSpace5.5R1生成的文献共被引可视化图谱见图5。表4列出了共被引频次排名前5的文献，结合图表分析可知除以Camm AJ为第一作者的两篇指南外，共被引频次最高的是Lip GYH的文章“Refining clinical risk stratification for predicting stroke and thromboembolism in atrial fibrillation using a novel risk factor-based approach: the euro heart survey on atrial fibrillation.”使用基于风险因素的新方法完善临床风险分层，以预测房颤的卒中和血栓栓塞：欧洲心脏房颤调查，其中心性为0.28，说明是在该领域有重要的影响力，新方法可改善我们对房颤患者卒中风险分层的方法[7]。另外两篇被引频次较高的的文章是Wyse DG 的“A comparison of rate control and rhythm control in patients with atrial fibrillation”以及Connolly SJ的“Dabigatran versus Warfarin in Patients with Atrial Fibrillation”。房颤的治疗方法有两种：一是心脏复律，用抗心律失常药物治疗以维持窦性心律；二是使用速率控制药物，使房颤持续存在，Wyse DG的研究是通过一个多中心的随机对照研究对比了这两种治疗策略下房颤患者的预后情况。结果显示，使用节律控制策略管理心房颤动与速率控制策略相比没有生存优势，并且利用速率控制策略存在潜在如较低药物不良反应风险的优势。Connolly SJ的研究发现，在心房颤动患者中，给予110 mg剂量的达比加群发生卒中和全身栓塞的发生率与华法林相似，并且出血率较低；与华法林相比，达比加群以150 mg的剂量给药，卒中和全身性栓塞的发生率较低，但出血的发生率相似。

2.6 高频关键词分析关键词是文章内容的浓缩和提取，可以用来代表文章的主题和内容。频次高和中心度高的关键词在一定程度上代表着该研究领域的研究结构和热点方向。通过对关键词分析，生成了心衰合并房颤相关研究的高频关键词表（表5）和关键词共现图谱（图6）。结合图表可知，atrial fibrillation/房颤、heart failure/心衰、mortality/死亡率、risk/风险、stroke/卒中、management/治疗措施、risk factor/危险因素、congestive heart failure/充血性心力衰竭、myocardial infarction/心肌梗塞、arrhythmia/心律失常、echocardiography/电生理学、prevalence/患病率、dysfunction/功能紊乱、outcome/结局、therapy/治疗、association/相关性、prevention/预防、guideline/指南、trail/试验等相关主题是该研究领域的热点研究内容。中心性是指在两个或多个节点种扮演着不可或缺的桥梁作用的关键点，节点的中心度越高，与其他节点出现的频次相对越多，它控制的节点信息就越多，是整个图谱的关键节点。由表可知。中心度大于0.1的关键词有atrial fibrillation/房颤、heart failure/心衰、arrhythmia/心律失常、prevention/预防、echocardiography/电生理学、congestive heart failure/充血性心力衰、stroke/卒中、myocardial infarction/心肌梗塞、prevalence/患病率、risk factor/危险因素、trail/试验。这些关键词在谱图种发挥着中介桥梁作用，对该领域的研究热点方向起到了关键作用。对关键词进行聚类分析并以log-likelihood ratio算法命名，共形成8个聚类群（图7），具体分析见下表6。

表5 频次排名前20的关键词

图6 心衰和房颤相关研究关键词共现图谱

表6 关键词聚类分析表

2.7 关键词突现分析突现关键词是指一段时期内其相关主题受到一定的关注度，能够用来反映该段时期的研究重点，具有重要的研究价值，且能预测未来研究方向。因此通过探究突现关键词可以在一定程度下反映该研究领域的前沿发展[8]。由图8可知，近10年相关领域的突现词有：cardiac resynchronization therapy/心脏再同步治疗、coronary artery disease/冠状动脉疾病、heart/心脏、european society/欧洲社会、predicting stroke/预测卒中、anticoagulation/抗凝、fibrosis/纤维化、task force/工作组、recommendation/建议、ischemic stroke/缺血性卒中、registry/注册表、inflammation/炎症。

图8 心衰和房颤相关研究关键词突现分析图

3 讨论

文献计量分析是使用定量方法来评估每个研究领域的知识结构和发展背景，已被广泛用于评估机构的生产力、国家间的相互合作等，也可以探索特定领域的研究热点与前沿[9]。本研究借助文献计量学及可视化软件CiteSpace，对Web of science核心合集数据库中（时间跨度为2000～2019年）心衰和房颤相关研究的文献进行了分析。从2000～2019年，相关研究文献发表量呈直线上升趋势，说明心衰和房颤相关的研究日益受到学者关注。发文量排名前五的国家分别是美国、德国、意大利、日本和英国。美国和德国的发文量达到千余篇，是该研究领域重要的国家。发表频次排名前五的机构分别是梅约临床和医疗中心、伯明翰、杜克大学、哈佛大学及布莱根妇女医院。从发文量排名前五的国家、机构的中心性来看，中心性大于0.1的机构和国家很少，说明不同机构间及国家间的合作有待加强。Camm AJ为第一作者的两篇指南“Guidelines for the management of atrial fibrillation The Task Force for the Management of Atrial Fibrillation of the European Society of Cardiology （ESC）”、2012 focused update of the ESC Guidelines for the management of atrial fibrillation 是该研究领域重要的参考文献。Lip GYH的“Refining Clinical Risk Stratification for Predicting Stroke and Thromboembolism in Atrial Fibrillation Using a Novel Risk Factor-Based Approach The Euro Heart Survey on Atrial Fibrillation”为该领域卒中危险分层提供了重要的方法。

研究热点可以认为是在某个领域中学者共同关注的一个或者多个话题，有很强的时间特征。CiteSpace中关键词节点的分析反映了相关领域的研究热点、发展趋势以及知识结构。结合高频关键词、关键词主要聚类和关键词突现的研究结果可知，“死亡率”，“卒卒中险”，“治疗措施”的共现频次均为1000次以上，说明学者对心衰和房颤的相关死亡率以及卒卒中险的研究给予特别多的关注。关键词共现网络得到8个主要聚类。结合文献分析，#0主要包括“卒卒中险”、“药物性高血压患者”、“有症状的外周动脉疾病”等疾病类的高频关键词，主要研究的方向是房颤合并其他合并症时发生卒卒中险及死亡率趋势[10]。#1主要是心衰和/或房颤合并高血压治疗的研究，#2显示是房颤合并心衰的治疗方案的研究[11,12]。#3，#4，#6和#7主要探索心衰合并房颤时心率的严格控制以及如何进一步维持心功能[13,14]。#5主要探索心衰合并房颤的电重构特点及射频消融术的应用[15]。说明研究的热点主要在一下几个方面：①心衰和/或房颤合并高血压的治疗；②心衰合并房颤时节律控制与室率控制；③心衰合并房颤导管消融术的研究。由突现分析可知，不同年份研究的主要关注点不同，从2009年2015年研究的重点是心脏再同步治疗、冠状动脉疾病、预测卒中、抗凝、工作组。最近五年的突现关键词是纤维化、建议、缺血性卒中、注册表和炎症。说明该研究领域的前沿方向包括：①房颤和心房纤维化相关研究；②缺血性卒中的防治；③心衰合并房颤中的炎症机制；④相关指南和建议的制定；⑤相关研究领域的注册研究。

综上所述，本研究可以帮助研究人员对心衰与心房颤动关系的相关研究规律以可视化知识图谱的形式进行展示，这有利于我们更形象地把握该领域的研究方向、研究热点和研究前沿。