医疗人工智能科技投入与产出现状分析.docx

1、医疗人工智能科技投入与产出现状分析 医疗人工智能科技投入与产出现状分析 一 承担科研课题情况国家自然科学基金是我国支持基础研究和应用基础研究的主要渠道之一，按照资助类别可分为面上项目，重点项目，重大项目，重大研究计划，国家杰出青年科学基金，海外、港澳青年学者合作研究基金，创新研究群体科学基金，国家基础科学人才培养基金，专项项目，联合资助基金项目，以及国际（地区）合作与交流项目等。通过亚类说明、附注说明还可将一些资助类别进一步细化。这些资助类别各有侧重、相互补充，共同构成当前的国家自然科学基金资助体系。本研究利用网络爬虫技术，从国家自然科学基金管理信息系统中搜集人工智能领域的科研项目立项数据，以

2、此为基础分析当前人工智能领域各机构承担的科研课题情况以及国家在人工智能领域的科研基金投入情况。表1列出了各机构承担人工智能领域科研项目情况，本研究截取了承担项目数量排名前30的机构，从表中可以看出，目前清华大学、浙江大学、中国科学院、中国民航大学、南京航空航天大学、复旦大学、同济大学、吉林大学、大连理工大学和中山大学等机构承担的科研项目数量较多。同时也可以看出，这30家机构的项目数量都在20项以上，表明这些机构构成了人工智能研究领域的核心研究机构。图1是人工智能领域科研项目立项数量的时间分布情况，可以看出2002年、2003年、2004年和2018年的立项数量较多，2008年的立项数量最少，而

3、其他年份的立项数量相差不大，基本保持平稳。表1 各机构承担人工智能领域科研项目情况单位：项序号机构名称项目数量1中国民航大学1072清华大学1033浙江大学654中国科学院计算技术研究所635南京航空航天大学486中国科学院自动化研究所467北京航空航天大学448中国科学院半导体研究所449上海交通大学4310中国科学院软件研究所4111北京大学3912北京交通大学3813华中科技大学3714南京大学3615西安电子科技大学3616中国科学院数学与系统科学研究院3617复旦大学3218同济大学3019吉林大学2920大连理工大学2821西安交通大学2722中国民用航空总局第二研究所2623中山

4、大学2624武汉大学2525中国民用航空飞行学院2526电子科技大学2427四川大学2428中国人民解放军国防科技大学2429北京邮电大学2230北京理工大学21|Excel下载表1 各机构承担人工智能领域科研项目情况图1 人工智能领域科研项目立项数量的时间分布情况二 科研资金投入情况表2统计了承担项目数量排名前30的机构在人工智能领域获得的科研资金情况，可以看出，目前清华大学、北京航空航天大学、中国科学院半导体研究所、中国民航大学和西安交通大学等机构获得的科研资金投入较多。其中，清华大学和北京航空航天大学两所高校所获得人工智能领域的科研资金超过1亿元。表2 各机构在人工智能领域获得科研资金情

5、况单位：万元序号机构名称经费金额1清华大学157092北京航空航天大学104873中国科学院半导体研究所54234中国民航大学42255西安交通大学32526中国人民解放军国防科技大学24987北京大学24968中国科学院计算技术研究所24739中山大学241110北京交通大学231711同济大学195612北京理工大学184913浙江大学182414南京大学176915南京航空航天大学165416中国科学院数学与系统科学研究院147317中国民用航空总局第二研究所145318中国民用航空飞行学院142019西安电子科技大学139820中国科学院自动化研究所137021上海交通大学130822

6、吉林大学118523电子科技大学105424北京邮电大学76225中国科学院软件研究所71826四川大学71227华中科技大学64128武汉大学53529大连理工大学42330复旦大学214|Excel下载表2 各机构在人工智能领域获得科研资金情况图2 人工智能领域科研资金投入的时间分布情况图2是人工智能领域科研资金投入的时间分布情况，可以看出，20012012年，科研资金呈平稳增长态势，从2001年的1976万元增长至2012年的5747万元。2013年呈爆炸式增长，科研资金投入增至约2.4亿元，接近2012年科研资金的5倍。此外，从图中可以发现，科研课题数与科研资金投入并非绝对呈正比，20

