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【模板】解析人工智能在疾病中应用,文献计量分析文章发表到2区期刊;关键靠这两点

【模板】解析人工智能在疾病中应用,文献计量分析文章发表到2区期刊;关键靠这两点

科学
让SCI和基金成为临床工作的副产品

关键词:文献计量分析;选题;临床科研

导言:

文献计量分析(Bibliometric Analysis)可以在选题、撰写文献综述基金项目研究背景时,从海量的文献中,快速定位到领域内的关键文献发文最多的作者或机构当前的研究热点等信息,能让我们更高效、全面地了解学科脉络以及发展趋势,为完成高质量选题及撰写文章提供参考资料。

同时,文献计量分析本身也可以单独发表成SCI论文

文献记录分析,重点回答以下问题


例文的叙事大纲为:

* 该领域研究最前沿的国家有哪些、地理分布,国际合作关系的分布;
* 最早关注该领域的国家有哪些,中国从何时开始关注该领域;
* 致力于该领域的机构有哪些,排名前10的机构位于哪里,它们的优势是怎么体现的;
* 资金赞助数量与研究成果数量之间有什么关联;
* 有哪些学术期刊出版该领域的文章,从哪些角度来描述这些期刊;
* 致力于该领域的作者有哪些,地理分布、合作关系的分布,从哪些角度来描述这些作者;
* 已发表论文的分布情况,从哪些角度来描述这些文献;
* 该领域研究关键词分布,如何解读这些关键词。


文献计量分析回答上述问题的方式:

  • 合作关系网络(co-author)、
  • 引用关系网络(cited)、
  • 作者/期刊/文献共引关系(co-citation)(与关键词共现(Co-occurrence)关系计算方式一样)、
  • Total link Strength(TLS)
  • 中介中心性(Betweenness Centrality,BC)、
  • 期刊的双图叠加、
  • 引文爆发、
  • 共被引聚类

* Total link Strength(TLS):目标关键词与其他关键词总的共现(Co-occurrence)次数(包括重复共现次数),数值大小受到与其合作的作者数量的影响。
* 引文爆发(The reference citation burst):文章发表后引用数量激增现象。
* 共被引聚类的意义:进行文献计量分析主要是为了发现研究主题、热点、前沿方向;单独的共被引分析只能展示文献之间的联系,而无法从文本内容角度发现主题之间的联系。文献共被引聚类可以展示从文本主题角度分析共被引每一个簇所代表的主题,省略了在共被引的网络图上再进行人工归纳总结的时间。共被引聚类的每一个簇代表一个研究前沿方向(研究前沿=共被引聚类核心文献集+对这些核心文献进行施引的最新文献的总和)。

Healsan医学大数据™已经完成400多项医学大数据分析,并且协助完成60余项文献计量分析,为促进大家对文献计量的理解和高效利用,推出了文献计量分析的专辑。

▽ 解读文章中的图,都是Healsan医学大数据™能做的分析项目。

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本期继续以一篇高质量的SCI文章为例【1】来说明一些重要指标的使用方法


选题:


人工智能快速发展,让我们忍不住问:AI在临床应用的研究情况如何、有哪些趋势?


本研究对1999年-2021年间WOSCC收录的肿瘤病理学方向的AI应用研究文献数据进行分析。

目的是解析对该领域的国家、机构、作者、参考文献和关键词绘制合作关系网络图,进行共引分析共现分析。


选题和确定框架后,就开始确定检索词

检索词的拟定非常关键,这一步决定了接下来的分析是解决问题、完成目标叙事,还是garbage-in-garbage-out。

图1 检索式得出的结果筛选、与主要筛选流程

按照前面的逻辑,依次展示分析结果


图2 1999-2021这23年间肿瘤病理学方向的AI应用研究的全球文献发总量的趋势和总引用次数


图3 1999-2021这23年间发文总量排名前10位的国家/地区的发文数量趋势;
不同国家/地区出版物总数的热图可视化;
国家/地区间的合作关系网络(co-author);国家/地区之间的引用关系网络(cited)。

国家及其关联

· 共有86个国家/地区在肿瘤病理学方向的AI应用研究领域做出了贡献。美国以1138篇(41.34%)的论文发表量排名第一,中国发文541篇(19.65%)。美国的H指数和总引用次数分别以85次和35,539次领先于任何其他国家数倍,表明美国是该领域世界上最前沿的国家
世界地图显示,该领域的论文主要由北美、东亚和西欧国家发表;
除美国外,论文发文数量大于200的国家还包括中国和英国。

· 国际合作关系网络:发文量与国际合作数量是正相关的。
发文量
最高的国家美国,与中国、德国和英国密切合作;而其它发展中国家之间的合作相对较少。
在发文量排名前30的国家/地区中,
Total link Strength(TLS)前三的分别是美国(TLS=836)、英国(TLS=423)、德国(TLS=365)。
美国是第一个开始基于人工智能的肿瘤病理学研究的国家,平均发文年份为2017.00;中国的平均发文年份为2019.72。
表1 发文总量排名前10位的国家/地区,选取展示的指标为H指数引用次数Total link Strength

