基于知识图谱的中医药信息化研究可视化分析.pdf

838中国卫生信息管理CHINESE JOURNAL OF HEALTH INFORMATICS AND MANAGEMENT基金项目：国家中医药管理局中医药信息化项目“十四五”中医药信息化规划 组织实施与监测评估”（项目编号：GHC-2022-ZFGM-007）湖北中医药大学信息工程学院，湖北省武汉市，430000湖北中医药大学标准化与信息技术研究所，湖北省武汉市，430000作者简介：赵静（1998），女，硕士在读；研究方向：中医药信息化；E-mail：通信作者：肖勇（1984），男，硕士，副所长，高级实验师；研究方向：医院信息化、中医药信息化；E-mail：通信作者doi:10.3969/j.issn.1672-5166.2023.05.027基于知识图谱的中医药信息化研究可视化分析赵 静 肖 勇文章编号：1672-5166（2023）05-838-09中图分类号：R-058；R319文献标志码：A摘要目的 掌握中医药信息化发展研究热点与趋势，以期为更加深入开展中医药信息化研究提供参考。方法 以CNKI为数据源，检索19962022年与“中医药信息化”相关有效文献639篇，运用知识图谱工具CiteSpace，从年发文量、重要来源期刊、高被引文献、机构、作者、关键词等角度进行可视化分析。结果 研究发现，发文量呈逐年增长态势、期刊来源分布广泛、尚未形成核心作者群体、机构合作不紧密等，热点主要聚焦于中医医院信息化建设、人才培养、新技术融合创新等。结论 建议加强机构和作者合作，政产学研用协同创新，注重中医药与新技术融合，促进研究成果转化，以推动中医药的高质量发展。关键词中医药信息化 知识图谱 可视化分析Visual Analysis of Traditional Chinese Medicine Informatization Research Based on Knowledge Graph ZHAO Jing,XIAO YongHubei University of Traditional Chinese Medicine,Wuhan 430000,Hubei,ChinaAbstractObjective To master the hot spots and trends of Chinese medicine informatization development,in order to provide references for further research on Chinese medicine informatization.Methods Using CNKI as the data source,this paper retrieves 639 valid literature related to informatization of Traditional Chinese Medicine from 1996 to 2022,and the knowledge graph tool CiteSpace was used to make a visual analysis from the perspectives of the annual number of publications,important source journals,highly cited literatures,institutions,authors and keywords.Result The study found that the number of literature increased year by year,journal sources are widely distributed,core author groups have not yet been formed,and institutional cooperation is not close.The hot spots mainly focus on the informatization construction in Traditional Chinese medicine hospitals,talent training,integration and innovation of new technologies,etc.Conclusion It is suggested to strengthen the cooperation between institutions and authors,collaborative innovation between Chinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期DATA ANALYSIS AND UTILIZATION 