中华急诊医学杂志  2017, Vol. 26 Issue (10): 1219-1224
基于大数据文本挖掘预测急诊医学研究热点
胡建, 何小军, 沈伟锋, 江利冰, 张茂     
310009 杭州, 浙江大学医学院附属第二医院急诊科 浙江大学急诊医学研究所(胡建为在职研究生, 现工作于平湖市第一人民医院急诊科)

从1979年国际上正式承认急诊医学作为医学专业领域第23门专科[1],到目前已经发展成为一门有鲜明特色的医学学科。我国急诊医学经过三十余年的发展,已从一个“边缘学科”逐渐发展为临床医学的“重要科室”之一。但急诊医学仍然是一个“新兴、交叉和边缘的学科”,尚存在很多问题需要进一步的研究探讨。由于患者流动性大、无固定病种、人才缺乏等原因,急诊学科的科研较其他专科存在明显的劣势[2]。以临床诊疗需求为导向的科研思维是急诊科研的趋势,这也是转化医学的真谛所在。当前临床医学逐渐进入“大数据时代”,精准医学成为热点[3]。精准医学基本包括了数据挖掘以及文本挖掘,而后者大多用于情报分析[4]。本研究拟利用大数据、大文本进行聚类分析,探索国际急诊医学领域近5年的研究热点,为我国急诊医学的进一步发展提供借鉴。

1 资料与方法 1.1 期刊选择

根据汤森路透社2015年度《SCI期刊分析报告》,选取急诊医学领域影响因子(IF)≥1.5的11种国际期刊。通过检索Pubmed文献检索平台,获取上述11种期刊近五年(2011.08-2016.08)已经公开发表的文献,将其题录以XML的形式保存至本地文件夹。

1.2 文本挖掘以及词篇矩阵

本研究将上述以XML形式保存的目标文献题录导入书目共现分析系统——Bicomb软件,书目共现分析系统是由中国医科大学医学信息系开发的文献分析软件(http://www.cmu.edu.cn/bc/)。同时参考Donohuelaolt,根据齐普夫第二定律得出高频低频词界分公式:T =1/2(-1 +)[5]。其中, I1是词频为1的词的个数, T为高频词与低频词的分界频次。同时考虑到本研究中频次为1的主题词个数较多,呈现偏态分布,为囊括更多主题词,根据经验选取词频≥30次为高频主题词。然后利用Bicomb软件对高频主题词进行词篇矩阵构建。

1.3 聚类分析以及可视化展示

使用上述生成的词篇矩阵,导入gcluto 1.0软件(明尼苏达大学, http://glaros.dtc.umn.edu/gkhome/cluto/gcluto/download),采用重复二分法(Repeated Bisection)进行聚类分析,采用cosine函数进行相似性计算,聚类标准函数为I 2。同时生成主题词聚类树状图以及可视化高斯曲线拟合形成的山峰图。

2 结果 2.1 期刊分布

通过Web of Science共筛选出急诊医学领域相关期刊26种,其中11种期刊影响影子≥1.5纳入本研究,纳入期刊基本情况见表 1

表 1 纳入期刊分布情况
期刊名称 影响因子 纳入文献数目 纳入文献占比(%)
The American journal of emergency medicine(AM J EMERG MED) 1.5 3 476 20.89
Injury 1.91 2 492 14.98
The journal of trauma and acute care surgery(J TRAUMA ACUTE CARE) 2.80 2 337 14.05
Resuscitation 5.41 2 056 12.36
Annals of emergency medicine(ANN EMERG MED) 5.01 1 818 10.93
Emergency medicine journal(EMERG MED J) 1.84 1 515 9.11
Academic emergency medicine(ACAD EMERG MED) 2.54 1 146 6.89
European journal of emergency medicine(EUR J EMERG MED) 2.03 570 3.43
Scandinavian journal of trauma, resuscitation and emergency medicine(SCAND J TRAUMA RESUS) 2.31 498 2.99
Prehospital emergency care(PREHOSP EMERG CARE) 2.10 437 2.63
World journal of emergency surgery(WORLD J EMERG SURG) 1.58 291 1.75
2.2 高频主题词以及聚类分析结果

