薛曉芳 胡畔畔

(解放軍醫(yī)學(xué)圖書館 北京 100039 )

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基于多種可視化軟件的東方馬腦炎情報分析*

薛曉芳 胡畔畔

(解放軍醫(yī)學(xué)圖書館 北京 100039 )

基于多種可視化軟件對1995-2015年2月東方馬腦炎相關(guān)SCI論文和專利發(fā)布的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，分析其總體概況、專利技術(shù)生命周期、學(xué)科研究領(lǐng)域和所屬國家/地區(qū)合作競爭關(guān)系、機(jī)構(gòu)及突出個人的基本情況等，展現(xiàn)各軟件的使用特點(diǎn)，指出圖書館要掌握數(shù)據(jù)挖掘和信息可視化技術(shù)，以便提供滿足用戶深層次、個性化需求的參考咨詢服務(wù)。

東方馬腦炎； 情報分析；TDA，Innography，CiteSpaceII

1 引言

東方馬腦炎(eastern equine encephalitis,EEE)是一種典型的人獸共患病毒性疾病，因1933年首先于病馬腦組織中分離出病毒，故而得名。1938年從病人腦組織中也分離出同樣病毒，其引起的人類腦炎癥狀十分危急而兇險，臨床表現(xiàn)與乙型腦炎很相似。該病毒的死亡率甚高，馬類為70%～80%，人類約50%。該病毒也是目前國際社會列為防生物恐怖的主要種類之一，國內(nèi)屬一類管理的病毒種類[1]，備受關(guān)注。

信息可視化是情報重要研究領(lǐng)域之一，將信息可視化技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域文獻(xiàn)分析，能夠深層次挖掘醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究主題內(nèi)在關(guān)聯(lián)，以可視化形式傳遞和呈現(xiàn)隱性信息，更直觀、有效揭示醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)分析結(jié)果，為把握醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展前沿和研究熱點(diǎn)提供了新的手段[2]。本文選取TDA、Innography、CiteSpace等可視化軟件，分析東方馬腦炎相關(guān)基礎(chǔ)研究，以展現(xiàn)各軟件的使用特點(diǎn)。

2 資料與方法

在SCI庫中檢索1995-2015年2月相關(guān)論文，檢索策略為TI=“(eastern equine encephalitis)or EEE”，在TI(Thomson Innovation)中用同樣策略限定在標(biāo)題/摘要/權(quán)利要求中檢索相關(guān)專利，對其核對確認(rèn)為東方馬腦炎方向研究后導(dǎo)入TDA(Thomson Data Analyzer)軟件中進(jìn)一步清洗分析，將作者姓名、所屬機(jī)構(gòu)、高頻關(guān)鍵詞等進(jìn)行歸并去重，確保數(shù)據(jù)的精確。

3 結(jié)果與討論

3.1 論文和專利總體分析

檢索得到，1995-2015年2月，涉及東方馬腦炎的SCI論文共有349篇，年均17.45篇?？偙灰l次6 047次，除去自引共4 957次，篇均被引14.2次，h指數(shù)為39(上述數(shù)據(jù)來源于Web of Science)。而東方馬腦炎相關(guān)專利(包含同族擴(kuò)充)共1 218例，年均60.9例。圖1為1995-2014年東方馬腦炎相關(guān)SCI論文與專利數(shù)量對比情況，從圖中可以看出，年度發(fā)表論文數(shù)量呈緩慢增長趨勢；整體較為平穩(wěn)；而專利數(shù)量卻在2002年突然激增，之后除了2014年(由于專利特殊性，尚有部分?jǐn)?shù)據(jù)未收錄入數(shù)據(jù)庫，不能代表當(dāng)年真實情況)外均未低于50例。圖1中可看出東方馬腦炎相關(guān)的專利數(shù)量遠(yuǎn)大于SCI論文數(shù)量，實踐運(yùn)用多于高水平的基礎(chǔ)研究。

