榮瑤，楊波，董碩，吳萍，柳淵，李東，吳航，白玫

首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程處，北京 100053

引言

數(shù)字X 線(xiàn)攝影術(shù)（Digital Radiography，DR）設(shè)備是在具有圖像處理功能的計(jì)算機(jī)控制下，采用一維或者二維的X 線(xiàn)探測(cè)器把相關(guān)的X 線(xiàn)影像信息直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的技術(shù)[1-2]。近年來(lái)，隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)的飛速發(fā)展，DR設(shè)備由于射線(xiàn)量小、成像速度快、影像質(zhì)量高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)廣為普及，不僅提高了醫(yī)療診斷的質(zhì)量，而且在很大程度上提高了醫(yī)療人員的工作效率，對(duì)于我國(guó)醫(yī)療行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義[3-6]。隨著國(guó)產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備的快速發(fā)展，聯(lián)影醫(yī)療、東軟醫(yī)療、萬(wàn)東醫(yī)療及邁瑞等優(yōu)秀國(guó)產(chǎn)醫(yī)療企業(yè)先后投入DR 設(shè)備的研究和開(kāi)發(fā)，據(jù)2022年最新統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)DR 設(shè)備市場(chǎng)占有率為87.8%[7]。

設(shè)備的可用性評(píng)價(jià)源自人機(jī)交互與工程學(xué)領(lǐng)域的可用性研究，我國(guó)關(guān)于可用性的研究主要集中在手機(jī)、放射治療設(shè)備及其信息系統(tǒng)等領(lǐng)域，而與DR 設(shè)備相關(guān)的可用性研究很少[8-12]。本文以人機(jī)交互研究取向的可用性概念作為依據(jù)，對(duì)DR 設(shè)備的人機(jī)交互可用性進(jìn)行研究，集中關(guān)注DR 設(shè)備與用戶(hù)界面的聯(lián)系，將可用性與界面的易用性和友好性關(guān)聯(lián)起來(lái)，引入定性與定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，分析其有效性、效率和用戶(hù)滿(mǎn)意度[13-16]。本文根據(jù)DR 設(shè)備的成像過(guò)程，從硬件和軟件兩個(gè)方面的7 個(gè)人機(jī)交互接口設(shè)置評(píng)價(jià)項(xiàng)目，利用德?tīng)柗品ń⒃u(píng)價(jià)模型，將用戶(hù)評(píng)價(jià)帶入模型從而獲得不同品牌型號(hào)的DR 設(shè)備的可用性評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。探討DR 設(shè)備可用性，有利于提高設(shè)備操作界面的有效性和效率，增進(jìn)用戶(hù)滿(mǎn)意度，從而促進(jìn)國(guó)產(chǎn)DR 設(shè)備進(jìn)一步適應(yīng)國(guó)內(nèi)醫(yī)療環(huán)境及需求。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

研究對(duì)象為聯(lián)影uDR 770i、聯(lián)影uDR 780i、萬(wàn)東新東方1000LB、東軟NeuVision680 及邁瑞DigEye680 五款不同型號(hào)的DR 設(shè)備，文中用DR-A、DR-B、DR-C、DR-D 和DR-E 為5 款DR 設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)。專(zhuān)家組制定調(diào)查問(wèn)卷，并依據(jù)權(quán)重評(píng)分建立評(píng)價(jià)模型，本文對(duì)于每款型號(hào)的DR 設(shè)備均回收45 份以上可用性評(píng)價(jià)調(diào)查問(wèn)卷。評(píng)價(jià)用戶(hù)均來(lái)自于醫(yī)院或研究機(jī)構(gòu)操作使用對(duì)應(yīng)型號(hào)DR 設(shè)備的影像科技師和醫(yī)師，并根據(jù)使用設(shè)備的時(shí)間長(zhǎng)短分為3 個(gè)月以下、3 個(gè)月至1 年和1 年以上3 個(gè)組別。根據(jù)醫(yī)學(xué)影像裝備臨床使用情況，確定待評(píng)價(jià)裝備的使用環(huán)境，包括技術(shù)環(huán)境和物理環(huán)境等，保證在評(píng)價(jià)過(guò)程中待評(píng)價(jià)裝備是在預(yù)期使用場(chǎng)景下正常使用[17-18]。

1.2 制定可用性評(píng)價(jià)調(diào)查問(wèn)卷

可用性評(píng)價(jià)以成像流程為導(dǎo)向制定評(píng)價(jià)指標(biāo)，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重采用德?tīng)柗品ㄟM(jìn)行確定，從而獲得可用性評(píng)價(jià)調(diào)查問(wèn)卷及評(píng)價(jià)模型。德?tīng)柗品ㄊ且揽繉?zhuān)家知識(shí)及智慧評(píng)估并判定指標(biāo)權(quán)重的一種重要方法，具有匿名性、反饋性和統(tǒng)計(jì)性等顯著特征，指標(biāo)評(píng)估結(jié)果科學(xué)合理[18-21]。

