运动疗法在绝经后骨质疏松症中应用的可视化文献计量分析

叶慧 许悦 章雨桐 梁咏琪 徐桂华 王庆

南京中医药大学护理学院，江苏 南京 210023

随着人口老龄化的加剧，原发性骨质疏松症已成为我国面临的重要公共卫生问题[1-2]。绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis, PMOP)是原发性骨质疏松症的常见类型，一般发生于绝经后5～10年[3],主要由于雌激素不足导致骨代谢失衡引起，表现出腰背痛、骨痛、驼背和骨折等一系列临床症状，严重影响患者的生活质量[4-7]。据报道[8]，全球有40 %的绝经后女性患有骨质疏松症，且50 %的女性在一生中可能发生骨折。虽然目前药物治疗骨质疏松症具有较为肯定的疗效，但由于副作用和经济负担等原因，在我国接受有效药物治疗者尚不足1/4[9]。运动疗法是目前防治绝经后骨质疏松症的理想非药物疗法[10-12]，包括有氧运动、抗阻运动、负重运动和平衡性及灵活性练习等运动方式[13]，因为其可操作性强、副作用小、效果好而得到越来越多的推广，并在多个骨质疏松症防治指南中被推荐采用[14-18]。

通过可视化分析软件把文献数据信息绘制成科学知识图谱，能够实现学科知识的可视化，以进行理论增长、研究范式转换等方面的研究。CiteSpace软件可以探索和分析学科研究前沿的演变趋势、研究前沿与其知识基础之间的关系[19]。本研究将借助CiteSpace (版本号5.7.R1 SE)，利用科学知识图谱的方式对运动疗法在绝经后骨质疏松症中应用的相关文献进行文献计量学分析，结合关键文献的重点分析，梳理出运动疗法应用在绝经后骨质疏松症相关的研究脉络和热点，全面评估运动疗法在PMOP患者中的应用现状，为未来研究提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 数据来源

通过对Web of Science核心数据库进行主题词字段检索，检索策略：“TS=[exercise OR (physical activity) OR (training) OR (sports)] AND TS=[(Postmenopausal Osteoporos*) OR (Post-menopausal Osteoporos*) OR (Postmenopausal Bone Loss*) OR (Perimenopausal Bone Loss*) OR PMOP]”,时间跨度为建库至2021年，文献类型限定为“Article”，本研究于2021年3月15日完成检索，共检索到2 475篇文献。

1.2 研究方法

利用Web of Science提供的文献分析功能、Excel的统计功能及CiteSpace软件，对检索到的运动疗法在绝经后骨质疏松症中应用的文献进行年度、国家和地区、发文机构、作者、发表期刊、高频关键词、关键词聚类、关键词时间线、关键词时区图、研究前沿知识图谱、基金资助、文献被引用情况的分析。CiteSpace软件时间设定为2001-2021年，时间切片设置为1年。

2 结果

2.1 发表年度分析

Web of Science数据库于2001年收录第一篇运动疗法在绝经后骨质疏松症中应用的文献，由图1可见，发文量2001-2010年总体呈增长趋势，不过波动较大，在2013年达高峰，2014-2020年有下降趋势，2021年因只收集了3个月的数据，数量较少。

图1 截止2021年3月15日Web of Science收录的运动疗法在PMOP中应用的文献量Fig.1 The amount of literature on the application of exercise therapy in PMOP included in Web of Science as of March 15, 2021

2.2 国家/地区分析

共有91个国家和地区发表运动疗法在绝经后骨质疏松症中应用的相关文献。由表1可见，美国的发文量最多(793篇，占比32.04 %)，其次是英国、加拿大、澳大利亚和中国。其中，中国发文数量160篇，占比6.46 %。日本为除中国以外排名前10的另一亚洲国家，排名第7位。美国的合作中心度最高，为0.29，其次为英国、西班牙等，表明其有广泛的研究合作。我国与其他国家科研合作的中心度排名较为靠前，说明我国在此领域与他国的合作较多，未来仍有加强国际交流的进步空间。

