2010—2019年國(guó)內(nèi)機(jī)器人手術(shù)文獻(xiàn)計(jì)量及可視化分析

劉愛華，杜 輝

（解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學(xué)中心心血管內(nèi)科，北京100039）

0 引言

目前，微創(chuàng)外科已步入機(jī)器人手術(shù)時(shí)代，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)超越了傳統(tǒng)開放手術(shù)與腹腔鏡手術(shù)的局限，對(duì)破壞性手術(shù)為主的、平時(shí)手術(shù)野較深、顯露較困難的患者有明顯優(yōu)勢(shì)，將手術(shù)精度和難度提升到了新的高度[1]。解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心麻醉科自2006年12月率先引進(jìn)了世界最先進(jìn)的Da Vinci S四臂機(jī)器人系統(tǒng)，并于2007年1月用于心臟外科手術(shù)，之后四臂機(jī)器人系統(tǒng)被逐漸引入國(guó)內(nèi)其他省市醫(yī)院，現(xiàn)已熟練應(yīng)用于泌尿外科、胸外科、婦科、肝膽外科、普通外科、耳鼻喉頭頸外科等手術(shù)中。CiteSpace是基于Java環(huán)境的多元、分時(shí)、動(dòng)態(tài)的引文可視化分析軟件[2]，能夠直觀地反映整個(gè)領(lǐng)域的研究趨勢(shì)和發(fā)展動(dòng)向，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域總結(jié)和發(fā)展具有一定的積極意義。因此，為全面了解國(guó)內(nèi)機(jī)器人手術(shù)的研究現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)趨勢(shì)，本研究應(yīng)用CiteSpace軟件對(duì)2010—2019年國(guó)內(nèi)機(jī)器人手術(shù)領(lǐng)域研究進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量及可視化分析，對(duì)于厘清該領(lǐng)域發(fā)展具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 資料

以“手術(shù)機(jī)器人/機(jī)器人手術(shù)/達(dá)芬奇機(jī)器人/Da Vinci”為檢索詞，檢索2010年1月1日至2019年12月31日在中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫（CNKI）公開發(fā)表的文獻(xiàn)資料，檢索方式為“主題”（精確）。

1.2 方法

根據(jù)納入、排除標(biāo)準(zhǔn)篩選檢索出的文獻(xiàn)資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：發(fā)表時(shí)間為2010年1月1日至2019年12月31日；以中文語言發(fā)表的；期刊文獻(xiàn)類型；研究?jī)?nèi)容與機(jī)器人手術(shù)相關(guān)。排除標(biāo)準(zhǔn)：外文語言發(fā)表的資料；與研究不相關(guān)的文獻(xiàn)；會(huì)議通知、征稿啟事、圖書、報(bào)紙及學(xué)位論文等其他形式的資料。以Refworks格式導(dǎo)出納入文獻(xiàn)，包含題名、作者、機(jī)構(gòu)、摘要、關(guān)鍵詞、年份、文獻(xiàn)來源等信息。選擇CiteSpace軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，參數(shù)設(shè)置如下：時(shí)間分區(qū)（Time Slicing）為2010—2019年，每1 a為1個(gè)時(shí)間切片；節(jié)點(diǎn)類型（Node Types）：分別選取作者（Author）、機(jī)構(gòu)（Institution）、關(guān)鍵詞（Keywords），各自生成不同的可視化共現(xiàn)圖譜；閾值設(shè)置（Top N per slice）=200；修剪選項(xiàng)（Pruning）：關(guān)鍵路徑（Pathfinder）、修剪圖形（Pruning Sliced Networks）。其他參數(shù)均為默認(rèn)設(shè)置。

2 結(jié)果

2.1 納入研究文獻(xiàn)情況

在CNKI數(shù)據(jù)庫中共檢索出1.66萬篇文獻(xiàn)，根據(jù)納入、排除標(biāo)準(zhǔn)，從總庫中剔除外文資料，剩余5 030篇文獻(xiàn)，瀏覽文獻(xiàn)題目及摘要，排除與研究不相關(guān)文獻(xiàn)、會(huì)議通知、征稿啟事、圖書、報(bào)紙及學(xué)位論文等，共計(jì)納入2 122篇文獻(xiàn)。

