数据可视化背景下雷达图在医院管理中的应用

吴颖慧 叶小巾

(北京大学第一医院门诊部，北京市 100034，E-mail：1985wuyinghui@163.com)

卫生管理

数据可视化背景下雷达图在医院管理中的应用

吴颖慧 叶小巾

(北京大学第一医院门诊部，北京市 100034，E-mail：1985wuyinghui@163.com)

目的 探讨雷达图在医院管理中的应用价值。方法 根据雷达图的原理、结构及绘制方法，利用对比值标准化法对2013～2014年香港医管局九龙的三个医院联网运营情况，及利用Min-Max标准化法对2015年北京某医院A、B两科室的绩效情况进行分析。结果 九龙西医院联网的整体运营规模明显高于平均水平，九龙中、九龙东医院联网略低于平均水平，三者的效率指标各有优劣。A、B两个科室总体医疗绩效相当，A科室在医务管理、医保管理、感控管理及设备耗材管理方面都优于B科室，B科室仅门诊管理与药学管理的绩效水平较高。结论 应用直观、易懂的雷达图，可为医院管理者一目了然地把握重点，制定管理决策提供依据；利用现代数据技术，可释放医院信息系统大量数据的管理功能。

医院管理；数据可视化；雷达图

随着计算机与互联网的日益普遍，我们进入了大数据时代。被誉为“大数据时代的预言家”英国牛津大学网络学院互联网研究所教授维克托·迈尔-舍恩伯格曾说，大数据的真实价值就像漂浮在海洋中的冰山，第一眼只能看到冰山的一角，绝大部分都隐藏在表面之下[1]。从海量数据中提炼可信、有效、新颖的知识信息的过程可以粗略地认为是数据挖掘。而将数据进行科学展示，就需要利用数字技术将各种复杂的数据信息转换为直观易懂的图形、图像等，揭示其内在规律，这一过程便是数据可视化。在我国目前的经济活动中，数据挖掘和数据可视化已成为金融、电信、生物等领域的重要技术支持手段，医院拥有大量的数据资料积累，但大多仍沿用传统的查询、统计功能，结果也多以常见的柱状图、曲线图等展示，而使数据以“可视化”的角度为管理决策所用的医院并不多。

1 雷达图的基本原理

图是一种表示对象之间关联信息的数据抽象。节点链接图是数据可视化中表现图结构数据最古老也是最重要的方法之一[2]。它以空间中的二维或三维节点代表对象，用节点之间的连线代表对象之间的关联信息，通过布局算法将大量的节点与连线有组织地展现出来。雷达图不仅是典型的节点链接图，也是一种图形数值相结合的综合评价方法。

雷达图又称为戴布拉图、螂蛛网图、蜘蛛图，是一种模仿雷达荧光屏绘制的图表，能用多维的定量指标反映定性问题的模型工具。一般用于财务综合状况的评价，即从企业的收益性、安全性、流动性、生产性、成长性5个方面分析企业的经营成果，将这5个评价指标用比率的形式折射到一个二维平面，连接各比率的节点，构成一幅类似航空雷达图的图示[3]，从而直观描述企业经营的总体状况，以便使用者能一目了然地找出各项评价指标的变动情况及其好坏趋向。

2 雷达图的结构与绘制

2.1 雷达图的结构 雷达图通常由n个同心圆组成，这n个不同半径的同心圆代表不同的水平。雷达图的基本结构如图1所示，图中有3个同心圆，可以规定最内层半径为0.5的小圆代表最差水平，最外层半径为1.5的大圆代表最好水平，中间半径为1.0的代表平均水平或某一特定标准；从圆心出发，引出的m条射线将圆平均分割，每条射线就代表一个评价指标，即m个评价维度；以各射线指向圆心的方向为各自的正方向，将评价主体的标准化值标在图中相应的射线上，然后将各节点按顺序连接起来，形成不规则的闭环多边形，就绘制出了所需要的雷达图。

图1 雷达图的基本结构

2.2 雷达图的绘制 随着计算机的发展，雷达图已经不是原始的手工描绘，常见的办公软件都具备了雷达图的自动生成功能，如Microsoft Office Excel等。具体的绘制方法一般分为5个步骤：(1)输入需要考核分析的评价指标：评价指标数量适当为宜，数量太多会分散管理人员的注意，而数量太少，可能会流于片面，评价意义不大。(2)输入评价主体的参照数值，如行业平均值或某一特定参考标准。此项若无，可省略。(3)输入评价主体的实际数值。(4)数据标准化处理。在多维评价体系中，由于各评价指标的性质不同，可能具有不同的量纲和数量级，难以直接比较。如果各指标之间的水平相差很大，直接使用其实际数值进行分析，就会突出数值较高的指标在评价图表中的作用，则相对削弱数值水平较低的指标的作用。另外，有的评价指标为正向关系，如出院人数，数值越大，表示结果越好；有的为负向关系，如平均住院日，数值越大，则表示结果越差。制图时，应将所有指标转变为同向指标，一般设为正向指标。因此，为了保证结果的可靠性与客观性，需要对数据进行标准化处理。常见的数据标准化方法有对比值标准化法[4]和Min-Max标准化法[5]。①对比值标准化法，是计算实际值与参照值之间的比率关系，适用于各评价指标的单位不同，公式为：当为正向型指标时，Zi= Xi/Yi；当为负向型指标时，Zi= Yi/Xi；其中，Zi表示第i个评价主体的标准化对比值，Xi表示第i个评价主体的实际数值，Yi为第i个评价主体对应的参照数值。标准化对比值Zi围绕1上下波动，大于1说明高于参照水平，小于1说明低于参照水平。② Min-Max标准化法，是对实际数值进行线性变换，适用于各评价指标的单位相同，公式为：Zi=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。其中，Zi为第i个评价主体标准化后的数据，Xi表示第i个评价主体的实际数值，Xmin与Xmax分别表示该i评价主体所有评价结果中的最小值和最大值。经过公式处理后，实际值Xi将被标准化映射为区间[0，1]中的值Zi。(5)创建雷达图，并进行图表调整与美化。

