楊鑫鑫，郭清，王曉迪，司建平，4，項鍥，龍鑫

隨著“健康中國”戰(zhàn)略的深入推進，我國的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)正在從原來的“以疾病為中心”轉(zhuǎn)向“以人民健康為中心”，貫徹落實“預(yù)防為主”的思想方針，為應(yīng)對人口老齡化做出了積極的準備。伴隨人口老齡化的加劇，最迫切的問題是心腦血管疾病、腫瘤、慢性呼吸系統(tǒng)疾病和糖尿病等慢性疾病的威脅[1]。據(jù)《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報告（2020 年）》[2]，2019年我國居民因慢性疾病導(dǎo)致的死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的88.5%，因慢性疾病導(dǎo)致的過早死亡率為16.5%，雖然與2015年的18.5%相比下降了2個百分點，但是隨著慢性疾病患病人數(shù)的不斷增加和患者生存期的不斷延長，國家需供給慢性疾病患者的醫(yī)療資源和社會個人需要負擔的醫(yī)療費用持續(xù)增加。2018年國務(wù)院辦公廳發(fā)布《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的意見》，提出“互聯(lián)網(wǎng)+公共衛(wèi)生服務(wù)”這一創(chuàng)新舉措，以高血壓、糖尿病等慢性疾病為重點，鼓勵通過可穿戴設(shè)備獲取生命體征數(shù)據(jù)，為老年人、孕產(chǎn)婦等特殊人群提供健康管理服務(wù)[3]。近年來，可穿戴設(shè)備作為健康信息采集的重要端口，在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用價值逐步體現(xiàn)[4]，受到廣大學(xué)者的關(guān)注并取得大量學(xué)術(shù)成果。魏奕星等[5]通過對可穿戴設(shè)備在健康監(jiān)測、疾病管理、康復(fù)和中醫(yī)藥四個醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用研究進行總結(jié)，提出未來可穿戴設(shè)備可通過云端醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)的深度分析發(fā)揮其應(yīng)用潛能。許瀟瑩等[6]介紹了可穿戴設(shè)備在神經(jīng)系統(tǒng)康復(fù)、骨科康復(fù)和慢性老年退行性疾病康復(fù)等醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用，認為利用可穿戴設(shè)備可實現(xiàn)遠程康復(fù)，家庭康復(fù)和社區(qū)康復(fù)的醫(yī)療康復(fù)模式安全可行。TAN等[7]針對心血管疾病會增加新型冠狀病毒感染（COVID-19）患者死亡率的問題，提出基于可穿戴設(shè)備的實時心血管監(jiān)測系統(tǒng)可以自動預(yù)測COVID-19患者的心血管健康結(jié)局，其預(yù)測準確率高達99.29%?？纱┐髟O(shè)備在慢性疾病的預(yù)防、預(yù)測和干預(yù)等健康管理領(lǐng)域已顯示出較強的應(yīng)用潛力，而聚焦于健康管理領(lǐng)域的研究較少。鑒于此，本文通過CiteSpace工具，全面梳理和分析可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的研究熱點、前沿和趨勢情況，旨在為未來的研究方向提供參考。

1 資料與方法

1.1 文獻來源與檢索策略 為探究可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，本文選擇中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)來源，以“可穿戴”作為主題關(guān)鍵詞，時間跨度設(shè)置為2011年—2021年，檢索時間為2022-06-22，在“醫(yī)藥衛(wèi)生科技”領(lǐng)域共檢索到中文文獻1632篇，人工剔除報紙、會議信息、投稿指南、簡介等非研究型文獻和與主題不相關(guān)的文獻，最終確定與健康管理相關(guān)的文獻共519篇。

1.2 研究方法 根據(jù)CNKI數(shù)據(jù)庫中每年刊載的以“可穿戴”為主題的文章數(shù)量，通過頻數(shù)統(tǒng)計分析2011—2021年可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的發(fā)文趨勢。利用CNKI數(shù)據(jù)庫自帶的“計量可視化”分析工具進行統(tǒng)計，以Excel表格繪制2011—2021年可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究的學(xué)科、期刊、作者和機構(gòu)分布圖。利用CiteSpace 5.8.R3軟件對文獻關(guān)鍵詞進行可視化分析，通過繪制關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜、關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜和關(guān)鍵詞時間線圖譜，分析可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的研究熱點、研究前沿和研究趨勢。