2.2 研究文獻(xiàn)發(fā)文量

2010—2019年CNKI數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)顯示機(jī)器人手術(shù)相關(guān)研究發(fā)文量整體呈上升趨勢(shì)，10 a發(fā)文量增長(zhǎng)近4倍，尤其是2015—2016年增幅最高，2018年發(fā)文量稍有下降，但整體呈上升趨勢(shì)。2010—2019年研究文獻(xiàn)發(fā)文量年度趨勢(shì)如圖1所示。

圖1 2010—2019年研究文獻(xiàn)發(fā)文量年度趨勢(shì)

2.3 研究作者及機(jī)構(gòu)合作圖譜

可視化圖譜節(jié)點(diǎn)大小代表發(fā)文量，之間連線粗細(xì)反映合作關(guān)系強(qiáng)度，線條越粗表示作者間、機(jī)構(gòu)間合作越密切。圖2為作者的合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，結(jié)果顯示各作者之間有大量的散在合作關(guān)系，并形成幾個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的小合作團(tuán)體，部分團(tuán)體合作密切，但也存在相對(duì)獨(dú)立的團(tuán)體。圖3為發(fā)文機(jī)構(gòu)的合作共現(xiàn)關(guān)系圖譜，從圖中可以看出各機(jī)構(gòu)之間交流合作較少，局限于院內(nèi)交流，各機(jī)構(gòu)研究相對(duì)獨(dú)立。近年來軍隊(duì)醫(yī)院因改革發(fā)生了醫(yī)院更名造成機(jī)構(gòu)發(fā)文量統(tǒng)計(jì)誤差，如中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院泌尿外科與解放軍總醫(yī)院泌尿外科實(shí)為同一機(jī)構(gòu)，發(fā)文量合并后應(yīng)位居首位。

圖2 作者的合作網(wǎng)絡(luò)圖譜

圖3 發(fā)文機(jī)構(gòu)的合作共現(xiàn)關(guān)系圖譜

2.4 關(guān)鍵詞可視化分析

2.4.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)

圖4為關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)大小代表出現(xiàn)的頻次，之間的連線粗細(xì)反映共現(xiàn)強(qiáng)度，相連接的關(guān)鍵詞提示出現(xiàn)在同一文獻(xiàn)中。關(guān)鍵詞共現(xiàn)可視化結(jié)果顯示，機(jī)器人、機(jī)器人手術(shù)、腹腔鏡、達(dá)芬奇機(jī)器人、達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)、機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)、手術(shù)機(jī)器人、外科手術(shù)、護(hù)理等關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次較高，頻次從358次到125次不等，各關(guān)鍵詞相互間連線多而緊密。

圖4 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

2.4.2 關(guān)鍵詞時(shí)間線

圖5為關(guān)鍵詞時(shí)間線圖譜，共有19個(gè)大小不同的聚類，按照熱度排名標(biāo)記為#0~#18，分別為#0前列腺癌根治術(shù)、#1微創(chuàng)外科手術(shù)、#2腹腔鏡手術(shù)、#3膝、#4子宮內(nèi)膜癌、#5微創(chuàng)性等關(guān)鍵詞聚類，聚類編號(hào)越小，代表聚類的規(guī)模越大。由圖中可見，近10 a機(jī)器人手術(shù)相關(guān)問題一直是研究熱點(diǎn)，主要涉及到泌尿外科、普通外科、心臟外科、肝膽科、婦產(chǎn)科等臨床方向。

圖5 關(guān)鍵詞時(shí)間線圖譜

2.4.3 關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖

時(shí)區(qū)圖著重于從時(shí)間維度上來表示知識(shí)演進(jìn)，可清晰地展示文獻(xiàn)的研究趨勢(shì)與動(dòng)態(tài)熱點(diǎn)方向。圖6為2010年1月1日至2019年12月31日的關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖，顯示近10 a來各?？仆桨l(fā)展，以心臟外科、結(jié)直腸腫瘤、肝膽胰手術(shù)、腎腫瘤等各系統(tǒng)腫瘤外科剖腹術(shù)治療為主。

