基于WOS数据库的抑郁症脑电研究热点可视化图谱分析.pdf

现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.18基于 WOS 数据库的抑郁症脑电研究热点可视化图谱分析付春凤1徐昭媛2牟天天1桑源1李志勇3哈尔滨市第一专科医院（1综合二疗科，2医务科，3四疗科）黑龙江省哈尔滨市150050【摘要】目的探索总结近年来抑郁症脑电研究领域内热点及研究方向。方法本文纳入分析了 Web of Science 核心合集数据库的 2012 年至 2022 年关于抑郁症脑电研究的文献，利用 CiteSpace 软件对文献进行计量和可视化分析。对发文数量、国家、作者、研究机构、关键词、被引文献及期刊进行分析。结果共纳入文章 2 988 篇，发文量最多的国家是美国，中国发文量第二；作者 Daskalakis 团队发文量最多；发文量最多的机构是加利福尼亚大学；研究的热点关键词为焦虑、功能连接、重度抑郁、经颅磁刺激、前额叶皮层及 波不对称性等；被引频次最高、影响力最高的期刊是Biological Psychiatry；被引频次最高的文献研究的是额叶 波的不对称性在抑郁症中作为诊断性标志物的可靠程度。结论本研究发现关于抑郁症脑电研究的文章呈现出逐年增加趋势，主要的研究大致可以总结为 4 个类型：研究抑郁患者大脑解剖区域、研究方法、疾病特点及疾病的治疗。预测未来几年在脑电研究方面，关于抑郁症疾病的病因、分类、脑网络连接等方面研究可能取得突破性进展。【关键词】脑电描记术；抑郁症；Web of Science；CiteSpace；可视化分析Visualization analysis of research hotspots on EEG in patients with depression in WOS databaseFu Chunfeng1,Xu Zhaoyuan2,Mu Tiantian1,Sang Yuan1,Li Zhiyong31Department of Comprehensive Second Treatment,2Department of Medical,Department of the Fourth Treatment,the First Psychiatric Hospital of Harbin,Harbin City,Heilongjiang Province,150050,China【Abstract】ObjectiveTo explore and summarize the research hotspots and prospective directions of EEG research on depression in recent years.MethodsThe paper included and analyzed the literature of EEG research on depression from 2012 to 2022 in the core collection database of Web of Science.CiteSpace software was applied for bibliometric and visual analyses.Main outcome measured number of published articles,countries,authors,research institutions,keywords,cited literatures and journals.ResultsA total of 2 988 articles were included.The country with the highest number of publications is the United States,followed by China.The Daskalakis author team published the most papers.The most prolific institution was the University of California.The research focuses on anxiety,functional connection,major depression,transcranial magnetic stimulation,prefrontal cortex and alpha wave asymmetry.The most cited and influential journal is Biological Psychiatry.The most frequently cited literature studied the reliability of frontal alpha-wave asymmetry as a diagnostic marker in depression.ConclusionThis study found that the number of articles on EEG research of depression showed an increasing trend year by year,and the most study content can be roughly summarized into four types:the study of anatomical regions of the brain of depressed patients,research methods,disease characteristics and disease treatment.It is predicted that in the next few years in this domain,breakthrough progress may be made in the study of the etiology,classification and brain network connection of depression.