2 結(jié)果

2.1 可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的發(fā)文量趨勢分析總體來看，2011—2021年可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的發(fā)文量呈上升趨勢（圖1），其中有2個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點，分別是2013年和2017年。2013年之前少有相關(guān)研究，2013年（3篇）至2015年（62篇）的發(fā)文量進入爆發(fā)式高速增長階段，隨后緩慢增長至2017年（76篇），而在2017年之后出現(xiàn)下降趨勢，2018年（53篇）后又繼續(xù)穩(wěn)步增長，到2021年達到最高發(fā)文量（85篇）。

圖1 2011—2021年可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的發(fā)文量趨勢Figure 1 The trend of studies on wearable devices in health management in China published from 2011 to 2021

2.2 可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究的空間分布情況分析

2.2.1 可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究的學(xué)科和期刊分布 可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的研究涉及生物醫(yī)學(xué)、信息科學(xué)、計算機硬件和軟件技術(shù)等多門學(xué)科，其中主要學(xué)科分布如圖2所示。發(fā)文量排名前3位的學(xué)科是“醫(yī)學(xué)教育與醫(yī)學(xué)邊緣學(xué)科”（172篇）、“醫(yī)藥衛(wèi)生方針政策與法律法規(guī)研究”（123篇）和“生物醫(yī)學(xué)工程”（109篇），總和約占全部學(xué)科發(fā)文量的78%。從期刊的分布來看，各期刊的發(fā)文數(shù)量呈階梯式均勻分布，其主要分布期刊如圖3所示，大致分為4個梯隊，第一梯隊：醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志（14篇）、中國數(shù)字醫(yī)學(xué)（12篇）；第二梯隊：智慧健康（9篇）、華中科技大學(xué)學(xué)報（醫(yī)學(xué)版）（9篇）等；第三梯隊：上海交通大學(xué)學(xué)報（醫(yī)學(xué)版）（6篇）、中國醫(yī)院院長（6篇）等；第四梯隊：中國信息化（5篇）、中華健康管理學(xué)雜志（5篇）和醫(yī)療衛(wèi)生裝備（5篇）等。

圖3 2011—2021年可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究發(fā)文量排名前14的期刊Figure 3 Top 14 journals publishing studies on wearable devices in health management in China from 2011 to 2021

2.2.2 可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究的作者和機構(gòu)分布 可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域發(fā)文量排名前10的作者見表1。國內(nèi)該領(lǐng)域的主要研究人員為中國人民解放軍總醫(yī)院的張政波教授、上海中醫(yī)藥大學(xué)的羅曉蘭副教授以及中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)信息研究所的何曉琳研究員等（表1）。近10年國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域研究發(fā)文量前14的科研機構(gòu)所占比例如圖4所示，其中華中科技大學(xué)發(fā)文量排名第一，發(fā)文總量為14篇，占總發(fā)文量的18%，其次分別是上海交通大學(xué)（13%）、東南大學(xué)（13%）和重慶醫(yī)科大學(xué)（10%）等。

表1 2011—2021年可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究發(fā)文量排名前10的作者Table 1 Top 10 authors publishing the most studies on wearable devices in health management in China from 2011 to 2021

圖4 2011—2021年可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究發(fā)文量排名前14的機構(gòu)Figure 4 Top 14 institutions publishing the most studies on wearable devices in health management in China from 2011 to 2021

