季智勇,儲呈晨,鄭蘊欣,錢英,蔡葵,鄭焜,李斌
上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院 醫(yī)學裝備處,上海 200233;2.南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 臨床工程處,江蘇 南京 210029;3.北京醫(yī)院 器材處,北京 100730;4.浙江大學醫(yī)學院附屬兒童醫(yī)院 醫(yī)學工程部,浙江 杭州 310052
2020年新型冠狀病毒疫情對醫(yī)療系統(tǒng)帶來了巨大挑戰(zhàn),為中國人民謀幸福是中國共產(chǎn)黨的初心和使命,堅持人民至上、生命至上,在中國共產(chǎn)黨的堅強領導下,中國人民抗疫取得階段性勝利,堅持“外防輸入,內(nèi)防反彈”,進入動態(tài)清零的常態(tài)化防控階段。在這場戰(zhàn)疫中,新需求加速了跨界新技術的融合、醫(yī)療技術創(chuàng)新和應用,醫(yī)學工程領域涌現(xiàn)了大量新技術、新產(chǎn)品,并極大加速了相關技術與產(chǎn)品的應用。本文結(jié)合中華醫(yī)學會醫(yī)學工程學分會常委專家咨詢提出的本領域年度十大進展的內(nèi)容,基于CNKI文獻搜索進行知識圖譜分析,分析梳理相關研究熱點和發(fā)展趨勢,幫助醫(yī)院管理者和醫(yī)學工程人員把握醫(yī)學工程領域未來發(fā)展方向并為新技術管理決策分析提供支撐,共享醫(yī)療器械技術與醫(yī)學工程學科發(fā)展成果。
本文采用的數(shù)據(jù)來源為中國知網(wǎng)(CNKI)期刊庫,在“高級檢索”中進行文獻檢索,并將檢索得到的文獻納入本研究。
利用 VOSviewer(Visualization of Similarities Viewer)軟件進行數(shù)據(jù)分析。VOSviewer軟件由荷蘭伊拉斯謨大學的凡·艾克和瓦特曼博士聯(lián)合開發(fā),在科學計量學領域被廣泛使用。
VOSviewer具備了幾乎所有常見的文獻計量分析功能,如文獻耦合、共被引、合作以及共詞分析等。VOSviewer的核心原理為VOS布局(VOS Mapping)方法和VOS聚類(VOS Clustering)方法[1],VOS布局是基于距離的可視化(Distance-Based Maps)方法,用于確定元素在二維空間的位置。VOS聚類方法與網(wǎng)絡的模塊化聚類(Modularity-Based Clustering)方法類似,用來對文獻網(wǎng)絡進行聚類分析。
以《中國醫(yī)療設備》或《中國醫(yī)學裝備》或《醫(yī)療衛(wèi)生裝備》或《中國醫(yī)療器械雜志》或《現(xiàn)代儀器與醫(yī)療》為文獻來源檢索2020年度發(fā)表的文獻,共檢索出1792篇,以共現(xiàn)次數(shù)6次以上的關鍵詞進行相關可視化分析,見圖1。
圖1 臨床醫(yī)學工程領域2020年度研究關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖
從關鍵詞共現(xiàn)圖譜中可以發(fā)現(xiàn)2020年度的研究熱點(圖2),圖2a提示相關熱點為針對新型冠狀病毒肺炎的防護物資應急保障的研究、針對新冠肺炎疫情防控的遠程醫(yī)療的研究、利用深度學習進行新冠肺炎的圖像分割的研究、利對新冠肺炎利用核酸檢測和CT的鑒別診斷研究等;圖2b提示針對醫(yī)用耗材除了應對新冠疫情的應急保障管理研究方向之外的另一個研究熱點是醫(yī)用耗材的信息化管理和精細化管理;圖2c提示人工智能技術的熱點在于磁共振等成像設備圖像輔助診斷方面和應對疫情的篩查方面;圖2d提示基于物聯(lián)網(wǎng)技術的信息化平臺的研究。
圖2 臨床醫(yī)學工程領域2020年度高頻關鍵詞網(wǎng)絡圖
新冠疫情爆發(fā)后,作為醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)與醫(yī)療、護理、藥學并列四大支柱之一的臨床醫(yī)學工程部門勇?lián)厝蝃2-3],直面疫情防控物資與防控技術痛點,各級醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)學工程部門創(chuàng)新思想,提出了各種應急保障方案。中華醫(yī)學會醫(yī)學工程學分會專題討論防疫物資應急分類方案、診療裝備應急管理和應急技術標準等,為疫情防控中標準化流程的制定、突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急預案的制定做出了重要貢獻。
