基于聚類分析法的內鏡設備管理方法研究

何欣怡

上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院 （上海，200127）

0 引言

醫療設備在當代臨床診斷治療中發揮了非常重要的作用，同時體現了醫院綜合能力與水平，其設備都是應用于醫療、科研、教學等工作中。醫院醫學裝備部門負責醫學裝備預算論證、購置、驗收、質控、維護、維修、應用分析和處置等全程管理，只有加強醫療機構醫療器械的管理和維護,形成有效的管理體系，才能有效地提升醫療設備的功能價值，保障患者的診療安全，同時為醫院產生良好的經濟效益和社會效益。

本次研究以R院A院區的內鏡中心的內鏡設備作為研究對象，R院內鏡中心每年接受胃腸鏡檢查患者有17余萬例，日均700余例，其特點是運轉快、效率高，這對內鏡設備管理有著巨大的挑戰。胃鏡、腸鏡設備的運營和維修成本都較高，因此希望可以通過科學的研究方法，幫助醫學裝備管理部門及臨床使用部門的管理人員更好地管理現有資產。

1 醫院內鏡設備的現狀

本次研究對象為電子上消化道內窺鏡與圖像處理裝置、光源、記錄設備、監視器、內鏡診療附件（如活檢鉗）以及其他配套使用輔助設備，用于內鏡檢查和治療，通過視頻監視器提供影像供上消化道、咽喉的觀察、診斷、攝影、治療用，供口腔的觀察、診斷、攝影用。電子結腸鏡用于大腸的觀察、診斷、攝影與治療。

目前R醫院內鏡中心的內鏡設備分為三個院區進行同質化、垂直化管理，本次研究以工作量最大的A院區的內鏡設備作為數據分析。經過設備盤點可知，目前具備13類共151套內窺鏡設備，其分類及功能各有不同，具體功能簡述如下表1所示。

表1 A院區各種內鏡配置與功能Tab. 1 The configuration and function of various endoscopic in hospital area A

2 聚類分析的概念

聚類分析是根據某些數量特征將觀察目標進行分類的數理統計方法。通過分類人們可以將研究事物劃分為不同類別，并探索產生這種類別的原因，進而提出合理、有效地處理該類事物的辦法。

本文使用的是系統聚類，系統聚類法可以對樣品聚類，也可以對變量聚類，變量可以是連續性或分類變量，提供的舉例測量方法和結果表示方法也十分豐富。當n個樣品或變量看成不同的n類，然后將距離接近（針對樣品聚類）或性質接近（針對變量聚類）的兩類合并為一類，再從這n-1類中找到最接近的兩個類合并，以此類推，直到所有的樣品或變量被合為一類。整個過程可以繪成聚類圖，按圖和具體問題來決定分類。

現將內鏡設備根據臨床需求劃分為不同類別，進而探索其對臨床內鏡檢查、治療的需求的必要性。

3 聚類分析法在內鏡設備管理中的應用

3.1 內鏡設備管理現狀

醫療設備的管理需要科學及系統的管理，在設備的預算申報階段，各科室根據各自的需求進行申報預算，醫院醫學裝備委員會進行討論，但是如果不知道設備的實際使用情況及績效分析，在預算分配時，很容易根據主觀意愿進行判斷，無量化的數據支撐設備配置的合理性，會導致設備配置過度或設備閑置等問題。因此設備配置必須要切實地結合臨床使用需求，醫學裝備管理人員更需要觀察設備全生命周期，了解現有設備的使用狀態。

通過內鏡中心質量追溯系統及醫院HIS系統的數據查詢，可知2020年11月的內鏡檢查量為12 631臺次(見表2)。根據不同的檢查部位和檢查方法可以分為75種類，其中檢查部位和檢查方法排列前位的是：電子胃十二指腸鏡檢查、電子結腸鏡檢查、經腸鏡特殊治療等。

表2 各種內鏡使用次數（n）Tab. 2 Usage times of each endoscope

3.2 聚類分析法的應用步驟

內鏡設備價值高、品種繁多，通過將每個病種的設備需求與依賴情況進行調研，運用聚類分析法找出設備的相似程度，并根據相似程度進行聚類，從而確定內鏡中心的設備配置模式，在此基礎上根據同一模式下各病種的總量來確定內鏡中心的設備配置數量與種類，而現有設備的使用情況作為設備預算配置的依據。

根據構建的病種與設備細分指標體系進行指標賦值。在各項指標進行賦值后生成數據矩陣，進行處理分析,將整理所得的原始樣本數據導入到SPSS軟件進行聚類分析，轉到個案分析，輸出結果如圖1所示為垂直冰柱圖，上側橫坐標表示樣本名稱，左側縱坐標表示可劃分的類別數。

圖1 內鏡聚類垂直冰柱圖Fig.1 Endoscopic cluster vertical icicle diagram

每個樣本名稱對應一根棕色長條，13個樣本長條的長度相同。每兩個樣本長條之間還夾有一根棕色長條，長條的長度表示兩個樣本的相似度。在冰柱圖的最下端，樣本長條對應的縱坐標為12，表示在聚類過程中，首先將13個樣本劃分為12類，類與類之間由白色間隙間隔開?？偣?1個白色間隙，分隔為12類。

聚類進程繼續，下一步可將13個樣本聚為10類。在這一步中，樣本名稱的3號和11號的相似度達到閾值，聚為一類。當縱坐標為10時，13個樣本被9個白色間隙分隔為10類。

最終要將13個樣本劃分為四類，則選擇縱坐標4，根據上面的方法，有3個白色間隙將13個樣本分為4類。其中樣本5自成一類，樣本4聚為一類，樣本7和樣本9聚為一類，其余9個樣本聚為一類。

根據輸出結果可以將評價較相似的指標聚為4類。因為用SPSS進行聚類分析時，系統會自動分類，但是并不會給出排序，而用需求度排序會直接給出按照1～4類進行排序，因此需要檢驗運用程序，將所得聚類結果導入程序分析可得到如表3需求度排序。其中1代表使用需求程度較高，2次之，依次使用需求程度降低。

表3 聚類分析內鏡需求度Tab. 3 Cluster analysis endoscopy degree of demand

其中1代表重要程度較高，2次之，依次重要程度降低。在研究的13種內鏡設備中，重要性排名第1的為電子胃鏡；其次為電子腸鏡；排名第3的為放大胃鏡、十二指腸鏡；其他并為第4。

4 討論

研究的內鏡設備中，重要性排名第1位的為電子胃鏡，第2位的為電子腸鏡，可見這兩類設備是在內鏡中心檢查或治療中非常重要的設備，在日常管理中要特別關注其設備配比及預防性維護。

通過聚類分析，已經可以直觀地顯示進行歸類方法，從而便于醫學裝備部門對設備運營時的管理。根據設備的分類，在管理中如維修、更新設備時，我們能將一類設備集中進行分析處理，極大地提高了設備管理的效率，也提高設備的有效利用率。真實地了解設備的使用狀態，可以為決策者在設備配置時提供一定的數據依據，從而更加科學理性的對科室設備做好管理工作，同時也可以根據設備的使用效率和需求度，做好預防性維修計劃及備機計劃。