基于文本挖掘方法的突發(fā)事件與醫(yī)學(xué)救援裝備關(guān)聯(lián)研究

周亮，胡坤鵬，唐碩，張平，張治鋼，范立冬，肖南，李曙光

陸軍軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所，重慶 400042

引言

隨著自然災(zāi)害、恐怖襲擊事件以及公共衛(wèi)生突發(fā)事件的頻繁發(fā)生，救援隊(duì)伍的機(jī)動(dòng)反應(yīng)速率、現(xiàn)場指揮營救能力和傷員后送效率等是應(yīng)急救援行動(dòng)中影響救援效果的直接因素。有研究認(rèn)為，將救援裝備模塊化是提高救援效率行之有效的方法之一[1-2]。救援裝備模塊化，可以在裝備儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及成套化組合中提高裝備間的互用性和利用率，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生資源的優(yōu)化配置[3]。

不同救援任務(wù)下的醫(yī)學(xué)救援裝備的配置存在差異。根據(jù)不同救援任務(wù)對救援裝備進(jìn)行模塊化研究，是提高救援效率的主要途徑。目前研究大多以經(jīng)驗(yàn)分析維護(hù)，缺乏對突發(fā)事件類型和裝備間關(guān)聯(lián)性進(jìn)行探索。隨著信息化與大數(shù)據(jù)理論的興起，以數(shù)據(jù)主導(dǎo)的智能決策分析技術(shù)逐漸受到重視，其研究理論認(rèn)為當(dāng)面對龐大混雜的數(shù)據(jù)集時(shí)，忽略事物間的因果關(guān)系，重點(diǎn)關(guān)注全數(shù)據(jù)狀態(tài)下的相關(guān)關(guān)系，最終得到有價(jià)值的信息[4-5]。按該研究思路，若能通過對大規(guī)模數(shù)據(jù)集中救援裝備間關(guān)聯(lián)性的分析，以關(guān)聯(lián)強(qiáng)度作為依據(jù)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，可以在屬性劃分的基礎(chǔ)上，更多的考慮裝備間的協(xié)同應(yīng)用價(jià)值。

CNKI作為全球信息量最大、最具價(jià)值的中文網(wǎng)站，涉及領(lǐng)域涵蓋基礎(chǔ)科學(xué)、工程科技、 農(nóng)業(yè)科技以及醫(yī)藥衛(wèi)生科技等；其中收錄的研究文獻(xiàn)涵蓋了醫(yī)療急救裝備的應(yīng)用、管理、維修和研發(fā)等信息；那么可以認(rèn)為兩種不同的裝備同時(shí)出現(xiàn)頻次越高，其關(guān)聯(lián)度可能會(huì)越高[6]。

因此，本次研究以CNKI數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，將不同裝備間的共檢量作為相似尺度的量化指標(biāo)，探索不同突發(fā)事件中與醫(yī)學(xué)救援裝備之間的關(guān)聯(lián)程度，為構(gòu)建不同類別突發(fā)事件中模塊化裝備體系提供依據(jù)。

1　對象與方法

1.1　資料來源

基于文本挖掘的關(guān)聯(lián)分析的首要步驟是確定關(guān)鍵詞（共現(xiàn)詞）。本研究突發(fā)事件的類型主要參考《國家公共衛(wèi)生事件總體應(yīng)急預(yù)案》中的主要項(xiàng)目，確定了包括地震、水災(zāi)、火災(zāi)、傳染病等9項(xiàng)事件；另外，根據(jù)《國家衛(wèi)生應(yīng)急救援隊(duì)伍的基本裝備目錄》中提供的常用醫(yī)療應(yīng)急救援裝備項(xiàng)目，確定納入研究的裝備38項(xiàng)包括顯微鏡、離心機(jī)、氣管插管、生化分析儀、呼吸機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、醫(yī)用冰箱、吸引器、X線機(jī)、清創(chuàng)縫合包、護(hù)理器材、尿液分析儀、輸液泵、婦產(chǎn)科手術(shù)器械包、麻醉機(jī)和擔(dān)架等。

