數據可視化背景下雷達圖在醫院管理中的應用

吳穎慧 葉小巾

(北京大學第一醫院門診部，北京市 100034，E-mail：1985wuyinghui@163.com)

衛生管理

數據可視化背景下雷達圖在醫院管理中的應用

吳穎慧 葉小巾

(北京大學第一醫院門診部，北京市 100034，E-mail：1985wuyinghui@163.com)

目的 探討雷達圖在醫院管理中的應用價值。方法 根據雷達圖的原理、結構及繪制方法，利用對比值標準化法對2013～2014年香港醫管局九龍的三個醫院聯網運營情況，及利用Min-Max標準化法對2015年北京某醫院A、B兩科室的績效情況進行分析。結果 九龍西醫院聯網的整體運營規模明顯高于平均水平，九龍中、九龍東醫院聯網略低于平均水平，三者的效率指標各有優劣。A、B兩個科室總體醫療績效相當，A科室在醫務管理、醫保管理、感控管理及設備耗材管理方面都優于B科室，B科室僅門診管理與藥學管理的績效水平較高。結論 應用直觀、易懂的雷達圖，可為醫院管理者一目了然地把握重點，制定管理決策提供依據；利用現代數據技術，可釋放醫院信息系統大量數據的管理功能。

醫院管理；數據可視化；雷達圖

隨著計算機與互聯網的日益普遍，我們進入了大數據時代。被譽為“大數據時代的預言家”英國牛津大學網絡學院互聯網研究所教授維克托·邁爾-舍恩伯格曾說，大數據的真實價值就像漂浮在海洋中的冰山，第一眼只能看到冰山的一角，絕大部分都隱藏在表面之下[1]。從海量數據中提煉可信、有效、新穎的知識信息的過程可以粗略地認為是數據挖掘。而將數據進行科學展示，就需要利用數字技術將各種復雜的數據信息轉換為直觀易懂的圖形、圖像等，揭示其內在規律，這一過程便是數據可視化。在我國目前的經濟活動中，數據挖掘和數據可視化已成為金融、電信、生物等領域的重要技術支持手段，醫院擁有大量的數據資料積累，但大多仍沿用傳統的查詢、統計功能，結果也多以常見的柱狀圖、曲線圖等展示，而使數據以“可視化”的角度為管理決策所用的醫院并不多。

1 雷達圖的基本原理

圖是一種表示對象之間關聯信息的數據抽象。節點鏈接圖是數據可視化中表現圖結構數據最古老也是最重要的方法之一[2]。它以空間中的二維或三維節點代表對象，用節點之間的連線代表對象之間的關聯信息，通過布局算法將大量的節點與連線有組織地展現出來。雷達圖不僅是典型的節點鏈接圖，也是一種圖形數值相結合的綜合評價方法。

雷達圖又稱為戴布拉圖、螂蛛網圖、蜘蛛圖，是一種模仿雷達熒光屏繪制的圖表，能用多維的定量指標反映定性問題的模型工具。一般用于財務綜合狀況的評價，即從企業的收益性、安全性、流動性、生產性、成長性5個方面分析企業的經營成果，將這5個評價指標用比率的形式折射到一個二維平面，連接各比率的節點，構成一幅類似航空雷達圖的圖示[3]，從而直觀描述企業經營的總體狀況，以便使用者能一目了然地找出各項評價指標的變動情況及其好壞趨向。

2 雷達圖的結構與繪制

2.1 雷達圖的結構 雷達圖通常由n個同心圓組成，這n個不同半徑的同心圓代表不同的水平。雷達圖的基本結構如圖1所示，圖中有3個同心圓，可以規定最內層半徑為0.5的小圓代表最差水平，最外層半徑為1.5的大圓代表最好水平，中間半徑為1.0的代表平均水平或某一特定標準；從圓心出發，引出的m條射線將圓平均分割，每條射線就代表一個評價指標，即m個評價維度；以各射線指向圓心的方向為各自的正方向，將評價主體的標準化值標在圖中相應的射線上，然后將各節點按順序連接起來，形成不規則的閉環多邊形，就繪制出了所需要的雷達圖。