2011.08-2016.08年11种权威急诊医学领域国际期刊高频主题词中226个主题词,副主题词出现了30次以上,涉及9387篇文献,表 2罗列了73个出现频次在45次以上的高频主题词,副主题词。主题词聚类树状图见图 2

表 2 2011.08-2016.08年11种权威急诊医学领域国际期刊高频主题词
序号 关键字段 出现频次 累计百分比(%)
1 Emergency Service, Hospital 683 1.2 789
2 Heart Arrest / therapy 629 2.4 567
3 Wounds and Injuries / therapy 282 7.2 184
4 Emergency Medicine / education 270 7.724
5 Fracture Fixation, Internal / methods 243 8.179
6 Clinical Competence 176 10.7 724
7 Tomography, X-Ray Computed 174 11.0 982
8 Hospital Mortality 163 11.7 274
9 Hypothermia, Induced / methods 139 13.1 018
10 Wounds and Injuries / epidemiology 135 13.3 546
11 Decision Support Techniques 130 13.847
12 Trauma Centers 126 14.083
13 Point-of-Care Systems 122 14.3 114
14 Intubation, Intratracheal / methods 110 16.0 303
15 Tomography, X-Ray Computed / methods 104 16.2 251
16 Electrocardiography 99 16.4 104
17 Practice Guidelines as Topic 97 16.9 591
18 Triage / methods 96 17.1 388
19 Registries 96 17.3 186
20 Shock, Hemorrhagic / therapy 95 17.4 965
21 Myocardial Infarction / diagnosis 92 17.6 688
22 Length of Stay / statistics & numerical data 91 18.0 095
23 Attitude of Health Personnel 86 18.1 706
24 Fracture Healing 83 18.487
25 Hemorrhage / therapy 83 18.6 424
26 Severity of Illness Index 79 19.3 952
27 Acute Coronary Syndrome / diagnosis 78 19.6 892
28 Anti-Bacterial Agents / therapeutic use 77 19.8 333
29 Accidents, Traffic 76 19.9 757
30 Pelvic Bones / injuries 76 20.118
31 Wounds, Nonpenetrating / radiography 74 20.2 565
32 Wounds, Nonpenetrating / therapy 72 20.3 913
33 Pulmonary Embolism / diagnosis 70 20.5 224
34 Wounds, Nonpenetrating / complications 69 20.7 808
35 Risk Assessment / methods 69 20.91
36 Clinical Competence / standards 68 21.0 374
37 Heart Massage / methods 67 21.1 628
38 Crowding 67 21.2 883
39 Pain Management / methods 67 21.4 137
40 Wounds and Injuries / diagnosis 66 21.6 609
41 Health Knowledge, Attitudes, Practice 65 21.7 826
42 Algorithms 62 22.1 384
43 Laryngoscopes 62 22.2 545
44 Cervical Vertebrae / injuries 61 22.4 848
45 Outcome Assessment (Health Care) 60 22.7 114
46 Ventricular Fibrillation / therapy 59 22.9 323
47 Heart Arrest / etiology 58 23.0 409
48 Sepsis / diagnosis 54 23.8 817
49 Internship and Residency 54 23.9 828
50 Brain Injuries / therapy 53 24.1 813
51 Brain Injuries / diagnosis 52 24.2 786
52 Guideline Adherence 52 24.5 707
53 Triage 52 24.6 681
54 Blood Transfusion / methods 50 25.0 482
55 Brain Injuries / complications 50 25.2 355
56 Patient Discharge 50 25.3 291
57 Ambulances 49 25.4 208
58 Air Ambulances 49 25.6 043
59 Critical Care / methods 49 25.6 961
60 Multiple Trauma / therapy 49 25.9 714
61 Fluid Therapy / methods 48 26.153
62 Lactic Acid / blood 48 26.2 429
63 Laryngeal Masks 48 26.3 327
64 Postoperative Complications / surgery 48 26.4 226
65 Quality of Health Care 48 26.5 125
66 Cause of Death 47 26.6 885
67 Anticoagulants / adverse effects 47 26.7 765
68 Quality Improvement 47 26.9 525
69 Airway Management / methods 46 27.0 387
70 Intensive Care Units 46 27.1 248
71 Evidence-Based Emergency Medicine 45 27.2 091
72 Fibrinolytic Agents / therapeutic use 45 27.2 933
73 Respiration, Artificial / methods 45 27.4 618

