基于CiteSpace的医用防护服研究可视化分析

刘星辰 谢红

摘要：为了解医用防护服研究进展，对医用防护服的时空关系、合作关系、共现关系和共被引进行了研究。以文献计量和知识图谱法为研究方法，CiteSpace为分析工具，对2006年1月1日—2020年10月30日在 Web of Science 上发表的380条文献进行可视化分析。研究发现：在时间线上有关医用防护服的发展呈现螺旋上升的趋势，在空间维度上以局部集中的态势分布，在合作关系维度显示出合作不紧密。医用防护服研究的重要力量主要集中于高校，当前还尚未形成核心学术团体;在共现关系维度发现研究集中于医学、材料学;共被引关系揭示了和医用防护服高影响力的学者和与高水平期刊，在研究热点方面以Risk、Exposure、Performance等主题为高频研究热点，研究主题随着时间不断变化。通过分析可以预测未来可能成为研究热点的主题有Personal pertective equitment、Covid-19、Surface和Physical activity。

关键词：医用防护服;CiteSpace;可视化分析;合作关系;共被引

中图分类号：TS176

文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2022）01-0001-08

Abstract： In order to understand the research progress of medical protective clothing， the spatio-temporal relationship， cooperative relationship， co-occurrence relationship and co-citation relationship of medical protective clothing were studied. By using bibliometrics and knowledge graph method as the research methods， and CiteSpace as the analysis tool， this paper conducted a visual analysis on 380 literatures published on the Web of Science from January 1， 2006 to October 30， 2020. It is found that the development of medical protective clothing on the timeline shows a spiral upward trend， presents local concentration in the spatial dimension， and loose cooperation in the dimension of cooperative relationship. Research on medical protective clothing is mainly carried out by colleges and universities. At present， no core academic society has been formed. In the dimension of co-occurrence relationship， it is found that studies are focused on medicine and materials science. The co-citation relationship reveals scholars and top journals with high influence in medical protective clothing. In terms of research hotspots， topics of risk， exposure and performance， etc. are research hotspots of high frequency， and the research topics will change constantly over time. Through analysis， it is predicted that topics that are likely to become research hotspots in the future are personal protective equipment， Covid-19， surface and physical activity.

Key words： medical protective clothing; CiteSpace; visual analysis; cooperative relationship; co-citation

2020年“新冠肺炎”的爆發给人类财产和健康带来了严重的威胁，为了抵御病毒的侵袭，防护服再次活跃在人们的视野中。在抗疫这场战役中医用防护服起到了至关重要的作用，它既能保护抗疫人员免受“新冠肺炎”病毒的感染又能在日常生活中保护人们，因此加强对医用防护服的研究变得非常有意义。此类研究在保护人们身心健康的同时，还能推动医用产业健康的发展。2003年由于“非典”的爆发医用聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene， PTFE）复合膜材料开始运用于医用防护服，其具有较好的阻隔性能，但在舒适性方面还有待提高[1]。近些年来聚丙烯纺黏-熔喷-纺黏复合非织造布面料逐渐运用于医用防护服，大幅度地提高了医用防护服的可穿性。查阅资料发现医用防护服研究往往集中于某项技术的研究，而运用可视化图谱梳理分析医用防护服的研究较少。因此，为了从更加宽广的维度阐述医用防护服的研究脉络，本文以发表在Web of Science数据库中有关医用防护服的文献为研究对象，运用CiteSpace可视化分析软件对医用防护服研究的时空关系、合作关系、共现关系、共被引进行分析，从多个维度呈现医用防护服的研究现状，希望对医用防护服研究发展方向提供参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

为保证数据的有效性和真实性，此次数据的来源以Web of Science核心合集作为可视化分析的检索源，以“medical protective clothes or medical protective wear”为检索主题，时间跨度为2006年1月1日—2020年10月30日。此外，对数据做预处理，剔除报道简讯、会议通知等非学术性文献资料，共得到380条文献作为此次可视化分析样本。

1.2 研究方法

通过文献计量和知识图谱法对检索得到有关医用防护服的文献进行可视化分析，利用 CiteSpace 可视化分析软件和Web of Science数据自带的文献分析功能对年度发文量、期刊来源、关键词共现、作者共被引等进行统计分析，以一种生动形象、简洁易懂的图谱展示科学演进的历程，并运用文献计量学和可视化分析的理论知识对得到的图谱进行阐释。

