基于多準則決策分析的醫療設備報廢優先級研究

四川大學華西醫院 醫學工程科，四川 成都 610041

引言

醫療設備是醫院在診斷和治療中使用的現代化工具，醫療設備的質量、先進性和安全性可體現醫院的診療能力和水平[1]。通常將醫院內部醫療設備全生命周期劃分為2個階段，第1階段為醫療設備引進和招投標，第2階段為醫療設備使用和報廢處置[2]。然而許多醫院管理部門的關注點主要放在新型醫療設備的引進與購置上，而忽略了舊設備的淘汰與報廢管理[3]。目前我國各醫院針對醫療器械報廢都制定了相應的報廢制度及流程，但對于如何確定設備是否需要報廢并沒有一個量化的標準。這容易造成部分設備已達使用年限但未被強制報廢，或者未到達報廢年限而被提前報廢等情況[4]。這不僅造成醫院的經濟損失，還可能影響到患者的生命安全[5]。因此，急需開發一種醫療設備報廢的評估工具對醫療設備報廢的標準進行量化，并且確定其報廢優先級，用于評估醫療設備報廢年限，為醫院醫療設備報廢提供合理科學的建議。為了建立相應數學模型，本研究選擇了多準則決策分析（Multi-Criteria Decision Analysis，MCDA）。MCDA是指在多個不能互相替代的準則存在下進行的決策[6]，MCDA法是一種合理規范的干預措施分級過程，并且已經被應用于各個領域，其中就包括衛生領域[7-8]。MCDA法根據不同的評價準則對多個干預措施進行評估，并對其重要性程度進行評價，從而提高決策質量。MCDA評價的數據來源可以是臨床試驗、Meta分析等定量研究，也可以是主動或被動監測數據，當缺乏其他數據時還可以使用專家評分法等半定量或定性研究的資料[9]。

1 材料與方法

1.1 研究對象

本院在用醫療設備為28000余臺件，其中使用10年以上設備為9000余臺件，使用10年以上20年以下設備為400余臺件，使用20年以上設備為60余臺件。其中，20年以上設備多為科研專用設備，不用于臨床。當醫療設備使用時間過長，備件及耗材可能會逐漸停產，導致設備無法正常運行。本文選取2臺CT、1臺血液透析機、1臺磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）掃描儀、1臺多參數監護儀，通過提取醫院綜合運營管理系統（Hospital Resource Planning，HRP）中的基礎數據，以及工程師記錄的維保維修等數據，來判斷設備的報廢優先級。

1.2 MCDA評價方法

由于醫療設備種類復雜且應用場景繁多，價值也由小到大分布廣泛，涵蓋醫學活動中診斷、治療、康復等各個方面[10]。本研究通過技術專家組討論的形式，從技術方面和經濟方面分別對醫療設備進行評估[11]。

1.2.1 技術方面

在技術方面，定義了8個技術變量xi（i=1，2，……，8），分別為：x1（未來 5年耗材可用），對應的權重ρ1為0.9； x2（未來5年備件可用），對應的權重ρ2為0.8；x3（設備使用年數），對應的權重ρ3為0.7；x4（設備停用天數），對應的權重ρ4為0.6；x5（設備功能），對應的權重ρ5為 0.5；x6（設備故障次數），對應的權重ρ6為0.4；x7（物理風險），對應的權重ρ7為0.3；x8（維護需求），對應的權重ρ2為0.2。其中x4、x6及x8為工程師統計的近1年的數據，“物理風險”（x7）定義了設備故障發生的最壞情況，“維護需求”（x8）是根據制造商的要求及工程師的累積經驗來定義維護的等級和頻率。

有的變量是明確的，可以定量表示，如x3、x4、x6；而有的變量則是定性或者模糊的，因此需要對這些定性指標進行模糊量化處理（表1），如“設備功能”（x5）是根據世界衛生組織給醫療設備按功能進行的分類排序[12]。x1、x2的數值根據實際情況決定，“是”為0，“否”為1；Mi代表變量量化后的數值，Qi代表變量對應的區間。

表1 技術變量的定性和定量域

將變量進行歸一化處理，其對應的技術指標IT計算公式為 (1)～(2)。

其中歸一化因子NT的計算公式為：

其中Mimax'為每個變量xi對應的Mi的最大值，因此NT=4.4。

1.2.2 經濟方面

在經濟方面，定義了4 個變量xi（i=9，10，11，12）[13-14]，分別為：x9（采購成本），x10（維保成本），x11（耗材花費），x12（折舊年限）。根據xi計算得出對應的4個經濟指標Ij（j=1，2，3，4），γj為經濟指標Ij對應的權重，如表2所示。根據規定，醫療設備最低折舊年限為5年[14,15]，而表1中設備最長使用年數為20年，為最低折舊年限的4倍。對于I4而言，將設備使用年數x3除以設備本身的折舊年限x12，對結果進行歸一化，除以最大倍數4，計算出其折舊值。