首先，項(xiàng)目組邀請(qǐng)了42 位有相關(guān)影像類(lèi)設(shè)備從業(yè)經(jīng)驗(yàn)或從事影像類(lèi)設(shè)備研發(fā)工作的專(zhuān)業(yè)人員作為專(zhuān)家組成員。其中從業(yè)臨床實(shí)操技師及醫(yī)生共18 人（43%），設(shè)備研發(fā)人員24 人（57%）。從工作經(jīng)驗(yàn)上，從事相關(guān)行業(yè)五年以上的專(zhuān)家占總?cè)藬?shù)的71.4%，符合項(xiàng)目需求。

依據(jù)專(zhuān)家簡(jiǎn)歷和自評(píng)情況，計(jì)算專(zhuān)家權(quán)威程度。專(zhuān)家權(quán)威程度的計(jì)算過(guò)程中一般包含專(zhuān)家打分的判斷依據(jù)Ai 和專(zhuān)家對(duì)問(wèn)題的熟悉程度As 等兩個(gè)決定性因素。專(zhuān)家根據(jù)自我認(rèn)知情況對(duì)判斷依據(jù)Ai 的兩個(gè)支撐因子進(jìn)行自評(píng)價(jià)，理論分析因子分5 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)分分別為：非常具有理論支撐（0.5 分）、具有理論支撐（0.375 分）、較具有理論支撐（0.25分）、較不具有理論支撐（0.125分）、不具有理論支撐（0 分）；實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)因子分6 級(jí)：非常相關(guān)（0.5 分）、相關(guān)（0.4 分）、比較相關(guān)（0.3 分）、一般相關(guān)（0.2 分）、較不相關(guān)（0.1 分）、不相關(guān)（0 分），Ai的最終評(píng)分為兩因子的評(píng)分之和[21-22]。專(zhuān)家依據(jù)自身對(duì)DR 設(shè)備的熟悉程度進(jìn)行自評(píng)，As 作為專(zhuān)家熟悉程度評(píng)價(jià)參數(shù)，專(zhuān)家主觀評(píng)定熟悉程度分別為很熟悉、熟悉、較熟悉、一般熟悉、較不熟悉、很不熟悉，對(duì)應(yīng)的熟悉系數(shù)分別為1、0.85、0.7、0.55、0.3、0。

專(zhuān)家的權(quán)威系數(shù)Agor表示為Ai和As的均值，計(jì)算方法如公式（1）所示。

所有專(zhuān)家的權(quán)威程度系數(shù)進(jìn)行均值歸一化，獲得歸一化權(quán)威系數(shù)Ag，計(jì)算方法如公式（2）所示。

專(zhuān)家組根據(jù)DR 設(shè)備的成像流程共同商議決定評(píng)價(jià)指標(biāo)，具體流程包括：X 線(xiàn)發(fā)生裝置——平板探測(cè)器對(duì)X 線(xiàn)產(chǎn)生的圖像信號(hào)進(jìn)行掃描和直接讀出——計(jì)算機(jī)工作站進(jìn)行圖像處理——激光打印機(jī)打印膠片，針對(duì)過(guò)程中涉及的操作任務(wù)和接口類(lèi)型進(jìn)行可用性評(píng)價(jià)[2,19]?？捎眯栽u(píng)價(jià)指標(biāo)由三級(jí)評(píng)定指標(biāo)組成，其中一級(jí)指標(biāo)2 項(xiàng)，二級(jí)指標(biāo)7 項(xiàng)，三級(jí)指標(biāo)44 項(xiàng)。具體內(nèi)容如表1 所示。專(zhuān)家組成員采取“背靠背”答題方式給每個(gè)指標(biāo)的重要程度進(jìn)行評(píng)分，指標(biāo)越重要其評(píng)分越高。

表1 調(diào)查問(wèn)卷各指標(biāo)及相應(yīng)權(quán)重和回答問(wèn)題的評(píng)分

計(jì)算第i題的加權(quán)平均評(píng)分Cxi，方法如公式（3）所示，其中N為專(zhuān)家人數(shù)，Xik為第k位專(zhuān)家對(duì)第i題的評(píng)分，Agik為第k位專(zhuān)家的歸一化專(zhuān)家權(quán)威程度系數(shù)。

計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)Ki，計(jì)算方法如公式（4）所示，其中M為評(píng)分指標(biāo)數(shù)量。