以(“醫(yī)療設備”或“醫(yī)療器械”或 “醫(yī)學裝備”)合并(“應急”或“防護物資”或“應急物資”或“防疫物資”)在CNKI檢索出基金文獻53篇,其中2010—2020年度發(fā)文量趨勢如圖3所示。
圖3 臨床醫(yī)學工程部門應急保障發(fā)文趨勢圖
由圖3可見,前幾年均穩(wěn)定在年均2~5篇文獻,而2020年共刊出21篇文獻,比2019年刊發(fā)的6篇文獻增長250%,可見疫情爆發(fā)后,在醫(yī)工研究領域?qū)北U闲枨蟪尸F(xiàn)爆發(fā)式增長,形成集中爆發(fā)式研究熱點(圖4)。
圖4 臨床醫(yī)學工程部門應急保障發(fā)文關鍵詞共現(xiàn)圖
由關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡聚類分析可將研究分為三類:① 為應對新型冠狀病毒肺炎開展的相關醫(yī)用物資保障、后勤保障、護理管理等研究[4-5];② 面對突發(fā)共衛(wèi)生事件開展疫情防控的相關研究[6];③ 面對呼吸道傳染病醫(yī)學裝備、遠程醫(yī)療技術和隔離病房等的應用研究。隨著疫情得到控制,防疫進入常態(tài)化,該方面的研究將趨緩。
《醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)用耗材管理辦法(試行)》明確提出,需要建立醫(yī)用耗材臨床應用質(zhì)量檢測與評價制度,加強醫(yī)用耗材臨床使用評價結(jié)果的應用。加速了以HB-HTA評價為代表的技術評估應用推廣。
以“衛(wèi)生技術評估”并(“醫(yī)用耗材”或“醫(yī)療器械”或“植介入耗材”)為主題詞在CNKI檢索,共檢索出23篇文獻,見圖5。
圖5 醫(yī)療器械衛(wèi)生技術評估發(fā)文趨勢圖
2019年和2020年共刊出12篇文獻,相對2018年有50%的增長,說明隨著國家醫(yī)用耗材管理的各項措施的出臺,和近幾年來HTA技術研究領域的學術推廣,各級管理部門和醫(yī)院管理者對技術評估的重視程度不斷提高,累積形成了年度研究熱點。在過去的2020年中華醫(yī)學會醫(yī)學工程學分會和醫(yī)院管理研究所等機構(gòu)組織,包括醫(yī)院管理、醫(yī)生和醫(yī)學工程等專家組聯(lián)合專業(yè)的衛(wèi)生經(jīng)濟學研究機構(gòu),開展了典型醫(yī)用耗材的價值評估和專家共識討論,以此形成的醫(yī)用耗材科學評估流程和管理方法來進一步推動醫(yī)用耗材HTA管理[7-8]。預計在未來一段時間內(nèi)將成為一個持續(xù)受到關注的研究領域,會有更多的醫(yī)用耗材的臨床研究開展。對相關關鍵詞進行共現(xiàn)分析,見圖6。
圖6 醫(yī)療器械衛(wèi)生技術評估發(fā)文關鍵詞共現(xiàn)圖
圖6中的聚類分析可知,目前研究熱點在于參考衛(wèi)生技術評估的國際經(jīng)驗根據(jù)我國國情開展醫(yī)用耗材的準入管理研究。
為了解決我國中高端醫(yī)療裝備嚴重依賴于進口的現(xiàn)狀,科技部在“十三五”期間推出了數(shù)字診療裝備專項重點研發(fā)計劃,來推動醫(yī)療裝備研發(fā)和示范應用,醫(yī)學工程部門積極參與國家科技部數(shù)字診療裝備重點研發(fā)項目,在數(shù)字診療裝備研發(fā)、評價和示范應用領域取得系列突破,醫(yī)工專家在對數(shù)字診療裝備研發(fā)、評價和示范體系的研究方面取得了眾多突破。首批2016年科技部重點研發(fā)大型醫(yī)用裝備研發(fā)和評價類項目于2020年中通過科技部驗收[9]。
以(“數(shù)字診療裝備”或“ 大型醫(yī)用設備”或“磁共振成像設備”或“CT成像設備”或“超聲設備“或“立體定向放療設備”或“PETCT設備”或“內(nèi)窺鏡設備”)并“評價”為主題詞在CNKI檢索基金文獻共60篇,近十年的發(fā)文量如圖7所示。
圖7 數(shù)字診療裝備評價發(fā)文趨勢圖
相關文獻發(fā)文巔峰出現(xiàn)在2019年,集中展示了一批數(shù)字診療裝備評價體系的研究成果,與2020年將進行項目驗收高度相關,也預示重大專項項目將進入行業(yè)推廣階段。圖8作者合作網(wǎng)絡分析圖中,不同顏色代表了相關研究團隊的研究發(fā)文的時間與相關團隊獲得基金資助時間匹配。
圖8 數(shù)字診療裝備評價團隊網(wǎng)絡圖
以“醫(yī)療設備應用示范”為主題詞在CNKI檢索出14篇相關文獻,做關鍵詞共現(xiàn)分析可知,對國產(chǎn)醫(yī)療設備在基層醫(yī)療機構(gòu)的應用推廣是研究的重點,見圖9。
圖9 醫(yī)療設備應用示范關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖
“十四五”期間國家還將集中力量開展關鍵核心技術攻關,加快解決一批藥品、醫(yī)療器械、醫(yī)用設備、疫苗等領域“卡脖子”問題。各類創(chuàng)新診療裝備的研發(fā)、評價和示范的研究還將持續(xù)進行,推動具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)設備示范應用,進一步促進國產(chǎn)醫(yī)療設備的高質(zhì)量發(fā)展和臨床的創(chuàng)新應用。
國家藥監(jiān)局2019年底發(fā)布了《關于做好第一批實施醫(yī)療器械唯一標識工作有關事項的通告》, UDI作為醫(yī)療器械產(chǎn)品的電子身份證,成為醫(yī)院內(nèi)部實現(xiàn)醫(yī)療器械全生命周期供應鏈管理的重要基礎,也是實現(xiàn)醫(yī)院醫(yī)療器械標準化和精細化管理的核心[10-12]。
以“醫(yī)療器械唯一標識”或“UDI”為關鍵詞在CNKI檢索中文文獻105篇,近十年的發(fā)文量如圖10所示。
圖10 醫(yī)療器械唯一標識發(fā)文趨勢圖
2020年度發(fā)表28篇文獻,比2019年增長125%,在廠商和醫(yī)療機構(gòu)的共同關注下,在2020年形成研究熱點。進行關鍵詞共現(xiàn)分析,通過聚類分析可知醫(yī)療器械唯一標識主要研究熱點為醫(yī)療器械、醫(yī)療設備、醫(yī)用耗材的全生命周期管理的實踐探索,見圖11。
圖11 醫(yī)療器械唯一標識發(fā)文關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖
前期以中國人民解放軍總醫(yī)院、中山大學附屬第一醫(yī)院等108家醫(yī)院作為首批試點單位進行了建設以 UDI為基礎的醫(yī)療器械全生命周期管理體系的探索,逐步實現(xiàn)院內(nèi)醫(yī)用耗材供應與使用端的雙向追溯管理以及院內(nèi)外物流基礎信息的統(tǒng)一化和標準化,十四五期間這項工作還將持續(xù)推進。
2020年新冠疫情的爆發(fā),對于病患隔離、遠程醫(yī)療的需求急劇上升,也加快了遠程醫(yī)療(互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療)的爆發(fā)式增長和廣泛應用。國際生物醫(yī)學工程聯(lián)合會臨床工程部(IFMBE CED)資深醫(yī)工專家聯(lián)合全球醫(yī)工成立了國際臨床工程聯(lián)盟GCEA,通過聯(lián)合全球各國的醫(yī)學工程組織,開展線上學術交流和防疫經(jīng)驗成果共享,促進醫(yī)學裝備安全使用和遠程醫(yī)療等新興技術的開展,提高醫(yī)學工程學科的影響力,加強產(chǎn)學研醫(yī)的結(jié)合,推動遠程醫(yī)療技術的應用。
國內(nèi)遠程醫(yī)療等技術研究相關文獻分析,以“遠程醫(yī)療” 或“遠程診斷”或 “遠程會診”或“互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院”為關鍵詞在CNKI檢索,近十年的發(fā)文量如圖12所示。
圖12 遠程醫(yī)療近十年發(fā)文趨勢圖
篩選2020年度有基金支持的文獻329篇進行關鍵詞分析,如圖13所示。
圖13 遠程醫(yī)療相關關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖
聚類分析中,“互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院”和“新型冠狀病毒肺炎”關鍵詞為一類,說明新冠肺炎的爆發(fā)加速了互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的建設[13-14];主要研究熱點為互聯(lián)網(wǎng)+、醫(yī)聯(lián)體、遠程會診和物聯(lián)網(wǎng)。
為了推動中國健康產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,高質(zhì)量提升醫(yī)療服務,全國醫(yī)護人員及醫(yī)學工程同道積極投身于醫(yī)療技術創(chuàng)新和醫(yī)療器械研發(fā),醫(yī)療器械創(chuàng)新近兩年發(fā)文持續(xù)增長,形成了研究熱點[15]。為了發(fā)揮醫(yī)學工程專業(yè)的優(yōu)勢,推動我國醫(yī)療器械產(chǎn)品創(chuàng)新和應用,中華醫(yī)學會醫(yī)學工程學分會攜手河南駝人醫(yī)療器械集團有限公司聯(lián)合開展“科技部駝人醫(yī)療器械科技創(chuàng)新”大賽活動。通過搭建醫(yī)學工程創(chuàng)新大賽平臺,通過醫(yī)學工程師發(fā)揮醫(yī)工交叉學科優(yōu)勢,與臨床醫(yī)生探索醫(yī)工結(jié)合、尋找臨床痛點問題的解決方案,促進產(chǎn)學研醫(yī)融合創(chuàng)新,推動我國醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,持續(xù)提升醫(yī)療技術服務能力。