【Key words】Electroencephalography;Depressive disorder;Web of Science;CiteSpace;Visual analysis论著DOI:10.3969/j.issn.1672-0458.2024.01.002抑郁症是一种常见的精神疾病，主要表现为情绪低落、兴趣减退、精力下降，社会功能受损，甚至出现自杀行为。抑郁症具有高患病率、低治愈率的特点，给社会及人们生活带来沉重负担。根据世现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.19界卫生组织 2008 年发布的数据显示，抑郁障碍在全球疾病负担排名中位列第三位，并预计其排名在2030 年将会跃居第 1 位1。同许多精神疾病一样，抑郁障碍治疗的困境在于对其病因、发病机制、治疗作用机理不清楚。脑电图是神经电生理学研究的一个主要方面，脑电检查是一种客观检测手段，具有时间分辨率高、容易获得、对人体无侵入性伤害等特点。脑电的处理技术不断更新，为学者从多方面研究大脑活动提供了可能。近年来脑电研究被广泛应用于神经精神疾病领域，众多学者研究了抑郁发作患者的脑电特征，取得了丰富的研究成果2。美 国 德 雷 克 塞 尔 大 学 陈 超 美 团 队 研 发 的CiteSpace 软件，能探查相关领域内新趋势、新动态，并将相关信息进行可视化分析3。因其图谱展示直观、生动，近年来越来越多的学者利用该软件在各个领域开展了相关研究4。对于英文文献，CiteSpace 软件可以对国家地区、作者、机构、关键词、被引文献及期刊等信息进行可视化分析。本研究纳入近 11 年 Web of Science（WOS）核心合集数据库里抑郁症脑电方面研究的相关文献，利用该软件进行了分析，以期展现出本研究领域最新研究方向，同时预测其研究热点，为今后国内学者的科学研究提供理论参考。资料与方法一、数据采集以 WOS 核心合集数据库为检索平台，检索时间为 2023 年 4 月 25 日，采用主题检索，检索式为TS=（“depression”OR“depressions”OR“depressed”OR“depressive symptoms”OR“depressive symptom”OR“depression disorder”OR“depressive mood”）AND TS=（“EEG”OR“electroencephalogram”OR“electroencephalography”），论文类型选择论文或综述论文，论文语种为英语，检索时间范围为 2012-01-01 至 2022-12-31。检索到文献 2 988 篇，以纯文本格式导出文献，导出内容选择全记录与引用的参考文献，导出文件命名为 download_。二、数据处理运 行 CiteSpace 软 件，以“country”“Author”“Institution”“Keyword”“Reference”“Cited journals”为文献节点，对文献进行可视化图谱绘制。运行 CiteSpace 生成图谱后，分别从年度发文量、国家地区、作者、机构、关键词、被引文献及期刊等方面进行分析。图谱中的节点越大，代表发文量越高，连线越多代表与其他节点联系越密切。节点外圈颜色代表中心性，颜色越深中心性越高，在本领域影响力越大。三、统计学方法本文将所查询的文献数据导入 CiteSpace 软件分析，结果主要以软件形成的图片形式表达，部分计数资料结果以 excel 表格形式表达。结果一、年度发文量趋势WOS 数据库检索到近 11 年与抑郁症脑电研究相关英文文献 2 988 篇，发文量逐年递增，年均发文量约为 272 篇。如图 1 所示。4504003503002502001501005002012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022年份图 1WOS 数据库年度发文量统计发文量/篇二、国家及地区合作可视化分析top N=50 时，得到 96 个节点，658 条连线，图谱共纳入 96 个国家及地区，其中美国发文量为917 篇，发文量最高，其次为中国，发文量为 363 篇。各国家之间合作较为密切。根据表 1 及图 2 内容，可见美国不仅发文量最高，中心性数值是 0.2，也为最高值，显示其在抑郁症的脑电研究领域具有举足轻重的作用。我国发文量 363 篇，位居世界第二，但是中心性不高，提示我国学者在该领域研究的重要性方面有待提升。