事件與事件、裝備與裝備、事件與裝備間關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的確定來源于在CNKI數(shù)據(jù)庫中，字段檢索的共現(xiàn)頻數(shù)。本研究以裝備名稱為檢索字段，將以上元素（突發(fā)事件或裝備）進(jìn)行兩兩檢索，獲取其共檢量，用于構(gòu)建裝備間的關(guān)聯(lián)矩陣；檢索時(shí)間跨度為從建庫起到2017年5月30日；以“事件—事件”檢索式如下：

兩項(xiàng)裝備間的共檢量，“地震”[全文]并含“火災(zāi)”[全文]并含“救援”[摘要]（模糊）。

1.2　標(biāo)準(zhǔn)化

共現(xiàn)矩陣存儲(chǔ)的是兩元素間的共現(xiàn)頻數(shù)，共現(xiàn)次數(shù)多并不代表兩種自然災(zāi)害的相關(guān)度高，相關(guān)度是指兩個(gè)事物間存在相互聯(lián)系的百分比，可以根據(jù)共現(xiàn)率來表示災(zāi)害間的相關(guān)度；因此，本研究通過Jaccard指數(shù)來描述元素間的共現(xiàn)率[7]，公式如下：

式中：JAB為元素A和B的Jaccard指數(shù)；CAB為元素A與B的共現(xiàn)頻數(shù)；CA為元素A的總數(shù)；CB為元素B的總數(shù)。

另外，由于很多時(shí)候，兩元素的共現(xiàn)頻數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于兩元素的總頻數(shù)；因此，常通過以下方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

式中：Jmax和Jmin分別為Jaccard指數(shù)中的最大值和最小值。

1.3　可視化分析

采用R 3.4.0進(jìn)行可視化處理，首先通過gplots( )包中的heatmap.2程序[8-9]對“事件—裝備”熱力圖進(jìn)行構(gòu)建，分析時(shí)間與裝備的相關(guān)關(guān)系；再通過igraph( )對“事件-事件”“裝備與裝備”和“事件—裝備”3類共線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步探索事件與裝備間的關(guān)系。

1.4　“事件-裝備”綜合相關(guān)度

當(dāng)一種災(zāi)害發(fā)生時(shí)，可能引起次生災(zāi)害的發(fā)生；另外，當(dāng)攜帶一項(xiàng)裝備的同時(shí)也可能考慮其他裝備的協(xié)同；因此，基于“事件-事件”“裝備與裝備”和“事件-裝備”的關(guān)聯(lián)情況，提出以下綜合關(guān)聯(lián)度公式：

式中A代表事件，B代表裝備，DAB為B裝備與A事件的代表綜合關(guān)聯(lián)度；I(A→B)、I(A→Ak)、I(B→Bl)為標(biāo)準(zhǔn)化后的Jaccard指數(shù)；α代表主特征系數(shù)，β和γ分別為輔助系數(shù)。

2　結(jié)果

2.1　初始矩陣

基于CNKI數(shù)據(jù)庫的檢索結(jié)果，將9類突發(fā)事件與38項(xiàng)醫(yī)學(xué)救援裝備進(jìn)行共現(xiàn)檢索，根據(jù)共現(xiàn)頻數(shù)構(gòu)建以下初始矩陣，見表1。