圖1 雷達圖的基本結構

2.2 雷達圖的繪制 隨著計算機的發展，雷達圖已經不是原始的手工描繪，常見的辦公軟件都具備了雷達圖的自動生成功能，如Microsoft Office Excel等。具體的繪制方法一般分為5個步驟：(1)輸入需要考核分析的評價指標：評價指標數量適當為宜，數量太多會分散管理人員的注意，而數量太少，可能會流于片面，評價意義不大。(2)輸入評價主體的參照數值，如行業平均值或某一特定參考標準。此項若無，可省略。(3)輸入評價主體的實際數值。(4)數據標準化處理。在多維評價體系中，由于各評價指標的性質不同，可能具有不同的量綱和數量級，難以直接比較。如果各指標之間的水平相差很大，直接使用其實際數值進行分析，就會突出數值較高的指標在評價圖表中的作用，則相對削弱數值水平較低的指標的作用。另外，有的評價指標為正向關系，如出院人數，數值越大，表示結果越好；有的為負向關系，如平均住院日，數值越大，則表示結果越差。制圖時，應將所有指標轉變為同向指標，一般設為正向指標。因此，為了保證結果的可靠性與客觀性，需要對數據進行標準化處理。常見的數據標準化方法有對比值標準化法[4]和Min-Max標準化法[5]。①對比值標準化法，是計算實際值與參照值之間的比率關系，適用于各評價指標的單位不同，公式為：當為正向型指標時，Zi= Xi/Yi；當為負向型指標時，Zi= Yi/Xi；其中，Zi表示第i個評價主體的標準化對比值，Xi表示第i個評價主體的實際數值，Yi為第i個評價主體對應的參照數值。標準化對比值Zi圍繞1上下波動，大于1說明高于參照水平，小于1說明低于參照水平。② Min-Max標準化法，是對實際數值進行線性變換，適用于各評價指標的單位相同，公式為：Zi=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。其中，Zi為第i個評價主體標準化后的數據，Xi表示第i個評價主體的實際數值，Xmin與Xmax分別表示該i評價主體所有評價結果中的最小值和最大值。經過公式處理后，實際值Xi將被標準化映射為區間[0，1]中的值Zi。(5)創建雷達圖，并進行圖表調整與美化。

3 雷達圖的應用與分析

使用圖形和圖像來表征數據是可視化的基本思想，其相對直觀、易于領會。雷達圖是專門用來進行多指標體系比較分析的專業圖表。從雷達圖中可以看出指標的實際值與參照值的偏離程度，常用于傾向分析和重點把握。從文獻檢索來看，目前使用雷達圖較多的領域是氣象學、企業經濟、計算機應用等。因此，在醫院管理方面可探索應用于單個或多個評價主體的結果展示、前后效果對比、多維數據對比等，例如判斷醫院在行業經營管理中的水平、分析科室自身優劣勢、評價員工績效能力、把握重點項目數據分布等。本文以香港及北京某醫院為例，分析雷達圖在醫院管理中的應用情況及價值。

3.1 醫院聯網運營雷達圖的應用與分析 根據公立醫院和診所所屬區域，香港醫院管理局將所有公立醫院和診所分為7個醫院聯網，分別是香港島的港島東醫院聯網和港島西醫院聯網，九龍的九龍中醫院聯網、九龍東醫院聯網、九龍西醫院聯網，新界的新界東醫院聯網和新界西醫院聯網。每個醫院聯網管轄多家規模大小不一的醫院。根據香港醫管局官網公布的2013～2014年統計年報[6]，以九龍的3個醫院聯網為例，分析其醫院聯網的規模、服務量、服務效率等運營情況。由于各運營指標的量綱不同，采用對比值標準化法進行數據處理，其中住院病人平均住院日數為負向指標，其標準值使用對應的7個醫院聯網平均值除以實際數值，見表1。