2.3 可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究的研究熱點與演化趨勢

2.3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜 關(guān)鍵詞是文章核心內(nèi)容的體現(xiàn)，通過關(guān)鍵詞的詞頻分析可以探知某一領(lǐng)域的研究熱點。共詞分析法利用文獻集中詞匯對或名詞短語共同出現(xiàn)的情況，來確定該文獻集所代表學(xué)科中各主題之間的關(guān)系。利用CiteSpace軟件繪制關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜（圖5）。圖中每一圓圈代表一個關(guān)鍵詞，圓圈的大小代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次的高低，圓圈間的連線代表不同關(guān)鍵詞的共現(xiàn)關(guān)系，連線的粗細代表共現(xiàn)強度[8]。依據(jù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜及關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計分析結(jié)果，按照詞頻由高到低的順序排在前20位的關(guān)鍵詞依次是：可穿戴、移動醫(yī)療、健康管理、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、智慧醫(yī)療、大數(shù)據(jù)、人工智能、遠程醫(yī)療、互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、糖尿病、心律失常、健康教育、健康監(jiān)護、智能醫(yī)療、云計算、5G、監(jiān)測系統(tǒng)、老年人。其中中介中心性排名前5位的關(guān)鍵詞依次是（除“可穿戴”之外）：移動醫(yī)療、健康管理、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)和智慧醫(yī)療，提示以上關(guān)鍵詞與其他關(guān)鍵詞的共現(xiàn)頻次較高。

圖5 可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域相關(guān)文獻的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜Figure 5 Keywords co-occurrence map of literature on wearable devices in health management in China published from 2011 to 2021

2.3.2 關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜 關(guān)鍵詞突現(xiàn)是指在特定時期內(nèi)，某研究領(lǐng)域中對某一主題關(guān)注程度的突變情況，用來顯示某一階段突然出現(xiàn)或頻率突增的關(guān)鍵詞，可以幫助分析該研究領(lǐng)域的前沿問題。利用CiteSpace軟件的關(guān)鍵詞突現(xiàn)功能，得到2011—2021年可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究的突現(xiàn)關(guān)鍵詞以及每個突現(xiàn)詞出現(xiàn)和消失的年份，前8個最強突現(xiàn)關(guān)鍵詞依次為：移動醫(yī)療、心電監(jiān)測、互聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療、人工智能、老年人、糖尿病和心律失常（圖6）。

圖6 可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域相關(guān)文獻前8個最強突現(xiàn)關(guān)鍵詞Figure 6 Top 8 keywords with the strongest citation bursts in literature on wearable devices in health management in China published during 2011 to 2021

2.3.3 關(guān)鍵詞時間線圖譜 為進一步探究可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究熱點的變遷脈絡(luò)和演進趨勢，利用CiteSpace軟件對近十年的研究熱點分布做進一步的時間線圖譜分析，得到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和聚類的清晰度指標：Modularity Q=0.8395，Mean Silhouette S=0.9348，即圖譜繪制效果顯著。由圖7可知，可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的研究可以劃分為四個階段：第一階段，萌芽期（2011—2012年），聚類節(jié)點是“#1可穿戴”；第二階段，爆發(fā)期（2013—2017年），聚類節(jié)點包括：#0移動醫(yī)療、#2傳感器、#4大數(shù)據(jù)、#5健康管理等；第三階段，冷靜期（2018年），該階段無顯著聚類節(jié)點，一般節(jié)點數(shù)量也相對較??；第四階段，平穩(wěn)期（2019—2021年），無顯著聚類節(jié)點，一般節(jié)點包括5G、監(jiān)測系統(tǒng)、慢性疾病和信息安全等（圖7）。

圖7 可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域相關(guān)文獻關(guān)鍵詞時間線圖譜Figure 7 Timeline view of keywords in literature on wearable devices in health management in China published from 2011 to 2021

3 討論

本文通過回顧CNKI數(shù)據(jù)庫中近十年的可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域發(fā)表的519篇文獻，發(fā)現(xiàn)可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域中的研究熱度隨時間的變化呈上升趨勢。關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析結(jié)果顯示，可穿戴設(shè)備相關(guān)研究共涉及3類熱點主題：在應(yīng)用領(lǐng)域方面，可穿戴設(shè)備主要應(yīng)用于移動醫(yī)療/健康、健康管理和智慧醫(yī)療等領(lǐng)域；在相關(guān)技術(shù)方面，可穿戴設(shè)備主要依托物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、5G、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等技術(shù)；在應(yīng)用場景方面，可穿戴設(shè)備主要應(yīng)用于以老年人為代表人群的健康監(jiān)測和糖尿病等慢性疾病的管理[9]，由此可見技術(shù)進步和健康需求是推動可穿戴設(shè)備研究的重要支撐。