2 医用防护服研究图谱分析

运用 CiteSpace 可视化分析软件围绕医用防护服文献的时空关系、合作关系、共现关系、共被引4个维度进行梳理。

2.1 时间和空间维度分析

2.1.1 时间线分布

科学文献发表数量能反应研究水平变化情况[2]，而文献数量的多少能体现医用防护服研究水平的高低。对380篇文献进行统计，结果如图1所示。到2020年10月30日各国对医用防护服的研究可以划分为4个阶段，其中2006—2009年为缓慢发展阶段，该阶段发文量较少，研究成果不显著是其主要特点;2010—2011年是上升阶段，年度发文量迅速飙升至30篇，表明该阶段各国开始重视医用防护服的研究;2012—2019年是平稳上升阶段，虽然有波动，但总体呈现上升的趋势;2020年1月1日—2020年10月30日是快速发展阶段，该阶段由于“新冠肺炎”的爆发使得医用防护服的研究激增，并在2020年10月30日發文量（64篇）达到历年来的高潮。由图1可知，有关医用防护服研究的发文量整体呈现上升趋势，可见对于医用防护服研究在逐步发展，且伴有良好的发展态势。

2.1.2 地理空间线分布

对样本在地理空间上对国家分布和文献来源进行统计，结果如图2所示。由图2可知，发文量排在前5的分别为美国、中国、英格兰、澳大利亚和德国，其中美国的研究占比最高，发文量达到88篇，侧面反映出美国在医用防护服研究上处于领先地位。紧随其后的便是中国，发文量34篇，可以发现在推动医用防护服发展上中国贡献了不俗的力量。其余的国家虽然也有涉及相关的研究，但相对而言研究力量比较薄弱。总的来说，有关医用防护服的研究美国处于领先地位，中国和其他国家未来还有很大的发展空间。

2.2 医用防护服研究合作图谱分析

为探究医用防护服研究的合作关系，从研究国家、研究机构和研究作者三个维度进行叙述。

在进行可视化分析前，先对分析参数进行设置，设置时间跨度为2006—2020年，时间切片为1，分析对象数据之间的连接强度选择余弦（Cosine），分析类型分别选择“Country、Institution和Author”进行分析，分析对象数据筛选（Selection Criteria）选择g-index（k=50），无剪枝，运行后结果如图3、图4、图5所示。

有关医用防护服研究各国之间网络密度为0.0569，表明国与国之间合作关系比较密切。图3中节点代表文献被引频次，而节点外围厚度代表中心性，即所发文献带来影响力，越厚影响力越高[3]。对医用防护服研究被引频次排在前5的国家分别为美国、中国、英格兰、澳大利亚和德国，同样也可以发现在图3中英格兰、美国和法国的中心性排在前3，虽然英格兰和法国国家发文量不及中国，但其文献影响力甚高。未来中国要在增加发文量的同时提高文章的影响力，做到数量和影响力同步发展。

医用防护服研究机构网络图谱相对比国家图谱较为松散，网络密度仅为0.0062。从图4中也能看出机构之间共现关系比较稀疏，各机构之间合作较少，缺少学术交流。少数几个具有合作关系的机构有NIOSH（美国国家职业安全卫生研究所）和Baylor Coll Med（贝勒医学院）、Queensland Univ Technol（昆士兰科技大学）和 Australian Natl Univ（澳大利亚国立大学）、Columbia Univ（哥伦比亚大学）和Case Western Reserve Univ（凯斯西储大学）等，其中中心性较高影响力较大的机构有美国国家职业安全卫生研究所、梅奥医学中心、香港理工大学等。

医用防护服研究作者合作图谱如图5所示，作者合作图谱网络密度为0.0065，可以发现共现关系稀疏合作不紧密是当前医用防护服研究的特点。从图5中可知，仅有的几个学术小团体有GAIL YKUNIMOTO和HUA HE、LI JING WANG 和PRADIP DEB等，在正中间形成了为数不多以LI LI为代表稍微比较紧密的学术小团体。此外，在这些稀疏合作关系周围分布一大堆单个节点。这些学者在研究医用防护服方面往往是自己独自研究，缺乏学术交流。总的来说，当前有关医用防护服的研究作者之间缺少交流，未来可以加强作者之间合作关系。

2.3 医用防护服共现图谱分析

共现分析主要包括研究的类别和关键词分析，分析文献的类别有助于学者理清医用防护服研究涉及的学科体系，而分析关键词则能够了解一段时间内或者未来研究的热点，使读者能紧跟科学的前沿。

为了解医用防护服研究涉及的领域和研究热点，将时间跨度设置为2006—2020年，时间切片（Years per Slice）设为1，分析对象之间数据连接强度选择余弦，分析类型为“Category、Keyword”，分析对象数据筛选选择g-index（k=25），无剪枝，运行后共得到Nodes=175、Links=702，结果分别如图6、图7所示。