每項(xiàng)指標(biāo)的分值是用各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)Ki乘以總分100。將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的答案得分按照非常符合、較為符合、一般符合、較不符合和完全不符合依次設(shè)定權(quán)重為1、0.75、0.5、0.25 和0，與對(duì)應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)相乘，并乘以100即得到每道題答案對(duì)應(yīng)的得分，具體結(jié)果如表1 所示。

1.3 問(wèn)卷收集及統(tǒng)計(jì)分析

評(píng)價(jià)用戶(hù)為具有一定DR 設(shè)備操作經(jīng)驗(yàn)的使用用戶(hù)，通過(guò)在線(xiàn)答題獨(dú)立完成可用性評(píng)價(jià)調(diào)查問(wèn)卷，依據(jù)用戶(hù)使用時(shí)間長(zhǎng)短將評(píng)價(jià)用戶(hù)分為3 個(gè)組別，分別為3 個(gè)月以下、3 個(gè)月以上至1 年及1 年以上3 個(gè)組。應(yīng)用Excel數(shù)據(jù)透視表，對(duì)不同組別、不同品牌型號(hào)及二級(jí)指標(biāo)之間的評(píng)分均值進(jìn)行對(duì)比，并利用SPSS Statistics 22 的非參數(shù)檢驗(yàn)判斷不同組別、不同品牌型號(hào)及二級(jí)指標(biāo)之間是否具有顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 專(zhuān)家權(quán)威系數(shù)

Ai 在0.7～1.0 之間，平均值為0.889。As 在0.675～1.00之間，平均值為0.873。Ag 在0.6875～1.00 之間，平均值為0.881。在該項(xiàng)目的研究中所獲取的專(zhuān)家整體權(quán)威水平符合基本研究要求。

2.2 調(diào)查問(wèn)卷權(quán)重

根據(jù)方法部分制定可用性評(píng)價(jià)調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果如表1所示，各級(jí)指標(biāo)內(nèi)容如表1 的第1～3 列所示；依據(jù)專(zhuān)家評(píng)分和專(zhuān)家歸一化權(quán)威系數(shù)計(jì)算得出各指標(biāo)的加權(quán)平均評(píng)分如表1 的第4 列所示；依據(jù)公式（4）計(jì)算得到各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)如表1 的第5 列所示；各指標(biāo)問(wèn)題對(duì)應(yīng)答案的得分具體如表1 的第6～10 列所示。

2.3 問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果

五款不同型號(hào)DR 設(shè)備可用性評(píng)價(jià)調(diào)查問(wèn)卷收集情況如表2 所示，每款型號(hào)的問(wèn)卷不少于45 份。值得注意的是DR-A、DR-B 和DR-C 的3 個(gè)月以下評(píng)價(jià)用戶(hù)較少，少于總?cè)藬?shù)的10.5%，1 年以上評(píng)價(jià)用戶(hù)較多，多于總?cè)藬?shù)的50%。

表2 DR設(shè)備可用性評(píng)價(jià)調(diào)查問(wèn)卷回收情況（n）

經(jīng)秩和檢驗(yàn)，總分在3 個(gè)用戶(hù)組別間具有顯著性差異（U=9.114，P=0.010）；各接口的評(píng)分均值在3 個(gè)用戶(hù)組別間具有顯著性差異，秩和檢驗(yàn)結(jié)果具體如下：患者管理接口，U=10.004，P=0.007；患者注冊(cè)接口，U=9.284，P=0.010；患者檢查接口，U=14.348，P=0.001；圖像瀏覽接口，U=6.993，P=0.030；懸吊架接口，U=6.963，P=0.031；胸片架接口，U=6.132，P=0.047；控制臺(tái)接口，U=7.041，P=0.030。如圖1 所示，少于3 個(gè)月組用戶(hù)給予的可用性評(píng)分總分均值和各接口的評(píng)分均值顯著低于其余兩組，其中1 年以上組用戶(hù)評(píng)分均最高。

