基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的乳腺三維超聲容積成像科學(xué)研究競爭態(tài)勢分析

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院/北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 醫(yī)學(xué)信息研究所/圖書館，北京 100020

引言

據(jù)報道，乳腺癌是女性最常見的癌癥，全球每年新增超過200萬例新發(fā)病例和超過60萬例死亡病例[1]。早期篩查和治療是提高乳腺癌患者生存率的最有效手段[2]。鉬靶檢查是西方國家最常用的乳腺癌篩查方法，然而這一篩查方法在乳腺密度較高的亞洲女性中靈敏度不夠高[3]。超聲檢查對于區(qū)分脂肪組織和腺體組織的敏感性較高，且無放射性，可以作為鉬靶檢查的有益補(bǔ)充[4-5]。目前，不少醫(yī)院采用傳統(tǒng)手持超聲篩查乳腺癌，但該檢查也有其局限性，比如高度依賴操作者的經(jīng)驗(yàn)，可重復(fù)性較差，標(biāo)準(zhǔn)化程度較低等。

近年來，乳腺三維超聲容積成像開始逐漸得到應(yīng)用，該系統(tǒng)由主機(jī)、探頭和工作站組成?；颊卟扇⊙雠P位，檢查者根據(jù)患者乳房大小選擇預(yù)設(shè)條件，然后由系統(tǒng)自動調(diào)整深度、聚焦等指標(biāo)使圖像達(dá)到最佳。每次檢查可獲得正中位、內(nèi)側(cè)位和外側(cè)位的數(shù)據(jù)，掃查后的圖像可傳輸至工作站進(jìn)行脫機(jī)分析，也可在工作站進(jìn)行自動三維重建，同步獲得整個乳腺包括矢狀面和冠狀面的圖像[6-7]。乳腺三維超聲容積成像具有數(shù)據(jù)可存儲、不依賴操作者經(jīng)驗(yàn)、可重復(fù)性高、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)勢，未來可能成為篩查乳腺癌的有效工具[8-9]。

本研究將對全球范圍內(nèi)的乳腺三維超聲容積成像科技論文進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析，從而在一定程度上反映該技術(shù)的科學(xué)研究競爭態(tài)勢，了解各國及主要機(jī)構(gòu)在這一技術(shù)方向上的科研實(shí)力。

1 資料與方法

科技論文是科研成果的主要體現(xiàn)形式之一，其數(shù)量和質(zhì)量可以在一定程度上反應(yīng)科研實(shí)力，已有眾多學(xué)者基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析評價具體國家或具體領(lǐng)域的科學(xué)研究競爭態(tài)勢[10-11]。

本研究在Web of Science數(shù)據(jù)庫中檢索乳腺三維超聲容積成像相關(guān)文獻(xiàn)，檢索詞包括automated breast ultrasound system (ABUS)、automated breast volume scanner (ABVS)及其各種近義詞，檢索時間為2019年12月16日，文獻(xiàn)類型限定為Article或Proceeding paper，排除綜述類文獻(xiàn)。共獲得219篇文獻(xiàn)，以此為分析集進(jìn)行分析。

具體分析內(nèi)容包括：① 展示全球歷年論文數(shù)量變化情況；② 統(tǒng)計(jì)論文數(shù)量、總被引頻次和篇均被引頻次等指標(biāo)以展示主要國家和機(jī)構(gòu)的發(fā)文數(shù)量和發(fā)文影響力；③ 基于國家字段的合作者分析了解國際合作情況；④ 展示高影響力論文的具體分布國家和機(jī)構(gòu)。

2 結(jié)果

2.1 全球概況

1980年至今，全球在乳腺三維超聲容積成像方面的科技論文共計(jì)219篇，其篇均被引頻次為11.9次/篇。從歷年發(fā)文量來看，美國的邁阿密大學(xué)于1980年發(fā)表了第一篇相關(guān)論文，德國的柏林自由大學(xué)于1983年發(fā)表了第二篇相關(guān)論文，美國的印第安納大學(xué)于1986年發(fā)表了第三篇相關(guān)論文，之后十多年全球無相關(guān)論文發(fā)表。從2002年開始，乳腺三維超聲容積成像相關(guān)論文數(shù)量開始呈波動上漲趨勢，于2011年突破10篇，之后每年均有10～30篇。全球乳腺三維超聲容積成像論文數(shù)量年度分布，見圖1。

圖1 全球乳腺三維超聲容積成像論文數(shù)量年度分布

2.2 國別分析

（1）發(fā)文數(shù)量。乳腺三維超聲容積成像相關(guān)研究發(fā)文量排名全球前五位的國家依次是中國（66篇）、美國（57篇）、韓國（32篇）、荷蘭（31篇）和德國（26篇），這些國家發(fā)文量均超過20篇。另外，日本和意大利超過10篇，其他國家發(fā)文很少。