数据分析利用839government,industry,university and research,pay attention to the integration of traditional Chinese medicine and new technology,summarize and promote the transformation of research results,and provide references for in-depth research on traditional Chinese medicine informatization.Keywordsinformatization of Traditional Chinese Medicine;knowledge graph;visual analytics0 引言中医药是中国古代科学的瑰宝，汇集了我国几千年的医学经验和智慧，在临床诊疗中具有独特优势和广泛的发展前景1。“十四五”时期是推动中医药高质量发展的重要时期，而信息化是引领中医药传承创新发展的先导力量，是促进中医药发展的重要引擎和技术支撑。20 世纪 80 年代，计算机开始在中医药领域应用，经过40 余年，随着云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等新技术的应用，中医药各领域与数字技术不断融合应用发展，互联网+中医药健康服务新业态新模式蓬勃发展，中医药信息化领域的科学研究不断深入，中医药信息化建设发展取得显著成效2-3。知识图谱是一种以知识为对象，显示知识发展进程和结构关系的图形，可用来挖掘某个研究领域的前沿、热点和演变4。本文基于知识图谱系统分析我国中医药信息化领域文献研究现状和动态变化，掌握中医药信息化发展研究热点与趋势，以期为更加深入开展中医药信息化研究提供 参考。1 研究资料与方法1.1 数据来源以中国知识资源总库（China national knowledge infrastructure，CNKI）为文献来源，以主题=“中医药”AND“信息化”为检索策略，检索跨度为 1996 年1 月 1 日到 2022 年 12 月 31 日，检索日期为 2023 年1 月 1 日，文献类型为期刊。剔除期刊会议征稿、卷首语、个人学术成果介绍、简讯、访谈、会议纪要、无作者文献及其他不相关条目等无效数据，共得相关文献639 篇。1.2 研究方法利用软件 CiteSpace-6.1.3 进行可视化分析，时间跨度选择 1996 年 1 月至 2022 年 12 月，时间切片为1 年，阈值设置为 50，绘制机构合作图、作者合作图、关键词共现图、关键词聚类图、关键词时间线图、关键词突现图。在合作图谱和共现图谱方面，观察节点及其标签字号大小和连线数量，其中节点标签字号大小表示频次，节点间连线表示合作关系，连线的粗细表示节点间关联的密切程度，节点和连线的颜色表示不同年份，越接近红色说明时间越近5；在关键词聚类分析方面，观察聚类模块值（Q，即聚类节点联系程度）和平均轮廓值（S，即聚类主题关联性）6，并从时间维度分析中医药信息化研究领域的热点主题及变化趋势；在关键词突现图谱方面，分析观察突现时间较早和较近的词，突现强度高、持续时间长的关键词。2 研究文献分析2.1 发文量分析分析中医药信息化领域论文发表的数量与时间变化关系，可宏观把握和了解该领域研究的整体态势。图 1展示了 CNKI 数据库中该领域研究文献逐年发文量的变化趋势。从时间上看，发文量总体呈逐年增长态势。其中，19962011 年增长较为缓慢，年均发文量 5.7 篇；20122022 年增速较快，年均发文量 49.8 篇，2020年后年均发文量保持在 70 篇以上。通过发文量时间序列可以看出，第一个提升节点出现在 2007 年，正是中医药信息化建设“十一五”规划纲要 发布之年，是我国中医药信息化建设的第一个五年规划，强调中医药Chinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期840中国卫生信息管理CHINESE JOURNAL OF HEALTH INFORMATICS AND MANAGEMENT信息化建设的发展方向；第二个提升节点出现在 2012年，正是中医药信息化建设“十二五”规划 发布之年，强调全面推进中医药信息化建设，开展中医药信息化建设的关键技术攻关，因此该阶段的年均发文量呈现迅速上升趋势；第三个提升节点在 2017 年，国家中医药局出台中医药信息化发展“十三五”规划 与关于推进中医药健康服务与互联网融合发展的指导意见前后之年，是中医药各领域与信息技术不断融合发展的时期，科学研究与信息技术应用深入开展；第四个提升节点在 2020 年，为 2019 年中共中央 国务院关于促进中医药传承创新发展的意见7专章部署“以信息化支撑服务体系建设”的重要成果体现。