机构及其关联

· 3600多家机构发表过该领域的研究论文。图4中的极坐标条形图展示了发文数前10的机构、Total link Strength(TLS)和总引用次数
· 排名前10的所有机构都来自北美,其中8所来自美国,2所来自加拿大;其中,哈佛医学院排名第一(61篇),其次是多伦多大学和斯坦福大学。
· Total link Strength(TLS)排名前三的是哈佛医学院(335)、多伦多大学(229)、和纪念斯隆凯特琳癌症中心(217)。
· 总引用次数最排名前三的机构是凯斯西储大学(2413)、凯斯西储大学(1502)和斯坦福大学(1500)。
· 附加图2显示,大多数来自北美或欧洲的机构(如宾夕法尼亚大学、约翰霍普金斯大学和凯斯西储大学),进入该领域的时间较早,而几乎所有的中国机构参与该领域的时间都在2019年之后(节点偏红)。
· 资助机构对研究论文的发表起到了关键作用。排名前15位的资助机构中,共有7家来自美国,其中美国国立卫生研究院、美国卫生公共服务部、和NIH国家癌症研究所占据了该领域的前三名。这表明,美国在这一领域的领先地位与其强大的经济基础和资金支持密切相关
图4 发文总量排名前10位的机构,选取展示的指标为被引用次数Total link Strength;出资赞助项目最多的资助机构。

附加图1 citespace展示的机构合作网络关系;附加图2 VOSviewer展示的机构合作网络关系

期刊分布  
  
· 相关研究论文已在763种学术期刊上发表。Scientific Reports的刊文数量最多,总引用次数为1537次;其次是IEEE Access、和Frontiers in OncologyMedical Image Analysis的总引用次数为5491次,高于其他任何期刊;刊文数量排名第10的European Urology(IF=20.096)H指数(24)、和总引用次数(2724)远高于大多数上榜期刊。  
·
排名前10的期刊均位于Q1/Q2JCR2020European Urology(IF=20.096)的影响因子(IF)最高。
表2 发文总量排名前10位的期刊,选取展示的指标为IF、JCR分区、H指数引用次数

· 期刊共被引关系是反映期刊影响力的重要指标;73种期刊被共同引用至少300次,使用VOSviewer生成期刊共同被引网络图,TLS最高的前三期刊分别是Lecture Notes in Computer Science、IEEE Transactions on Medical
· 中介中心性值不低于0.1的期刊,表明这些期刊在该领域有重要作用。Computerized Medical Imaging and Graphics、和WMJ的BC值最大(0.19),在所有期刊中排名第一,其次是IEEE Transactions on Medical Imaging(0.17)和Telemedicine Journal and e-Health(0.17)。
图5 期刊共被引分析:期刊共被引分析的网络可视化图;
中介中心性值不小于0.1的期刊;

期刊的双图叠加

* 期刊的双图叠:表示该研究主题在主流研究学科分类中的位置;图上的每个点代表一份期刊,左边是施引图,右边是被引图;椭圆长度表示作者数量、椭圆宽度表示出版物数量;轨迹标识的是跨学科分类之间的关系。
* 致力于该领域的作者有哪些,地理分布、合作关系的分布,从哪些角度来描述这些作者;· 共有15,182位作者参与该领域的论文发表;
·
发文数量
前10的作者、和共同被引数量前10名的作者情况:发文数量前10的作者大多来自美国和欧洲。Madabhushi Anant(40)、Rajpoot Nasir M(40)、和 Yang Lin(20)位列前三;虽然来自荷兰的Van Der Laak Jeroen AWM、和Litjens Geert发文数量较少,但他们的总引用次数分别高达5230和5117。
图6A是VOSviewer制作作者合作关系(co-author)网络图,Van Der Laak Jeroen AWM、和 Litjens Geert 是连接多个研究集群的主要作者。
然而,总体而言,各研究集群之间的合作和交流很少。
·
通过对作者的共被引分析,可以发现Bejnordi BE、Litjens Geert、和Szegedy C的总引用次数位居前三,前10位被引作者的总引用次数超过240次。
·
有10位作者的BC值大于0.1,Jemal Ahmedin(0.25)、Madabhushi Anant(0.21)和Ficarra Vincenzo(0.21)位居前三,这表明了他们在该领域的中心地位;Citespcae制作的作者共被引网络图也展示了Madabhushi Anant等人是该领域研究的中心。
表3 肿瘤病理学方向的AI应用研究发文总量排名前10位的作者、和排名前10位的共同被引作者,另选取展示的指标为引用次数Total link Strength