以“醫(yī)療器械創(chuàng)新”為主題詞在CNKI檢索,近十年的發(fā)文量如圖14所示。
圖14 醫(yī)療器械創(chuàng)新相關發(fā)文趨勢圖
聚類分析中,醫(yī)療器械通過相關創(chuàng)新服務平臺、科技創(chuàng)新獎等產(chǎn)學研結(jié)合的方式進行科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化,見圖15。
圖15 醫(yī)療器械創(chuàng)新相關關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖
近年來,世界各國在醫(yī)學人工智能領域研究和投資呈現(xiàn)出快速上漲的態(tài)勢,國內(nèi)的智能輔助診斷相關產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)[16-17]。2020年國家藥監(jiān)局審批通過了九個人工智能醫(yī)療器械產(chǎn)品,產(chǎn)品覆蓋從肺結(jié)節(jié)向外延伸,囊括了心臟、腦部、內(nèi)分泌、病理、超聲等方向,實現(xiàn)了多種疾病的輔助診斷功能。
以“輔助診斷”或“醫(yī)學人工智能”為關鍵詞在CNKI檢索,發(fā)文量逐年上升,可見隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展和計算能力的提升,人工智能通過前幾年的積累,已經(jīng)逐步形成行業(yè)發(fā)展合力,在2020年醫(yī)療器械獲得突破,可以預見在今后一段時間將會持續(xù)形成研究熱點,見圖16。
圖16 醫(yī)學人工智能相關發(fā)文趨勢圖
篩選2020年度800條文獻數(shù)據(jù),做關鍵詞共現(xiàn)分析如圖17所示。
圖17 醫(yī)學人工智能相關關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖
在各類關鍵詞中,可見人工智能技術,采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡等進行深度學習,從而作為一種計算機輔助診斷技術,人工智能將在未來進一步深入到醫(yī)療的各??祁I域與醫(yī)療技術和流程相結(jié)合,提高診療能力和醫(yī)療服務效率。
全國多家三甲醫(yī)院建設了基于物聯(lián)網(wǎng)技術的全院級醫(yī)療設備數(shù)據(jù)采集管理平臺,將眾多大型設備、急救等醫(yī)療設備的數(shù)據(jù)傳至醫(yī)學工程部或全院數(shù)據(jù)中心,實現(xiàn)醫(yī)療裝備的在線動態(tài)管理,并與臨床診療系統(tǒng)整合和開發(fā)利用[18-20]。
以“物聯(lián)網(wǎng)技術”并“醫(yī)療設備”為關鍵詞在CNKI檢索,發(fā)文量如圖18所示。
圖18 醫(yī)療器械物聯(lián)網(wǎng)相關發(fā)文趨勢圖
篩選2020年度20篇文獻,進行關鍵詞共現(xiàn)分析。由圖19中的聚類分析可知,研究熱點主要為物聯(lián)網(wǎng)技術的相關研究、醫(yī)院場景下的物聯(lián)網(wǎng)應用研究及物聯(lián)網(wǎng)技術推進智慧醫(yī)院建設的研究。
圖19 醫(yī)療器械物聯(lián)網(wǎng)關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖
2020年防疫中面臨消毒難、人手緊缺和全面清潔等問題,消毒機器人、物流機器人成為了醫(yī)院應對極端醫(yī)療壓力及感染風險的重要技術措施,全國許多醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)學工程部門積極與相關廠家進行技術創(chuàng)新,緊急升級改造消毒機器人,并在隔離病房、發(fā)熱門診等區(qū)域布置了消毒機器人和物流機器人,以減少交叉感染的風險。通過研究、實踐和總結(jié)形成了系列的消毒、隔離和防護的解決方案[21-23]。
以“醫(yī)院消毒機器人”或“醫(yī)院物流機器人”為關鍵詞在CNKI檢索,發(fā)文量如圖20所示。前幾年發(fā)文維持在年均2篇,而2020年突增至9篇文獻,可見疫情爆發(fā)后,機器人研究領域呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,形成集中爆發(fā)式研究熱點。