图 1 2011.08-2016.08年急诊医学研究热点分布聚类分析图

图 2 2011.08-2016.08急诊医学研究热点分布山峰图(图中0-9代表 10个聚类,每个聚类列出了三篇重点文献,8位数字代表PMID)
2.3 高斯曲线山峰图

每个山峰代表了一个聚类,山峰的体积、高度、位置和颜色都反映出其代表类群的相关信息。山丘的高度与类内相似性成比例,体积与类群包含的文献数量成比例。山丘的颜色与类内标准差成比例。红色代表低标准差,蓝色代表高标准差。只有峰顶的颜色是有意义的。其他区域所产生的颜色混合为平滑过渡,见图 2

结果分析

聚类0:聚类0生成的山峰最为陡峭,峰顶颜色为红色,体积最大,说明该聚类中的文献数量较多,但研究主题高度一致,具有代表性的文献有PMID 25554424、PMID26021662、PMID23769658等[6-8]。具体研究主题主要集中在股骨颈骨折的治疗与并发症方面。三篇文献均发表在Injury杂志上。

聚类1:该类生成的山峰陡峭程度,体积均仅此于聚类0,峰顶颜色为黄色,提示该类群中文献数量亦较多,研究主题较一致,主要文献包括PMID25156809,PMID24439714,PMID25550065[9-11]。三篇文献的研究主题均为超声评估以及实时引导中心静脉置管,三篇文章分别发表于Acad Emerg Med,Ann Emerg Med,Am J Emerg Med。

聚类2:该类群形成的山峰陡峭程度较陡,体积中等,峰顶为绿色,提示该类群中文献数量中等,研究主题欠一致,主要文献包括PMID25496854,PMID22836000,PMID25909412[12-14]。三篇文献的研究主题集中在钝性伤,包括钝性肝脏损伤,钝性脾脏损伤等,三篇文献分别发表在Injury,后两篇发表在J Trauma Acute Care。

聚类3:该类群从山峰体积,陡峭程度,山顶颜色均与聚类2相似。主要文献包括PMID25913081,PMID25937380,PMID22229954[15-17]。三篇文献的研究主题集中儿童心肺复苏中气道开发以及气管插管技术。三篇文献均发表在am j emerg med。

聚类4、聚类5、聚类6:这三个类群形成的山峰具有相似性,高度基本一致,峰顶均为绿色,在陡峭程度聚类4最为陡峭,但聚类4的山峰体积小于聚类5、6,三个聚类的文献数量一般,研究主题较为松散。聚类4主要包括文献PMID22673260,PMID25910763,PMID26782792[18-20],三篇文献的研究主题主要集中在患者满意度,以及实施基于患者需求的个体化医疗决策,三篇文献分别发表于J Trauma Acute Care,Ann Emerg Med,Am J Emerg Med。聚类5主要包括文献PMID24239339,PMID24070658, PMID22594365[21-23],三篇文献的研究主题主要集中胸痛的诊断策略,三篇文献中前两篇发表在Annals of emergency medicine,第三篇发表在Acad Emerg Med。聚类6主要包括文献PMID23778510,PMID26386734,PMID26615223[24-26],三篇文献研究主题主要集中在创伤凝血病的机制以及脓毒症的救治,第一篇文献发表于J Trauma Acute Care,另外两篇发表于Am J Emerg Med。