可以看出，发文量的提升与国家顶层设计、统筹规划密切相关。2.2 重要来源期刊分析根据布拉德福定律，研究论文发表通常不均匀地分布在相关期刊，期刊发文频率与期刊专业程度存在较强正相关性8。依据论文刊载数量的变化，可将期刊划分为关注中医药信息化研究的核心区、相关区和非相关区。此次检索文献分布于 261 种期刊，发文量最多的期刊中医药管理杂志 为 76 篇。根据布拉德福核心区数量计算法确定核心区期刊，即r0=2ln(eE*Y)，r0为核心期刊数，E 为欧拉系数（0.5772），Y为刊载论文数量最多期刊的发文量9，可得到r0 9.82，即分布在核心区的期刊有 10 种。中医药信息化研究领域的核心区期刊论文刊载情况，见表 1。表 1 显示，这 10 种期刊占被统计期刊总数的3.83%；论文总量 226 篇，占该领域研究总发文量的35.4%。这 10 种期刊是该领域发表论文分布密度较高的期刊，在“中医药信息化”主题研究中起着重要的引领作用。从期刊来源分布看，中医药信息化研究发表期刊广泛，关注主体呈现多元化特点，刊载论文仅 1 篇的期刊 168 种，涉及中医学、计算机软件及应用、医学教育与医学边缘学科等多个领域。图 1 19962022 年中医药信息化研究的发文量10 020431 1439161315193233 33344150 50607170740100200300400500600700020406080199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022数量文献累计量表 1 19962022 年中医药信息化研究的核心区期刊论文刊载情况序号期刊名称发文量/篇占总发文量比例/%1中医药管理杂志7611.92医学信息学杂志385.93中国中医药现代远程教育213.34中国中医药信息杂志172.75中医药导报162.56中国数字医学132.07时珍国医国药132.08中国卫生信息管理杂志121.99电脑知识与技术111.710中医教育91.42.3 高被引文献情况文献被引频次是评价文献质量和影响力的重要指标，分析中医药信息化研究领域中具有重要影响力的高被引文献，可明确该领域研究的发展路径10。根据高被引文献的被引频次计算公式M=max0.749N可确定某研究领域的高被引文献11，其中Nmax为单篇文章累Chinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期DATA ANALYSIS AND UTILIZATION 数据分析利用841计的最高被引频次。当某文献被引频次M次，即为本研究领域的高被引文献。本次研究中被引频次最高的为 123 次，是陈静锋等于 2016 年发表的“互联网+中医药”：重构中医药全产业链发展模式。据此可求得高被引文献的引用频次为 8.31 次，按照取整原则确定被引频次 9 次的文献为高被引文献。经统计分析，中医药信息化研究领域高被引文献78 篇，占文献总数的 12.21%；其中被引频次为 9 19 次的有 55 篇，占文献总数的 8.61%；被引频次为20 29 次的有 15 篇，占文献总数的 2.35%；被引频次为 30 次及以上的有 8 篇，占文献总数的 1.25%。78篇高被引文献按主题分布排名，第 1 位为“中医药信息化建设总体思考”相关主题，共 19 篇文献，主要从不同时期、不同角度、不同层面分析我国中医药信息化发展的主要措施和建设成效，探索制约中医药信息化发展的主要问题和难点的解决方案，从管理体制、顶层设计、人才培养等方面提出相关策略建议；第 2 位为“中医医院信息化建设”，共 18 篇，从中医电子病历、互联网医院、中医辨证论治辅助决策系统、智慧中医医联体等方面提出具体解决方案、实施路径，介绍建设成效等；第3位为“中医药信息化人才队伍建设”，共16篇，主要基于不同时期中医医院信息化建设情况调查数据，分析中医医院信息化人才队伍建设现状及存在的问题,探讨人才培养培训、业务能力提升等；第 4 位为“互联网+中医药”“中医医疗健康服务管理”，共 15 篇，总结“互联网+”背景下中医药信息化数字化惠民便民模式以及智慧中药房、共享中药房、远程会诊、远程教育等新模式；第 5 位为“信息技术在中医药研究中的应用”，共 10 篇，探讨人工神经网络、数字图像处理、数据挖掘、区块链等技术在中医药领域的应用。3 机构与作者特征分析3.1 机构分析节点紧密（node density）是指节点之间连接的密集程度，是衡量合作紧密程度的一个指数。学界认为，节点密度小于 0.1 时表明合作不太紧密，大于 0.3 时表明合作比较紧密12-13。本研究方向文献的论文撰写机构共 182 家，其中发文量排名前 5 的分别为湖北中医药大学（54 篇）、中国中医科学院（37 篇）、河南中医药大学（35 篇）、广州中医药大学（29 篇）、湖南中医药大学（29 篇）。