圖1 DR設(shè)備可用性調(diào)查問(wèn)卷評(píng)分整體分析

不同型號(hào)的DR 設(shè)備各個(gè)接口可用性平均分和總分均值如表3 所示。5 種型號(hào)的DR 設(shè)備可用性評(píng)價(jià)所有組別的整體情況，經(jīng)獨(dú)立樣本Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)，其總分、患者管理接口、患者注冊(cè)接口、患者檢查接口、圖像瀏覽接口、懸吊架接口和胸片架接口的可用性評(píng)分在5 個(gè)型號(hào)間有顯著區(qū)別，其中 DR-C 的可用性評(píng)分明顯低于其他型號(hào)。由于DR-A、DR-B 及DR-E 三種型號(hào)的少于3 個(gè)月的組人數(shù)較少，因此該組別僅檢測(cè)DR-C與DR-D 間的差異，經(jīng)獨(dú)立樣本Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，總分及各接口的均值均無(wú)顯著性差異。3 個(gè)月至1 年組用戶(hù)對(duì)5 種型號(hào)的DR 設(shè)備可用性評(píng)價(jià)情況，經(jīng)獨(dú)立樣本Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)，總分及各接口的均值均無(wú)顯著性差異。1 年以上組用戶(hù)對(duì)5 種型號(hào)的DR 設(shè)備可用性評(píng)價(jià)情況，經(jīng)獨(dú)立樣本Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)，總分均值和各接口的可用性評(píng)分均值在5 個(gè)型號(hào)間有顯著區(qū)別，DR-C 的可用性評(píng)分明顯低于其他型號(hào)。

表3 不同型號(hào)DR設(shè)備各個(gè)接口可用性調(diào)查問(wèn)卷的評(píng)分結(jié)果（分）

3 討論

我國(guó)針對(duì)影像設(shè)備的評(píng)價(jià)主要集中在設(shè)備性能及圖像質(zhì)量等方面，通常采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)分為主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)和客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)，其通常包括量子檢出效率、影像質(zhì)量因子評(píng)價(jià)等[18]。我國(guó)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備自主研制起步較晚，可用性設(shè)計(jì)仍處于模仿國(guó)外產(chǎn)品或自主設(shè)計(jì)的初步階段，因此針對(duì)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備可用性評(píng)價(jià)方面的研究較少，即使有也不成體系[8-9,16-18,23]。本研究項(xiàng)目集合DR 設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域的42 位國(guó)內(nèi)專(zhuān)家，通過(guò)研討調(diào)研明確關(guān)于DR 設(shè)備的評(píng)價(jià)目標(biāo)，確立以軟件界面及硬件界面為主體的評(píng)價(jià)內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上構(gòu)造三級(jí)層次模型，采用自頂而下的思路對(duì)可用性評(píng)價(jià)目標(biāo)進(jìn)行分解，形成準(zhǔn)則層及指標(biāo)層，構(gòu)建層次模型。通過(guò)專(zhuān)家“背靠背”評(píng)分的形式，對(duì)比指標(biāo)層的重要性，以賦分的形式予以表達(dá)，并結(jié)合專(zhuān)家的權(quán)威程度予以調(diào)整分值。本項(xiàng)目中采用的評(píng)價(jià)體系制定具有權(quán)威性和公正性，建立的評(píng)價(jià)模型可以為國(guó)內(nèi)其他品牌和型號(hào)的DR 設(shè)備可用性評(píng)價(jià)提供借鑒。

本項(xiàng)目中涉及的5 種型號(hào)的DR 設(shè)備是目前國(guó)內(nèi)較為主導(dǎo)和新穎的國(guó)產(chǎn)DR 設(shè)備，全國(guó)各地區(qū)有近150 家醫(yī)療機(jī)構(gòu)參與調(diào)研，由使用用戶(hù)自主答卷，評(píng)分過(guò)程相對(duì)獨(dú)立，因此，可用性評(píng)價(jià)調(diào)研結(jié)果較為公正。由于DR-A、DR-B、和DR-E 上市較早，評(píng)價(jià)用戶(hù)多集中在3 個(gè)月以上的使用時(shí)長(zhǎng)，并且以1 年以上的用戶(hù)為主。此外，DR-D 雖為上一代產(chǎn)品，仍有一定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有一定新用戶(hù)。DR-C 為該品牌主推新機(jī)型，新用戶(hù)最多，一年以上用戶(hù)最少。而作為人機(jī)接口體驗(yàn)性評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)，新用戶(hù)相較老用戶(hù)評(píng)分較低，可見(jiàn)圖1 結(jié)果中整體情況部分，3 個(gè)月以下組的整體評(píng)分顯著小于其余兩組，這與用戶(hù)的使用習(xí)慣、操作熟悉程度等因素有關(guān)。因此，DR-C整體評(píng)分較低與參與可用性評(píng)價(jià)用戶(hù)組成有關(guān)，從另一方面來(lái)說(shuō)，各DR 設(shè)備品牌方需加強(qiáng)對(duì)新用戶(hù)的培訓(xùn)和協(xié)助。

4 結(jié)論

DR 設(shè)備可用性評(píng)價(jià)是使用用戶(hù)對(duì)設(shè)備軟件和硬件的人機(jī)接口界面的真實(shí)評(píng)價(jià)，結(jié)果有助于設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者了解產(chǎn)品在實(shí)際使用過(guò)程中的用戶(hù)體驗(yàn)，并依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果可對(duì)各接口進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或改進(jìn)以提升服務(wù)質(zhì)量。