基于关键词共现分析的卫生急救装备模块化设计研究

曹惺国，周亮，胡坤鹏，唐硕，张平，张志刚，范立冬，肖南，李曙光

陆军军医大学大坪医院 野战外科研究所 第九研究室，重庆 400042

引言

随着自然灾害、恐怖袭击事件以及公共卫生突发事件的频繁发生，救援队伍的机动反应速率、现场指挥营救能力和伤员后送效率等都是卫生应急救援行动中影响救援效果的直接因素。有研究认为，将卫生救援装备模块化是提高救援效率行之有效的方法之一[1-2]。卫生救援装备模块化，可以在装备储存、运输以及成套化研发中提高装备间的互用性和利用率，实现卫生资源的优化配置。

不同的卫生急救装备之间存在功能应用、物理结构以及装配空间等方面都存在关联，可以为模块化实现提供依据。目前，救援装备模块化的研究主要以研究者的经验判断为主，主要以其类别属性划分模块，缺乏对装备间关联性的探索。随着信息化与大数据理论的兴起，以数据主导的智能决策分析技术逐渐受到重视，其研究理论认为当面对庞大混杂的数据集时，忽略事物间的因果关系，重点关注全数据状态下的相关关系，最终得到有价值的信息[3]。按该研究思路，若能通过对大规模数据集中救援装备间关联性的分析，以关联强度作为依据进行模块化设计，可以在属性划分的基础上，更多的考虑装备间的协同应用价值。

中国知网（CNKI）作为全球信息量最大、最具价值的中文网站，涉及领域涵盖基础科学、工程科技、农业科技以及医药卫生科技等；其中收录的研究文献涵盖了医疗急救装备的应用、管理、维修和研发等信息；那么，以CNKI数据库为基础，检索不同装备关键词的共现频数（共检量），当共现频数越大时，可以认为这两项装备的关联度越高。

因此，本次研究以CNKI数据库为基础，将不同装备间的共现频数作为相似尺度的量化指标，分析不同卫生应急救援装备间的关联性，再采用模糊聚类分析划分装备模块，为该研究领域提供新的研究思路。

1　方法

1.1　数据来源

装备信息来源于《国家卫生应急救援队伍的基本装备目录》中提及的18项常用卫生急救装备项目，包括急救箱、复苏箱、除颤起搏器、清创缝合包、换药包、胸科器械包、颅脑外科器械包、妇产科手术器械包、五官科检查器械箱、血管吻合器、呼吸机、多参数生理监护仪、心电图机、高压消毒器、小型医用纯水装置、运血箱、医用冰箱和担架。

1.2　装备间关联强度

在CNKI数据库中，以装备名称为检索字段，将以上装备进行两两检索，获取其共检量，用于构建装备间的关联矩阵；再以每一项装备单独检索，获取其检索量，用于关联矩阵的数据标准化处理；检索时间跨度为从建库起到2017年1月10日；检索式如下：

I. 两项装备间的共检量，“急救箱”[全文]并含“复苏箱”[全文]（模糊）；

II. 单项装备检索量，“急救箱”[全文]（模糊）。

1.3　数据标准化

通过对任两项装备字段在CNKI中的共检索量，构建出18项卫生急救装备的关联度矩阵R0；同时通过对单项装备数据量的检索，构建出单项装备的纵、横矩阵，分别为R1和R2，矩阵结构如下：

将初始矩阵R0分别除以对应的纵向矩阵与横向矩阵，得到两个调整矩阵RA和RB，矩阵结构如下：

通过百分位数对矩阵RA和RB中的数据进行标准化，构建模糊关联度，标准见表1。

表1　卫生急救装备间关联度定义

1.4　模糊相似矩阵

将初始矩阵R0标准化后获取矩阵R'A和R'B，矩阵结构如下：

1.5　模糊等价矩阵

由于构建出的模糊相似矩阵R只具有自反性和对称性，不满足传递性，因此需要通过传递闭包法对R进行改造，使其成为一个模糊等价矩阵，满足传递性。构建出的为R的最小模糊等价矩阵，采用最小平方算法[4]，公式如下：

