基于聚类分析和判别分析法建立住院患者护理难度等级划分

■ 朱 静 杨 颖 陶 岚 陈丽方 王 迪 钟 琴 宋玉磊 柏亚妹

随着精细化护理管理理念的不断深入，如何建立健全绩效考核制度，提高护士工作积极性、工作效率和工作质量一直是护理管理者研究的热点问题[1]。护理工作量测量是实现人力资源合理配置，完善绩效考核方案的关键[2]。护理工作量测量主要有计数法、负荷权重法、工时测量法等，尤以工时测量法应用最为广泛。但护理工作量并不等同于护理时间，在测算工作量时，不仅需考虑“量”的累积，还应重视“质”的因素[3]。近年来，国内研究护理工作量测量时开始关注“难度”这一概念，这是对工作量中“质”的诠释。研究者对临床常用护理技术项目的风险及难度系数实施等级设计，形成高、中、低3个等级[4]。而关于患者护理难度等级划分研究较少。本研究通过聚类分析法联合判别分析法对住院患者护理难度进行明确界定和划分，旨在为制订更加公平、公正合理的绩效考核体系和护理人力资源配备提供科学的理论依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取江苏省南京市某三级甲等综合性医院住院患者进行调查。按内科、外科分类编号。其中内科包括呼吸科、消化科、神经内科、内分泌科、心内科、肾内科、老年科，外科包括普外科、骨科、肛肠科、泌尿外科、耳鼻喉科。以整群抽样法分别调查所选科室从2018年3～6月住院的普通成年患者。纳入标准：①患者来自普通内外科病房；②年龄≥18周岁；③自愿参加调研，签署知情同意书。剔除标准：①问卷填写不完整者；②在研究过程中病情发生变化；③自行退出患者。本研究方案经医院伦理委员会批准。

1.2 方法

1.2.1 研究工具。患者一般资料：由研究者自行设计，包括年龄、性别、文化程度、职业、医保类型、经济状况等。患者护理难度评估表：本次调查使用自行设计的患者护理难度评估表，经查阅国内外文献、半结构式访谈、两轮专家函询最终确定住院患者护理难度评估量表。该量表的Cronbach's α系数为0.829，说明该量表具有良好的内部一致性信度。效度包括内容效度和结构效度，其中条目水平内容效度指数I-CVI为0.89～1.00，量表水平内容效度指数CVI（S-CVI）为0.98；结构效度采用探索性因子分析，共提取出6个公因子，与预设量表的维度一致，且每个公因子上的载荷均＞0.4，说明该量表具有较好的结构效度。此外，该量表还进行项目分析，计算临界比率（CR值），各条目CR值为4.36～38.92(P＜0.05)，说明各条目鉴别度良好；计算各条目得分与总量表得分的Spearman相关系数，排除与总分不相关或相关系数＜0.3的条目。结果显示各条目与总分相关系数为0.319～0.769(P＜0.05)，说明各条目与量表总分相关性较强。量表包括患者疾病严重程度、日常生活自理能力、精神心理状况、社会支持状况、依从性和期望值6个维度，共21项。量表每个条目及相应区间设置均按0～3分计算，分值越大代表患者护理难度越高。

1.2.2 资料收集。医院成立调查小组，包括项目负责人、评估员、调查员和质量监督员，对其进行统一培训，明确本次研究的目的与调查方法。具体操作流程如下：首先，由项目负责人进行患者的纳入及小组成员分工；其次由评估员（责任护士）用患者护理难度评估表评价患者的病情严重程度、日常生活自理能力、依从性3方面，由调查员进行患者精神心理状况、社会支持状况和期望值的填写与记录。可自行填写者由本人填写，若患者不能自行填写（视力障碍者、读写困难者），则由调查员口述问题后代为填写，最后，调查员合计患者护理难度6个方面的分值，最终确定该患者的护理难度总分。在整个调查过程中，质量监督员全程监督，随时进行抽查，核对问卷，确保问卷信息的准确性。本研究发放300份问卷，回收300份有效问卷，有效回收率为100%。

