人工智能應用研究與文獻計量學分析

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1引言

20世紀八十年代，我國制定了十年科學發展計劃，將“智能模擬”作為重要研究方向。受此計劃的指引，人工智能也開始嘗試進入醫學領域。對醫學領域中人工智能的應用，許多學者都從各自的專業的角度進行了研究。為了深入了解目前我國人工智能在醫學領域應用研究的情況，本文對中國知網上收集的在1981至2018年期間的相關文獻的年份分布、作者、作者單位和區域、發文期刋、基金資助情況進行了計量學分析。

2資料和方法

2.1資料

在中國知網數據庫中檢索，具體步驟如下：進入高級檢索界面，先選擇一個檢索條件，以“主題”為檢索項，輸入“人工智能”和“醫學”二個檢索詞，選擇“精確”匹配，兩詞之間選擇“并含”布爾邏輯運算，最后添加“同義詞擴展”，檢索截至時間為2018年12月31日。檢索結果共有相關文獻1118篇。通過對檢索出每一篇文獻逐個閱讀分析，剔除新聞報道113篇，廣告11篇，科普類文獻45篇，無關文獻423篇，相同文獻2篇，共得到524篇有效文獻。

2.2方法

在收集上述數據的基礎上，本文建立電子表格數據庫，從發文年份、作者單位、發文區域、發文期刊、合作度、合作率、研究的成熟度、值得關注的作者等多個方面進行統計分析，繪制出多種圖表。

3結果與分析

3.1文獻年份分布情況的分析

從圖1可知，在醫學領域應用人工智能的研究始于1981年，到2018年已經歷了37年。在這期間，該項研究的文獻數量雖有多次小幅波動，但總體呈階梯式增長的趨勢。發展的第一階段是嘗試期，為1981年到2000年。這20年中，平均每年的文獻僅有2.45篇。2001-2014年是第二階段的起步期。在這14年中，年平均文獻有19篇。2015-2018年是第三階段的發展期，年平均文獻有52.25篇，是嘗試期的21.33倍，是起步期的2.75倍。

3.2發表文獻作者的分析

3.2.1高產作者單位有效文獻的作者共有1241人次，從中篩選出前九名高產作者。這些高產作者單位來自于中國醫學科學院、中醫科學院、華中科技大學、中國食品藥品檢定研究院、蘭州大學、復旦大學、上海中醫藥大學。了解這些研究機構研究的情況，這樣有助于讀者快速掌握當前國內人工智能在醫學領域應用研究的現狀。3.2.2合作度和合作率文獻篇均作者數為合作度。合作文獻占總文獻量比例為合作率[1-2]。從合作撰文的各類比例來看，226篇為獨自撰文，占總數45.12%；2人合著共計103篇，占總數的18.97%；3人合著共計60篇，占總數的11.05%；其他共計135篇，占總數的24.86%。獨著比合著比率小，這說明研究的相關文獻以合作撰文為主。合作度在一定程度上反映了研究難度[3]，合作率則在一定程度上反映了研究水平[4]。整個合作率和合作度呈階段性變化，且與前文所述的文獻發文變化息息相關。因此，以前述劃分的階段來觀察其變化規律。各時期的合作度以及合作率分別為：嘗試期是2.47和67.35%，起步期是1.99和43.98%，發展期是2.83和60.29%。整個研究的合作度約為2.37（1241/524），合作率為52.67%（276/524）。故研究的整體合作水平不高。3.2.3研究的成熟度統計文獻第一作者的論文數量如表1所示。發表1篇論文的作者有420人，占總人數的91.90%，高出洛特卡定律規定標準的31.18%[5]。這說明，研究人工智能在醫學領域中應用的論文主要是來自于只寫作1篇論文的作者，即多數學者都是剛剛進入，研究還不太深入。文獻作者按其地位的不同分為核心作者和非核心作者兩類。依據普萊斯的核心作者計算公式[6]：

3.3發表文獻的單位和區域分析

通過對文獻第一作者單位統計分析，結果表明高等院校是發文的主體，共有383人，占總數的75.25%。在高等院校中，最主要的是綜合類院校，共有163人，占總數的32.02%。這說明來自高等院校的人員是研究的主力，綜合類院校是該領域的主要研究力量。例如，中南大學為綜合類院校，既有理工類學院又有醫學學院。同一學校內高水平多學科的科研團隊便利協同合作，取長補短，同時，還可方便獲取豐富的理工類和醫學類資源。作者為公司企業的有14人，占總數的2.75%。這說明當前研究主要停留在科研上，與生產結合不夠緊密，科研成果轉化率較低。通過對文獻第一作者單位所屬區域統計分析，結果表明除西藏、青海、海南、澳門以外，其他省份均開展相關的研究。研究主要分布在華北、華東和中南。華北地區發表文獻154篇，占總量的30.43%，是發表文獻最多的區域。在此區域中發文最多是京津冀，共有145篇，占總量的28.49%。華東地區發表文獻139篇，占總量的27.47%，是發表文獻位列第二的區域。在此區域中發文最多是位于長江三角洲的上海、江蘇、浙江，共有108篇，占總量的21.22%。中南地區發表文獻95篇，占總量的18.77%，是發表文獻位列第三的區域。在此區域中發文最多是湖南、湖北、廣東，共有72篇，占總量的14.15%。整個研究形成了四個核心研究區域（京津冀、長三角、湘鄂粵、川陜渝）布局。

3.4期刊情況的分析

有效文獻中，碩士論文有85篇、博士論文有31篇、期刊論文有375篇、會議論文有30篇、報紙有3篇。根據布拉德福定律，按其刊文量的遞減順序排列可分為核心區、相關區和離散區[8]，且每個區的刊文數量基本相等，此時各區的期刊數量呈1:n:n2的關系[9]。現將期刊論文劃分為三個區，如表2所示。核心區是載文量2-12篇的期刊，總和為125篇，占有效期刊論文總數的1/3。該區期刊數為27，其中只有2個期刊的載文量為2篇，其余25個期刊的載文量均為大于2篇.相關區是載文量1-2篇的期刊，論文總數125篇，占有效期刊論文總數的1/3。該區期刊數為86，其中有39個期刊的載文量為2篇，其余47個期刊的載文量均為1篇。離散區的期刊數量為125種，刊文量均為1篇。核心區、相關區和離散區的期刊數量比呈27:86:125≈1:3:5，不符合布拉德福定律。這說明人工智能在醫學領域應用研究的文獻刊物分布未能趨于合理，整體處于無序分散的狀態，即研究沒有形成核心期刊區。

4結論和展望

1981-2018年期間發表的人工智能在醫學領域的應用研究文獻，具有以下特點：（1）研究總體上呈現出階梯式增長趨勢，并由此劃分為嘗試期、起步期、發展期三個發展階段；（2）從高產作者角度看，關注發文量位于前三的研究機構是中國醫學科學院、中醫科學院、華中科技大學；（3）高校教師構是主要研究者，約三成來自于綜合類院校，但合作團隊較小，且團隊多為同單位同部門；（4）論文主要是來自于獨自撰文，未形成核心研究力量；（5）現已形成四個核心研究區域，即京津冀、長三角、湘鄂粵及川陜渝。

作者：陳書敏 黃智軍 施俊容 楊文 王嘉毅 單位：江西醫學高等專科學校