聚类7、聚类8:这两个类群所形成的山峰高度以、体积、陡峭程度相似,均提示文献数量较多,但聚类7峰顶为浅蓝色,提示类群内文献的相似性非常松散,而聚类8峰顶为黄色,提示该类群内文献主题较为一致。聚类7主要包括文献:PMID24458049, PMID 23940864, PMID 23758301[27-29],三篇文献的研究主题主要集中在创伤患者病死率预测与质量控制。前两篇发表于j trauma acute care,第三篇发表于ACAD EMERG MED。聚类8主要包括文献:PMID25461493, PMID 23603289, PMID 23454260[30-32],三篇文献的研究主题主要集中心肺复苏患者的救治,三篇文献均发表在Resuscitation。

聚类9:该类群所形成的山峰体积最小,陡峭程度扁平,峰顶颜色为深蓝,说明该聚类中的文献数量最少,研究主题非常分散。聚类9主要包括文献:PMID25214310,PMID26349777, PMID 23407377[33-35],三篇文献的研究主题主要集中大规模伤亡事件,三篇文献分别发表在Scand J Trauma Resus,Am J Emerg Med,Emerg Med J。

3 讨论

本研究在大数据背景下,筛选了11种急诊医学领域权威期刊,对其近五年发表的文献进行文本挖掘,利用文献共现分析系统,进行共词分析,归纳出急诊医学领域的范式和研究结构,并利用可视化统计软件将分析结果直观形象地显现出来,形象生动地展示了近五年急诊医学领域研究热点的分布状况,包括股骨颈骨折的治疗与并发症,超声评估以及实时引导中心静脉置管,钝性伤,儿童心肺复苏,基于患者满意度的个体化医疗,胸痛的诊断策略,创伤凝血病的机制以及脓毒症的救治,创伤患者病死率预测与质量控制,心肺复苏,大规模伤亡事件。

随着我国工业化进程的进一步推进,创伤已成为威胁我国青壮年人群生命的首要因素[5]。而且随着我国人口老龄化逐渐明显,老年创伤患者越来越多,老年患者由于基础潜能较差,基础疾病较多,又给创伤救治带来了新的挑战[36-37]。国外已有大量证据显示实施创伤分级救治,建立不同等级创伤中心,形成地区、区域创伤救治体系可以显著降低创伤的病死率[38-39]。而我国到目前为止尚未形成较为成熟的创伤救治区域体系,是我国创伤救治急需解决的问题[40-41]

心肺复苏是急诊医学研究的重要内容,随着AHA指南的不断更新,但心脏骤停患者的出院存活率仍然很低,而且似乎并没有随着时间的推移而降低,说明心肺复苏流程中上存在一些需要提高和改进的地方[42],包括如何对心肺复苏实施质量控制,改善心肺复苏质量;如何提高全民心肺复苏意识并进行全民心肺复苏培训;如何将现代信息技术服务于紧急救援系统;如何实施最佳心脏骤停后的脑保护;如何防止ROSC后并发症的发生等等[43]

胸痛包括了急性冠脉综合征、主动脉夹层、肺动脉栓塞等以急性胸痛为主要临床表现的急危重症。近几年发展最为迅速的就是胸痛中心的建立。全球第一家“胸痛中心”于1981年在美国巴尔地摩St.ANGLE医院建立,至今美国“胸痛中心”已经发展到5 000余家,并纳入医保支付范围[44-45]。胸痛中心是对急性胸痛为主的急危重症患者提供的快速诊疗通道,通过全新的管理理念和多学科协作医疗模式,并依照规范化的胸痛诊治流程,实现早期快速准确诊断、危险评估分层、正确分流、科学救治和改善预后,缩短救治时间,而医疗费用只有传统方法的20%~50%[46]。胸痛中心已经成为衡量急性心肌梗死救治水平的重要标志之一[47]。中国胸痛中心认证体系是在美国胸痛中心协会和德国心脏病学会认证标准的基础上,第三个认证体系。目前,胸痛中心在中国尚处于起步阶段,促进和规范我国胸痛中心建设,提高ACS诊治水平,尚需临床医生和各医疗和研究机构共同努力[48]