式中：R2=R○R=∨(rij∧rij)，若使得则获取模糊等价矩阵为：

1.6　模糊聚类分析

通过不同阈值λ截取模糊等价矩阵，得到不同的截矩阵Rλ，从而得到不同的聚类结果；阈值向量λ为中所有互不相同的装备从小到大的排序；其截矩阵Rλ为：

最后根据聚类结果划分医疗应急救援装备模块；研究过程采用Windows Excel 2007进行编程计算。

2　结果

2.1　初始矩阵

基于CNKI数据库的检索结果，将18项卫生急救装备之间的关系以共检量的相似进行关联，如“急救箱”[全文]并含“复苏箱”[全文]（模糊）的检索结果为402。按此方法构建出医疗应急救援装备的初始矩阵，见表2。

2.2　标准化矩阵

根据公式(1)与表1中的装备关联度划分标准，构建出医疗应急救援装备的初始矩阵，见表3～4。

2.3　模糊相似矩阵

通过公式(2)对标准矩阵R'A和R'B进行，获取加权后的医疗应急救援装备模糊相似矩阵，见表5。

表2　医疗应急救援装备的初始矩阵

表3　医疗应急救援装备的标准化矩阵（一）

表4　医疗应急救援装备的标准化矩阵（二）

表5　医疗应急救援装备模糊相似矩阵

2.4　模糊等价矩阵

根据基于最小二乘法的传递闭包，即公式(3)～(4)，构建医疗应急救援装备模糊等价矩阵，见表6。

2.5　模糊聚类分析及模块划分情况

根据公式(5)，当阈值向量λ=3.75时，将18项装备划分为10个类别，分别为①{高压消毒器、小型医用纯水装置}；②{医用冰箱}；③{多参数生理监护仪、心电图机、除颤起搏器}；④{呼吸机}；⑤{急救箱、运血箱}；⑥{胸科器械包、五官科检查器械箱、清创缝合包}；⑦{换药包、颅脑外科器械包、血管吻合器}；⑧{妇产科手术器械包}；⑨{担架}；⑩{复苏箱}，见表7。

医疗急救装备模块划分情况，见图1。通过对聚类出了10个类别进行分装组合，即可构建出以下4个医疗急救装备模块，包括医疗保障（①②）、辅助诊疗（③④）、现场急救（⑤⑨⑩）和外科手术（⑥⑦⑧）。

图1　医疗急救装备模块划分情况

表6　医疗应急救援装备模糊等价矩阵

表7　模糊聚类分析结果

3　讨论

卫生急救装备模块化是国内外装备应用、管理和研发的主要研究方向与研究热点。根据本次研究思路，认为CNKI收录的发表文献中，若两项装备关键词的关联度较高，那它们出现在同一篇文献中的机率可能性就越大；因此，本次研究以关键词共现的方式，去探索不同装备间的关联度，为该研究领域找寻数据依据，并结合模糊聚类分析构建了模块化装备模型，为卫生急救装备的资源优化配置提供了一定参考价值。

3.1　医疗保障模块

该模块中包含的装备有高压消毒器、小型医用纯水装置和医用冰箱，其主要功能是在伤员治疗过程中提供医疗设备洗、毒以及样品存放的条件。从文献检索的情况上看，高压消毒器和医用纯水装置常常同时出现在动物实验中，用于手术或实验器械的消毒、洗净以及对实验样品进行保存[5-7]；而医用冰箱主要用于对生物样本的保存。在杨军[8]人的研究中，将洗消装置、医用冰箱与检验检疫、物理诊断以及药物耗材一起，被同时划分到卫勤分队的医疗保障组模块中进行训练研究，这与本次研究结果基本一致。

3.2　辅助诊疗模块

该模块中包含的装备有多参数生理监护仪、心电图机、除颤起搏器和呼吸机，其主要功能是为部分患者提供重症监护的条件。早期文献中，对重症监护室设配配备的描述中就已经包含有以上几项设备[9-11]。另外，王建柏等[12]在救援后送病人的院前救治研究中，对49例重症肢体挤压伤患者中的8例进行了呼吸机辅助治疗，其结论中认为对该类病例需重视止血带和心电监测的应用，实施引流术可降低截肢率。

