文本挖掘是从非结构化文本信息中获取用户感兴趣或者有用的知识或模式的过程，它涵盖了信息技术、文本分析、统计学、自然语言处理、机器学习及数据可视化等多学科技术。其主要用途是从原本未经使用的文本中提取出未知的知识，获取主题词之间的关联规则。CIMINO等^[1]通过对主题词和副主题词在主题词描述部分的共现关系，以主题词之间概念语义关系的形式从文献中抽取了事实，指出主题词的共词聚类是基于文献而产生假设和发现知识的有力方法。文本挖掘领域通常应用聚类技术进行分析，张晗等^[2]开发了书目信息共现挖掘系统(BICOMS)，该系统支持文献集合中高频主题词的选取及主题词共现聚类分析。目前普通的聚类方法在处理高维数据时会存在大量无关的属性，数据分布稀疏，不能很好地找到局部信息等问题。为了弥补普通聚类分析的不足，有研究^[3]提出了双聚类的概念，它能够对矩阵的行、列同时进行聚类，对聚类对象和聚类的属性同时进行聚类，较好地解决了上述问题。

倒班是指从业人员在常规工作时间(即8：00至18：00)之外参加工作的制度，这种工作节律与从业者内在的生物节律存在冲突^[4]。世界上有20%的人因工作需要不得不参与倒班，约10%~23%的倒班工作者出现睡眠障碍等问题^[5]。倒班者在工作中的警觉度降低，工作安全风险增加^[6-7]。因倒班造成的睡眠障碍和不良的生活方式对人体心血管、胃肠道、生殖、免疫系统均有不良影响，倒班者还可出现焦虑抑郁、易疲劳等症状^[8-9]。为治疗倒班引起的睡眠紊乱，倒班者可能求助于药物等，可出现成瘾性或其他不良反应^[10-11]。倒班还会影响倒班者家庭、社会功能角色的承担，出现工作-家庭冲突等问题^[12-13]。

本研究通过对PubMed收录的倒班相关文献进行共词双聚类分析，探究该领域的研究热点与发展趋势，旨在为该领域研究人员了解倒班相关的研究现状及干预措施，为提高倒班人员身心健康提供参考依据。

1 材料与方法 1.1 数据来源

对来自PubMed的倒班相关文献中的高频主要主题词和副主题词进行共词聚类分析。检索主题词：shift work、shift work schedule。检索时间：建库至2020年4月30日。共检索出3 886篇相关文献，将查阅的相关文献以xml格式下载。

1.2 研究方法

1.2.1 确定高频主题词的阈值

将xml格式的文件导入至书目共现分析系统(bibliographic item co-occurrence matrix builder，BICOMB)，统计主要主题词/副主题词的频次。为了更精确地挖掘研究的主题，本研究应用H指数法确定共词分析中高频主题词的阈值。H指数是指在截取高频主题词条目时，首先将条目按词频降序排列，从高频条目列表中寻找词频大于或等于其序号(h)的条目，其后各条目的词频均小于h，取h为截取高频主题词的阈值。通过该方法，确定词频排序前37位的主要主题词/副主题词来反映倒班领域的研究热点，见表 1。

1.2.2 双向聚类分析

在BICOMB中生成词篇矩阵，导入至gCLUTO软件，进行双聚类分析。聚类选择重复二分算法，相似性函数采用cosine函数，根据聚类效果不断调整聚成的类数，经检验聚类准则函数设置为8效果较好。通过gCLUTO软件对词篇矩阵进行类分析后，形成倒班可视化聚类簇山峰图和双聚类分析图。

2 结果 2.1 聚类簇山峰图谱表达

将聚类的数量设定为8时，聚类簇内对象间有较高的平均相似度，聚类簇间的平均相似度较小。图 1为生成的可视化山丘图，该图可直观展示各个聚类的整体效果和特征。每座山峰代表 1个聚类。其中山峰体积越大，代表该聚类所含文献的数量越多；峰顶颜色代表标准差，红色代表该聚类研究主题相似度极高，蓝色代表类内研究主题相似度低。

2.2 双聚类图谱表达

双聚类分析图(图 2)最上方是倒班相关论文的列聚类树，相对应的论文PMID号列在图的最下方。左侧代表的是高频词的行聚类树，37个高频主要主题词/副主题词列在图的最右侧。每个小格的颜色表示在列所对应的论文中，行对应的高频主题词/副主题词相对的出现频次，颜色越深，表示出现的频次越高，白色代表某论文该主要主题词/副主题词的出现频次为0。通过各类内主题词的语义关系以及解读各类代表性文献后，总结出倒班领域主要有8大研究热点主题。