圖6 2010—2019年的關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖

3 討論

3.1 機(jī)器人手術(shù)文獻(xiàn)發(fā)文情況分析

微創(chuàng)外科是近十幾年來外科發(fā)展的趨勢(shì)，機(jī)器人手術(shù)是其研究熱點(diǎn)與重點(diǎn)，它與腹腔鏡手術(shù)相比，操作更加靈活、協(xié)調(diào)，精確性更高；與開腹手術(shù)相比，其具有創(chuàng)傷小、出血少、疼痛輕、康復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)[3]。本研究可視化分析結(jié)果顯示，近10 a來機(jī)器人手術(shù)發(fā)文量整體呈上升趨勢(shì)，截至2019年已創(chuàng)歷年新高，這與近些年國(guó)家對(duì)其支持力度有關(guān)。目前《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》《中國(guó)制造2025》以及科技部的“十三五”規(guī)劃等均將其列為重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目[4]。機(jī)器人手術(shù)最早應(yīng)用于心臟外科，但其發(fā)展相對(duì)緩慢，目前遠(yuǎn)不如在婦科、泌尿外科、普通外科等其他外科領(lǐng)域。有研究顯示，機(jī)器人手術(shù)在普通外科、婦產(chǎn)科、泌尿外科等微創(chuàng)外科領(lǐng)域快速發(fā)展，年手術(shù)量以15%的速度增長(zhǎng)[5]，足以證明機(jī)器人手術(shù)是目前發(fā)展熱點(diǎn)、未來發(fā)展趨勢(shì)。目前，機(jī)器人手術(shù)在各?？祁I(lǐng)域的研究多聚焦于現(xiàn)狀與展望、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、技術(shù)分析、臨床對(duì)比、護(hù)理配合、護(hù)理管理等方向，尚缺乏關(guān)于機(jī)器人手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)操作流程和規(guī)范，這也是下一步的研究重點(diǎn)。另外，本研究?jī)H檢索了CNKI數(shù)據(jù)庫，尚未統(tǒng)計(jì)其他數(shù)據(jù)庫獨(dú)家加載的文獻(xiàn)以及外文文獻(xiàn)，可能也會(huì)對(duì)結(jié)果有影響，下一步為豐富數(shù)據(jù)，可以檢索我國(guó)學(xué)者在國(guó)內(nèi)外期刊雜志上發(fā)表的中英文文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，以增加文獻(xiàn)計(jì)量的說服力。

3.2 研究作者、機(jī)構(gòu)與關(guān)鍵詞可視化分析

本研究通過應(yīng)用CiteSpace軟件對(duì)多元、分時(shí)、動(dòng)態(tài)的機(jī)器人手術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，結(jié)果顯示各作者間存在大量散在合作關(guān)系，對(duì)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展有重要意義，形成以張旭、王剛、劉榮、余佩伍等為中心的相對(duì)穩(wěn)定的合作團(tuán)體。但是，在機(jī)構(gòu)合作關(guān)系分析中，因軍隊(duì)醫(yī)院改革發(fā)生了更名，造成部分統(tǒng)計(jì)的單位發(fā)文量與實(shí)際有出入，導(dǎo)致可視化結(jié)果顯示機(jī)構(gòu)發(fā)文量出現(xiàn)斷層現(xiàn)象，對(duì)本文分析結(jié)果造成影響，如以解放軍總醫(yī)院為主的機(jī)構(gòu)單位，出現(xiàn)解放軍總醫(yī)院、中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院、解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心等命名形式。盡管如此，解放軍總醫(yī)院發(fā)文量仍居首位，可見其在該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)影響地位。此外，本研究結(jié)果顯示醫(yī)院內(nèi)部各科室交流較為密切，如解放軍總醫(yī)院泌尿外科、麻醉科、普通外科等之間合作比較頻繁，但各機(jī)構(gòu)單位相對(duì)獨(dú)立，缺乏溝通與合作交流。這可能與平時(shí)工作接觸、醫(yī)生進(jìn)修學(xué)習(xí)、科室交流等有關(guān)，如有進(jìn)修合作關(guān)系，則促進(jìn)各機(jī)構(gòu)單位交流。因此，建議搭建機(jī)器人手術(shù)培訓(xùn)中心這一交流平臺(tái)，增設(shè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的機(jī)器人手術(shù)仿真系統(tǒng)，提高機(jī)構(gòu)間交流頻次，促進(jìn)機(jī)器人手術(shù)全科全域快速發(fā)展。

此外，機(jī)器人手術(shù)融合了計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制、三維圖像處理、仿生學(xué)和人體工程學(xué)技術(shù)等創(chuàng)新科技[6]，其應(yīng)用領(lǐng)域逐步拓寬，目前已成熟應(yīng)用于心臟[7]、泌尿[8-9]、婦產(chǎn)[10]、肝膽[11]、胃腸[12]手術(shù)等重要方向。本研究關(guān)鍵詞可視化結(jié)果顯示，前列腺癌根治術(shù)、微創(chuàng)外科手術(shù)、腹腔鏡手術(shù)等關(guān)鍵詞聚類的規(guī)模較大，提示近10 a機(jī)器人手術(shù)多聚焦于泌尿外科、普通外科、婦產(chǎn)科等臨床方向，這與臨床實(shí)際現(xiàn)狀相符。關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖顯示機(jī)器人已用于各部位癌癥切除及剖腹術(shù)中，可減輕患者痛苦，促進(jìn)患者傷口愈合，提高醫(yī)院的工作效率。