生命周期理論(Life-cycle Theory)是最常被采用的基礎(chǔ)理論。目前國內(nèi)外比較成型的生命周期理論主要包括產(chǎn)品生命周期理論、組織生命周期理論、產(chǎn)業(yè)生命周期理論以及技術(shù)生命周期理論[3]。圖2為1995-2014年東方馬腦炎專利技術(shù)生命周期圖。根據(jù)圖中折線的斜率可知，1995-2000年專利件數(shù)量隨著申請人數(shù)緩慢平穩(wěn)增加，屬于“萌芽期”；2000-2001年專利數(shù)量迅猛增長進(jìn)入“成長期”后至2002年勢頭稍微回落，但至2003年出現(xiàn)短暫的衰退；2003-2004年再次進(jìn)入“成長期”，至2005年申請人數(shù)減少近一半的情況下專利數(shù)量卻有所增加，即所謂“成熟期”；而之后2007、2009年專利數(shù)量下滑較多，為“衰退期”，隨后專利數(shù)量與申請人數(shù)再次回歸至近似正比例關(guān)系，研究進(jìn)入“復(fù)蘇期”。由此可見，雖然關(guān)于東方馬腦炎的專利數(shù)量整體不多，但是其技術(shù)生命周期相對較完整。

圖1 1995-2014年東方馬腦炎相關(guān)SCI論文與專利數(shù)量

圖2 1995-2014年東方馬腦炎專利技術(shù)生命周期

3.2 所屬國家/地區(qū)分析

3.2.1 數(shù)量分析 SCI論文方面，相關(guān)作者的國家共41個(第一作者國家共25個)，其中兩篇以上有21個國家。專利方面,優(yōu)先權(quán)所屬國的分布可了解各個國家在該技術(shù)領(lǐng)域的實際實例，選取優(yōu)先權(quán)專利數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計?？梢钥闯?，美國在東部馬腦炎相關(guān)方面的SCI論文量與專利優(yōu)先權(quán)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他國家和地區(qū)，發(fā)文量289篇，專利數(shù)272件。另外，除第一作者國家外，關(guān)注東方馬腦炎病毒的國家還有墨西哥(6篇)、新加坡(2篇)、阿拉伯聯(lián)合酋長國(2篇)等，其中墨西哥篇數(shù)較多，但不是作為第一作者，說明其他國家在此方面與該國的合作較為頻繁。本傳染病自1933年流行于美國東部一些農(nóng)場的馬群中，主要分布在美國東部、東北部與南方幾個州，最多的州包括佛羅里達(dá)、喬治亞、馬薩諸賽和新澤西州，加拿大的安大略省、加勒比群島、阿根廷、圭亞那等地?？梢姼鲊l(fā)文數(shù)量與其是否為此病發(fā)源地及高發(fā)區(qū)有密切關(guān)系。東方馬腦炎第一作者國家發(fā)表論文與優(yōu)先權(quán)國家專利年度氣泡圖，見圖3，圖4。

圖3 東方馬腦炎第一作者國家發(fā)表論文年度氣泡圖

圖4 東方馬腦炎優(yōu)先權(quán)國家專利年度氣泡圖

圖中氣泡的大小代表該國在相應(yīng)年份擁有科研產(chǎn)出數(shù)量的多少。從圖3可知，美國的相關(guān)研究力度大且持續(xù)，無論在論文還是專利方面均遠(yuǎn)超過其他國家；加拿大、中國、法國、英國、澳大利亞研究力度相對較大，但時間上的持續(xù)性不如美國，我國對馬腦炎病毒的研究起步相對較晚，1991年李其平等[4]首先從新疆一組全溝硬蜱中分離出該病毒，陳立等[5]對國內(nèi)13個地區(qū)人血清進(jìn)行了血清流行病學(xué)調(diào)查。2002年以來又收集此類病人血清進(jìn)行東方馬腦炎的檢測，發(fā)現(xiàn)也存在感染，在福建首次發(fā)現(xiàn)該病毒感染者[6]。