表 1WOS 数据库抑郁症脑电研究发文前 5 的国家及地区排名发文量中心性 首次发文年国家19170.22013USA23630.042013PEOPLES R CHINA33170.042013GERMANY420102013CANADA51890.042013ENGLAND三、机构合作可视化分析当以机构为节点进行分析时，设置top N=50时，现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.110得到 275 个节点，1 524 条连线，图谱共纳入 275个机构。见表 2 及图 3。其中发文量在 30 篇以上的机构有 29 所。发文量最多是加利福尼亚大学，发表文献 123 篇，中心性数值也是最高，为 0.3。其次是哈佛大学和多伦多大学，发文量分别是 109 篇和 78篇。不同机构之间互相合作。其中以发文量排名靠前，地理位置靠近的机构之间合作较多。如加州大学（加利福尼亚大学）与洛杉矶大学和旧金山大学之间合作密切。哈佛大学与哈佛医学院、美国麻省总医院及 Mclean 医院之间合作密切。四、作者合作图谱分析 当以作者为节点进行分析时，设置 g-index 中指标 K=25，得到 474 个节点，906 条连线。可视化图谱共纳入了 474 位作者，见图 4 及表 3。其中 17位作者发文量10 篇，Daskalakis 团队发文量 35 篇，发文数量最多，而 Fitzgerald 团队影响力最大，其发表文章的中心性最高，数值为 0.05。通过文献阅读可以发现高发文量、高中心性的作者之间合作密切。经颅磁刺激治疗机理的研究是国外高发文量作者的主要研究方向，而我国研究者 Hu Bin 团队主要研究领域为脑电图在抑郁症的识别中的作用。表 3WOS 数据库抑郁症脑电研究领域发文量前五作者作者排名 发文量 中心性 首次发文年份Daskalakis,Zafiris J1350.032013Hajcak,Greg2310.022016Blumberger,Daniel M32502015Hu Bin42502015Fitzgerald,Paul B5230.052013五、关键词可视化1.关键词共现聚类分析对关键词的分析可以帮助人们了解领域内研究热点及发展趋势。top N=50 时得到节点 157 个，连线 1 362 条。见图 5 及表 4，去除检索中使用不当的主题词，共现较高关键词如表 4 所示。综合考虑关图 2WOS 数据库发表抑郁症脑电相关研究文献的国家及地区分布表 2WOS 数据库中抑郁症脑电研究领域前五机构排名发文量中心性首次发文时间机构名称11230.32013University of California System21090.172013Harvard University3780.052013University of Toronto4720.082013Harvard Medical School5620.062013UDICE-French Research Universities图 3WOS 数据库发表抑郁症脑电相关研究文献的机构图 4WOS 数据库发表抑郁症脑电相关研究作者图现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.111键词的共现频次及中心性可知，研究的热点关键词为焦虑、功能连接、重度抑郁、经颅磁刺激、前额叶皮层及 波不对称性等。关键词聚类可以反应该研究领域内的基础知识结构及动态发展过程。该网络包含 13 个聚类。其中#0、#2 反#8 反应研究大脑解剖区域，#1、#4、#9、#10可以总结为脑电研究方法，#3、#5、#7、#11、#12 可以归结为抑郁的疾病特点，#6 是抑郁症常用治疗方法。注：关键词聚类从#0 至#12 依次为背外侧额叶皮层、波不对称性、前额叶皮层、个体差异、机器学习、重度抑郁、电抽搐治疗、失神发作、脑电图、前额叶 波不对称性、功能连接、功能性癫痫及皮层扩散抑制图 5WOS 数据库中抑郁症脑电研究的关键词共现聚类图表 4WOS 数据库中抑郁症脑电研究的关键词共现聚类图排名 共现频次 中心性 年份关键词12400.672013 anxiety22070.052013 functional connectivity32040.032013 major depressive disorder41510.382013 transcranial magnetic stimulation51440.212013 prefrontal cortex61110.052013 children71100.032013 event related potentials811002014 oscillations91031.052014 alpha asymmetry101030.082013 mechanisms2.关键词突现分析关键词突现分析可以观察到持续时间最久及距离当下最近的热点关键词，对于总结本领域研究发展过程及预测未来研究热点具有重要意义。=1.0，其他为默认参数，得到 25 个突现词。其中阿尔茨海默病是持续时间较长的关键词，自 2015 年开始，延续至 2019 年结束，可见在此期间，对阿尔茨海默病患者的脑电研究是该领域研究热点。而连接、分类、成人、青少年、压力、类型等关键词自不同年份开始持续至今，通过文献阅读可以预测在未来几年脑电在抑郁症疾病的病因、分类、脑网络连接等方面研究可能取得突破性进展。见图 6。图 6WOS 数据库中抑郁症脑电研究被引用次数最多的前25 个关键词突现图3.关键词共现时区图分析选择 top N=25，得到 83 个节点，631 条连线，时间分区为 1 年，绘制出关键词共现时区图。