由图6可知，当前医用防护服研究主要集中于Public ，Environment & Occupationl Health、MaterialsScience和Engineering，尤其以公共环境与职业健康为主，涉及相关的类别还有Materials Science Textiles、Environmental Science、Surgury等。图6中还可以看到各个学科之间有紧密的连线，说明医用防护服的研究是一个有着非常复杂的交叉学科，往往通过各个学科之间的理论知识去解决研究中遇到的问题，从而促进医用防护服的发展。

图6中虽然有些节点比较大，但是其中心性并不高，反而是一些节点比较小的有着更高的中心性。中心性排在第一的Engineering（0.53），说明在医用防护服研究领域作出突出贡献的是工程学，其次是公众科学（0.19）、材料科学（0.12）等。

关键词共现分析能有效认识概念间的关系[4]，因为关键词包含了该领域研究现状、研究热点、发展规律等线索。节点大小代表关键词在文献中出现频次，频次越高节点越大，成为研究热点的可能性越高[5]。医用防护服研究关键词共现分析图谱如图7所示，从图7中可知，主要有Risk、Performance、Exposure、Personal pertective equitment等几个有代表性的研究热点。

Risk[6]：比较常研究的是在危险情况下医用防护服对医护人员带来的保护作用。

Performance[7]：通常指医用防护服穿着人体后在作业的过程中对机体的保护性能。例如舒适性、防护性、服用性等特性。

Exposure[8]：主要是指人体暴露在恶劣环境中着医用防护服后所能带来的防护效果。例如抗疫前线工作人员穿的医用防护服。

Personal pertective equitment[9]：通常指某种装备对个体带来的保护作用。例如此次疫情中的口罩，为抵御疫情的传播起到了至关重要的作用。

2.4 醫用防护服研究共被引图谱分析

研究共被引可以探究某一学科发展和演进的动态进程。共被引分析主要包括作者共被引、期刊共被引。

共被引分析中把时间跨度设置为2006—2020年，时间切片为1，分析类型分别选择“Cited Author、Cited Journal”，分析对象数据之间连接强度选择余弦，考虑到分析共被引关系比较复杂，因此分析对象数据筛选选择Thresholds（c，cc，ccv：3，2，16;3，3，20;3，3，20），修剪算法和策略选择Pathfinder和Pruning the merged networks，运行后结果如图8、图9所示。

作者共被引是指两位（或者多位）作者同时被后来一篇或者多篇论文所引证，则称这两位（或多位作者）构成共被引关系[10]。医用防护服作者共被引网络图谱的密度为0.0129，呈现出比较密集的网络。图8中节点代表被引频次，节点的大小和被引频次的高低成正比，被引次数排在前五的作者分别为ANONYMOUS、WORLDHEAL THORGANIZA-TION、LI Y、LOEB M、RADONVICH LJ，其中ANONYMOUS不仅共被引频次最高，其中心性（0.41）也最高，表明其在医用防护服研究领域有比较高的学术地位。学者要想了解和医用防护服相关的研究，可以优先阅读ANONYMOUS[11]发表的文献。此外，有些作者虽然发表的文献被引频次不高，但其中心性却能排在前列。例如SIEGEL JD（中心性0.11）、CASTLE N（中心性0.08），表明他们发表的文献也非常具有学术影响力，也可作为重点阅读对象。

学术期刊是学术传播的重要纽带与载体，也是学术研究的基础，是发文质量的象征[12]。由图9可知，有关医用防护服研究领域比较相似，主要集中于医学、工程学、材料科学、公共卫生与职业健康和运动科学。节点大小代表该期刊共被引次数[13]，从图9可知，节点最大的是《NEW ENGL J MED》，其中心性高达0.45，在有关医用防护服研究方面是比较优质的期刊，对于初学者要想了解和医用防护服的前沿动态，可优先阅读此期刊的文献。《JAMA-J MED ASSOC》《AM JINFECT CONTROL》《LANCET》和《J HOSP INFECT》这4本期刊也有较高的被引频次，并且中心性都不低，皆可作为了解医用防护服研究动态的优质期刊。

2.5 医用防护服研究热点及其研究趋势分析

关键词是对文献内容高度概括，反映文章主要内容及核心主题，频次高的关键词常被用来反映研究领域的热点问题，因此通过对关键词进行分析有助于把握研究热点和研究趋势[14]。本部分分析基于关键词分析下再调出关键词时间线和时区图两个维度对医用防护服研究趋势进行阐述。