7、13年的项目立项数量仅为96项，当年的科研资金投入却高达2.4亿元。三 中文科技论文产出情况（一）数据来源与方法本研究选取中国知网（CNKI）数据库作为医疗人工智能领域中文科技论文产出统计的数据来源，检索方式为专业检索，文献分类目录选取医药卫生科技，通过文献调研最终确定检索式为：SU=人工智能OR SU=机器学习 OR SU=深度学习 OR SU=神经网络 OR SU=支持向量机 OR SU=智能机器人 OR SU=遗传算法 OR SU=机器视觉 OR SU=图像搜索OR SU=模糊逻辑OR SU=人机交互OR SU=智能搜索OR SU=语音识别OR SU=图像识别OR SU=生活预测OR S

8、U=知识推理OR SU=专家系统OR SU=自然语言处理OR SU=神经计算OR SU=人脸识别OR SU=监督学习OR SU=复杂网络 OR SU=人工神经元 OR SU=贝叶斯网络 OR SU=模式识别 OR SU=小波变换 OR SU=特征提取 OR SU=模糊控制 OR SU=随机森林。基于上述检索策略，我们最终获得20570条检索结果，代表了医疗人工智能领域中文科技论文的整体产出情况（见表3）。表3 20052018年我国医疗人工智能领域中文科技论文产出的总体情况单位：篇年份发文量2005723200687220079772008864200986220109792011110720

9、121133201311862014125220151500201618592017241520181492|Excel下载表3 20052018年我国医疗人工智能领域中文科技论文产出的总体情况（二）中文科技论文产出的总体情况从表3可以看出，2007年后年发文量保持在1000篇左右，2013年后，文献发表数量大幅提升，2017年，医疗人工智能领域中文科技论文发表数已经达到2415篇。此外，在不限制文献分类目录的条件下，检索结果为681453条，时间跨度为19502018年，说明当前人工智能领域中文科技论文的整体产出为681453条。图3是近10年我国医疗人工智能领域中文科技论文产出的累积增长曲

10、线，从该累积增长曲线可以看出近10年我国医疗人工智能领域中文科技论文产出的增长情况。2008年的发文量为864篇，从2009年开始，发文量逐年平稳增长，到2017年，呈加速增长趋势，说明近10年来，医疗人工智能一直是我国学者的研究热点和重点关注的研究领域。由于当前无法统计2018年的发文情况，因此图3中20172018年的增长情况仅供参考。图3 近10年我国医疗人工智能领域中文科技论文产出量的累积增长情况（三）各机构的中文科技论文产出情况表4统计了各机构中文科技论文发文量及被引情况，本研究截取发文量排名前20的机构，统计维度包括发文量、总被引频次和平均被引频次，这三项指标通常用于评估机构的科研

11、水平。图4展示了发文量排名前10的机构情况，图5展示了总被引频次排名前10的机构情况，图6展示了平均被引频次排名前10的机构情况。结合表4、图4、图5和图6的统计结果可以发现，目前浙江大学的发文量和总被引频次排名第1，说明在医疗人工智能领域，浙江大学的科研水平相对领先；而在平均被引频次方面，清华大学排名较高，说明其在医疗人工智能领域发表的科技论文质量相对较好。表4 各机构中文科技论文发文量及被引情况单位：篇，次序号机构发文量总被引频次平均被引频次1浙江大学49834706.972天津大学39226036.643重庆大学31924697.744上海交通大学29123728.155解放军总医院27

12、211644.286北京中医药大学264279910.607山东大学26311554.398电子科技大学2555952.339清华大学198266613.4610四川大学19411035.6911华南理工大学1936433.3312东南大学1929104.7413华中科技大学1929344.8614复旦大学1867233.8915郑州大学1866603.5516哈尔滨工业大学1746513.7417北京工业大学16910015.9218大连理工大学1696283.7219吉林大学1687194.2820中南大学1618415.22|Excel下载表4 各机构中文科技论文发文量及被引情况图4 发