1.3 统计学方法

1.3.1 数据录入。原始数据采用Excel 2007进行双人录入以保证数据的准确性。使用SPSS 19.0统计软件进行描述性分析，包含均数、标准差、中位数等。

1.3.2 聚类分析法。本研究采用K-means法进行数据的聚类分析。该方法最常见于动态样品聚类。其基本思想：给定一个需要进行聚类分析统计的数据集S，假设有n个数据对象，输入一个参数K的值；其次从数据集S中随机选择K个样本对象作为初始聚类中心，将集合中剩余数据对象按照某种相似性度量规则(一般用欧氏距离)划分到离其最近的中心点代表的集合，形成K个类簇；然后重新计算形成的每个簇的中心，根据新的中心重新划分其他数据对象，不断迭代以上过程，每次迭代重新调整数据对象的划分，当邻近两次聚类的划分过程中所有样本都不再调整类别或者聚类目标函数达到了收敛条件时，则说明所有数据对象都已经被正确划分了，此时聚类过程结束[5]。整个聚类的核心是确定最佳的K值，本研究通过凝聚度（SSE）、分离度（SSB）等指标最终确立最佳k值[6-7]。

1.3.3 判别分析。本研究采用Fisher判别分析法建立判别函数。其基本原理是投影，将高维数据投影到某个方向，使得组与组间差别最大，组内差别最小。根据该原则确定判别式，将一未知样品的变量带入判别式，依据一定的判别规则即可判别样品归属哪个总体[8]。因为聚类后结果会出现分段分值的重叠，所以通过Fisher判别分析法构建判别函数，使重叠部分的数据找到归属的分段，从而最终确立分段界值。

2 结果

2.1 住院患者护理难度得分

参与调查的患者护理难度得分为1～41分，中位数为13分，平均14.49±8.81分。各维度得分：疾病严重程度得分为0～29分，中位数为7分，平均9.01±7.31分；日常生活自理能力得分为0～3分，中位数为1分，平均1.22±1.00分；精神心理状况得分0～3分，中位数为0分，平均0.43±1.21；社会支持状况得分0～3分，中位数1分，平均0.93±0.80分；依从性得分为0～3分，中位数为0分，平均0.23±1.03分；期望值得分为0～3分，中位数为3分，平均2.67±0.50分。

2.2 确定最佳K值

由于聚类之前无法确定研究对象的类别个数，因此需根据样本数据的分布，确立最优聚类个数。当确立不同的聚类个数时，运行聚类算法产生不同聚类数目结果，选择恰当的有效性指标对聚类结果进行评估，综合评估结果确立最佳聚类数目。本研究通过文献回顾，选取SSE、SSB、IntraDPS（k）和InterDPS（k）4个指标对聚类结果进行评价。其中，SSE代表同一个簇内数据集的离散程度，表示类内各点到类中心的偏离程度，它是衡量聚类质量的指标。当SSE值越小，说明簇内数据集的离散程度越小，聚类质量越好，反之聚类质量较差。SSB指标代表不同簇与簇之间数据集的离散程度，它是通过类内各点到其他类中心的偏离程度来反映聚类质量。当SSB值越大，说明不同簇与簇间数据集的离散程度越大，聚类质量越好，反之聚类质量较差。IntraDPS（k）指标代表分成簇后，类内数据集在类内的分布状况。该数值越小表明所形成簇的质量越好，反之越差；InterDPS（k）代表分成簇后，类间数据簇与簇的离散状况，该数值越大表示所形成簇的质量越好，反之越差。不同K值所对应的4个评价指标结果见表1。通过计算可得最佳K值为4。结合我国最新颁布的分级护理行业标准根据病情严重程度和自理能力将患者分成特护、一、二、三4个等级[9]。综合考虑将本研究最佳K值取值为4。

表1 不同K值各评价指标结果

2.3 聚类分析结果

根据疾病严重程度得分、日常生活自理能力得分、精神心理状况得分、社会支持得分、依从性得分、期望值得分和患者护理难度总分进行聚类分析，将住院患者护理难度等级分为4个等级。第一等级（≤5分）54人，第二等级（6～19分）124人，第三等级（17～30分）80人，第四等级（≥31分）42人。

2.4 判别分析结果

依据聚类结果，对住院患者护理难度得分未重叠部分进行判别分析，建立判别函数，具体见表2及图1。通过构建的判别函数对未重叠数据进行交叉验证，结果表明4个等级的正确判别率分别为97.6%、100.0%、94.7%、91.9%，表示所构建的判别函数判别率较高，具体见表3。最终通过判别函数对数据重叠部分进行判别分，从而确立各等级的分段界值。第一等级≤5分、第二等级6～16分、第三等级17～25分、第四等级≥26分。