对研究机构的名称进行规范化处理，将二级部门如“某中医药大学某院”和“某中医药大学某研究所”统一规范成上级单位“某中医药大学”。运用CiteSpace 软件，构建中医药信息化建设研究的机构合作知识图谱，见图2。其中，有297个节点、178条连线，节点密度为 0.004。合作主要集中于中医药院校及其附属医院、科研院所，机构间合作呈现不充分、不紧密的特点，合作关系多体现在区域内机构间，合作还不够 紧密。3.2 作者分析纳入研究的 639 篇文献中，第一作者涉及 529人，其中发文量排名前 5 位的为肖勇（12 篇）、舒亚玲（5 篇）、陈翔（4 篇）、张艺然（4 篇）、孙艳秋（4篇）。根据普赖斯定律14，核心作者发表论文数量m1=max0.749N，其中Nmax为最高产学者在 19962022 年的论文发表数量，计算出m1=2.59，所以中医药信息化研究发文量达到 3 篇为核心作者。中医药信息化研究领域中发文量 3 篇及以上的核心作者有 24 位，论文总数 86 篇，占文献总数的 13.5%，与核心作者群体发文占比需达到 50%存在较大差距（核心作者群体发表的总文献量应超过文献总量的 50%15），表明中医药信息化研究领域尚未拥有稳定核心作者群体。运用 CiteSpace 软件，构建研究学者合作知识图谱，共 460 个节点、390 条连线，见图 3。节点密度小，为 0.0037，提示作者分布较为分散，同一机构内部学者合作较多，不同机构间的学者合作还需进一步加强。目前主要形成4个具有凝聚力的科研团队，即：团队1，由沈绍武、肖勇等学者组成，该群体作者人数、发文数量均为最多；团队 2，由崔蒙、李敬华等学者组成，群体中的研究人员在图谱中显示的节点大小近乎相同，表明该合作群体合作发文量呈现出均匀的现象；团队 3 和团队 4 依次是以刘松江、李立恒为中心的研究团队。Chinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期842中国卫生信息管理CHINESE JOURNAL OF HEALTH INFORMATICS AND MANAGEMENT4 研究热点主题分析4.1 热点主题识别关键词共现是对已发表文献研究主题的集中展示，可反映出某领域的研究热点16。中医药信息化研究的热点主题图谱显示，频次最高的前 5 个关键词是信息化、中医药、中医医院、人才培养、中医，见图 4。中心度最高的前 5 个关键词是信息化（0.39）、中医药（0.34）、中医医院（0.1）、人才培养（0.09）、中医（0.08）。可看出，上述几个关键词的频次和中心度间存在严格正相关关系，表明中医药信息化研究领域高度集中在这些 方面。4.2 关键词聚类分析本次研究聚类模块值Q为 0.8518（0.3），平均轮廓值S为 0.9554（0.7），表明聚类划分的结构显 图 2 19962022 年中医药信息化研究的机构合作知识图谱图 3 19962022 年中医药信息化研究的学者合作图谱Chinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期DATA ANALYSIS AND UTILIZATION 数据分析利用843著，聚类合理17。筛选出排名前 9 的类团，依次为信息化、中医药、中医医院、数据库、人才培养、标准化、分析、现状、互联网+，见图 5。对 9 个聚类标签归纳总结发现，中医药信息化研究方向主要聚焦于中医药信息化和标准化发展、中医医院信息化建设、中医药信息化人才培养、新技术与中医药融合发展，见表 2。4.3 关键词时间线视图分析中医药信息化领域前 9 个关键词聚类模块的时间线图谱见图 6，该图直观地展现出各聚类出现的时间跨度及图 4 中医药信息化关键词共现知识图谱图 5 中医药信息化关键词聚类知识图谱Chinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期844中国卫生信息管理CHINESE JOURNAL OF HEALTH INFORMATICS AND MANAGEMENT聚类间关系18。1996 年后，国内陆续开始关于#3 数据库的研究；2000 年后，#0 信息化和#1 中医药的关键词开始零星出现，直至 2005 年各聚类关键词才频繁出现，如中医医院信息化管理、中医药数据挖掘、人才培养等；2010 年左右研究者开始探索中医药信息标准体系，分析中医药信息化发展现状，提出对策等；2015 年后互联网+中医医疗服务、健康管理、知识图谱、人工智能等成为研究热点，从时间线视图来看，持续至今仍受关注。4.4 研究前沿分析关键词突现分析可展示研究领域热点主题的演变，预测未来研究的发展趋势19。