多维数据离群点检测算法在医疗设备管理能力评估中的应用研究*

王子洪 郭宇峰 郭 熙 韩锦川*

医疗设备是医院临床诊疗工作的重要辅助工具，在医学研究、临床诊疗、疾病康复及家庭保健等众多领域发挥着日趋重要的作用，其质量水平和安全性能直接影响患者的健康与生命安全[1-2]。医疗设备管理作为医院管理的重要组成部分，是保障医疗质量和医疗安全的核心要素，如何构建现代化的医疗设备管理模式成为医院管理关注的研究热点[3]。目前，医疗设备管理的相关研究更重视设备本身存在的问题，缺乏对工程人员、规章制度和安全管理的全面考量，制约了医疗设备的效益提升和医院管理水平的提升[4-5]。本研究从医疗设备管理能力评估的角度出发，建立医学工程技术人员管理能力模型，通过多维数据离群点检测算法挖掘医学工程技术人员在专业知识、专业技能和职业素养方面的不足，提出多维的医疗设备管理新举措，提升医院医疗设备管理水平。

1 资料与方法

1.1 研究资料

选取陆军军医大学第一附属医院2015年7月至2019年6月四年间的医疗设备管理数据，依据医疗设备管理评估模式的不同，将2015年7月至2017年6月的医疗设备管理能力评估数据纳入对照组，采用传统的管理事项评估模式，涉及692台常规在用医疗设备，其中进口设备227台(占32.80%)，国产设备465台(占67.20%)；将2017年7月至2019年6月的医疗设备管理能力评估数据纳入观察组，采用多维的管理能力评估模式，涉及738台常规在用医疗设备，其中进口设备261台(占35.37%)，国产设备477台(占64.63%)。两组数据在设备品牌类型、管理职责内容等一般资料对比无差异，可进行比较。

1.2 管理方法

(1)对照组管理方法：采用传统的管理事项评估模式，即按照医疗设备管理内容的不同，将维修、计量、维护、采购及报废等事项的考核结果进行累加，作为医学工程技术人员管理能力的评估值。

(2)观察组管理方法：采用多维的管理能力评估模式，通过专业知识、专业技能和职业素养评估建立医疗设备管理能力模型，通过多维数据离群点检测算法测算医学工程技术人员的医疗设备管理能力，根据医学工程技术人员管理能力评估数据，按季度制定医疗设备管理能力提升策略。

1.3 管理能力模型

(1)专业知识评估：设定医疗设备管理知识的单项分值为Kij(i∈[1，54]，j∈[1，6])，i为医疗设备类型，j为某类型医疗设备的临床应用、结构原理、技术参数、安全规范、质量标准及相关法规政策等项目序号，评估方式为按季度对医学工程技术人员进行理论考核[6-7]。第l位医学工程技术人员的专业知识评估算法为公式1：

式中Xl为第l位医学工程技术人员专业知识评估分值，Xl∈[0，100]；αij为知识元素的权重。

(2)专业技能评估：设定医疗设备管理技能的单项分值为Sim(i∈[1，54]，m∈[1，4])，i为医疗设备类型，m为某类型医疗设备的使用操作、日常维护、故障维修、计量检测等项目序号，评估方式为按季度对医学工程技术人员进行随机工作抽查和技能考核，两项分值各占50%[8-9]。第l位医学工程技术人员的专业技能评估算法为公式2：

式中Yl为第l位医学工程技术人员专业技能评估分值，Yl∈[0，100]；βim为技能元素的权重。

(3)职业素养评估：设定医学工程技术人员职业素养的单项分值为Qn(n∈[1，3])，n为医学工程技术人员的工作效率、服务态度和责任意识等项目序号，评估方式为按季度对医学工程技术人员进行工作量统计、临床服务满意度调研和工作记录检查，分值比例为30∶30∶40。第l位医学工程技术人员的职业素养评估算法为公式3：

式中Zl为第l位医学工程技术人员职业素养的评估分值，Qn∈[0，100]；γn为职业素养元素的权重。

1.4 多维数据离群点检测算法

离群点(outlier)是指数据对象中显著不同于其他数据的“异常”数据，可用于挖掘医疗设备管理能力中不同于常规群体的优势或劣势项目。由于研究对象涉及2个以上属性，医院采用X2统计量的多元离群点检测算法。对于某位医学工程技术人员的医疗设备管理能力，X2统计量为公式4：