2.2　標(biāo)準(zhǔn)化情況

按公式(1)計(jì)算獲取元素間的Jaccard指數(shù)，見表2。經(jīng)公式(2)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，進(jìn)行熱力圖繪制，結(jié)果見圖1。結(jié)果顯示，防疫器材、生命探測儀、防毒面具、護(hù)理器材和擔(dān)架等是各項(xiàng)突發(fā)事件中相關(guān)程度較高的裝備類型；其中，與動(dòng)物疫情相關(guān)性最高的5項(xiàng)裝備為防疫器材、電動(dòng)噴霧劑、口罩、護(hù)理器材和擔(dān)架；與傳染病相關(guān)性最高的5項(xiàng)裝備為防疫器材、護(hù)理器材、口罩、擔(dān)架和輸液泵；與礦難相關(guān)性最高的5項(xiàng)裝備為生命探測儀、氧氣瓶、擔(dān)架、防疫器材和繃帶；與火災(zāi)相關(guān)性最高的5項(xiàng)裝備為生命探測儀、擔(dān)架、防毒面具、防疫器材和口罩；與爆炸相關(guān)性最高的5項(xiàng)裝備為生命探測儀、防毒面具、擔(dān)架、防疫器材和口罩；與地震相關(guān)性最高的5項(xiàng)裝備為生命探測儀、防疫器材、擔(dān)架、輸液泵和護(hù)理器材；與水災(zāi)相關(guān)性最高的5項(xiàng)裝備為防疫器材、生命探測儀、擔(dān)架、護(hù)理器材和輸液泵；與風(fēng)災(zāi)相關(guān)性最高的5項(xiàng)裝備為防疫器材、擔(dān)架、生命探測儀、口罩和護(hù)理器材；與恐怖襲擊相關(guān)性最高的5項(xiàng)裝備為防疫器材、生命探測儀、擔(dān)架、防毒面具和口罩。

表1　“事件—裝備”共現(xiàn)檢索初始矩陣

表2　“事件—裝備”共現(xiàn)檢索Jaccard指數(shù)矩陣

圖1　“事件—裝備”熱力圖

2.3　社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的Jaccard指數(shù)，構(gòu)建的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析圖譜；結(jié)果認(rèn)為突發(fā)事件之間存在一定關(guān)聯(lián)，如地震發(fā)生時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物疫情（1.00）或傳染?。?.82）等次生災(zāi)害的發(fā)生；另外，醫(yī)學(xué)救援裝備之間同時(shí)存在一定關(guān)聯(lián)性，如同屬于急救裝備的繃帶與夾板相關(guān)程度極高（0.71），見圖2。

圖2　社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果

2.4　“事件—裝備”綜合相關(guān)度

以地震為例，根據(jù)公式(3)計(jì)算獲取地震與各醫(yī)學(xué)救援裝備間的綜合相關(guān)度，見圖3。結(jié)果顯示，地震救援過程中，對最需要的是防疫、搜救和急救裝備，其次是護(hù)理、診療和監(jiān)護(hù)裝備。

3　討論

本研究以CNKI數(shù)據(jù)庫中報(bào)道的突發(fā)事件醫(yī)學(xué)救援文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，通過文本挖掘中的詞頻共現(xiàn)法對突發(fā)事件與醫(yī)學(xué)救援裝備進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析，獲取了不同類型突發(fā)事件中各個(gè)救援裝備的綜合相關(guān)度，為后期建立模塊化救援裝備體系提供了數(shù)據(jù)支撐。

圖3　“事件—裝備”綜合相關(guān)度圖譜

從“事件—裝備”相關(guān)程度可以看出，不同的突發(fā)事件對裝備類型的需求程度存在一定差異；其中，動(dòng)物疫情和傳染病更多的需要急救，結(jié)果顯示防疫裝備、急救裝備、個(gè)體防護(hù)裝備、搜救裝備以及傷員后送裝備是突發(fā)事件中相關(guān)程度較高的裝備類型；其中急救裝備的相關(guān)程度最高。從不同事件上看，動(dòng)物疫情、傳染病事件與防疫裝備相關(guān)程度最高；在羅英等人的研究中，對緊急醫(yī)學(xué)救援裝備進(jìn)行了模塊化配置應(yīng)用，并采用德爾菲法對配置模塊進(jìn)行專家一致性評價(jià)，最終劃定的幾項(xiàng)重點(diǎn)裝備模塊中就包含了防疫模塊，其作用在于承擔(dān)突發(fā)事件中的災(zāi)后防疫工作[10]。礦難中、恐怖事件、地震與急救裝備、個(gè)體防護(hù)裝備、搜救裝備相關(guān)程度最高；在賈群林等[11]的研究中，針對地震救援隊(duì)裝備進(jìn)行了優(yōu)化配置，其中提到將救援裝備分為了9個(gè)大類，包括偵查設(shè)備、搜救設(shè)備、營救設(shè)備、動(dòng)力照光、通訊設(shè)備、醫(yī)療急救、個(gè)人裝備、后勤保障和救援車輛，其裝備需求與本次研究基本一致。