见图7，通过对关键词的时区图进行分析有助于帮助我们掌握抑郁症脑电研究领域的发展趋势。从时区图中可以观察到，前面几年时间里，学者的研究集中于疾病症状特点，疾病患病后的脑电改变特点，2021年后机器学习，疾病分类，脑网络研究增多，可以预测抑郁症的疾病诊断可能是未来本领域研究热点，有望在相关方面的研究有所突破。六、被引文献可视化分析选择 top N=40，节点 395，1 692 条连线得到被引文献的可视化图谱，见图 8。被引频次前 5 的文献见表 5，中心性前 5 的文献见表 6。被引频次和中心性较高论文主要论述的内容是 波的不对称性及深度卷积脑网络在抑郁症疾病诊断中价值。七、被引期刊可视化分析选择 top N=40，得到节点 83，487 条连线的被Keywordsepilepsypsychiatric disordereeg sleepsynchronizationinsomniarem sleepsleepdeep brain stimulationdorsolateral prefrontal cortexsleep deprivationparkinsons diseasecognitive control treatment resistant depressionalzheimers diseaseelectroencephalogrambrain activitypatternbehaviorresting statestressadultfrequencyconnectivityclassificationadolescentYear2012201220122012201220122012201320132013201320142015201220172013201820182018201620192012202020202013Strength9.429.168.758.658.658.636.8610.438.497.896.957.38.796.917.747.2710.729.147.697.6512.037.821.1118.817.11Begin2012201220122012201220122012201320132013201320142015201520172017201820182018201820192019202020202020End20142014201420142014201420132015201620142015201520182019201820202022201920192022202220202022202220222012-2022现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.112引期刊的可视化图谱，见图 9。其中被引频次前 5的期刊见表 7，中心性前 5 的期刊见表 8。从表中可以看出来自美国的期刊Biological Psychiatry（被引频次 1 333 次，中心性 1.04，2022 年影响因子 11.9）中心性及被引频次均为最高，提示该期刊在学科领域内的重要地位。图 7WOS 数据库中抑郁症脑电研究的关键词共现时区图图 8WOS 数据库中被引文献图表 5 WOS 数据库中被引频次前 5 的文献排名 被引频次 中心性 年份文献1730.212017 Frontal alpha asymmetry as a diagnostic marker in depression:Fact or fiction?A meta-analysis2630.082018 Automated EEG-based screening of depression using deep convolutional neural network3620.042013 Neurokognitive lidelser4480.092018 Methods for classifying depression in single channel EEG using linear and nonlinear signal analysis5460.032016EEG alpha asymmetry as a gender-specific predictor of outcome to acute treatment with different antidepressant medications in the randomized iSPOT-D study表 6WOS 数据库中中心性前 5 的文献排名 被引频次 中心性 年份文献1300.272018An automated diagnosis of depression using three-channel bandwidth-duration localized wavelet filter bank with EEG signals2730.212017 Frontal alpha asymmetry as a diagnostic marker in depression:Fact or fiction?A meta-analysis3150.212015Frontal alpha asymmetry as a pathway to behavioural withdrawal in depression:Research findings and issues480.212010 EEG Topography and