基于CiteSpace的虚拟现实技术在国内医疗护理领域应用的可视化分析

郑丹萍，郑亚平

虚拟现实(virtual reality,VR)技术是指利用计算机技术，构成一个虚拟、逼真的世界，用以代替或增强使用者真实体验的仿真系统，使用者通过输入/输出设备，将自己的行为、动作等表达为虚拟世界中对物体的控制[1-2]。虚拟现实技术作为一种现代化技术，具有存在感、交互性、自主性、想象性等特点[3]，以其独特的优势在医疗护理领域发展应用。本研究通过CiteSpace软件绘制虚拟现实技术的可视化知识图谱，更直观地展现国内虚拟现实技术在医疗护理领域的研究热点，以期为虚拟现实技术在临床的进一步研究提供参考和借鉴。

1 资料与方法

1.1 资料来源 本研究以“虚拟现实”“VR”为检索词，通过中国知网(CNKI)的高级检索功能进行主题词检索，文献分类目录选择医药卫生科技栏目，为尽可能获取高质量文献，文献来源类别选择中国社会科学引文索引(Chinese Social Sciences Citation Index,CSSCI)、中国科学引文数据库(Chinese Science CitationDatabase,CSCD)和北大核心期刊。文献检索时间设置2010年1月—2020年1月，共检索到419篇相关文献，排除与研究主题无关的文献、会议摘要、新闻报道等，共获取246篇有效文献。

1.2 研究方法 本研究采用美国德雷塞尔大学陈美超教授开发的CiteSpace软件，该软件是应用JAVA语言开发的信息可视化软件，可绘制出多元、分时、动态的可视化知识图谱，可用于探索某一科学领域的研究热点和发展趋势[4]。

将CNKI获取的题录信息以Refworks格式导出，以download.txt格式保存，经数据转换后进行可视化分析，时区设置设为2010年—2020年，时区分割长度为1年，数据抽取对象为50，其他设定为系统默认值。以作者、关键词为节点绘制可视化知识图谱，并进行相应的合作网络分析和共现聚类分析。

2 结果

2.1 文献发文量分布 2010年和2011年我国虚拟现实技术研究的发文量少，均为个位数，从2012年开始发文量呈上升趋势，2018年达到发文量的顶峰，有51篇文献发表，是2010年发文量的10倍，见图1。

图1 2010年—2020年虚拟现实技术在国内医疗护理领域应用发文量

2.2 作者合作可视化 采用CiteSpace软件对文献作者进行共现图谱分析，一个点代表一位作者，作者字体越大，说明该作者总体频次越高[5]。对2010年—2020年国内关于虚拟现实技术研究作者进行共现分析，节点之间连线代表两名作者之间有合作，连线越粗，共现频次越高，表示其研究关系越近。如图2所示，国内关于虚拟现实技术大致形成了8个研究合作群，以汤可、周敬安、周青、赵亚群和刘策5人构成的作者群较突出。

图2 2010年—2020年国内虚拟现实技术主要研究者聚类共现图

2.3 关键词的可视化

2.3.1 关键词的共现 本研究对从中国知网中获取的符合要求的246篇文献进行关键词的可视化分析。“Time Slicing”设置为2010—2020年，“Years Per Slice”设置为1，“Node type”选择“Keyword”，阈值设定选择“Top N”为系统默认值50，即选择频次出现在前50位关键词作为分析对象，在“Pruning”菜单中选择“Pathfinder”，最后得到51个节点，62条连线，密度为0.048 6的关键词共现图谱，见图3。

图3 2010年—2020年国内虚拟现实技术研究关键词共现图

2.3.2 关键词的聚类 利用CiteSpace软件对2010年—2020年国内医疗护理领域中关于虚拟现实技术研究的关键词进行聚类分析，采用对数似然比(LLR)算法，节点越大，该关键词出现次数越多，说明其在该领域的重要性[6]。Q值(模块值)一般为0～1，若Q值>0.3，表明网络聚类结构是显著的；当S值(平均轮廓值)>0.7，说明聚类效果令人信服[7]，本研究中的Q>0.3，S>0.7表明研究聚类效果显著。从图4可见，共得到卒中、计算机应用、康复系统、康复训练和运动想象4个聚类。同时结合表1，频数≥3的关键词分析，可见虚拟现实技术在国内研究对象侧重于卒中病人，集中于康复领域，在运动功能、上肢功能、平衡功能等训练方面发挥重要作用。

图4 2010年—2020年国内虚拟现实技术在医疗护理领域研究关键词聚类图谱

表1 虚拟现实技术在国内医疗护理领域应用的关键词频数及中心性(频数≥3)

2.3.3 关键词时间图 利用CiteSpace软件中的Timeline view功能显示动态前沿图谱，以文献发表年份为X轴，聚类编号为Y轴得到虚拟现实技术研究的时间线视图，见图5。通过动态前沿演变图可见5个聚类的热点词频，显示在虚拟现实技术应用过程中脑卒中、平衡、康复、微创、心理治疗等在某个阶段出现的频率较高。