表1 2013～2014年香港九龍中、九龍東與九龍西3個醫院聯網的運營情況

注：1.所列運營指標均來源于香港醫管局官方統計年報，未作修改；2.*為負向指標。

圖2 2013～2014年香港九龍中、九龍東與九龍西醫院聯網運營雷達圖

雷達圖圖形面積的大小反映了評價對象狀況的優劣，圖形面積越大表示其優勢越大，圖形面積越小則優勢越小，越應予以關注，當對應指標越靠近圓心時說明問題越嚴重。圖2是通過實際值與行業平均值的對比值描繪出來的雷達圖。如前所述，標準化對比值圍繞1上下波動，因此設定半徑為1的同心圓代表香港醫管局7個醫院聯網的平均水平；通常取行業平均值的一半，即半徑為0.5的同心圓代表消極狀況；取行業平均值的1.5倍及以上為積極狀況。圖2顯示，九龍中醫院聯網與九龍東醫院聯網的雷達圖面積基本相當，多數指標圍繞在半徑為0.5至1的同心圓附近，而九龍西醫院聯網的雷達圖面積遠在它們之外，指標主要分布在半徑為1.5至2的同心圓上。可見，從整體運營規模上，九龍西醫院聯網明顯高于香港醫管局平均水平，九龍中、九龍東醫院聯網略低于平均水平，這正好與其所轄醫院的性質相關：九龍中、東醫院聯網所轄醫院主要為急癥醫院、社區醫院，以及精神科、康復科和療養的延續護理醫院；九龍西醫院聯網除具有上述性質外，還包括兩所全科醫院和大型地區醫院，因此，在病床數量，門診、急診及住院服務量，手術數目等方面九龍西醫院聯網處于明顯優勢。從效率指標來看，3個醫院聯網的病床使用率都集中在平均水平，但在平均住院日數方面，九龍東醫院聯網優于九龍西醫院聯網，九龍中醫院聯網最差，說明在病床工作負荷相當的情況下，九龍東的病床管理能力較強，九龍中則應考慮醫療技術水平服務質量、病房管理情況及病人入院疾病類別等影響因素，以提高病床的工作效率。另外，九龍西醫院聯網雖然規模較大，服務量很高，但其效率指標未見明顯優勢，發展欠均衡。因此，各醫院聯網應充分了解自身優點和差距，分析原因，確定管理重點，制定改進措施，如努力吸引病源提升診療服務能力，制定激勵機制提高運營效率，達到醫院管理的可持續發展。

3.2 醫院科室績效評估雷達圖的應用與分析 在國家深化醫改的大背景下，落實醫院科室績效考核是推進公立醫院運行機制改革、加強醫院內部管理的重要舉措。北京某醫院研究設計了一套醫療綜合目標評估方案，并已實施多年，評估體系涉及醫務管理、門診管理、醫保管理、藥學管理、感控管理、護理管理、設備耗材管理等共7類48個評估指標。2015年度內科系統A、B兩科室的評估得分見表2。因各指標單位相同，可采用Min-Max標準化法進行數據處理。

表2 2015年度某醫院A科室與B科室醫療績效評估得分表(分)

圖3 2015年某醫院A、B兩科室醫療績效評估雷達圖

表2結果顯示，A科室實際總得分與B科室非常接近，說明兩個科室的總體醫療績效相當。且各評估指標分值之間的差距很細微，管理者很難快速判斷這兩個科室在哪些方面表現得好，哪些方面表現仍需加強，而從雷達圖(見圖3)中便可一目了然。由于Min-max標準化數值落在[0，1]區間，可規定半徑為0.5的同心圓代表平均水平，半徑為1的同心圓代表最佳水平。從整體醫療績效情況來看，A、B科室的雷達圖圖形面積相近，與其評估表得分一致。7個評價指標中，兩科室各有5個指標落在0.5半徑的同心圓外，說明整體醫療績效高于醫院平均水平。從分項指標來看，A科室在醫務管理、醫保管理、感控管理及設備耗材管理方面都優于B科室，B科室僅門診管理與藥學管理的績效水平明顯高于A科室。原因分析及對策建議：(1)護理管理方面，兩科室都表現最佳，這與該院護理部總體管理水平較好有關。