表2 經濟指標及權重

以上4個變量用于評估醫療設備的經濟方面，它們的定性和定量域如表3所示。

表3 經濟變量的定性和定量域

其對應的經濟指標計算公式為(3)～(4)。

其中歸一化因子NE的計算公式為：

其中Mimax'為每個變量xi對應的Mi的最大值，因此NE=2。

1.2.3 報廢優先級指標

結合技術方面和經濟方面的指標和相關性，可得到醫療設備報廢的優先級指標I。其中技術方面的相關性ωT為0.9，經濟方面的相關性ωE為0.4，其計算公式為(5)～(6)。

其中歸一化因子N的計算公式為：

其中Ijmax'為技術指標和經濟指標的最大值，因此N=1.3。

2 結果

2.1 技術指標應用

選取2臺CT（CT1、CT2）、1臺血液透析機（H1）、1臺MRI掃描儀（MR1）、1臺多參數監護儀（M1），提取出ERP系統中的基礎數據，以及工程師記錄的維保維修等數據，如表4所示。以CT1為例，該型號CT將在2020年停產，其耗材在未來5年內停產（x1=1），備件在未來5年內停產（x2=1），設備距今已使用12年（x3=0.6），停機天數為2 d（x4=0.4），屬于診斷類設備（x5=0.6），近1年故障次數為10次（x6=0.8），其物理風險表現為因檢測不準而導致醫生誤診（x7=0.6），其維保等級為平均值（x8=0.6）[17]。通過公式(1)計算出CT1的技術指標：

IT_CT1=(0.9×1+0.8×1+0.7×0.6+0.6×0.4+0.5×0.6+0.4×0.8+0.3×0.6+0.2×0.6)/4.4≈0.75

表4 醫療設備技術指標

2.2 經濟指標應用

將上述設備2018年的經濟參數提取出來，如表5所示。同樣以CT1為例，其采購成本為1200萬元（I1=1），維保成本為58萬（I2=0.8），耗材成本即球管成本均包含在維保成本中，為0（I3=0），折舊年限為6年[I4=（12/6）/4=0.5]。通過公式(3)計算出CT1的經濟指標：

表5 醫療設備經濟指標

2.3 報廢指標應用

由于CT1的技術指標為0.75，經濟指標為0.57，通過公式(5)計算出CT1的報廢指標：

通過技術人員討論，考慮到大型設備采購時間為1～2年，將報廢指標分為3個不同的報廢階段，[0，0.3)的報廢預計時間為10年，［0.3，0.6）的報廢預計時間為6年，[0.6，1]的報廢預計時間為3年。將上述設備的技術指標和經濟指標通過公式(1)、(3)、(5)計算出來，結果如表6所示。

表6 醫療設備報廢指標

由表6可看出，CT1、CT2需要在3年內報廢，該結果意味著CT1及CT2具有嚴重的缺陷，急需提出報廢計劃，這也與醫院實際情況一致。血液透析機機H1和MR1需要在6年內報廢，而監護儀M1由于購置時間較短且設備狀態良好，因此可在10年內報廢。

3 討論

通過對醫療設備進行信息化管理，記錄醫療設備全生命周期數據，對報廢設備提供決策支持。本文通過MCDA，分別對醫療設備的技術指標和經濟指標進行了加權評分，再加權得到醫療設備對應的報廢指標。該報廢指標是了解醫療設備功能狀態和運行費用的一個工具，它可幫助醫院醫療設備管理部門用于決定醫療設備應該報廢的大致年限，并且及時規劃購置新設備，以免造成設備無法使用的困境。相對于目前廣泛采用的定性的評估方法，本方法對設備的技術和經濟進行定量分析，使得結果更加客觀準確。但其只是一個輔助工具，并不是絕對性的指標，當設備由于技術更新而淘汰，或發生大故障無法維修等特殊情況，該指標僅作為參考而不起決定性作用。

在之后的研究中，可將該報廢指標應用于物聯網中，使其自動評估醫院的所有醫療設備，以便為這些需要在短期內（3年）更換的設備進行計劃采購。