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医学影像设备可用性评价集成方法

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  • 作者:上海论文网
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  • 论文编号:el2022010121194728066
  • 日期:2022-01-01
  • 来源:上海论文网

医学期刊论文哪里有?笔者认为随着大数据技术的发展,未来应基于大数据思维下搭建医学影像设备可用性评价与监测平台,汇聚不同品牌、不同等级医院用户的数据,为政府主管部门实施注册监管、制造商优化可用性设计、医院用户购置设备等提供数据支持。


引言


可用性是指预期用户在预期使用场景下正常使用医疗器械时,保证医疗器械安全有效使用的用户接口的易用特性。用户接口是指用户与医疗器械的全部人机交互方式,包括医疗器械的形状尺寸、显示反馈、连接组装、操作控制、说明书与标签、包装、用户培训材料等。易用特性包括但不限于易读性、易理解性、易学习性、易记忆性、易操作性等特性。医学影像设备是医疗器械中的高端产品,是临床辅助诊断和治疗的重要手段。实现医学影像设备安全有效性除了需要稳定可靠的功能和性能外,还需要良好人机协同性。因此,在其生命周期内,用户接口可用性设计与评价是一项重要内容。我国医学影像设备自主研制起步较晚,可用性设计仍处于模仿国外产品或自主设计的初步阶段,亟需加强影像设备可用性设计或评价研究。目前,中国医科大学附属盛京医院采用李克特5分评分法开展了磁共振设备的用户使用体验评价,然而,采用专家评分法确定定性指标权重时具有很强主观性和随机性,权重值估计缺乏逻辑判断条理性;此外,由于评价指标的评语具有模糊性,导致评价结果具有不确定性[1]。

鉴于此,为发挥定性指标因素在权重确定过程中的优势,同时精确量化评估结果的模糊性,本文构建了一套融合层次分析法和模糊综合评价法的医疗设备可用性评价集成方法,进一步规范评价指标权重值量化流程,减少量化过程的主观性和随机性,同时量化评价结果的模糊性,使得评价结果更客观。并以磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)设备为例,构建了涵盖软件主界面操作易用性、软件后处理操作易用性和检查扫描过程易用性的评价指标体系,并采用仿真数据展示了MRI设备可用性评价集成模型构建过程。


1  可用性评价集成方法


层次分析法和模糊综合评价法的基础知识可参考文献[2]和[3],此处不再赘述。结合层次分析法和模糊综合评价法的医学影像设备可用性评价集成方法描述如下。

步骤一:明确评价目标。医疗器械可用性评价的概念内涵丰富,因此,确定清晰的评价目标和边界是保证评价内容合理及结果准确的关键,如:本文案例分析中以MRI设备的软件界面可用性为主要评价内容。

步骤二:构造层次模型。采用自顶而下的思路对可用性评价目标进行分解,形成准则层及指标层,并构建层次模型。

步骤三:构建判断矩阵。对于同一层次内各因素关于上一层对应准则(目标)的重要性进行两两比较,构造出两两比较的判断矩阵。

步骤四:计算各层要素对应权重。采用和积法或几何平均法计算同一层次中各评价指标对评价目标的排序权重,并计算一致性比率CR(见公式(1))评估权重的可信度。CR<0.1,代表该矩阵的赋值在合理范围内;反之,需要重新赋值再次检验,直到CR<0.1为止。

步骤五:设计模糊综合评价调查问卷。根据实际需求确定指标层的评语集,形成可用性评价的调查问卷。设V={v1,  v2,  …,  vn}是评语等级的集合。其中:vj代表第j个评价结果,j=1, 2, …, n, n是评语数量,一般取值为3≤n≤5。

步骤六:计算综合评价结果。根据调查问卷统计数据及可用性评价指标的权重值,采用模糊综合评价算法评级被评价对象的可用性。


2  案例分析


本文以MRI设备为研究对象展示可用性评价集成方法的应用,以期为监管部门实施上市前注册审批、生产制造商改进用户接口、医院用户制定设备购置决策等提供数据支持。

步骤一:通过分析MRI设备人机交互特点,提出一套适用于MRI设备的可用性评价指标体系。指标体系涵盖了软件主界面操作易用性、软件后处理操作易用性和检查扫描过程易用性。可进一步结合评价方法从整体上评价国内外品牌设备的可用性水平、每种品牌设备的可用性水平。

步骤二:图1展示了MRI可用性评价问题的层次模型,其中方案层要素为模型综合评价的各个评价指标。

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步骤三:通过多轮咨询MRI操作技师构建各层级之间的判断矩阵。以指标层对目标层为例,构建两者之间的判断矩阵,此处以表1的形式给出。

步骤四:以指标层对目标层的判断矩阵为例,进一步采用和积法计算得到软件主界面操作易用性、软件后处理操作易用性和检查扫描过程易用性对MRI设备可用性评价的权重值为{0.3090,0.5816,0.1095};矩阵一致性比例比率CR=0.0036<0.1,证明本判断矩阵是可信的。经计算,得到方案层对指标层的排序权重,权重值如图1所示。

步骤五:确定MRI系统可用性评价的评语集为{优秀,良好,中等,差}。每个二级指标的评语解释列于表2所示的模糊综合评价调查问卷中。

步骤六:由于数据保密性原则,本文将仿真数据用于MRI设备可用性评价。假设回收了50份某品牌MRI设备的可用性调查问卷,统计数据如表3所示。采用模糊综合评价法得到该品牌MRI的可用性评价结果,如图2所示。

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3  结论


用户接口可用性评价是实现医学影像设备安全有效的一项关键任务。考虑到医学影像设备可用性评价面临的主观性、模糊性导致评价结果具有不确定性的问题,构建了一套融合层次分析法和模糊综合评价法的医学影像设备可用性评价集成方法,提高评价结果的客观性。以MRI设备为研究对象,构建了涵盖软件主界面操作易用性、后处理操作易用性和检查扫描过程易用性的评价指标体系,并采用仿真数据构建了MRI设备可用性评价集成模型。

随着大数据技术的发展,未来应基于大数据思维下搭建医学影像设备可用性评价与监测平台,汇聚不同品牌、不同等级医院用户的数据,为政府主管部门实施注册监管、制造商优化可用性设计、医院用户购置设备等提供数据支持。

参考文献(略)

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