圖20 消毒與物流機器人相關發(fā)文趨勢圖
由圖21可知當前研究熱點在于醫(yī)療機構(gòu)中藥品配送場景下應用物流機器人系統(tǒng)的研究及疫情下智能消毒機器人的應用研究,相信隨著人工智能技術和物聯(lián)網(wǎng)技術的進一步發(fā)展,將推動醫(yī)院智慧升級、效率提升。
圖21 消毒與物流機器人關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜
新型冠狀病毒核酸檢測作為確診新型冠狀病毒感染的重要手段,對于盡早發(fā)現(xiàn)感染者、防止疫情擴散具有重要意義[24-25]。2020年全國醫(yī)學工程部門緊急部署各類核酸檢測設備,不斷更新和擴容快速檢測設備,持續(xù)提升醫(yī)療機構(gòu)的應急核酸檢測能力。
以“新冠病毒檢測試劑”或“核酸檢測設備”或“核酸提取儀”為主題詞在CNKI檢索出170篇文獻,近十五年的發(fā)文趨勢如圖22所示。疫情爆發(fā)后,核酸檢測研究領域呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,2019年新冠肺炎形勢嚴峻,2020年研究突增文獻至46篇,形成集中爆發(fā)式研究熱點。
圖22 新冠與核酸相關發(fā)文趨勢圖
由圖22中聚類分析和圖23可知,2020年度的研究熱點在于進行新冠病毒疫苗的研發(fā)及疫情防控相關措施。
圖23 核酸檢測相關關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖
圖24 核酸檢測相關研究時間分布圖
本文主要采用關鍵詞共現(xiàn)的聚類方法對醫(yī)學工程領域的研究熱點進行挖掘,然后通過VOSviewer 可視化工具展示聚類結(jié)果,總結(jié)了2020年度醫(yī)學工程領域10大熱點,可以清晰看到2020年度圍繞抗疫重點保障工作,醫(yī)學工程相關研究取得重大進展,醫(yī)療機構(gòu)應急保障能力得到大幅提升。通過醫(yī)學工程領域研究熱點可視化分析看我國醫(yī)療器械技術發(fā)展趨勢,有助于相關管理者和醫(yī)學工程研究者直觀地了解本領域的研究趨勢和熱點,有助于貫徹落實黨中央提出的健康2035戰(zhàn)略,助力“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變,把握醫(yī)學工程領域未來發(fā)展方向并為管理決策分析提供支撐,踐行健康中國戰(zhàn)略,為人民謀幸福。
鳴謝
本論文選擇的主要熱點主題的收集和確認得到了中華醫(yī)學會醫(yī)學工程學分會常委各位專家的大力支持,在此要特別感謝華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院張強教授、內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院高關心教授、山西白求恩醫(yī)院張錦教授、浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院馮靖祎教授、新疆醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院王新教授、四川大學華西醫(yī)院黃進教授、吉林大學中日聯(lián)誼醫(yī)院劉景鑫教授、江蘇省中醫(yī)院方舸教授、解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學中心劉亞軍教授、北京大學第三醫(yī)院許鋒教授、中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院沈晨陽教授、中國人民解放軍總醫(yī)院姚樹森教授、首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院費曉璐教授、《中國醫(yī)療設備》雜志社金東社長、天津市人民醫(yī)院呂順超教授、內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院夏慧琳教授、哈爾濱醫(yī)科大學劉剛教授、復旦大學附屬華山醫(yī)院錢建國教授、上海交通大學醫(yī)學院附屬上海兒童醫(yī)學中心曹少平教授、山東大學齊魯醫(yī)院劉慶教授、河南省人民醫(yī)院陳傳亮教授、華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院劉勝林教授、中國人民解放軍中部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院姚國慶教授和佛山市第一人民醫(yī)院段光榮教授。