3 讨论

根据形成的山峰图及双聚类词篇矩阵，结合语义分析，国际上以倒班为主题的研究，主要包括8个方面：

3.1 倒班对睡眠、警觉性影响的生理机制

类0以sleep disorders，circadian rhythm/physiopathology，wakefulness/physiology，sleep/physiology，circadian rhythm/physiology，work schedule tolerance/psychology为主题词簇聚为一类，研究以倒班引起昼夜节律改变对睡眠、觉醒的影响，并探讨其病理生理机制。倒班引起人的生物节律与昼夜节律不一致，通过影响下丘脑视交叉上核-松果体，干扰褪黑素的分泌。有研究^[6-14]表明，夜班工人褪黑素分泌的浓度高峰若能由夜间分泌变为白天，则能适应倒班工作，不影响白天的睡眠休息，否则容易发生以失眠/嗜睡为主要特征的倒班相关睡眠障碍。BUKOWSKA-DAMSKA等^[15]通过研究护士人群睡眠质量与昼夜节律核心基因甲基化状态的关系，发现长期睡眠限制可能会影响新陈代谢，激素分泌模式和炎症反应。睡眠剥夺与表观遗传效应之间存在潜在的联系。研究^[9]发现，护士倒班9~12 h疲劳发生率较高，对工作的警觉性降低，与工作表现呈负相关。故应为倒班护理人员提供提高睡眠质量的应对策略，保证每天至少6 h有效睡眠；在夜班倒班中根据褪黑素分泌高峰时段，工作人员易困、工作警觉性降低，影响工作表现与工作安全的情况，在1：00至4：00提供小睡机会，减少因倒班导致睡眠障碍及其引发的各种潜在危险因素^[16]。

3.2 倒班对癌症的影响

类1以breast neoplasms/etiology，breast neoplasms/epidemology，shift work schedule/adverse effects，sleep disorders，circadian rhythm/complications为主题词簇，在流行病学调查基础上，探讨倒班对引起睡眠障碍、生理节律改变对乳腺癌形成的影响。HUNTER等^[17]通过系统评价对夜班护士褪黑素水平与癌症的潜在关系进行分析，发现昼夜节律紊乱会导致褪黑素水平降低，褪黑素有抑制癌症发生发展的作用，褪黑素水平降低对癌症的发生有潜在危险。DAVIS等^[18]发现倒班所致的昼夜节律紊乱可引起夜间褪黑激素水平和生殖激素水平的改变，对女性乳腺癌发生有潜在危险。研究^[18]指出应进一步对生物钟相关基因多态性进行研究，尤其是PER3多态性(rs228697)与昼夜节律类型中的夜型密切相关，可预测人体对昼夜节律的影响及对倒班工作的适应性。

3.3 倒班工作耐受性及睡眠的影响

类2以work schedule tolerance，work，circadian rhythm，sleep，nursing staff’ hospital为主题词簇形成1个聚类，以护士人群为研究对象，探讨倒班对倒班工作耐受性及睡眠的影响。研究^[19-21]发现，倒班人员耐受力受倒班形式、倒班年限、人口变量(年龄、性别等)、节律类型(晨型和夜型)、性格特质、应对风格、社会支持等影响。MCDOWALL等^[22]发现，倒班护士睡眠质量较非倒班护士有统计学差异，且倒班是唯一对睡眠质量差异有影响的因素。

3.4 光照对倒班人员生物钟的影响与应对

类3以occupational medicine，adaptation，physiological，light，circadian clocks/physiology为主题词簇形成1个聚类，研究倒班中光照对人体生物钟的影响、适应与职业应对。倒班相关睡眠障碍是属于昼夜节律睡眠紊乱的一种类型，环境中引入照明后，可从调节时序的分子水平上破坏生物钟系统，导致内源性昼夜节律与外环境昼夜节律不匹配，出现睡眠障碍与广泛的健康问题^[23-24]。STOTHARD等^[25]发现，现代电子照明条件下人们近24 h制的生物钟发生了变化，产生了睡眠延迟，如果倒班人员褪黑素水平分泌延迟，则能适应倒班引起的昼夜节律改变。美国睡眠医学会(American Academy of Sleep Medicine，AASM)在睡眠节律障碍治疗方案共识报告^[26]中指出，光照疗法为睡眠时相障碍患者的2~3级推荐治疗指南性方案。研究^[27]表明，光照疗法可以降低夜班倒班人员困意，提高警觉性。同时，根据光照对人体的影响，应指导倒班人员开车回家途中带墨镜或白天休息时用遮光窗帘遮挡，提高其倒班后的睡眠质量。