3 雷达图的应用与分析

使用图形和图像来表征数据是可视化的基本思想，其相对直观、易于领会。雷达图是专门用来进行多指标体系比较分析的专业图表。从雷达图中可以看出指标的实际值与参照值的偏离程度，常用于倾向分析和重点把握。从文献检索来看，目前使用雷达图较多的领域是气象学、企业经济、计算机应用等。因此，在医院管理方面可探索应用于单个或多个评价主体的结果展示、前后效果对比、多维数据对比等，例如判断医院在行业经营管理中的水平、分析科室自身优劣势、评价员工绩效能力、把握重点项目数据分布等。本文以香港及北京某医院为例，分析雷达图在医院管理中的应用情况及价值。

3.1 医院联网运营雷达图的应用与分析 根据公立医院和诊所所属区域，香港医院管理局将所有公立医院和诊所分为7个医院联网，分别是香港岛的港岛东医院联网和港岛西医院联网，九龙的九龙中医院联网、九龙东医院联网、九龙西医院联网，新界的新界东医院联网和新界西医院联网。每个医院联网管辖多家规模大小不一的医院。根据香港医管局官网公布的2013～2014年统计年报[6]，以九龙的3个医院联网为例，分析其医院联网的规模、服务量、服务效率等运营情况。由于各运营指标的量纲不同，采用对比值标准化法进行数据处理，其中住院病人平均住院日数为负向指标，其标准值使用对应的7个医院联网平均值除以实际数值，见表1。

表1 2013～2014年香港九龙中、九龙东与九龙西3个医院联网的运营情况

注：1.所列运营指标均来源于香港医管局官方统计年报，未作修改；2.*为负向指标。

图2 2013～2014年香港九龙中、九龙东与九龙西医院联网运营雷达图

雷达图图形面积的大小反映了评价对象状况的优劣，图形面积越大表示其优势越大，图形面积越小则优势越小，越应予以关注，当对应指标越靠近圆心时说明问题越严重。图2是通过实际值与行业平均值的对比值描绘出来的雷达图。如前所述，标准化对比值围绕1上下波动，因此设定半径为1的同心圆代表香港医管局7个医院联网的平均水平；通常取行业平均值的一半，即半径为0.5的同心圆代表消极状况；取行业平均值的1.5倍及以上为积极状况。图2显示，九龙中医院联网与九龙东医院联网的雷达图面积基本相当，多数指标围绕在半径为0.5至1的同心圆附近，而九龙西医院联网的雷达图面积远在它们之外，指标主要分布在半径为1.5至2的同心圆上。可见，从整体运营规模上，九龙西医院联网明显高于香港医管局平均水平，九龙中、九龙东医院联网略低于平均水平，这正好与其所辖医院的性质相关：九龙中、东医院联网所辖医院主要为急症医院、社区医院，以及精神科、康复科和疗养的延续护理医院；九龙西医院联网除具有上述性质外，还包括两所全科医院和大型地区医院，因此，在病床数量，门诊、急诊及住院服务量，手术数目等方面九龙西医院联网处于明显优势。从效率指标来看，3个医院联网的病床使用率都集中在平均水平，但在平均住院日数方面，九龙东医院联网优于九龙西医院联网，九龙中医院联网最差，说明在病床工作负荷相当的情况下，九龙东的病床管理能力较强，九龙中则应考虑医疗技术水平服务质量、病房管理情况及病人入院疾病类别等影响因素，以提高病床的工作效率。另外，九龙西医院联网虽然规模较大，服务量很高，但其效率指标未见明显优势，发展欠均衡。因此，各医院联网应充分了解自身优点和差距，分析原因，确定管理重点，制定改进措施，如努力吸引病源提升诊疗服务能力，制定激励机制提高运营效率，达到医院管理的可持续发展。