脓毒症一直是急危重症领域的热点话题。在最近几年,关于脓毒症的热点话题集中早期目标导向治疗(EGDT)的有效性以及脓毒症概念3.0的发布[49-50]。EGDT 2001年由Rivers等[51]研究者提出,指出早期目标引导治疗方案可以显著降低脓毒症患者的病死率。之后陆续出现一些观察性研究也对其有效性进行了证实[49]。然而2015年三项随机对照研究(ProCess,ARISE,ProMISe)对EGDT提出了质疑,否定了其在降低脓毒症患者病死率方面的作用[52]。然而,三项研究中的对照组患者无论是早期充分液体复苏,还是早期控制感染等均受到了EGDT理念的影响,对结果的判断产生了干扰。其实对于EGDT的质疑并不是对早期充分复苏以及及早控制感染的质疑,而是对容量检测指标,主要包括CCP,ScvO2提出了质疑。基于上述研究结果,脓毒症指南工作组对原有的Bundle进行了修正,将原来要求监测CVP和ScvO2改为评估患者的容量状态以及组织灌注,评价的方法不拘泥于上述两个单一的指标[53]。因此提出了新的液体管理方法,如改良EGDT、个体化液体管理、以脏器功能或灌注为目标的液体管理等[54]。因此需更多研究改进脓毒性休克的液体管理。新的脓毒症定义更强调了感染引起失调的宿主反应及导致的致命性器官功能障碍,脓毒性休克不仅仅是循环功能衰竭, 还包括了细胞、代谢异常,同时去除了“严重脓毒症”的概念[50]。新的脓毒症概念对未来临床决策的影响,还有待更多的研究进行证实。

大规模伤害事件(mass casualty incidents,MCI),医疗服务需求短时间内突然显著增加或异常复杂,加上对灾区直接冲击造成不同程度的应对负荷损失,导致医疗服务的需求激增与医疗系统的应对能力失衡[55]。该定义强调了MCI时不仅要考量突发公共事件导致的伤员绝对数量,同时更要考量该事件是否超过了当地可用医疗资源应对MCI的能力。MCI时事件规模往往会超过当地现场急救、转运或医院的处理能力,现有的医疗卫生资源无法满足救护需求[56]。我国应对MCI的能力和经验较国外还存在很大的差距。如何实现MCI发生前对当地应对MCI能力的正确评估,建立完善的应急救援体系。MCI发生后如何实现伤员的快速搜救与预检分诊,缩短伤员至确定性治疗的时间,当地MCI后公共卫生问题,伤员后期的身心康复等均需要进一步研究的问题[57]

超声在急诊医学领域的应用越来越多,美国Glatter称超声在急救医学中的应用改善和革新了我们对患者的评估、治疗和处理,它是过去20年里急诊医学实践的一个重要转变(MedScape)。2001年美国急诊医师学会指南要求急诊医师必须掌握急诊超声检查[58]。由于急诊患者的特征,病情危重,常不宜搬动,病情复杂,多病一身,需在短时间内对多个重要器官进行检查,需动态观察患者病情变化以辅助诊断并评估疗效。而超声检查具有如下优点:① 设备轻便,可床旁检查,可同时进行急救治疗;② 可对全身多个重要器官进行初步评估;③ 具有无创、无辐射、可动态观察病情变化的特点。因而,特别适合在急诊医学领域的应用,目前已广泛应用于创伤评估,胸痛鉴别,血管闭塞,休克类型的鉴别,腹痛鉴别,急诊介入领域[59-60]

总之,本研究基于大数据文本挖掘,利用词频分析、共词聚类分析,结合具体的文献,较真实地总结了近5年急诊医学领域的热点,内容涉及创伤,心肺复苏,胸痛,脓毒症,大规模伤亡事件,急诊超声。本研究存在一些不足,包括仅纳入急诊医学领域部分期刊,期刊发表文献数量与期刊影响因子之间并不成正比关系,部分急诊相关文献发表在其他领域期刊等可能会造成聚类偏倚,同时由于提取主题词以及副主题词中词频为1的比例较大,在一定程度上反映出急诊医学领域目前尚未形成比较可靠的聚类。但本研究仍为我们从某个角度了解近年来急诊医学领域的关注热点提供了线索,也可以对我国急诊医学发展起到一定的启示和借鉴作用。

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