表1 运动疗法在PMOP中应用的文献发表数量、中心度前10位的国家/地区

2.3 发文机构分析

共4 509家机构发表了运动疗法在绝经后骨质疏松症中应用的相关文献。表2可见加州大学系统发文量最多(119篇，占比4.81 %)，其次为哈佛大学和宾夕法尼亚州立高等教育系统。在排名前10位的机构中，7家来自于美国。哈佛大学、加州大学旧金山分校及奥卢大学在该领域的合作密切，集体优势较明显，在亚洲发文机构中，中国香港大学与其他机构的合作最为密切。

中国共有331家研究机构在Web of Science上发表了运动疗法在绝经后骨质疏松症中应用的相关文献。其中中国大陆有240家机构，中国香港地区有26家机构，中国台湾地区有65家机构。不过每家机构发文量并不多，其中香港中文大学发表相关文献量最多(28篇，占比1.13 %)，中山大学(8篇，占比0.32 %)与上海交通大学(7篇，占比0.28 %)发文量较多。

表2 运动疗法在PMOP中应用的文献发表数量、中心度前10位的研究机构Table 2 Top 10 research institutions in terms of the number of publications and centrality of exercise therapy used in PMOP

2.4 作者分析

共有21 389位作者发表了运动疗法在绝经后骨质疏松症中应用的相关文献，由表3可见，来自美国的Cauley JA发文量最多(39篇，占比1.58 %)，其文献篇均被引频次也最高，为57.97。排名前10位的作者中，德国和芬兰的作者分别有3位。发文量第一的Cauley JA来自美国匹兹堡大学公共卫生研究院流行病学系,她的主要研究内容为骨质疏松症的流行病学，尤其关注骨折、骨质疏松症治疗、骨折的危险因素以及骨质疏松症后果。图2中的不同节点颜色代表不同年份，颜色越接近红色，说明该作者的发文时间越近。Kemmler W与Von Stengel S等是该领域的新进活跃者，且中心度较高，Kemmler W来自德国埃尔朗根-纽伦堡大学医学物理研究所,主要研究内容为运动频率与绝经后骨质疏松骨密度及骨折之间的关联性，Von Stengel S与前者同属一个课题组。

表3 运动疗法在PMOP中应用的文献发表数量前10位的作者

图2 运动疗法在PMOP中应用的作者共现图Fig.2 Author co-occurrence diagram of the application of exercise therapy in PMOP

2.5 发表期刊分析

本研究纳入的文献共来源于951种期刊，由表4可见，发文数量最多的期刊是《Osteoporosis International》(281篇，占比11.35 %)，其次为《Journal of Bone and Mineral Research》和《Bone》。其中，篇均被引频次最高的期刊为《Journal of Clinical Endocrinology Metabolism》，其影响因子也较高，为5.399。说明以上期刊在运动疗法干预PMOP的研究方向上拥有较高的科研水平和高质量的论文。

表4 运动疗法在PMOP中应用的文献发表数量前10位的期刊Table 4 The top 10 journals with the number of publications on the application of exercise therapy in PMOP

2.6 研究热点分析

2.6.1高频关键词图谱分析:关键词共现是对当前研究问题或概念的集中表达，为研究热点提供合理的描述[20]。此类研究关键词集中于osteoporosis(骨质疏松)、postmenopausal women(绝经后妇女)、bone mineral density(骨密度)、physical activity(身体活动)、exercise(锻炼)、mineral density(矿物密度)、fracture(骨折)、risk factor(危险因素)、hip fracture (髋部骨折)等。见图3。

图3 运动疗法在PMOP中应用的关键词共现图Fig.3 Co-occurrence diagram of keywords used in exercise therapy in PMOP