（2）發(fā)文影響力。總被引頻次排名前五位國家依次是美國（942次）、中國（678次）、韓國（484次）、德國（365次）和荷蘭（248次），其中篇均被引頻次以美國最高（16.5次），荷蘭最低（8.0次/篇），其他三國均在10次/篇以上。規(guī)模未進(jìn)入前五位的國家中，瑞典的篇均被引頻次雖高達(dá)40.4次/篇，但其樣本量很小，且其被引頻次最高的論文并非以其為第一作者或通信作者。

乳腺三維超聲容積成像論文數(shù)量排名前十位的國家，見表1。

表1 乳腺三維超聲容積成像論文數(shù)量排名前十位的國家

2.3 機(jī)構(gòu)分析

（1）發(fā)文數(shù)量。在發(fā)文數(shù)量排名前十位的13家機(jī)構(gòu)（4家并列第10）中，有中國、美國、韓國機(jī)構(gòu)各3家，日本機(jī)構(gòu)2家，荷蘭和德國機(jī)構(gòu)各1家。在發(fā)文量排名前二十位的23家機(jī)構(gòu)（7家并列第17）中，有中國機(jī)構(gòu)8家、美國、德國和日本機(jī)構(gòu)各3家、韓國機(jī)構(gòu)4家、荷蘭機(jī)構(gòu)2家。從具體機(jī)構(gòu)來看，乳腺三維超聲容積成像相關(guān)研究發(fā)文量排名前五位的機(jī)構(gòu)依次是拉德堡德大學(xué)（26篇）、臺灣大學(xué)（18篇）、首爾國立大學(xué)（13篇）、密歇根大學(xué)（11篇）和復(fù)旦大學(xué)（11篇），這些機(jī)構(gòu)的發(fā)文量均超過10篇。值得注意的是，拉德堡德大學(xué)發(fā)文量比排名第二位的臺灣大學(xué)多8篇，規(guī)模優(yōu)勢明顯。另外，美國的通用電氣公司和德國的西門子公司分別以9篇和7篇居全球第7位和第10位。

（2）發(fā)文影響力?？偙灰l次排名前五位的機(jī)構(gòu)依次是加州大學(xué)（374次）、首爾國立大學(xué)（349次）、臺灣大學(xué)（268次）、拉德堡德大學(xué)（212次）和中國醫(yī)藥大學(xué)（166次），篇均被引頻次排名前五位的依次是加州大學(xué)（46.8次/篇）、中國醫(yī)藥大學(xué)（33.2次/篇）、首爾國立大學(xué)（26.8次/篇）、通用電氣（16.8次/篇）和Fraunhofer MEVIS研究所（16.8次/篇）?？偙灰l次和篇均被引頻次均進(jìn)入前十位的機(jī)構(gòu)有加州大學(xué)、首爾國立大學(xué)、臺灣大學(xué)、中國醫(yī)藥大學(xué)、通用電氣、中正大學(xué)和Fraunhofer MEVIS研究所。

乳腺三維超聲容積成像論文數(shù)量超過5篇的機(jī)構(gòu)，見表2。

表2 乳腺三維超聲容積成像論文數(shù)量超過5篇的機(jī)構(gòu)

2.4 國際合作分析

全球乳腺三維超聲容積成像研究的國際合作如圖2所示，美國與中國、韓國、荷蘭、英國、瑞典等多個國家開展了學(xué)術(shù)合作，總次數(shù)達(dá)到41次，居全球首位。中國雖然論文數(shù)量占優(yōu)勢，但國際合作程度明顯弱于美國，一方面合作總次數(shù)（27次）少于美國，另一方面合作國家數(shù)也少于美國（僅美國、韓國、日本和法國四個國家）。荷蘭雖然論文數(shù)量僅為中國的一半，但國際合作次數(shù)與中國相當(dāng)（28次，排第2位），這也從側(cè)面反映出中國的國際合作程度相對較弱。

圖2 全球乳腺三維超聲容積成像國際合作情況

2.5 高影響力論文分析

表3列出了被引頻次排名全球前十位的論文，從論文的通信作者地址來看，有5篇來自美國，2篇來自中國，2篇來自德國，1篇來自日本。值得一提的是，排名首位的論文被引頻次高達(dá)210次，排名第二位的論文被引頻次高達(dá)103次，這兩篇論文均為美國機(jī)構(gòu)發(fā)表，較之于其他論文而言影響力更大。