3.2.2 研究領(lǐng)域分析 美國在各個領(lǐng)域均較為強(qiáng)勢并且范圍寬廣，其他國家研究方向多集中于獸醫(yī)學(xué)、昆蟲學(xué)、病毒學(xué)及公共衛(wèi)生環(huán)境、環(huán)境和職業(yè)健康等。美國在東方馬腦炎相關(guān)領(lǐng)域拓展較廣且基本形成了一個較全面的體系，其他國家只是專注于某幾個領(lǐng)域?，F(xiàn)階段僅有美國作為第一作者國家在基因和遺傳學(xué)、細(xì)胞學(xué)、應(yīng)急醫(yī)學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、衛(wèi)生保健科學(xué)與服務(wù)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)、醫(yī)學(xué)實驗室技術(shù)、護(hù)理、復(fù)原及水資源等研究領(lǐng)域有相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表。除美國外，馬西主要在獸醫(yī)學(xué)和熱帶醫(yī)學(xué)、中國在病毒學(xué)、加拿大在獸醫(yī)學(xué)和應(yīng)用微生物方面研究較多，所發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量相對多。圖5為更具體的高頻關(guān)鍵詞主成分聚類圖，選取出現(xiàn)頻率最高的前20個關(guān)鍵詞，采用主成分分析法(Principal Components Analysis，PCA)進(jìn)行聚類分析，TDA對每一個因子中包含的詞組計算其權(quán)重，權(quán)重值范圍為[-1，1]，權(quán)重的大小取決于絕對值[7]，得到了7個主要簇類分別是腦脊髓炎病毒、蚊科、甲病毒、感染、病毒、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和辛德畢斯病毒。這即是東方馬腦炎研究中的熱點(diǎn)，在其附屬關(guān)聯(lián)詞中可見不同種病毒，及相關(guān)感染、識別、接種疫苗，蚊科、鳥類、馬等常感染傳播體，入侵中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行感染等系列熱點(diǎn)因子。

圖6為專利的關(guān)鍵詞聚類圖，應(yīng)用Innography軟件的聚類功能，去同族專利后進(jìn)行關(guān)鍵字聚類得出圖中的17個類，按照不同填充圖案加以區(qū)分。美國在專利方面依舊研究范圍廣、方向多，尤其在“功能組”“二芳基脲”有關(guān)專利，“西尼羅病毒”“病毒性感染”“病原體”等方面相關(guān)專利也較多；而加拿大在“害蟲”與“助手RNA”中獨(dú)樹一幟，在“免疫應(yīng)答”方面也較為突出；中國在“馬腦脊髓炎病毒”方面研究較多外其他方向并無突出。

圖5 東方馬腦炎SCI論文研究熱點(diǎn)主成分聚類

圖6 東方馬腦炎專利研究熱點(diǎn)主成分聚類

3.2.3 合作關(guān)系分析 圖7為1995-2015年2月SCI論文國家/地區(qū)合作關(guān)系情況，連接線表明兩者之間有直接的作者合作關(guān)系，星形表示該國與其他國家合作較多，圈中國家表示之間合作關(guān)系較緊密。英國與加拿大分別處于兩個圈的交集中，表明其合作過的國家可互相進(jìn)入另一個圈中找尋伙伴再次展開合作，拓寬合作范圍。美國在東方馬腦炎方面擁有的文獻(xiàn)數(shù)遠(yuǎn)超過其他國家地區(qū)，并且自主獨(dú)立完成的情況占大部分，與其他國家之間的合作與總數(shù)相比較少，因此圖中并未顯示該合作關(guān)系情況，專利方面多數(shù)為美國所有，且因?qū)＠奶厥庑愿鲊献麝P(guān)系稀疏，故不分析其合作關(guān)系。

圖7 1995-2015年2月東方馬腦炎SCI論文國家地區(qū)合作關(guān)系

3.2.4 專利競爭關(guān)系分析 專利方面，對合并同族專利后的209條專利以國際專利分類號與優(yōu)先權(quán)國家作為因子進(jìn)行互相關(guān)聚類(Cross-correlation)，分析其專利競爭關(guān)系，見圖8。從圖中可以看出，C12Q-000(包含酶或微生物的測定或檢驗方法)方向上韓國與中國，A61K-003(醫(yī)用、牙科用或梳妝用的配制品)方向上美國與澳大利亞、英國；A61P-003(化合物或藥物制劑的特定治療活性)方向上美國與歐洲專利局、英國，C12N-000/001(微生物或酶；其組合物)方向上美國與韓國、丹麥、澳大利亞等，專利分類號有部分重合一致，表明在相同領(lǐng)域除合作關(guān)系外對彼此構(gòu)成競爭關(guān)系。