2.6.2关键词聚类分析:关键词的聚类图谱可以表明该领域的不同研究关注点，通过对数自然率(LLR)算法对不同聚类标签进行标识以确定研究热点，本研究领域的主题聚类模块性指数Q(Modularity Q)和聚类轮廓性指数S值(Mean Silhouette)分别为0.308 1(> 0.3)和0.707 4(> 0.5)，提示划分的结构显著，聚类合理。共得到7个聚类，分别指代运动疗法应用于PMOP中的7个重要研究领域，序号数字越小，聚类中包含的关键词越多，分别为#0 bone mass(骨量)，#1 sarcopenia(肌减少症)，#2 aging(老龄化)，#3 menopause(绝经)，#4 radius(桡骨)，#5 postmenopausal(绝经后),#6 quantitative ultrasound(定量超声)。结果显示#0 bone mass，#1 sarcopenia，#2 aging，#4 radius等聚类内部的节点连线较多，说明这些领域关键词之间的共现程度高。进一步归纳7个聚类和聚类中的关键词，将聚类时间和每个聚类标签下的前5个关键词整理归类形成聚类成员列表，结果见表5。为进一步研究各聚类内部的关键词，点击Control Panel中的Layout-Timeline View可以得到关键词分布的时间脉络变迁，即时间线图谱。图4中可以看出，2001-2004年为该领域的起源阶段，出现大量该领域的热点关键词，如osteoporosis(骨质疏松)、postmenopausal woman(绝经后妇女)、bone mineral density(骨密度)、exercise(锻炼)等，且出现集中的关键词间连线，包括聚类内部和跨聚类的连线，说明该研究方向已初具规模。2004-2013年之间该领域缓步增长，2005年开始关注患者的quality of life(生活质量)、weight(体重)、fracture risk(髋部骨折)等热点关键词涌现，形成一定的研究合作规模，但相较于上一时间段略有减少。2013年至今进入该领域的新发展期，有出现新的热点关键词如frequency(频率)、sarcopenia postmenopausal(绝经后肌少症)、oxidative stress(氧化应激)、tai chi(太极)、groud reaction force(地面反作用力)等，且连线还在延伸，说明该领域的研究还存在持续热度。研究热点由早期侧重于疾病表现、目标人群、治疗方法转变向近年注重不同运动方式、运动频次、运动强度对PMOP影响及作用机制，该领域学者们在多样化背景下不断向更深层次挖掘。

表5 各关键词聚类的成员列表Table 5 List of cluster members

图4 运动疗法在PMOP中应用的文献聚类时间线图谱Fig.4 A timeline map of literature clustering used in exercise therapy in PMOP

2.7 研究前沿知识图谱

关键词突现代表新兴趋势，描述研究的前沿[21]。利用CiteSpace软件系统对关键词进行突显词检索，按照突发起始时间排序，选取前25名，如图5所示。2001年-2010年，关键词突现主要集中于雌激素、激素替代疗法、随机试验、年轻女性、甲状旁腺素、钙、骨密度(estrogen, hormone replacement therapy, randomized trail, young women, parathyroid hormone, calcium, bone density)，探索合适的治疗方法以减少骨质疏松是此阶段的重点；2010年-2015年，突现词主要集中于随机对照试验、老年妇女、肥胖、肌肉力量、女性、跌倒、椎骨骨折、更年期(randomized controlled trail, elderly woman, older woman, obesity, muscle strength, woman, fall, vertebral fracture, menopause)，针对骨质疏松影响因素的新研究增多，开始有针对性的对不同人群和病症进行干预；2015年-2021年，突现词主要集中于健康、联合、骨折风险、老年人、维生素D、身体成分、生活质量(health, association, fracture risk, older adult , vitamin D, body composition, quality of life)，体现该阶段的新兴研究对目标人群更加明确，采用联合疗法，治疗重点在于提升患者健康水平，降低骨折风险，提高生活质量。

图5 运动疗法在PMOP中应用的关键词突现图Fig.5 Keyword emergence diagram of exercise therapy in PMOP

2.8 基金资助机构分析

共1 630个机构对运动疗法在绝经后骨质疏松症中应用的文献进行了基金资助，United States Department of Health Human Services(美国卫生及公共服务部)资助的发文量最多(356篇，占比14.45 %)，其次为NIH(美国国立卫生研究院)和NIA NIAMS(NIA关节肌肉骨骼及皮肤病研究所)。排名前10的基金资助机构，有7项均来自美国国立卫生研究院，表明美国对该领域的基金支持力度很大。中国国家自然科学基金资助项目35项，排名第17位。