1.5 评估数据应用

根据多维数据离群点检测结果，按季度制定医疗设备管理能力提升策略。回顾性分析上季度医学工程技术人员管理能力评估数据，依据评估数据，下季度医院采取相应的改进举措。①对接医学工程技术人员季度考核结果，指导绩效分配和工作岗位调整，创建持续发展的竞争平台和工作氛围；②对医学工程技术人员的劣势项目进行集中培训，建立帮扶工作小组，增加劣势群体的检查频率和考核内容；③对问题比较集中的医疗设备，组织开展主题研讨，重新修订维护和维修方案，对设备的购置计划和报废处理进行组织决策[10-11]。

1.6 观察与评价指标

(1)管理能力：由27位医疗设备管理人员进行数据评估，统计两组医疗设备管理能力评估数据中的专业知识考核成绩、临床满意度和工作差错率，对比医疗设备管理能力的差异。其中专业知识考核成绩为设备管理人员的年度理论考核成绩，临床满意度为每年医疗设备管理人员对设备技术服务的满意程度，工作差错率为抽查设备管理人员工作中存在的操作不规范、应答不及时或造成设备损坏的比例。

(2)管理效果：统计两组数据中的医疗设备开机率、故障自修率和管理费用增幅，对比医疗设备管理效果的差异。其中设备的故障类型、周期、处理方式、费用支出等数据均通过维修记录单进行采集。

1.7 统计学方法

采用SPSS22.0软件对研究数据进行统计学分析，计量资料以均值±标准差(±s)表示，两组间进行t检验，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组医疗设备管理能力比较

观察组根据多维数据离群点检测结果，按季度制定医疗设备管理能力提升的策略，医学工程技术人员的管理能力评估值变化呈上升趋势。同时，医学工程技术人员存在明显劣势的医疗设备维修、安全规范和责任意识3项指标上升趋势明显。观察组医疗设备管理能力评估值变化趋势见图1，3项劣势能力评估值变化趋势见图2。

图1 观察组医疗设备管理能力评估值变化趋势

图2 观察组3项劣势能力评估值变化趋势

对比两组医疗设备管理能力评价指标，观察组的专业知识考核成绩和临床满意度高于对照组，工作差错率低于对照组，两组比较差异有统计学意义(t=2.526，t=2.820，t=2.596；P＜0.05)，见表1。

表1 两组医疗设备管理能力评价指标比较(±s)

表1 两组医疗设备管理能力评价指标比较(±s)

2.2 两组医疗设备管理效果比较

对比两组医疗设备管理效果评价指标，观察组的设备开机率和故障自修率高于对照组，管理费用增幅低于对照组，两组比较差异有统计学意义(t=2.335，t=2.211，t=2.107；P＜0.05)，见表2。

表2 两组医疗设备管理效果评价指标比较(±s)

表2 两组医疗设备管理效果评价指标比较(±s)

3 讨论

医疗设备管理质量受诸多因素影响，除设备本身外，医院医学工程技术人员的管理能力是最为关键的节点。如何提升医学工程技术人员的管理能力，医院应建立医疗设备管理能力的标准，明确医学工程技术人员的工作职责，并通过科学合理的评价模式进行常态化检查和监督，及时向医学工程技术人员反馈管理工作中存在的问题，指导医学工程技术人员进行管理能力的提升和管理工作的改进。目前，国内医院积极开展医疗设备管理模式的创新研究，方向以设备维修管理为主，在预防性维修方面创新了工作方法，但在医学工程技术人员的职业能力评估[3]和管理方面研究较少。

医疗设备管理能力模型从专业知识、专业技能和职业素养3个层面采集评估数据，观察组通过x2统计量的多元离群点检测算法进行管理能力评估，将结果用于指导科室绩效分配、学习培训和设备管理方案的修订。对比分析两组医疗设备管理能力的观察评价指标的结果显示，观察组的专业知识考核成绩和临床满意度高于对照组，工作差错率低于对照组；两组医疗设备管理效果的观察评价指标对比结果显示，观察组的设备开机率和故障自修率高于对照组，管理费用增幅低于对照组。本研究结果表明，多维的管理能力评估模式可提升医学工程技术人员的管理能力和管理效果。

4 结论

医疗设备的不断发展，设备的品牌类型、临床功能和结构性能发生的大变化，对于医学工程技术人员的设备管理能力提出了新的要求。建立医学工程技术人员的岗位胜任力标准，搭建政府、行业和医院间的合作平台，规范职业行为，提高管理标准，可为医院的现代化管理提供制度保障[12-13]。多维数据离群点检测算法在医疗设备管理能力评估中具有重要的应用价值，能够使医学工程技术人员的管理能力和水平得到有效提升。