3 討論

長期以來，鉬靶一直是乳腺癌篩查的主要手段，對于年輕女性或者乳腺密度較大的女性而言，超聲檢查可能成為鉬靶的有益補(bǔ)充[12]。乳腺三維超聲容積成像可以克服傳統(tǒng)手持超聲可重復(fù)性差、高度依賴檢查者經(jīng)驗(yàn)等缺點(diǎn)，可通過三維重建獲得二維數(shù)據(jù)，在乳腺大且密度高的年輕女性中的表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)手持超聲[13]。多篇研究論文顯示，乳腺三維超聲容積成像診斷乳腺癌的靈敏度和特異度略優(yōu)于傳統(tǒng)手持超聲，且具有省時和可重復(fù)性等優(yōu)勢[14-16]。

由于本文分析集包含的文獻(xiàn)數(shù)量較少，因此僅做描述性分析，未作統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)。從全球論文量來看，乳腺三維超聲容積成像相關(guān)研究較少，在2009年之前各年均只有幾篇文章發(fā)表，從2011年開始才突破10篇。值得注意的是，通用電氣公司和西門子公司在該方向上的科技論文數(shù)量進(jìn)入全球前列，與整個醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)文量排名前列的機(jī)構(gòu)均為高校有所不同[17]。

中國在乳腺三維超聲容積成像方面的論文數(shù)量排全球首位，臺灣地區(qū)六家機(jī)構(gòu)和大陸地區(qū)兩家機(jī)構(gòu)發(fā)文量均進(jìn)入全球前列，但從論文的總影響力來看，中國不及美國，論文質(zhì)量有待進(jìn)一步提升，這與整個醫(yī)療器械行業(yè)的情況相似[17]。結(jié)合產(chǎn)業(yè)界的情況來看，中國NMPA于2019年9月批準(zhǔn)了浙江深博醫(yī)療技術(shù)有限公司的自動乳腺超聲系統(tǒng)，由于上市時間較短，該產(chǎn)品在醫(yī)院的應(yīng)用還不多。相比之下，美國通用電氣公司的產(chǎn)品早就已經(jīng)開始應(yīng)用于臨床。

美國的論文數(shù)量雖略少于中國，但其總體影響力最大，加州大學(xué)的總被引頻次和篇均被引頻次均排全球首位。美國注重產(chǎn)學(xué)研醫(yī)協(xié)同發(fā)展，美國通用電氣公司在該方向上的科技論文數(shù)量進(jìn)入全球前列即可反映這一點(diǎn)，其與大學(xué)或醫(yī)院合作發(fā)表的多篇論文均產(chǎn)生了較大影響力[18]。在產(chǎn)學(xué)研醫(yī)協(xié)同推動下，通用電氣公司于2009年率先上市了乳腺三維超聲容積成像產(chǎn)品Invenia ABUS，這在一定程度上反映出美國具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)化能力，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于中國[19]。

韓國的論文數(shù)量和影響力均居全球第三位，其首爾國立大學(xué)研究實(shí)力最為突出[20]，其他領(lǐng)先機(jī)構(gòu)均為高?；蜥t(yī)院，未見企業(yè)。荷蘭拉德堡德大學(xué)的論文數(shù)量全球領(lǐng)先，但論文影響力還有待進(jìn)一步提升[21]。德國表現(xiàn)最為突出的是全球醫(yī)療器械巨頭西門子公司，該公司論文數(shù)量排全球前列，主要是因?yàn)槠湓诔曆芯糠矫娼?jīng)驗(yàn)豐富且積累深厚，其2010年上市的Acuson S2000已在全球多家醫(yī)院裝機(jī)使用[22-23]。

表3 被引頻次排名前十位的乳腺三維超聲容積成像論文

總之，本文數(shù)據(jù)顯示，全球乳腺三維超聲容積成像相關(guān)論文數(shù)量較少，呈波動上漲態(tài)勢，以中國論文數(shù)量最多，美國論文影響力最大，論文產(chǎn)出機(jī)構(gòu)雖以高校為主，但通用電氣和西門子兩個公司也進(jìn)入全球前列。

從未來發(fā)展來看，乳腺三維超聲容積成像設(shè)備目前主要是在醫(yī)院使用，隨著醫(yī)學(xué)人工智能的發(fā)展以及人群健康素養(yǎng)水平的提升，社區(qū)人群乳腺癌早期篩查有望進(jìn)一步普及。乳腺三維超聲容積成像設(shè)備可借助其三維重建、省時、可重復(fù)性、圖像可存儲性等優(yōu)勢得到越來越廣泛地應(yīng)用。我國乳腺三維超聲容積成像科學(xué)研究產(chǎn)出相對較多，但成果影響力較弱，且產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較慢。建議未來注重提升研究質(zhì)量，加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研、醫(yī)協(xié)同發(fā)展，以臨床需求為導(dǎo)向，不斷改進(jìn)產(chǎn)品，以適應(yīng)未來社會發(fā)展形勢與醫(yī)療需求。