(2)醫務管理方面，兩科室表現平平，A科室略高于平均水平，B科室低于平均水平，都應重點加強病歷質量、醫療糾紛發生率、糾紛賠償額及平均住院日等管理。(3)門診管理方面，B科室優于A科室，與其門診投訴率較低有關，因此A科室應加強醫患溝通，優化門診就診流程。(4)醫保管理方面，B科室標準得分0.53，應針對該科室的醫保違規問題進行專科輔導及宣教。(5)藥學管理方面，B科室達最優水平，A科室位于平均水平，可能與A科室因患者的免疫抑制狀態而常需要在病原體確定前使用廣譜抗生素有關，應關注抗生素使用合理性。(6)感控管理方面，A科室表現最佳，可能與該科室住院患者多存在免疫受損，促使醫護人員自覺重視感染控制有關，而B科室標準得分0.76，雖高于平均水平，但該科室住院患者部分存在傳染性，更應在日常診療工作中加強手衛生依從性檢查等感控監測。(7)設備耗材方面，兩科室均應強調耗材的領用計劃性。總之，對于同一評估維度上不同科室間差異較大者，科室應重視績效弱勢領域，發掘問題加以改進；對于同一評估維度上科室間差異較小但都表現欠佳者，可從醫院層面思考，挖掘深層原因，提升管理部門的整體水平等。

4 雷達圖應用的展望

本文利用兩種數據標準化法，應用雷達圖對醫院聯網運營、科室醫療績效分別進行了橫向對比，分析各自優勢與差距。雷達圖的延伸應用，可以結合其他統計分析方法，如在香港醫管局的醫院聯網運營雷達圖的基礎上，增加投入產出數據，可進一步挖掘各醫院聯網的規模收益狀況等。醫院擁有龐大的信息化平臺，各信息系統中蘊含了豐富的臨床及管理方面的大量數據，如醫院的HIS、人事、財務、設備、藥物、患者的診療信息、社會特征等數據，這些信息不僅對醫院日常業務的管理細節進行詳細記錄，還能對醫院的歷史狀態進行縱向分析[7]。數據可視化技術的應用及推廣，為醫院管理者、科研工作者對數據資源的分析、管理、決策及研究提供了技術支持。浩淼的醫療信息資源需要使用現代數據技術去組織、分析與利用，探索數據可視化技術在醫院管理方面的研究具有重要的理論價值和現實意義。

[1] 維克托·邁爾-舍恩伯格,肯尼思·庫克耶.大數據時代:生活、工作與思維的大變革[M].盛陽燕,周 濤,譯.杭州:浙江人民出版社,2013:1.

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

[3] 張鴻杰,賈叢民.中國審計大辭典[M].沈陽:遼寧人民出版社,1990:76-77.

[4] 邵希娟,杜麗萍.財務分析中雷達圖的閱讀與繪制[J].中國管理信息化,2006,9(2):42-44.

[5] 張建寧.雷達圖在360度績效評價中應用研究[J].財會通訊,2011(10):53-54.

[6] 醫院管理局,策略發展部,統計及人力規劃部.醫院管理局2013-2014統計年報[EB/OL].(2015-06-01)[2016-01-30]http://www.ha.org.hk/haho/ho/stat/HASR1314_3.pdf.

[7] 戴怡妍.數據挖掘技術在醫院管理中的應用[J].中國衛生產業,2014(14):185-186.

吳穎慧(1985～)，女，碩士，研究實習員，研究方向：醫院管理。

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)