3.3 機(jī)器人手術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)

2020年新型冠狀病毒肺炎疫情的暴發(fā)，刺激了遠(yuǎn)程會(huì)診、5G通信、智能測(cè)溫、智能機(jī)器人等科技創(chuàng)新設(shè)施的飛躍發(fā)展，也證明了科技醫(yī)療、智慧醫(yī)療的重要意義。本研究共現(xiàn)結(jié)果顯示，機(jī)器人手術(shù)向細(xì)致化、精準(zhǔn)化、智能化等方向傾斜發(fā)展，逐步應(yīng)用于神經(jīng)外科[13]、眼科[14]等精細(xì)手術(shù)中，但可能由于醫(yī)療費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用昂貴等問題，抬高了機(jī)器人手術(shù)的門檻，也局限了機(jī)器人手術(shù)的廣泛開展。目前國(guó)內(nèi)僅有部分三級(jí)甲等醫(yī)院引進(jìn)并使用機(jī)器人設(shè)備進(jìn)行手術(shù)。截至2018年9月底，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在全球范圍內(nèi)累計(jì)安裝總數(shù)為4 814臺(tái)，其中美國(guó)和我國(guó)大陸地區(qū)的安裝數(shù)量分別為3 110臺(tái)和78臺(tái)[15]，這說明我國(guó)在該領(lǐng)域仍有較大的提升與發(fā)展空間。有專家預(yù)測(cè)手術(shù)機(jī)器人未來將在智能手術(shù)機(jī)器人和遠(yuǎn)程手術(shù)機(jī)器人方面做出突破，將逐步向常規(guī)手術(shù)微創(chuàng)化、復(fù)雜手術(shù)精準(zhǔn)化、關(guān)鍵操作智能化、醫(yī)療資源均質(zhì)化、臨床應(yīng)用安全化等目標(biāo)邁進(jìn)[4]。此外，如何準(zhǔn)確地做好精準(zhǔn)的機(jī)器人輔助手術(shù)系統(tǒng)術(shù)前規(guī)劃也是提升機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的關(guān)鍵問題[16]。目前已有利用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)施遠(yuǎn)程手術(shù)的報(bào)道，解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心肝膽醫(yī)學(xué)部主任劉榮教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并成功完成全球首例多點(diǎn)協(xié)同5G遠(yuǎn)程多學(xué)科機(jī)器人手術(shù)試驗(yàn)，2位手術(shù)者分別在蘇州和北京利用中國(guó)聯(lián)通5G通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控手術(shù)機(jī)械臂對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物實(shí)施了胃腸切除和肝切除手術(shù)，為未來機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)協(xié)同操作遠(yuǎn)程手術(shù)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)從4G時(shí)代的“千里眼”到5G時(shí)代的“千里手”[17]。未來遠(yuǎn)程手術(shù)不僅能夠解決目前醫(yī)療資源供需不平衡的矛盾，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源“下沉”，有效降低醫(yī)療開支，對(duì)戰(zhàn)時(shí)醫(yī)療救援、自然災(zāi)害救援、疫情防控救治等更具有十分重要的意義。

4 結(jié)語

隨著精準(zhǔn)微創(chuàng)外科技術(shù)的普及，機(jī)器人手術(shù)逐步成為近幾年來的研究熱點(diǎn)與重點(diǎn)。本研究通過應(yīng)用CiteSpace軟件對(duì)2010—2019年國(guó)內(nèi)機(jī)器人手術(shù)領(lǐng)域研究進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量及可視化分析，直觀地反映出整個(gè)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和熱點(diǎn)，為厘清領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)提供了重要理論支撐。研究結(jié)果提示機(jī)器人手術(shù)在我國(guó)已發(fā)展成熟，但仍需在全國(guó)推廣與普及；未來可能向更復(fù)雜、更精細(xì)、更微創(chuàng)的外科手術(shù)方向發(fā)展，并逐步推進(jìn)5G遠(yuǎn)程多學(xué)科機(jī)器人手術(shù)成熟發(fā)展。