3.5 应用药物治疗倒班人员睡眠障碍

类4以circadian rhythm/drug effects，employment，personnel staffing and scheduling，workload为主题词形成1个聚类，以研究护士在倒班工作中应用药物对抗倒班引起的生理节律改变及药物不良反应为主。在美国、加拿大、澳大利亚、新西兰等国家支持应用包括莫达非尼、褪黑激素等提高夜班警觉性和促进白天睡眠的药物，但也有研究^[28]发现使用莫达非尼类药物有引发头痛、失眠的不良反应。CENTOFANTI等^[29]指出，在应对倒班引起的昼夜节律改变的措施中，以咖啡和小睡为主。夜班前或夜班中20 min~1 h的小睡能够抵消倒班工作引起的疲劳，提高工作警觉性，减少工作失误；夜班前30 min饮用咖啡(40 mg/kg)能有效缓解主观思睡，且不影响下夜班后的睡眠。但如果咖啡饮用量超过400 mg/d，会增加睡眠障碍、心理困扰、腹部疼痛、体质量增加等不良反应^{[12, 29]}。

3.6 倒班对职业相关疾病及心血管等慢性疾病的影响

类5以cardiovascular diseases/etiology，occupational diseases/etiology，occupational exposure/adverse effects，occupational diseases/epidemology，cardiovascular disease/epidemology为主题词形成1个聚类，主要关注倒班作为职业暴露因素对职业相关疾病、心血管疾病风险影响的研究。WYSE等^[30]对277 168名从业人员进行调查，以倒班作为职业暴露因素，发现倒班人员更容易出现肥胖、糖尿病、睡眠障碍及心理健康问题。YILDIZ等^[31]通过调查倒班护士的工作条件及生活方式，发现护士夜班期间各类零食、含糖饮料、酒等饮食增加，糖尿病、心血管及胃肠道症状发生率显著高于其他同类研究。研究^[32]发现，倒班护士心理压力较大，且与功能性胃肠疾病相关。胃肠道不适症状的发生以20~30岁年轻女性为主，并伴有精神压力，而心血管疾病则多伴有吸烟^[8]。

3.7 倒班对护士职业健康和工作满意度的影响

类6以nurses/psychology，health status，occupational health，work schedule tolerance/physiology，nursing staff’ hospital/psychology，job satisfaction为主题簇形成1个聚类，该类研究主要关注医院护理人员对倒班的耐受性及其对健康和工作满意度的影响。有研究^{[9, 32]}发现，睡眠质量和工作满意度随着白班至永久夜班的转变而下降，倒班护士精神压力、疲劳较严重，工作满意度较低。CHANG等^[33]研究发现，倒班护士睡眠质量与工作满意度呈正相关，可以通过对工作的意义、责任、职位、自我实现的感知及良好的工作环境等提高倒班护士的工作满意度，并促进其身心健康。

3.8 倒班引起的生活方式改变对生理节律与睡眠的影响

类7以shift work schedule，nurses，sleep disorders，circadian rhythm/epidemology，nurses/statistics & numerical data，life style为主题词簇形成1个聚类，以倒班引起护士生活方式、生理节律改变，导致睡眠障碍的研究为主。HWANG等^[34]对2 616名机场工作人员调查发现，倒班人员饮酒次数、平均血压均显著高于非倒班人员。JEONG等^[35]通过构建倒班护士睡眠质量的结构模型发现，昼夜节律、倒班状态与经历、压力反应可以影响倒班护士的睡眠质量。应对倒班人员开展基于证据的健康教育，普及健康的生活方式，如睡觉前6 h避免饱食、饮酒、咖啡摄入，睡前3 h停止运动，建立规律的倒班后睡眠时间，在下夜班后9：00至13：00固定4 h的有效睡眠时间等，以促进其身心健康。

综上所述，本研究利用共词聚类分析方法对倒班相关论文的主题进行分析，总结了该领域的研究热点与发展趋势。目前针对倒班的相关研究以护士人群为主，主要研究内容为倒班对机体生理节律的影响，发现倒班可导致睡眠、觉醒障碍，引起工作满意度降低、身心健康受影响等；对倒班引起的睡眠障碍的治疗以光照疗法、小睡、咖啡干预为主。倒班相关的职业防护及对慢性病的影响方面的研究可能是未来的研究趋势。