2.9 文献被引用情况分析

截至目前所分析的文献，运动疗法在绝经后骨质疏松症中应用的文献被引用次数最多的文献为“Osteoporosis prevention, diagnosis, and therapy”[22]，总被引频次为3 262次，平均引用次数/年为155.33次，此文章于2001年发表在《JAMA-Journal of the American Medical Association》，综述了骨质疏松的预防、诊断与治疗方法，是该领域的核心经典文献。被引频次前10位文献[22-31]的出版年多集中于2001-2005年，此阶段正处于本研究主题的起源与缓步增长阶段，3篇[22,25,31]文章为综述，围绕骨质疏松、体育锻炼与骨健康展开；2篇[26-27]为指南，分别是2010年与2002年的加拿大骨质疏松症诊断和管理临床实践指南，利于临床医生对骨质疏松患者进行规范性诊疗指导，提高医疗服务质量；4篇[23-24,28-29]为队列研究，从多方面探索了PMOP的病因、疾病影响因素、治疗及预后，随访时间长且样本量大，给PMOP综合防治方案的不断改进带来较大启示；1篇[30]为随机对照试验研究，研究结果表明全身振动训练对绝经后女性的髋部骨密度、肌肉力量及平衡均有积极影响，是较早研究运动疗法应用于PMOP的试验研究，极具创新性与临床价值。

3 讨论

本研究以Web of Science数据库为数据源，收集自建库以来运动疗法应用于绝经后骨质疏松症的文献共2 475篇。其中发文数量总体呈先缓慢增长后轻微下降趋势，说明近年运动疗法在PMOP研究领域关注度仍有待提高。虽然目前国际各指南大力推荐运动疗法，但是针对PMOP具体的运动方式、运动强度和运动时间等仍未形成共识，这是后续研究仍需关注的重点内容。综合国家/地区、发文机构、作者的发表文献量和中心度分析，该领域的研究在地域上集中于美国、英国、欧洲等，上述国家地区在论文产量和学术影响力上均颇为突出，机构分布以高校与研究院为主，Cauley JA课题组与Kemmler W课题组在该领域有较深厚的研究，其优秀成果值得研究者借鉴。整体来看，各国及其机构间合作明显，对加强运动疗法干预PMOP研究的广度和深度具有重要意义。而中国在发表论文量、基金资助机构与美国、英国、加拿大等国家相比仍存在一定差距，建议科研人员应重视该方向的相关研究，未来仍需进一步提高研究的数量与质量。

对研究热点进行分析发现，20年来运动疗法干预PMOP的研究热点主要集中在对骨密度、肌肉力量、雌激素、功能状态、生活质量等结局指标的作用；运动疗法在PMOP人群中对人体成分、肥胖、骨折等危险因素的影响与预防；干预人群侧重于老年妇女；研究设计多采用随机对照试验。且随着研究的深入，运动疗法干预PMOP领域的研究仍在不断拓展，研究内容在不断细化，着重关注不同运动方式、运动强度、频率、持续时间等因素的不同影响与联系，并展开动物实验、细胞实验、分子实验等，深入挖掘与阐释运动疗法对PMOP影响的作用机制。中国运动干预PMOP的研究领域多聚焦于临床研究、综述等，中国特色运动疗法-太极被证实对PMOP存在有益影响，相关文章数量较多且有较高被引频次的文章，体现太极存在一定国际影响力。后期中国研究者可以围绕太极进行更高质量的研究设计，进一步探索其内在作用与机理。

本文探测到的近年研究前沿包括健康、老年人、维生素D、身体构成。PMOP是好发于绝经后妇女的全身性骨代谢紊乱性疾病，随着全球人口老龄化态势的发展，绝经后女性中60～69岁人群的患病率高达50 %～70 %,易引起患者全身疼痛及骨折等临床症状出现[32-33]，严重影响患者生活质量，威胁生命健康。运动疗法能明显改善和调节骨转化和骨吸收，提高雌激素和骨的机械应力效应，促进钙的吸收利用，从而起到预防骨质疏松、提高患者骨密度和预防跌倒等作用[34-37]，常与维生素D联合运用[38]。运动疗法对绝经后骨质疏松症的健康水平、身体成分等仍为持续研究前沿与热点，说明该治疗方法已在临床应用中取得良好的疗效，值得进一步深化研究。

本研究充分利用CiteSpace科学计量软件优点，对运动疗法应用于绝经后骨质疏松症相关主题的文献进行可视化分析，分析了该领域的研究现状、热点与前沿。运动疗法可以有效改善PMOP的相关症状及发生率，提示临床应加大对PMOP的健康宣教和对运动疗法的应用，同时提示医护人员应更关注国内外的研究进展与学科前沿知识，以更好地指导临床治疗工作的开展。今后的研究可以在现有基础上，在跨聚类主题领域内进行延伸研究，挖掘新切入点，进行阶段性的总结、补充和创新。