關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜顯示，在不同的時間階段，可穿戴設(shè)備的相關(guān)研究呈現(xiàn)出不同的前沿問題。在2014—2016年，“移動醫(yī)療”和“心電監(jiān)測”出現(xiàn)頻率突增，成為可穿戴設(shè)備在健康領(lǐng)域的研究熱點?？纱┐髟O(shè)備最早主要應(yīng)用于移動醫(yī)療領(lǐng)域，其核心功能是對心率、血壓、血糖等生理信息的遠程監(jiān)測[10]。早在2012年，國家工信部發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”規(guī)劃》中，將移動醫(yī)療列為九大重點工作之一[11]。在2014年，隨著4G通信技術(shù)的成熟以及資本市場的進入，基于可穿戴設(shè)備的移動醫(yī)療步入飛速增長期[12]。在2016—2017年，“互聯(lián)網(wǎng)”成為可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究的高頻關(guān)鍵詞。此階段進入“十三五”時期，隨著《“十三五”衛(wèi)生與健康規(guī)劃》（國發(fā)﹝2016﹞77號）的落地，醫(yī)療健康服務(wù)模式不斷創(chuàng)新。在健康管理領(lǐng)域，居民通過智能手機、平板電腦、可穿戴設(shè)備或相關(guān)應(yīng)用，建立物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺、健康管理干預(yù)輔助平臺，對健康、亞健康人群進行危險因素干預(yù)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”和可穿戴設(shè)備的助力之下，我國正大踏步地邁向個性化、精準化健康管理時代[13]。2019年起，“智慧醫(yī)療”和“人工智能”成為可穿戴健康設(shè)備的熱點關(guān)鍵詞。隨著5G正式商用的到來，以及大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等前沿技術(shù)的不斷成熟，使得可穿戴設(shè)備能夠?qū)用竦纳w征進行實時、連續(xù)和長時間的監(jiān)測，并提供及時、個性化的干預(yù)方案，從而實現(xiàn)全人群全周期全方位的健康管理[14]。智慧醫(yī)療的建設(shè)標志著我國的社會醫(yī)療健康服務(wù)事業(yè)的發(fā)展進入了新階段[15]。到2020年，“老年人”“糖尿病”和“心律失?！背蔀楦哳l關(guān)鍵詞，這表明可穿戴設(shè)備在以老年人群為代表的龐大用戶群體上受到學(xué)者的廣泛關(guān)注，可能的原因包括：我國老年人口眾多、老年人群多伴有慢性疾病的高發(fā)以及因認知能力較弱導(dǎo)致的智能設(shè)備使用困難。在應(yīng)用場景方面，可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的研究前沿主要為高血壓、糖尿病等慢性疾病的管理[16]。另外，在健康監(jiān)測方面，當前的研究不僅僅只關(guān)注對生命體征數(shù)據(jù)的收集，更多的是對心率、血壓和血糖等指標異常狀態(tài)的預(yù)警預(yù)測[17]，以便及時做出反饋和干預(yù)。

根據(jù)關(guān)鍵詞時間線圖譜結(jié)果，可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域研究熱點的變遷脈絡(luò)和演進趨勢可劃分為四個階段。第一階段（2011—2012年）：可穿戴設(shè)備最早在2011年應(yīng)用于血壓的連續(xù)、動態(tài)監(jiān)測。這個階段由于傳感器、移動通信、電池和芯片等技術(shù)的限制，數(shù)據(jù)采集的類型較為單一，也無法做到數(shù)據(jù)的實時傳輸與反饋。第二階段（2013—2017年）：2013年進入以三星智能手表的發(fā)布為典型事件的“可穿戴設(shè)備元年”，此后的4年里可穿戴設(shè)備在健康領(lǐng)域呈現(xiàn)出井噴式發(fā)展。在這一階段，由于大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、半導(dǎo)體和傳感器等技術(shù)的日益成熟，可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的應(yīng)用潛力逐步顯現(xiàn)，受到了廣大學(xué)者和資本市場的關(guān)注。第三階段（2018年）：可穿戴設(shè)備由于可靠性、安全性和成本效益等問題，在健康管理領(lǐng)域的研究也進入冷靜期。第四階段（2019—2021年）：2019年，5G技術(shù)以其低時延、高帶寬等特點，逐步解決了信息實時傳輸問題[18]，并開始構(gòu)建健康監(jiān)測、健康風險評估、健康干預(yù)和促進的完整健康管理系統(tǒng)，針對慢性疾病（如糖尿病、腦卒中等）的中老年患者進行的實時監(jiān)控、及時預(yù)警和精準干預(yù)逐漸成為可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的研究趨勢。另外，從居民健康服務(wù)需求出發(fā)，解決居民顧慮的隱私安全等倫理問題開始受到重視[19-20]。