图5 2010年—2020年国内医疗护理领域虚拟现实技术研究的Timeline时间图

3 讨论

3.1 我国医疗护理领域中“虚拟现实技术”研究现状 发文量是衡量某个研究领域研究热点和趋势的重要指标，医疗护理领域中“虚拟现实技术”发文量在2010年仅有5篇，从2012年开始明显增长，到2018年发文量达到51篇，发文量总体呈逐年上升趋势，说明随着信息技术的快速发展，医疗护理领域的网络化、信息化发展已是大势所趋，虚拟现实技术也逐渐受到重视和研究。随着虚拟现实技术的不断完善，我国学者的研究也相应增多，使得本方向的研究在医疗护理领域更加多元化，如认知功能、平衡功能、运动功能等康复训练。总体而言，虚拟现实技术研究总发文量仍然不高，因此需要进一步探讨和扩大研究范围。

3.2 我国医疗护理领域中“虚拟现实技术”的研究相对单一 传统的康复训练因枯燥乏味，缺乏个性化设计，训练安全性欠佳，训练内容与现实生活脱节，无法满足人们越来越高的康复需求。虚拟现实技术作为一种新兴的治疗手段，可高度复制现实场景，训练安全、有趣，在病人认知功能、肢体功能、平衡能力等方面的康复训练领域发挥重要作用。脑卒中发病后存在不同程度功能缺失，包括运动障碍、言语障碍、认知功能障碍和日常生活能力障碍等[8]，国内外多项研究表明了虚拟现实技术对于脑卒中上肢运动功能、平衡能力、步行能力的改善具有积极作用[9-12]。虚拟现实技术基于人体运动学理论，通过强化、重复训练和感官反馈诱导功能恢复，可弥补常规康复训练的不足，是一种非常具有应用潜能的康复手段。曾迎春等[13-14]设计开发了基于虚拟现实技术的癌症病人康复系统，包括认知评估、认知康复干预和认知评价3个模块，病人可在虚拟环境下完成日常生活活动一样的认知康复训练。王佳妮等[14]设计了针对呼吸重症监护室(ICU)病人早期运动的虚拟现实康复系统，改善了运动锻炼效果，提高了病人主动运动的积极性和依从性。

3.3 我国医疗护理领域中“虚拟现实技术”的研究前沿与趋势 结合关键词时间图，虚拟现实技术的研究内容从病人康复逐渐延伸至教学改革、心理治疗、术前规划等方向。王萍等[15]采用沉浸式虚拟现实技术对学生进行静脉注射法的培训，提高了学生对实验操作内容的掌握度。广东省某医科大学采用虚拟现实技术对医学生进行心肺复苏培训，提高了学生的学习主动性和学习质量[16]。张静文等[17]利用虚拟现实技术再现临床实验室交互式的三维动态实景，使学生沉浸在该环境中体验临床工作流程。目前虚拟现实技术在临床培训中的应用价值得到积极有效的反馈，未来虚拟现实技术有望成为一种新型的教学手段[18]。同时虚拟现实技术因拥有良好的沉浸感和实时性被应用于创伤后应激障碍的心理治疗，利用虚拟现实技术情景再现，消除产生创伤的部分，让病人敢于正视创伤事件，消除心理障碍[19-20]。虚拟现实技术应用于外科手术时，可为病人进行术前评估、制订手术计划和路线，对手术部位的解剖位置和结构起到预演作用，提高手术成功率，降低手术风险[21-22]。

3.4 我国医疗护理领域中“虚拟现实技术”的研究不足与展望 本研究借助CiteSpace软件分析了2010年—2020年在中国知网核心期刊、CSCD和CSSCI期刊上发表的虚拟现实技术研究文献，梳理了近10年来该领域发文量、研究作者和关键词的可视化分析。我国虚拟现实技术研究在2012年前发文量甚少，近年来虽较前有所增加，但总体发文量仍偏低，未形成较大的研究团体，团队之间缺少合作，未来我国还需建立多学科、多中心的合作，进一步挖掘虚拟现实技术的优势和应用前景，将虚拟现实技术与医疗护理工作有机结合，促进医疗护理信息化，提升医疗护理质量。本研究仅检索和分析了国内相关文献，未来的研究可结合国外研究作进一步对比分析，更好地为虚拟现实技术在我国医疗护理领域的开展提供借鉴。

4 小结

虚拟现实技术作为一种创新的培训、护理、治疗手段，具有良好的技术优势和应用前景，其在医疗护理领域逐渐开展应用，但目前国内虚拟现实技术的应用尚处于发展阶段，未来还需要进一步明确虚拟现实技术适用的人群和范围，开展多学科、多团队的合作，加强合作研究。