基于大型设备日志分析的卫生技术评估及应用

杨 坤,吴晓芬,邵 蕾

同济大学附属同济医院设备物资处,上海 200065

随着医学影像学的发展,大型医疗设备检查的普及,使医学影像检查成为疾病诊断的主要辅助手段之一。尤其是CT检查在临床上的广泛应用,几乎涉及每一个系统和脏器,对病灶的定位和定性有着很高的价值。在实现CT设备在临床疾病诊断中作用的同时,为了合理配置设备,越来越多的医疗机构开展医院卫生技术评估(hospital-based health technology assessment, HB-HTA),该方法主要从基本情况、技术层面、患者层面、医院层面和经济层面5个方面的26个问题进行评价[1-2]。其中球管使用率成为医院大型医疗设备采购实行HB-HTA的重要依据之一。然而传统的CT球管使用情况统计已经无法满足大量产生的日志文件,因此迫切需要利用更加智能化的方法对CT球管的使用情况进行分析,对其使用率进行评估,从而提升球管管理的空间,减少对临床诊断工作造成的影响,降低维护成本,延长球管使用寿命,最大程度的发挥医疗资源的应用性和实用性,并为采购及开展HB-HTA提供依据[3]。

1 材料与方法

1.1 材料

一号机房配备的16排CT购于2005年,至今已经运行了14年。根据维修记录统计,2017年3月—2018年6月共报修35次,平均每月维修2.3次。再加上每月一次的维护保养,这台设备的实际使用率是较低的。为精确了解这台设备的使用情况,我们将对设备日志进行分析,从而为设备的更新提供客观依据。

首先将CT设备的操作系统与数据采集卡对接,通过采集卡采集2016年6月—2018年4月的日志文件。将采集到的日志文件进行解析,然后使用一定的计算公式提取相关参数指标用于统计分析,见表1。

1.2 方法

首先采用Pandas统计软件对开机时长、有效时长、检查数、扫描数等数据进行分析。Pandas是python的一个数据分析包,为大数据及时间序列分析提供了很好的支持。

然后使用Pearson分析方法对扫描数量、开机使用效率、总开机时间等指标进行相关性分析,寻找它们之间的关联。

表1 CT设备日志解析Tab.1 Log parsing of CT equipment

2 结果

2.1 统计结果

通过统计可以得到每天扫描时间、每天开机时间、检查数和扫描时间/开机时间的中位数、标准差、最小值、最大值和25%、50%、75%的数据结果,分析结果见图1。结果显示:每天开机时长分布在7～9 h,平均开机时长为8h;每天有效开机时长分布在3～5 h,平均有效开机时长4h;效率百分比为50%。

图1 Pandas统计分析结果Fig.1 Statistical analysis of Pandas

(开机时长:all_day_long_hour,扫描数:scanCount,有效时长:time_difference_hour,效率百分比:percentage)

2.2 相关性分析

使用Pearson分析方法进行相关性分析,0.8～1.0表示极强相关,0.6～0.8表示强相关,0.4～0.6表示中等程度相关,0.2～0.4表示弱相关,0.0～0.2表示极弱相关或无相关,分析结果见图2。由此可见:扫描数量和开机使用效率总开机时间只有中等程度相关;使用率和总开机时间呈弱相关,使用率和总扫描时间的相关性并不强。同时可以看到开机越长,扫描数量越多,扫描时间不是相关性增长,因此进一步分析可以估计球管保养也花掉不少扫描时间。

图2 Pearson相关性分析结果Fig.2 Pearson correlation analysis results

根据上述分析结果,我们可以进一步得到结论:该设备由于使用年限较长,维修率较高,导致其球管使用率较低。这样的设备使用率以及维修率已经无法满足日益增长的检查患者的需求,而且维修率的增加导致维修成本的提高。因此,为了满足临床检查的需求,缩短患者检查时间,医院应采购新设备以解决医院、患者面临的上述几个问题。这个分析结果可以在使用HB-HTA进行采购论证时,可以作为医院层面调研的依据。

3 讨论

基于CT球管使用情况的日志分析,可以提高统计CT使用率的准确性。CT检查是目前应用较为普遍的辅助诊断方式,CT设备的利用率是医院管理者主要关注点之一[4]。一般CT的使用率都是通过检查数量或者曝光次数来统计的,这样的统计结果虽然有一定的客观性,但是无法寻找CT开关机时间与球管曝光之间的精确关系,导致使用率统计结果存在偏差。为了更充分地管理医疗设备,提高设备使用率,需要寻找更可靠、更精确的统计方法[5]。

基于CT球管使用情况的日志分析,可改善医疗设备使用率。通过信息化分析方法科学地获得设备使用率,推动医疗设备使用率的改善,实现医院精细化管理,尽可能地避免由于安全隐患和医疗差错,为医院管理者提供决策支持。同时,通过改善使用率可以优化影像检查服务流程,提高患者的就医体验[6]。

基于CT球管使用情况的日志分析结果,为HB-HTA提供评估依据。HB-HTA是为医院决策者提供循证和全面的信息并且提供技术投资决策所需的证据[7],但是由于卫生技术评估技术的应用还处于起步阶段,因此我们需要探讨一个更客观、更科学的评估方式。通过信息化分析方法可以快速、精确地获得设备运行情况,提升医疗设备使用效率和效益,有效改进设备预算管理[8]。

基于CT球管使用情况的日志分析,可为全院设备排班分配提供依据。本文探讨了一台CT设备的日志分析,并获得了有效的统计结果。因此我们可以将医院其他设备一并纳入分析列表中,结合不同设备的性能特点,从全院角度整体分析所有大型医疗设备的使用情况,在医疗设备资源不足、患者及临床需求增多的情况下,统筹安排、统一排班,进一步提高设备使用效率,从而减少医患矛盾,提高患者检查就诊体验度。

通过对设备日志的进一步分析,我们还可以获取更多的设备使用信息,通过对相关信息的针对性分析,可以对设备的应用提供更加精准的指导。如通过对设备扫描部位与扫描模式信息,结合检查结果的阳性率,可指导相关临床科室的诊疗工作,减少不必要的检查;基于球管保管次数、球管电压及错误日志分析,可指导设备的预防性维护和预防性维修工作,有效降低设备的故障率,减少停机时间。

4 总结

目前社会人口老龄化、疾病复杂化等情况的发展,患者对医疗卫生的需求也日益增长,医院面临着与日俱增的压力和挑战。随着信息技术、互联网技术、算法技术的发展,医学科技的进步,进一步加速了创新性卫生技术的出现[9]。医疗设备越来越走向智能化,医学影像学成为临床诊断的重要手段。由于CT、MR等医疗设备的投入资金很大,因此如何科学地选择设备、有没有必要采购设备、如何平衡设备投入与产出之间的关系,是每位医疗管理人员需要思考的问题。通过智能化地分析设备日志文件,从日志中获得更准确的设备运行信息,可以为用HB-HTA方法进行采购决策提供有效的证据。大数据、机器学习、深度学习等技术的发展必将给HB-HTA带来更有效的评估方法。