分析条件的设置同上，分析结果如表1、图10、图11所示。

研究热点通常是文献内部内在联系、数量较多一组文献所探讨的热点问题[15]。在CiteSpace分析中通常被引频次较高的关键词能代表该时期研究的热点。由表1可知，被引频次排在前三的关键词分别为Risk、Exposure、Performance，表明其在该阶段是医用防护服研究的重点。同样可以发现频次排在第三的Performance（性能）中心性最高，对比之下可以发现，虽然以Risk为研究主题的学者最多，但研究这个主题带来社会影响力却不如有关医用防护服性能方面的研究。未来可以对医用防护服性能、暴露等方面加大研究力度，以期为人类带来更具影响力的研究。

关键词时间线分析可以了解某段时间内研究热点随时间变化的发展趋势[16]。关键词时间线分析其实就是把关键词聚类后按照时间线展示。聚类是指把所有关键词根据研究类别进行划分，聚类所得的标签其实在关键词分析中就已然存在，只不过聚类后以另一种大的类别进行展示。在图10中白色的字体即为关键词，弧线代表各个时期关键词演进的路线。聚类后主要分为9大类，分别是：#Injury、#Personal pertective equitment、#Ionizing radiation、

#Knitting technology、#Electrospinning、#Wear、#Covid-19、#Corrosion-wear、#Aqc;图10中直线条代表研究起点和结点。可以发现个人防护装备、编制技术、静电纺丝等研究起步较早，研究跨度较长，也是九个聚类中一直持续到现在的研究。其中有关个人防护装备和冠状病毒相关的研究中心性分别为0.08 和0.04，表明这两个研究热点学术价值较高，未来如果想在医用防护服方面有所建树可将其作为重点研究的课题。

时区图能够清晰地反应关键词更新和关联程度，从而反应出研究主题和研究趋势，以此来预测未来的研究热点[17]。医用防护服研究关键词时区图分析图谱如图11所示，可见，有关医用防护服研究趋势的演进主要分为4个阶段，各个阶段都有比较代表性的研究主题。2006年—2009年代表性的研究主题有protective clothing、impact和exposure，此阶段以保护皮肤为主;2010年—2011年，该阶段开始注重于医用防护服的性能，代表性的研究主题有performance、risk、injury等;2012年—2019年，该阶段有关医用防护服研究处于平稳上升阶段，对个人防护装备研究的比较多，代表性的研究主题为personal protective equipment、prevention等;2020年1月1日—2020年10月30日，由于“新冠肺炎”的爆发，有关医用防护服的研究激增，研究集中于heath、infection，研究演进到2020年10月30日开始出现大规模和“新冠肺炎”相关的研究，代表性的研究热点有Covid-19（中心性0.04）、face mask（0）、medical mask（0）、surface（0.01）、coronavirus（0）、physical activity（0.01）、preventing influenza（0），可以发现有关Covid-19的研究在2020年研究热度最高，研究这个对社会带来的实质影响力也是最高的。此外face mask、coronavirus等研究热点热度虽然较高，但研究该主题对社会带来的影响力有限，反而是一些研究热度没有那么高的surface和physical activity更具研究价值。基于研究热度和中心性对比预测未来可能成为研究热点的主题有Covid-19、Surface和Physical activity。

综上，医用防护服的研究演进趋势从一开始注重保护皮肤转向医用防护服的性能到现在研究集中于和“新冠肺炎”防护相关的研究，未来比较有发展前景的研究有Personal pertective equitment、Covid-19、Surface和Physical activity。

3 结论

通过对2006年1月1日—2020年10月30日在Web of Science上发表的380条医用防护服文献进行可视化分析，发现研究具有以下特点：

a）医用防护服研究是一个复杂的交叉学科，其研究热度逐年上升，并伴有良好的发展态势。

b）合作图谱分析表明医用防护服研究者之间共现关系稀疏;共被引关系揭示了医用防护服高影力作者和高水平期刊。

c）关键词分析发现研究热点一直处于动态变化之中，通过分析可以预测未来可能成为研究热点的有Personal pertective equitment 、Covid-19、Surface和Physical activity。

文章通过CiteSpace可视化分析软件以一种生动形象、简洁易懂的图谱对医用防护服研究进行阐述，试图从多个维度呈现和医用防护服有关的研究脉络，为医用防护服研究发展提供参考方向。但在具体到每篇文献论述时还有不足，需要在以后的研究中进一步加以补充和完善。

参考文献：

[1]张建春，郝新敏.医用PTFE复合膜“非典”防护服材料的研究[C]∥第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集.北京：纺织杂志出版社，2003：15-23.

ZHANG Jianchun， HAO Xinmin. Research on medical PTFE composite film "SARS" protective clothing materials[C]∥Proceedings of the Third Symposium on Functional Textiles and Nanotechnology Applications. Beijing： Beijing Textile Magazine Press， 2003： 15-23.