表2 住院患者护理难度等级判别函数系数

图1 判别函数图

表3 住院患者护理难度等级评估交叉验证（%）

3 讨论

3.1 住院患者护理难度等级划分，进一步完善绩效考评体系

绩效考核是公立医院管理系统中不可或缺的部分，除了对临床一线医护人员医德、医风、规章制度进行评估外，更应体现其投入的风险、知识和技术[10]。由于患者个体差异性及对护理服务诉求不一，护理人员所承担的劳动强度与难度也不同。护理绩效考评主要围绕工作量、质量及患者满意度3个方面。不同患者的护理难度等级体现了工作量中不同的风险和难度，同时每位患者护理难度得分对应一定难度等级。得分越高，难度等级越高，工作量越大。如普外科，因多为手术患者，术后患者护理难度大，不仅来自疾病本身，日常活动也会受到限制，继而患者对护理的期望与依赖更大。相比较内分泌患者的保守治疗，护士所付出的知识、精力、技术含量相对较多，其工作难度较大，工作量较多，因此绩效分配及人力配置也应随之增长。患者护理难度研究不仅反映不同科室护理工作的实际状况，还突出护理人员的岗位价值，使护理绩效分配公平公正，人岗匹配科学合理。本研究通过护士评估和患者自评相结合的方式，采用聚类分析进行难度等级划分，体现工作量中对“质”的测评，填补以往工作量测量方法的空缺，为合理量化绩效考核及人力资源配置提供理论依据。

3.2 住院患者护理难度等级划分，为护理岗位能级对应提供支持

目前，我国护理资源仍短缺，且不同学历、职称、职务承担一样的责任和工作，高年资、知识体系丰富的护士仍然重复较低水平工作，无法发挥自身优势和专业价值，因而护理人员自我认同感较低[11]。临床大多根据年限和技术能力将护理人员划分为4级，即高、中、初、新护士，能级高的护理人员应承担患者护理难度较大的工作[12]。患者护理难度包含生理-心理-社会层面，因而对护理人员知识体系有较高的要求，不仅护理专业知识应扎实，还需具备较好的人文素养及心理疏导能力等。因此管理者应了解各能级护士业务水平及综合能力，做到人岗匹配，能级对应，优绩优酬。

3.3 住院患者护理难度的等级划分，为给予患者个性化服务提供保障

优质护理服务宗旨是在满足患者基本生活需求基础上，保持躯体舒适，协调心理健康，取得家庭和社会支持[13]。护理难度问题从侧面也反映患者对某方面的护理需求更多。最新一项多中心大样本调查住院患者护理服务需求结果表明[14]，患者护理需求大于实际服务现状的前5项为测量血压、康复指导、定时巡视、病情观察和心理护理。说明患者对护理服务需求集中在病情和心理护理方面。而本研究所采用的患者护理难度评估表不仅涵盖患者的病情和心理层面，还关注患者社会支持及护理服务期望等方面。不同护理难度等级的患者，其护理需求侧重点不一，客观全面了解患者现存护理需求问题，提供个性化护理服务，才能真正落实“以患者为中心”的责任制整体护理。

3.4 患者护理难度等级划分方法科学合理

目前我国对住院患者护理难度等级划分的研究较少，且研究方法单一。林娜[15]仅采用K类中心聚类法将急性冠脉综合征患者护理难度分为3类，即最佳K值确定为3，但却没有检验其合理性。汪紫娟[16]仅通过K-means聚类法将脑卒中患者护理难度分为4类，关于K的取值合理性也无任何阐述。因此，分类结果的科学性值得商榷。再者，如何处理聚类过程中出现同一组数据分别隶属于两个等级现象，现有研究暂未详细说明。本研究采用K-means聚类法对数据集进行分类，为了确定最佳K值，以SSE、SSB、IntraDPS（k）和InterDPS（k）4个指标对聚类结果进行评价，从而确定最佳K值。继而运用判别分析法进行回代和交叉验证，使分级结果更具有合理性与科学性，同时也有效避免同一分数隶属于两个等级的现象。此外，本研究所使用的住院患者护理难度评估量表是基于前期大量文献研究、半结构式访谈及专家咨询基础上形成，具有较高的科学性和适用性。

4 不足及展望

本研究所纳入的样本仅来自江苏省南京市某1所三级甲等医院，因此还需进行大样本多中心研究验证其等级划分的普适性及合理性。此外，后期将在患者护理难度等级研究基础上，进一步探析各临床科室患者护理难度差异性，为统筹全院护理人力资源配置和绩效考核奠定基础。