圖8 專利優(yōu)先權(quán)國家地區(qū)研究領(lǐng)域競爭情況

3.3 機(jī)構(gòu)與個人分析

分別對發(fā)表SCI論文于專利擁有者的前20名機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計，見表1。SCI論文中，20家機(jī)構(gòu)全部屬于美國，中國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院分別排名25、26名。機(jī)構(gòu)中大學(xué)成為研究主力，德克薩斯大學(xué)發(fā)表文章數(shù)量占總數(shù)近20%，作為發(fā)表文章數(shù)最多的機(jī)構(gòu)，在東方馬腦炎基礎(chǔ)研究部分有著長時間的探索和經(jīng)典的研究結(jié)論。佛羅里達(dá)州包括佛羅里達(dá)州立大學(xué)、佛羅里達(dá)大學(xué)及佛羅里達(dá)衛(wèi)生部在內(nèi)發(fā)表共38篇，表明佛羅里達(dá)地區(qū)對東方馬腦炎也極為關(guān)注。專利中，機(jī)構(gòu)多為醫(yī)藥公司，偏重于實際應(yīng)用，而美國疾病預(yù)防控制中心、德克薩斯大學(xué)在論文和專利中排名均靠前，這兩家機(jī)構(gòu)在東方馬腦炎領(lǐng)域的研究處于領(lǐng)先地位。

表1 高發(fā)文與高專利機(jī)構(gòu)科研產(chǎn)出數(shù)量統(tǒng)計

Innography的專利權(quán)人氣泡分析圖能直觀體現(xiàn)專利權(quán)人之間技術(shù)差距和綜合經(jīng)濟(jì)實力。圖中氣泡大小代表專利多少，橫坐標(biāo)代表技術(shù)綜合指標(biāo)，與專利比重、專利分類、引用情況相關(guān)，橫坐標(biāo)越大說明專利權(quán)人的專利技術(shù)性越強(qiáng)；縱坐標(biāo)代表企業(yè)實力指標(biāo)，與專利權(quán)人的收入高低、專利國別、專利涉案情況有關(guān)，縱坐標(biāo)越大說明專利權(quán)人經(jīng)濟(jì)實力越強(qiáng)[8]。圖9為東方馬腦炎專利權(quán)人氣泡圖，去除政府、學(xué)校等非營利機(jī)構(gòu)，將部分公司在東方馬腦炎相關(guān)專利研究中的技術(shù)實力和市場性能即利用專利的能力進(jìn)行綜合判定。圖中第1象限為最優(yōu)區(qū)域，技術(shù)實力與市場性能俱佳，此象限空缺；第2象限技術(shù)實力欠佳但市場性能好，作為世界大型制藥企業(yè)的諾華制藥與輝瑞公司位于此象限，市場性能處于行業(yè)領(lǐng)先，而輝瑞公司專利不多，是其他公司尋求該方面成果轉(zhuǎn)化的潛在對象；第4象限中美國開米美景公司關(guān)于東方馬腦炎的專利技術(shù)很強(qiáng)，但是其市場性能較弱，可尋找對象來合作互補(bǔ)；其他大部分公司處于第3象限中，技術(shù)實力與市場性能均欠佳，說明東方馬腦炎相關(guān)專利的應(yīng)用性能不強(qiáng)，市場開拓欠缺，尚有較大空間發(fā)展。

圖9 東方馬腦炎專利所屬部分公司的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實力氣泡圖

利用CiteSpace軟件進(jìn)行高被引作者共引分析，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類型設(shè)置為“被引作者”，得到作者共被引的可視化圖譜，見圖10。圖中所顯示的被引用最多的作者，是本領(lǐng)域高影響力作者。一般來說，核心作者一是要有一定的學(xué)術(shù)著作量。二是著作在學(xué)術(shù)界有一定的影響力或較高的學(xué)術(shù)價值，而后者主要體現(xiàn)在文獻(xiàn)被引頻率上[9]。依據(jù)圖中所示，帶有三角形節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)復(fù)雜連接較多，在該領(lǐng)域較為核心，參與或被不同課題組借鑒。結(jié)合數(shù)據(jù)，東方馬腦炎核心領(lǐng)軍人物主要有Weaver SC(被引106次)、Calisher CH(被引78次)、Scott TW(被引72次)、Crans WJ(被引54次)、McleanRG(被引45次)等。其中Weaver SC教授在東方馬腦炎專利方面的表現(xiàn)也尤其突出(作為發(fā)明人有40項專利)，現(xiàn)任美國加爾維斯頓國家實驗室、理學(xué)和微生物學(xué)和免疫學(xué)部、人感染和免疫研究所主任，研究側(cè)重于蟲媒病毒，包括機(jī)制脫離動物病周期、進(jìn)化、mosquito-virus交互和疫苗的發(fā)展。