13、文量排名前10的机构情况图5 总被引频次排名前10的机构情况图6 平均被引频次排名前10的机构情况（四）基金分布情况表5统计了医疗人工智能领域中文科技论文的基金分布情况，本研究截取发文量排名前20的基金类型。从该统计结果可以看出，我国资助医疗人工智能领域中文科技论文发表的主要基金为国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划（973）、国家高技术研究发展计划（863）、国家科技支撑计划和高等学校博士学科点专项科研基金等，其中，国家自然科学基金占比最大，发文量3276篇。此外，在省市级科研基金方面，基于广东省自然科学基金、浙江省自然科学基金、北京市自然科学基金、江苏省自然科学基金和山东省自然科学基

14、金发表的科技论文数量较多。表5 医疗人工智能领域中文科技论文的基金分布情况单位：篇序号基金类型发文量1国家自然科学基金32762国家重点基础研究发展计划（973）3013国家高技术研究发展计划（863）2824国家科技支撑计划2135高等学校博士学科点专项科研基金1296广东省自然科学基金1197浙江省自然科学基金1168北京市自然科学基金1069江苏省自然科学基金9110中国博士后科学基金9111山东省自然科学基金7212国家科技攻关计划6713河北省自然科学基金5814江苏省普通高校自然科学研究计划项目5315上海科技发展基金5116北京市教委科技发展基金4617重庆市自然科学基金4518

15、上海市重点学科建设基金4519山西省自然科学基金3820跨世纪优秀人才培养计划37|Excel下载表5 医疗人工智能领域中文科技论文的基金分布情况（五）学科分布情况表6统计了医疗人工智能领域中文科技论文的学科分布情况，本研究截取发文量排名前40的学科领域。从该统计结果可以看出，我国医疗人工智能领域中文科技论文的主要学科分布为生物医学工程、自动化技术、临床医学、肿瘤学、计算机软件及计算机应用等，其中，生物医学工程占比最大，发文量4471篇。从该统计结果可以分析出当前人工智能在医疗领域主要应用于肿瘤学、神经病学、心血管系统疾病、精神病学、内分泌腺及全身性疾病、感染性疾病及传染病等方面。表6 医疗人

16、工智能领域中文科技论文的学科分布情况单位：篇序号学科分布发文量1生物医学工程44712自动化技术19873临床医学19184肿瘤学18875计算机软件及计算机应用14966基础医学14707中药学13988中医学12959医药卫生方针政策与法律法规研究114710生物学108611医学教育与医学边缘学科103012电信技术97713神经病学95414外科学95115药学91816心血管系统疾病84717预防医学与卫生学61018仪器仪表工业58319精神病学50220特种医学49421眼科与耳鼻咽喉科43922内分泌腺及全身性疾病37923感染性疾病及传染病30624泌尿科学30225妇产科学

17、27026儿科学23127消化系统疾病22028数学19029化学16830口腔科学14231呼吸系统疾病12832急救医学11033军事医学与卫生9834信息经济与邮政经济6835皮肤病与性病6736高等教育5737自然地理学和测绘学3938环境科学与资源利用3939有机化工3740公安35|Excel下载表6 医疗人工智能领域中文科技论文的学科分布情况四 外文科技论文产出情况（一）数据来源与方法本研究将WEB OF SCIENCE中的WEB OF SCIENCE核心合集、BIOSIS Previews、Inspec、KCI-Korean Journal Database、MEDLINE、R

18、ussian Science Citation Index、SciELO Citation Index、中国科学引文数据库作为医疗人工智能领域外文科技论文产出统计的数据来源，检索方式为高级检索，通过文献调研最终确定检索式为：TS=（Artificial Intelligence OR Machine Learning OR Deep Learning OR Neural Network OR Support Vector Machine OR Intelligent Robot OR Genetic Algorithm OR Machine Vision OR Image Search OR

19、Fuzzy Logic OR Human-Computer Interaction OR Intelligent Search OR Speech Recognition OR Image Recognition OR Life Prediction OR Knowledge Reasoning OR Expert System OR Natural Language Processing OR Neurometer Computing OR Face Recognition OR Supervised Learning OR Complex Network OR Artificial Neu