图6 作者合作关系(co-author)网络;作者共引(co-citation)分析中,中介中心性值大于 0.1 的作者、作者共引关系网络图。

* 已发表论文的分布情况,从哪些角度来描述这些文献

·本研究共纳入2753篇论文,其中102篇文献被引用超过100次。
·被引次数
前10位的文献:被引次数最多的文章是Litjens Geert在2017年发表的综述,共3777次,其次是Rhodes(2425次)和Tothill Richard W(929次)。
·
共同引用次数前3位的文献,分别有221、215、214次引用;共引文献的时间轴反映该领域研究热点时间特征的可视化图表,聚类效果和网络同质性都非常好(Modularity Q=0.9545,mean Silhouette S=0.9839)。
·
在12个集群中,#6癌症检测 是该领域最早的研究热点,#8乳腺癌组织病理学 直到最近几年才被研究最热门研究热点,越来越多的研究者可能会更加关注这些研究焦点。
·
引文爆发排名前25的文献如图7C,该领域的参考文献引用爆发始于2011年(Breiman Leo,2001)最新的引文爆发出现在2019年,一直持续到现在,其中,Kaiming He等于2016年发表的关于新型深残差网的引文爆发值最强。
关键文献仍然被频繁引用,由此可以推测,肿瘤病理学方向的AI应用研究仍将是未来几年的研究热点。
表4 被引用次数排名前10的文献,另选取展示的指标为引用次数Total link Strength


图7 随时间变化的共被引网络;CiteSpace制作的文献共被引聚类;引用量排名前25的研究论文。

* 该领域研究关键词分布,如何解读这些关键词。

·本研究共纳入5279个作者关键词。图8A展示了出现频率前20的
关键词。排名前三的关键词是“深度学习”、“机器学习”和“人工智能”(这与我们的研究主题一致),“乳腺癌”和“前列腺癌”是目前该领域研究最多的肿瘤;此外,前20种经常研究的癌症/肿瘤在附加表2中列出。
·图8B中,根据关键词出现的时间顺序,所有关键词都用不同的颜色进行标记,“深度学习”位于可视化地图的中心位置,除了“机器人”、“腹腔镜”等手术相关关键词外,2019年之后出现的关键词,如“细胞核分割”、“计算病理学”或“迁移学习”等,表明近年来该领域的研究呈上升趋势,肿瘤病理学方向的AI应用具有很高的研究价值,将成为未来很长一段时间的热门话题。
图8 出现频率前20的作者关键词;作者关键词共现分析的网络关系图;引文爆发分排名前25的关键词。

附加表2 前20种经常研究的癌症/肿瘤


解读文献来源:
Shen Z, Hu J, Wu H, Chen Z, Wu W, Lin J, Xu Z, Kong J, Lin T. Global research trends and foci of artificial intelligence-based tumor pathology: a scientometric study. J Transl Med. 2022 Sep 6;20(1):409. doi: 10.1186/s12967-022-03615-0. PMID: 36068536; PMCID: PMC9450455.


编者按:

这篇文献计量分析发在2区期刊,关键的是两点:
1)选题新颖。
选题决定了论文发表的高度。疫情期间,猴痘、新冠的文献计量分析都曾发表到了顶刊。
按照这个思路,你可以解析AI在其他疾病中的应用哦。

2)方法严谨。
方法的科学严谨决定了文章的低度。方法不对的甚至都发不了。
如果你自己不熟悉文献计量学,可以借助第三方做分析。

除此之外,本文充分利用了两种可视化软件的优势:VOSviewer和Citespace(这也是文献计量分析SCI论文中的两款主流可视化分析工具)。
除此之外,如果想保持特定的画风,引文爆发分可视化的实质是热图,因此,其实也可以使用R来制作。

(引文爆发分析)

进一步还会需要下图这样的最新热点关键词在时间轴上对应的具体参考文献,以便向组内同僚共享展示、讨论:
最新热点关键词在时间轴上对应


科研的延伸:
例文是一篇SCI文章,如果要以此为基础,设计一个系列课题(比如我们之前的推文里介绍的这类 国自然“临床专项”之“大数据和人工智能” - 美国案例)那么,可能会需要更详实的该领域的参考文献,以得到这类学科背景信息【模板】应用文献计量分析,对疾病从首例报道到临床试验做了全面梳理;发在5+SCI期刊

掌握好文献计量学分析技术,任何研究者都能以一篇SCI论文的发表为起点,步步为营,开启一系列长期研究的课题。


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本期编辑Henry,微信号healsan。助理:ChatGPT
Hanson临床科研团队,在美国的七位生物医学科学家主持并担任独立理事。主要通过大数据分析,分享生物医学前沿、发展趋势及对临床科研的启发;通过文献计量分析及报告,把握最新技术进展;交流SCI论文撰写、课题设计规范。

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