隨著5G、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等前沿技術(shù)的整合運用，可穿戴設(shè)備在疾病的預(yù)防、預(yù)測以及干預(yù)等方面將進一步發(fā)揮重要作用。國外學(xué)者對可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的應(yīng)用同樣持樂觀態(tài)度，研究的關(guān)鍵問題在于如何從大量數(shù)據(jù)中獲取有用的健康相關(guān)信息，以便提供基于證據(jù)的健康見解和干預(yù)措施[21-22]。例如LLOERT[23]提出基于5G通信技術(shù)的智能連續(xù)數(shù)字健康監(jiān)測架構(gòu)，通過可穿戴設(shè)備和智能手機采集心率、血氧飽和度、血壓、呼吸頻率、身體活動情況、位置以及溫度等信息，系統(tǒng)會將異常數(shù)據(jù)發(fā)送給醫(yī)生加以驗證并向患者發(fā)送警報。該架構(gòu)還可以通過基于大數(shù)據(jù)的人工智能系統(tǒng)進行疾病預(yù)測，經(jīng)過機器學(xué)習試驗驗證，該架構(gòu)對6名心肌病患者的預(yù)測成功率達87%。CHEN等[24]提出的5G-智能糖尿病系統(tǒng)，通過智能手機和可穿戴設(shè)備收集溫度、心電圖、血氧飽和度、血糖、飲食信息和運動信息，同時將用戶住院時的健康數(shù)據(jù)整合至大數(shù)據(jù)云中，利用現(xiàn)代機器學(xué)習、深度學(xué)習和認知計算的智能模型來分析和預(yù)測疾病，并提供飲食、運動和服藥等方面的干預(yù)計劃。另外，該系統(tǒng)包含的5G-智能糖尿病數(shù)據(jù)共享機制可以將患者的健康數(shù)據(jù)分享給親屬、朋友、私人健康顧問和醫(yī)生，從而通過有效監(jiān)督糖尿病患者，促進患者的積極性，使其獲得持續(xù)的健康管理服務(wù)。

未來，可穿戴設(shè)備在“三早”（早篩查、早評估、早干預(yù)）健康管理系統(tǒng)的構(gòu)建中將進一步發(fā)揮其應(yīng)用潛能，并作為基礎(chǔ)服務(wù)的智能設(shè)備，為健康管理的創(chuàng)新發(fā)展提供重要支撐[25]?？纱┐髟O(shè)備雖然在近些年發(fā)展迅速，但其廣泛應(yīng)用還需要進一步的研究，關(guān)于如何提高其特異度和靈敏度、如何建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類和評估體系、如何設(shè)計隱私保護機制、如何規(guī)范行業(yè)標準等問題[26-27]，均是在健康管理領(lǐng)域深化應(yīng)用前需要解決的問題。

本研究局限性：只對CNKI數(shù)據(jù)庫進行檢索，沒有納入國內(nèi)其他數(shù)據(jù)庫的相關(guān)文獻，這可能導(dǎo)致可視化分析結(jié)果存在一定偏差；另外，本研究只對我國可穿戴設(shè)備在健康管理領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進行了綜述，沒有深入開展與國外的對比研究，這是今后進一步研究需要改進的地方。

作者貢獻：楊鑫鑫進行全文的構(gòu)思與設(shè)計，文獻的檢索、收集和整理，結(jié)果的分析與解釋，并撰寫論文；郭清、王曉迪進行全文的修訂，對研究過程的規(guī)劃和執(zhí)行進行監(jiān)督和領(lǐng)導(dǎo)；司建平、項鍥、龍鑫提供可視化分析的方法并進行結(jié)果展示；楊鑫鑫和郭清對文章整體負責。

本文無利益沖突。