Tomography(LORETA)in Diagnosis and Pharmacotherapy of Depression540.212015Neurobiological predictors of response to dorsolateral prefrontal cortex repetitive transcranial magnetic stimulation in depression:a systematic review图 9WOS 数据库被引期刊图讨论从 WOS 数据库发文量角度分析，近 11 年来现代电生理学杂志 2024 年 3 月第 31 卷第 1 期 J Mod Electrophysiol,March 2024,Vol.31,No.113关于抑郁症脑电研究方面的文献逐渐增加，尤其是2019 年以后发文量快速增加，可见该领域的研究越来越受到学者的重视。从作者合作方面分析，美国加州大学的 Dakalakis 团队发文量最多，Fitzgerald团队影响力最大。这两个团队主要从事经颅磁刺激治疗诊断抑郁症脑电机制方面的研究5-8。从发文机构方面分析，国外机构之间合作密切，发文量高的机构集中在美国的大学如加利福尼亚大学和哈佛大学，其中以发文量排名靠前、地理位置靠近的机构之间合作较多。从关键词的聚类分析看，WOS 数据库主要的研究大致可以总结为 4 个类型：研究抑郁患者大脑解剖区域、研究方法、疾病特点及疾病的治疗。以上总结为关于抑郁症的基础与临床的研究。关键词的突现分析提示连接、分类、压力、类型等关键词自不同年份开始持续至今，通过文献阅读可以预测在未来几年脑电在抑郁症疾病的病因、分类、脑网络连接等方面研究可能取得突破性进展。关键词的时区图分析提示 2012 年至 2021 年这段时间，学者主要研究疾病的临床特点及基础研究，到 2021年后关于疾病诊断的研究增多，如机器学习、疾病分类、脑网络研究等。从被引文献的角度分析，van der Vinne 等9研究者 2017 年在Neuroimage Clinical杂志发表的关于额叶 波不对称对抑郁症诊断价值的荟萃分析被引频次最高 73 次，中心性为 0.06，该文章纳入了 16 项对照性研究，得到主要结论认为额叶 波不对称性对抑郁症的诊断价值有限，提示今后人们对 波不对称研究不应限于疾病诊断而是可以考虑扩展到疾病预后或其他研究领域，Acharya 等10发表的关于使用脑电信号的计算机辅助诊断抑郁症的文章被引频次 63 次，居于第二位，认为基于脑电信号的计算机辅助系统将来可能成为医生诊断抑郁症的一个有效的辅助性工具。从被引期刊角度分析，被引频次最高、影响力最高的期刊是Biol Psychiat，意味着该期刊在抑郁症脑电研究方面具有较高地位。该期刊创立于 1969 年，致力于思维、情感、行为方面的研究，在神经精神科领域具有很高的被引率。本文纳入了 WOS 数据库近 11 年关于抑郁症脑电研究文献，简单论述了领域内研究热点，预测将来可能研究方向，为学者的进一步研究提供参考依据。本研究的局限性为没有分析中国国内数据库，如中国知网、维普、万方数据库等。参考文献1Malhi GS,Mann JJ.Depression J.Lancet,2018,392(10161):2299-2312.2de Aguiar Neto FS,Rosa JLG.Depression biomarkers using non-invasive EEG:A reviewJ.Neurosci Biobehav Rev,2019,105:83-93.3Chen C.Searching for intellectual turning points:Progressive knowledge domain visualizationJ.Proc Natl Acad Sci U S A,2004,101 Suppl 1(Suppl 1):5303-5310.4Chen C.CiteSpace II:Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literatureJ.J Am Soc Inf Sci Technol,2006,57(3):359-377.5Bailey NW,Krepel N,van Dijk H,et al.Resting EEG theta connectivity and alpha power to predict repetitive transcranial magnetic stimulation response in depression:A non-replication from the ICON-DB consortiumJ.Clin Neurophysiol,2021,132(2):650-659.6Chung SW,Hoy KE,Fitzgerald PB.Theta-burst stimulation:A new form of TMS treatment for depression?J.Depress Anxiety,2015,32(3):182-192.7Mir-Moghtadaei A,Caballero 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NEUROSCI48130.612014NEUROSCI BIOBEHAV R58940.542013INT J PSYCHOPHYSIOL