20、ron OR Bayesian Network OR Pattern Recognition OR Wavelet Transform OR Feature Extraction OR Fuzzy Control OR Random Forest）AND AD=china AND TS=（medical OR health care）。基于上述检索策略，我们最终获得44714条检索结果，该检索结果代表了我国在医疗人工智能领域发表外文科技论文的整体情况（见表7）。同样，我们通过调整检索策略获得了人工智能领域的检索结果，共包含667760篇文献。表7 20002018年我国医疗人工智能领域外文科技

21、论文产出的总体情况单位：篇年份发文量20002132001332200246320035382004635200585020061579200716072008219120092964201035132011295120123070201332172014350220153737201641872017532320182980|Excel下载表7 20002018年我国医疗人工智能领域外文科技论文产出的总体情况（二）外文科技论文产出的总体情况从表7可以看出，截至2018年，我国医疗人工智能领域外文科技论文发文数量大幅增长，累计发文44714篇。从2006年起，医疗人工智能领域的外文科技论文年发

22、文量增长迅速，2017年，医疗人工智能领域外文科技论文发表数已经达到5323篇。利用表7中的数据绘制近10年来我国医疗人工智能领域外文科技论文产出的累积增长曲线（见图7），可以看出我国医疗人工智能领域外文科技论文产出在20082016年一直呈现线性增长趋势，截至2017年，我国医疗人工智能领域外文科技论文产出累计达到34655篇。图7 近10年我国医疗人工智能领域外文科技论文产出的累积增长曲线（三）期刊分布情况在对外文科技论文产出的整体情况进行分析的基础上，下面对期刊发文的分布情况进行分析。表8是我国在医疗人工智能领域外文科技论文的期刊分布情况统计结果，从该结果可以看出，当前我国学者主要在Le

23、cture Notes in Computer Science、Plos One、Proceedings of Spie、Proceedings of the Spie The INnternational Society for Optical Engineering和Computer Engineering and Application等期刊上发表医疗人工智能领域相关论文，其中Lecture Notes in Computer Science刊载论文最多，达1404篇，该期刊是Springer重要的分支，自1973年以来主要出版计算机相关专业的论文。表8 医疗人工智能领域外文科技论文的期

24、刊分布情况单位：篇序号来源出版物论文数1Lecture Notes in Computer Science14042Plos One6733Proceedings of Spie5834Proceedings of the Spie The International Society for Optical Engineering5775Computer Engineering and Application5026Computer Engineering and Applications4807Applied Mechanics and Materials3888Chinese Journa

25、l of Biomedical Engineering3849Lecture Notes in Artificial Intelligence37010Conference Proceedings Annual International Conference of the Ieee Engineering in Medicine and Biology Society Ieee Engineering in Medicine and Biology Society Annual Conference34811Scientific Reports33312Bmc Bioinformatics3

26、2913Ieee International Conference on Bioinformatics and Biomedicine Bibm32614Advanced Materials Research292152005 27Th Annual International Conference of the Ieee Engineering in Medicine and Biology Society Ieee Cat No 05Ch37611c29116Neurocomputing291172010 4th International Conference on Bioinforma

27、tics and Biomedical Engineering Icbbe 201028918Ieee Engineering in Medicine and Biology Society Conference Proceedings27819Computer Engineering24620Biosensors Bioelectronics220|Excel下载表8 医疗人工智能领域外文科技论文的期刊分布情况（四）各机构的外文科技论文产出情况表9是各机构在医疗人工智能领域发表的外文科技论文情况，本文选取了发文量排前20位的机构，评估维度包括发文量、h指数、平均被引频次和总被引频次。发文量排名前5的机构为中国科学院、上海交通大学、浙江大学、清华大学和香港中文大学，其中，中国科学院发文数量最多，且h指数最高，说明中国科学院对于医疗人工智能领域的研究投入较多且学术影响力较大，可以为后续其他学者的研究提供良好的参考基础。香港大学发文数量虽然不多，但是该机构的h指数较高为69且平均被引频次最高，同样说明该机构具有较大的学术影响力。表9 各机构外文科技论文发文量及被引情况单位：篇，次序号机构发文量h指数平均被引频次总被引频次1中国科学院26038815.89413512上海交通大学1315