选取突现强度前 15 的关表 2 关键词聚类分析聚类号文献量/篇轮廓值主要研究内容#0 信息化390.946信息化；现状分析#1 中医药370.906中医药；建设#2 中医医院280.985中医医院；管理#3 数据库230.972数据库；软件设计#4 人才培养220.908人才培养；教学改革#5 标准化190.986标准化；数据元#6 分析160.992标准化分析；对策问题#7 现状160.939现状；对策#8 互联网+120.986互联网+；知识图谱图 6 中医药信息化关键词时间线知识图谱Chinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期DATA ANALYSIS AND UTILIZATION 数据分析利用845键词进行分析，图 7 显示突现强度排名前 3 的关键词是“数据库”“数据挖掘”“中医医院”。其中，关键词“数据库”出现时间最早、持续时间最长，说明中医药信息化研究非常注重数据库的研究、应用与发展。“大数据”“人工智能”“互联网+”在 2018 年后突现强度较高，表明这些与中医药融合发展的新一代信息技术将是今后的研究热点，与“十四五”中医药信息化发展规划 相契合。图 7 中医药信息化关键词突现知识图谱5 结论与讨论5.1 发文量逐年增长，还需进一步加强成果转化中医药信息化研究发文数量整体呈逐年增长趋势，且近年来增长趋势显著；越来越多的学者参与研究，逐渐重视对科学研究、业务应用、成果成效的总结；但与支撑中医药传承创新、促进中医药发展还有一定差距。从文献发表的期刊来看，639 篇文献分布在 261 种期刊中，期刊来源广泛，关注点较多。现阶段中医药信息化研究正处于迅猛发展时期，需要不断加强我国中医药信息化领域的技术创新和应用创新能力，拓宽研究范围和方向，及时总结科研成果、关键技术突破、信息技术应用效果、应用场景实践经验，加强成果转化，以成果推进建设与应用，全面提升中医药领域信息化支撑服务水平。5.2 研究机构众多，需加强协同创新研究开展中医药信息化研究的科研机构有 182 家，主要集中在中医药院校及科研院所，尚未拥有稳定的核心作者群体，作者、研究机构间大多为机构内部学者合作或区域内机构内部合作。建议各级中医药主管部门加强中医药信息化研究揭榜挂帅项目的设立，推进中医医院、中医药高等院校、科研院所、互联网企业等机构间、人员间的合作联系，强化学科交叉合作研究，激发研究人员灵感和创新能力，促进理论与实践相结合，开辟机构合作新通道，增加研究内容差异性，避免重复研究。充分利用中医药信息化相关学术组织，凝聚行业专家学者，搭建学术交流平台，促进学者间的交流沟通，将碎片化研究转变为合作研究。5.3 研究热点随时间而变化，需注重中医药与新技术深度融合研究根据关键词共现得出，高频率且高中心度的关键词主要包括信息化、中医药、中医医院、人才培养、中医等。关键词聚类分析结果显示，目前的研究方向主要聚焦于中医药信息化和标准化发展、中医医院信息化建Chinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期846中国卫生信息管理CHINESE JOURNAL OF HEALTH INFORMATICS AND MANAGEMENT设、中医药信息化人才培养和创新发展。结合关键词时间线变化和关键词突现，发现随着时间变化研究热点也在更替，但中医药信息化研究仍为主流，并且大数据、人工智能、互联网+中医药是近年来的研究热点。应进一步开展云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、区块链、智能感知等新一代信息技术在中医药领域的集成应用研究，探索一批中医药数字化应用场景建设20。“十四五”时期，信息化已进入加快数字化发展、建设数字中国的新阶段，对于新一代信息技术在中医药行业的应用，机遇与挑战并存21。中医药信息化研究者要加强多学科、多部门、多领域的合作，把信息化扩展到中医药传承创新发展全域，深入推进中医药与信息技术全面融合，多视角、多学科、多层级、多方法地深入开展政产学研用协同创新研究，充分发挥数据作为新生产要素的关键作用，探索构建中医药与数字化融合的多元场景，强化技术融合、业务融合、数据融合，不断提升应用创新和技术创新能力，转化研究成果，全方位推进中医药信息化高质量发展，为推进中医药现代化、推动中医药事业和产业高质量发展、更好地保障人民健康提供有力的支撑和保障。参考文献1 姚小杰.信息技术在中医药信息化建设中的应用 J.中医药管理杂志,2022,30(11):198-200.2 肖勇,沈绍武,孙静,等.后疫情时代中医药信息化建设与发展的思考 J.时珍国医国药,2020,31(12):3055-3057.3 姜又琳,张红,马兆辉,等.智慧中医药服务新模式的实践与思考 J.中国卫生信息管理杂志,2023,20(3):358-363.4 吴丹,王亚华,向筱茜.基于知识图谱的中国水利现代化研究可视化分析 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