3.3　现场急救模块

该模块中包含的装备有急救箱、运血箱、复苏箱和担架，其主要功能是为伤员提供现场急救和转运的条件。该模块装备为救援体系中的基本模块，可应用于各项灾害或卫生突发事件的救援中[13-16]。在张磊的研究中，将该模块中的装备同时纳入到武警应急救援队的基本装备，为现场急救和伤员的快速转移提供了保障[17]。

3.4　外科手术模块

该模块中包含的装备有胸科器械包、五官科检查器械箱、清创缝合包、换药包、颅脑外科器械包、血管吻合器和妇产科手术器械包，其主要功能是为伤员提供实施临床手术的条件。黄亚杰等[8]在紧急医学救援中心装备配置的研究中，将颅脑外科器械包、妇产科手术器械包、胸科器械包、妇产科手术器械等相关装备同时划分到移动医院中的手术器械模块，可实现阑尾切除、胃部切除、胆囊切除及妇科接生等手术。

模糊聚类分析是通过相似尺度（关联度）来衡量事物间的疏远程度，进而实现类别划分。本研究根据卫生急救装备关键词共现频数来构建装备间的关联程度，客观地以数据的形式探索模块化设计方案，在研究方法上取得了一定的创新；所划分的装备模块基本符合实际应用，对装备的管理具有一定的参考价值。

[参考文献]

[1] 莫群,田君鹏.构建机动卫勤分队卫生装备管理新体系探讨[J].中国医疗设备,2015,30(6):139-140.

[2] 陶学强,伍瑞昌,张晓峰,等.国家紧急医疗救援队装备建设探讨[J].中国急救复苏与灾害医学杂志,2016,11(8):811-813.

[3] 雷丽娟,李润珍.大数据背景下的因果关系与相关关系[J].河南理工大学学报(社会科学版),2017,18(1):36-39.

[4] 于魁龙,李军,张宇,等.基于模糊聚类的保障装备模块化设计[J].装甲兵工程学院学报,2015,(1):18-24.

[5] 仇素云.两种清洗剂清洗医疗器械效果比较[J].蚌埠医学院学报,2014,39(8):1145-1146.

[6] 牛新影,何婷,任珍.两种方法清洗腹腔镜器械质量的比较[J].中国医药导报,2015,12(32):166-168.

[7] 黎平.超声清洗机用于器械除锈的有效性评估与分析[J].中国医学装备,2015,(3):46-48.

[8] 杨军.老龄化与医疗保障制度改革完善[A].中国卫生经济学会第十八次年化[C].2015

[9] 侯明曙.重症监护病房的发展现状[J].现代医药卫生,1995,(2):40.

[10] 张玲玲,陈功.ICU医疗设备的安全管理[J].医疗装备,2008,21(12):29-30.

[11] 陈丽璇,周丽华,汪哲民.重症监护设备质量控制的探讨[J].医疗装备,2011,24(4):10-13.

[12] 王建柏,高劲谋.创伤性连枷胸54例救治体会[J].创伤外科杂志,2006,8(1):25-26.

[13] 刘激扬,白清清,牛聪,等.新型应急救援便携组合式医疗箱装备的研制[J].武警医学,2016,27(4):382-385.

[14] 张玉明,李毅,孙志辉,等.战役卫勤支援保障系统装备计量保障方法[J].中国医疗设备,2007,22(7):36-38.

[15] 肖夏,徐王权,陈任,等.合肥市医疗机构突发公共卫生事件应急能力现状调查[J].中国公共卫生管理,2014,(2):224-225.

[16] 黄亚杰,欧景才.突发灾害应急救援装备现状与发展趋势[J].中国医院,2011,15(12):52-53.

[17] 黄坚,王云贵,程晓斌,等.国家级医疗救援队装备使用训练方法探讨[J].中华医院管理杂志,2013,29(5):388-390.

[18] 黄亚杰,欧景才.突发灾害应急救援装备现状与发展趋势[J].中国医院,2011,15(12):52-53.