3.2 医院科室绩效评估雷达图的应用与分析 在国家深化医改的大背景下，落实医院科室绩效考核是推进公立医院运行机制改革、加强医院内部管理的重要举措。北京某医院研究设计了一套医疗综合目标评估方案，并已实施多年，评估体系涉及医务管理、门诊管理、医保管理、药学管理、感控管理、护理管理、设备耗材管理等共7类48个评估指标。2015年度内科系统A、B两科室的评估得分见表2。因各指标单位相同，可采用Min-Max标准化法进行数据处理。

表2 2015年度某医院A科室与B科室医疗绩效评估得分表(分)

图3 2015年某医院A、B两科室医疗绩效评估雷达图

表2结果显示，A科室实际总得分与B科室非常接近，说明两个科室的总体医疗绩效相当。且各评估指标分值之间的差距很细微，管理者很难快速判断这两个科室在哪些方面表现得好，哪些方面表现仍需加强，而从雷达图(见图3)中便可一目了然。由于Min-max标准化数值落在[0，1]区间，可规定半径为0.5的同心圆代表平均水平，半径为1的同心圆代表最佳水平。从整体医疗绩效情况来看，A、B科室的雷达图图形面积相近，与其评估表得分一致。7个评价指标中，两科室各有5个指标落在0.5半径的同心圆外，说明整体医疗绩效高于医院平均水平。从分项指标来看，A科室在医务管理、医保管理、感控管理及设备耗材管理方面都优于B科室，B科室仅门诊管理与药学管理的绩效水平明显高于A科室。原因分析及对策建议：(1)护理管理方面，两科室都表现最佳，这与该院护理部总体管理水平较好有关。

(2)医务管理方面，两科室表现平平，A科室略高于平均水平，B科室低于平均水平，都应重点加强病历质量、医疗纠纷发生率、纠纷赔偿额及平均住院日等管理。(3)门诊管理方面，B科室优于A科室，与其门诊投诉率较低有关，因此A科室应加强医患沟通，优化门诊就诊流程。(4)医保管理方面，B科室标准得分0.53，应针对该科室的医保违规问题进行专科辅导及宣教。(5)药学管理方面，B科室达最优水平，A科室位于平均水平，可能与A科室因患者的免疫抑制状态而常需要在病原体确定前使用广谱抗生素有关，应关注抗生素使用合理性。(6)感控管理方面，A科室表现最佳，可能与该科室住院患者多存在免疫受损，促使医护人员自觉重视感染控制有关，而B科室标准得分0.76，虽高于平均水平，但该科室住院患者部分存在传染性，更应在日常诊疗工作中加强手卫生依从性检查等感控监测。(7)设备耗材方面，两科室均应强调耗材的领用计划性。总之，对于同一评估维度上不同科室间差异较大者，科室应重视绩效弱势领域，发掘问题加以改进；对于同一评估维度上科室间差异较小但都表现欠佳者，可从医院层面思考，挖掘深层原因，提升管理部门的整体水平等。

4 雷达图应用的展望

本文利用两种数据标准化法，应用雷达图对医院联网运营、科室医疗绩效分别进行了横向对比，分析各自优势与差距。雷达图的延伸应用，可以结合其他统计分析方法，如在香港医管局的医院联网运营雷达图的基础上，增加投入产出数据，可进一步挖掘各医院联网的规模收益状况等。医院拥有庞大的信息化平台，各信息系统中蕴含了丰富的临床及管理方面的大量数据，如医院的HIS、人事、财务、设备、药物、患者的诊疗信息、社会特征等数据，这些信息不仅对医院日常业务的管理细节进行详细记录，还能对医院的历史状态进行纵向分析[7]。数据可视化技术的应用及推广，为医院管理者、科研工作者对数据资源的分析、管理、决策及研究提供了技术支持。浩淼的医疗信息资源需要使用现代数据技术去组织、分析与利用，探索数据可视化技术在医院管理方面的研究具有重要的理论价值和现实意义。

[1] 维克托·迈尔-舍恩伯格,肯尼思·库克耶.大数据时代:生活、工作与思维的大变革[M].盛阳燕,周 涛,译.杭州:浙江人民出版社,2013:1.

[2] Herman I,Melançon G,Marshall MS.Graph visualization and navigation in information visualization:a survey[J].IEEE Trans Vis Comput Graph,2000,6(1):24-43.

[3] 张鸿杰,贾丛民.中国审计大辞典[M].沈阳:辽宁人民出版社,1990:76-77.

[4] 邵希娟,杜丽萍.财务分析中雷达图的阅读与绘制[J].中国管理信息化,2006,9(2):42-44.

[5] 张建宁.雷达图在360度绩效评价中应用研究[J].财会通讯,2011(10):53-54.

[6] 医院管理局,策略发展部,统计及人力规划部.医院管理局2013-2014统计年报[EB/OL].(2015-06-01)[2016-01-30]http://www.ha.org.hk/haho/ho/stat/HASR1314_3.pdf.

[7] 戴怡妍.数据挖掘技术在医院管理中的应用[J].中国卫生产业,2014(14):185-186.

吴颖慧(1985～)，女，硕士，研究实习员，研究方向：医院管理。

R 197.3

B

0253-4304(2016)07-1050-04

10.11675/j.issn.0253-4304.2016.07.49

2016-02-29

2016-05-25)