另外，本研究通過R軟件包，構(gòu)建了“事件—事件”、“裝備—裝備”和“事件—裝備”3類社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步闡述了不同突發(fā)事件與裝備間的相關(guān)性，為提高裝備利用率，整合救援裝備的優(yōu)化配置提供了依據(jù)。在“事件-事件”網(wǎng)絡(luò)中，充分說明不同突發(fā)事件間是存在一定關(guān)聯(lián)，特別是在應(yīng)對自然災(zāi)害后所發(fā)生的次生災(zāi)害，例如在地震發(fā)生后可能會(huì)引發(fā)傳染病的爆發(fā)[12]；因此，在考慮醫(yī)學(xué)救援裝備的配備上不僅要考慮地震相關(guān)的救援裝備，還應(yīng)考慮防疫防護(hù)等裝備的協(xié)同。在“裝備—裝備”網(wǎng)絡(luò)中，以同類別裝備的相關(guān)性就高，例如監(jiān)護(hù)儀繃帶和夾板、心電圖機(jī)和B超機(jī)等。在“事件—裝備”網(wǎng)絡(luò)中，可獲取突發(fā)事件與救援裝備的綜合關(guān)系，為接下來構(gòu)建不同類型突發(fā)事件的救援裝備圖譜提供參考依據(jù)。

在裝備圖譜構(gòu)建中，以地震為例，選取了頻數(shù)最高的15項(xiàng)裝備進(jìn)行研究，以事件與裝備間的相關(guān)性為主要因子，以事件與事件、裝備與裝備間的關(guān)聯(lián)性為輔助因子，調(diào)整構(gòu)建各裝備與地震的綜合相關(guān)度；既考慮了次生災(zāi)害的影響，又考慮了裝備間的協(xié)同效應(yīng)；其目的在于提高地震發(fā)生時(shí)的應(yīng)急決策效率，同時(shí)優(yōu)化了救援裝備的配置情況，為模塊化救援體系提供了依據(jù)。

災(zāi)害救援過程中，醫(yī)學(xué)救援裝備模塊化是提高救援效率的有效保障[13-15]。在本次研究中，主要通過探索突發(fā)事件與醫(yī)學(xué)救援裝備之間的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)而確定不同突發(fā)事件下的裝備需求情況；然后，分析納入裝備間的關(guān)聯(lián)程度，即可構(gòu)建裝備模塊（聚類分析）[16]；最后，根據(jù)突發(fā)事件之間的關(guān)聯(lián)性，可進(jìn)一步探索隨著災(zāi)情進(jìn)展下的裝備模塊協(xié)同效應(yīng)，從而提高模塊化的應(yīng)用效率。因此，不同類型突發(fā)事件的醫(yī)學(xué)救援裝備模塊化構(gòu)建過程，也可以看做是事件與裝備之間社會(huì)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的動(dòng)態(tài)演化過程，即突發(fā)事件決定裝備需求，裝備類型決定模塊設(shè)計(jì)，模塊協(xié)同應(yīng)對事件發(fā)展；按此過程循環(huán)往復(fù)、不斷調(diào)整，從而探尋最優(yōu)化的裝備模塊設(shè)計(jì)思路。

綜上所述，本次研究基于文本挖掘方法，探尋了突發(fā)事件與醫(yī)學(xué)救援裝備間的關(guān)系，構(gòu)建了它們之間的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，對進(jìn)一步構(gòu)建模塊化救援裝備體系提供很好的數(shù)據(jù)支撐，具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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