[2]何儒汉，唐娇，刘军平，等.基于CiteSpace的全球纺织服装研究热点及其趋势文献计量分析[J].毛纺科技，2020，48（4）：1-6.

HE Ruhan， TANG Jiao， LIU Junping， et al. Bibliometric analysis of global textile and apparel research hotspots and trends based on CiteSpace[J]. Wool Spinning Technology， 2020， 48（4）： 1-6.

[3]DEMING L， CHAOMEI C， ZEYUAN A L. Study on Zipf-Pareto distribution of the betweenness centrality of a co-citation network[J]. Journal of the China Society for Scientific and Technical， 2011（1）：6.

[4]李杰，陳超美.CiteSpace：科技文本挖掘及可视化[M].北京：首都经济贸易大学出版社，2016：47-55.

LI Jie， CHEN Chaomei. CiteSpace： Technology Text Mining and Visualization[M]. Beijing： Capital University of Economics and Business Press， 2016： 47-55.

[5]陳丽萍，蔡亮，李光华，等.基于CiteSpace的储热技术研究进展与趋势[J].材料导报，2019，33（9）：1505-1511.

CHEN Liping， CAI Liang， LI Guanghua， et al. Research progress and trend of heat storage technology based on CiteSpace[J]. Materials Review， 2019， 33（9）：1505-1511.

[6]HAYDEN MK， BLOM D W， AB E A L， et al. Risk of hand or glove contamination after contact with patients colonized with vancomycin-resistant enterococcus or the colonized patients' environment.[J]. Infection Control & Hospital Epidemiology， 2008， 29（2）：149-154.

[7]KHATRI M， AHMAD F， ALI S， et al. Photosensitive nanofibers for data recording and erasing[J]. Journal of the Textile Institute， 2020， 112（8）： 182.

[8]WILSON-STEWART K， HARTEL G， FONTANAROSA D. Occupational radiation exposure to the head is higher for scrub nurses than cardiologists during cardiac angiography[J]. Journal of Advanced Nursing， 2019， 75（11）： 2692-2700.

[9]TOMASM E， KUNDRAPU S， THOTA P， et al. Contamination of health care personnel during removal of personal protective equipment.[J]. JAMA Internal Medicine， 2015， 175（12）： 1904-1910.

[10]孙建军.文献情报计量理论和方法[M].南京：南京大学出版社，1994.

SUN Jianjun. Theories and Methods of Bibliographic Information Measurement[M]. Nanjing： Nanjing University Press， 1994.

[11]ANONYMOUS. The most innovative tactical and public safety clothing[J]. Fire Engineering， 2009， 162（5）：122-122.

[12]李细珍，孙志芹.基于CiteSpace的国内服装设计领域知识图谱及其可视化研究[J].丝绸，2020，57（5）：25-34.

LI Xizhen， SUN Zhiqin. Research on knowledge graph and visualization of domestic apparel design field based on CiteSpace[J]. Silk， 2020， 57（5）： 25-34.

[13]赵凡，蒋同海，周喜，等.面向多维稀疏时空数据的可视化研究[J].中国科学技术大学学报，2017，47（7）：556-568.

ZHAO Fan， JIANG Tonghai， ZHOU Xi， et al. Research on visualization of multi-dimensional sparse spatiotemporal data[J]. Journal of University of Science and Technology of China， 2017， 47（7）： 556-568.

[14]刘丽.基于文献计量的国内数字档案馆的研究分析[J].办公室业务，2017（18）：184-185.

LIU Li. Research and analysis of domestic digital archives based on bibliometrics[J]. Office Business， 2017（18）： 184-185.

[15]CHEN C. CiteSpace Ⅱ： Detecting and visualizing emerging trends[J]. Journal of the American Society for Information Science & Technology， 2006， 57（3）：359-377.

[16]谢雪莲，李会琴，陈嫣琳，等.国内农户可持续生计研究热点与趋势：基于CiteSpace的科学计量分析[J].国土资源科技管理，2020，37（5）：83-93.

XIE Xuelian， LI Huiqin， CHEN Yanlin， et al. Research hotspots and trends of sustainable livelihoods of domestic farmers： scientific metrological analysis based on CiteSpace[J]. Science and Technology Management of Land and Resources， 2020， 37（5）： 83-93.

[17]CHEN C M， CHEN Y N， MAULITZ R C. Understanding the evolution of NSAID： A knowledge domain visualization approach to evidence-based medicine[C]∥ International Conference on Information Visualisation. Condon， England. IEEE， 2005：945-950.