圖10 東方馬腦炎1995-2015年2月SCI論文高被引作者圖譜

4 結(jié)論

從以上分析結(jié)果來看，東方馬腦炎的相關(guān)研究在不斷深化、拓展，雖然數(shù)量上的增長速度較慢，但在方向上不斷開辟新的學(xué)科領(lǐng)域?，F(xiàn)階段美國在該領(lǐng)域的研究處于遙遙領(lǐng)先位置，首先有該傳染病起源于美國東部有關(guān)，另外SCI論文方面以美國德克薩斯大學(xué)為首的“學(xué)院研究派”與各大制藥公司為主的“公司實力派”分別帶動了SCI論文和專利的發(fā)布，使得美國遠(yuǎn)超其他國家地區(qū)。經(jīng)歷了短暫的技術(shù)生命周期，現(xiàn)處于“復(fù)蘇期”的東方馬腦炎的研究在基礎(chǔ)理論與實際應(yīng)用方面均有很大發(fā)展空間，學(xué)科尚有大塊空白可以填補(bǔ)，各國家側(cè)重的方向也可助其尋找方向關(guān)聯(lián)的合作伙伴或領(lǐng)域核心學(xué)者進(jìn)一步深入研究。

在實際的參考咨詢工作中，讀者不僅要求獲取信息的便利性，更注重所獲取信息的質(zhì)量，所以各大圖書館均要求參考咨詢員掌握數(shù)據(jù)挖掘和信息可視化技術(shù)，以便提供滿足用戶深層次、個性化需求的參考咨詢服務(wù)[10]。在進(jìn)行文獻(xiàn)情報分析時，必要的軟件工具可使工作量減小、效果更加突出，提高報告內(nèi)容質(zhì)量的同時也方便情報人員開展分析工作。而現(xiàn)在諸多可視化軟件的出現(xiàn)，多樣的功能操作、絢麗的視覺效果往往使情報人員在選取使用時“犯難”：各自有獨(dú)特的特色，而部分功能又有所重疊。如TDA，其數(shù)據(jù)挖掘功能非常強(qiáng)大，可對數(shù)據(jù)進(jìn)行精確清洗，但需要提供數(shù)據(jù)源導(dǎo)入數(shù)據(jù)；Thomson Innovation、Innography本身包含海量專利數(shù)據(jù)，可以檢索和分析，前者擁有等高線樣式的專利地圖，后者有較新穎的色塊聚類圖、專利權(quán)人氣泡圖、專利強(qiáng)度等，但都缺乏數(shù)據(jù)的二次加工清洗功能；CiteSpace的可視化效果好，但閾值的設(shè)定、算法的選擇都需要反復(fù)嘗試呈現(xiàn)最優(yōu)效果等。在選取軟件工具時要根據(jù)實際情況和各軟件功能特點(diǎn)，結(jié)合各自擅長，盡可能多方面選擇最能說明研究問題的可視化效果，多元互補(bǔ)避免單一，使分析結(jié)果多樣化綜合呈現(xiàn)。圖書館員平時也要加強(qiáng)對各種新興軟件的自主學(xué)習(xí)，了解其使用方法和功能特點(diǎn)，在應(yīng)用操作中才能靈活變通得心應(yīng)手。

1 百變百科[EB/OL].[2015-01-10].http://baike.baidu.com/link?url=B0Jylm6dSxiAkE7fgZ9vQSeDNGd4l1y8k_KqG29ibsw_oznRhOVjbhfEFmbE0vnUyLKOBAbsUsDnbwNljgwdLa.

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The Information Analysis of Eastern Equine Encephalitis Based on a Variety of Visualization Softwares

XUEXiao-fang,HUPan-pan,

MedicalLibraryofPLA,Beijing100039,China

Based on various visual softwares, the paper mines the data of SCI papers and published patents on Eastern Equine Encephalitis(EEE) during 1995-2015.2, analyzes the overall development, patent technology life circle, research area, cooperation and competition among countries/districts, basic information of institutes or outstanding individuals. The characteristics of various visual softwares are showed, the libraries should master data mining and information visualization technology, so as to provide consulting service to satisfy the deep level and personalized demands of users.

Eastern Equine Encephalitis(EEE); Information analysis; TDA; Innography; CiteSpaceII

2015-06-02

薛曉芳，博士，助理研究員，發(fā)表論文20余篇;通訊作者：胡畔畔。

全軍十二五面上項目(項目編號：CWS12J115)；軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物安全課題(項目編號：14S01)；解放軍醫(yī)學(xué)圖書館十二五課題(項目編號：2011250001)。

R-058

A 〔DOI〕10.3969/j.issn.1673-6036.2015.06.014