基于層次分析法開展醫(yī)院大型醫(yī)療設備用能評價及對策探討

徐 恒，時晨希，徐艷芳，薛曉琦，劉振臨，許 鋒

（北京大學第三醫(yī)院醫(yī)學工程處，北京100191）

0 引言

隨著科技的飛速發(fā)展以及人民群眾對健康醫(yī)療需求的持續(xù)增加，大量技術先進、功能強大、設計精密的醫(yī)療設備在醫(yī)院中廣泛應用。其中，大型醫(yī)療設備因其技術含量高、功能綜合度強、維護難度大、能量消耗大等因素成為了醫(yī)院能耗管理的重點和難點。同時，2016年12月，國務院印發(fā)的《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案的通知》中明確提出應強化重點用能設備節(jié)能管理，全面提升重點用能設備能效水平。因此，醫(yī)院加強在用大型醫(yī)療設備的能量監(jiān)測、用能分析，開展能耗的精細化管理迫在眉睫。首先，醫(yī)院能耗管理應符合政府部門能源管理的要求，符合節(jié)能減排的社會發(fā)展趨勢；其次，醫(yī)院有降低能耗以及人力資源成本來減少運行成本的需求；再次，傳統(tǒng)的粗放型能耗管理方式與醫(yī)院快速、高效的發(fā)展日益脫節(jié)，且科技發(fā)展也促使醫(yī)院的管理方式必須發(fā)生改變[1-2]。

層次分析法具有高度的邏輯性、系統(tǒng)性、科學性，適用于解決影響因素較多的系統(tǒng)決策問題。本文采用層次分析法對大型醫(yī)療設備的用能特點進行研究、分析與評價，可為大型醫(yī)療設備的能耗管理提供評價依據(jù)，方便區(qū)分醫(yī)療設備能耗管理的層次及重點，從而為醫(yī)療設備的精細化管理提供科學支撐。

1 評價對象及內容

大型醫(yī)療設備的范圍主要涵蓋《國家衛(wèi)生健康委員會關于發(fā)布大型醫(yī)用設備配置許可管理目錄（2018年）的通知》（國衛(wèi)規(guī)劃發(fā)〔2018〕5號）中的設備，包含但不限于納入甲、乙類配置管理范疇內的設備，即64排及以上X射線計算機斷層掃描儀（64排及以上CT）、1.5 T及以上磁共振成像設備（1.5 T及以上MR）、X射線正電子發(fā)射斷層掃描儀（含PET）、內窺鏡手術器械控制系統(tǒng)（手術機器人）、直線加速器（含X刀，不包括列入甲類管理目錄的放射治療設備）、伽馬射線立體定向放射治療系統(tǒng)（包括用于頭部、體部和全身的系統(tǒng)）、首次配置的單臺（套）價格在1 000萬元～3 000萬元的大型醫(yī)療器械、重離子放射治療系統(tǒng)、質子放射治療系統(tǒng)、正電子發(fā)射型磁共振成像系統(tǒng)（PET/MR）、高端放射治療設備、首次配置的單臺（套）價格在3 000萬元人民幣及以上的大型醫(yī)療器械等。

評價指標主要涵蓋大型醫(yī)療設備及配套設備的數(shù)量情況、設備參數(shù)、運行狀態(tài)等基本情況，具體指標包括醫(yī)療設備的類型、投入使用年份、額定功率、待機功率、年度運行時間等。

2 大型醫(yī)療設備用能特點

本次調研的醫(yī)院為三級甲等醫(yī)院，床位1 890余張，年門急診人次430余萬，年手術人次6.3萬。本次評價的大型醫(yī)療設備包括6臺CT機、6臺MR儀和2臺直線加速器（LA）。收集、整理本研究中大型醫(yī)療設備的用能數(shù)據(jù)，詳見表1。

表1 大型醫(yī)療設備單臺運行參數(shù)統(tǒng)計單位：kW

由表1可知，設備的待機功率、最大瞬時功率及總散熱量3個指標的峰值和平均值較大，說明設備整體能耗較高。同時還應明確的是，上述運行參數(shù)僅僅是設備本身的能耗，不包括外循環(huán)制冷、處理數(shù)據(jù)用工作站等配套設備的能耗。

通過對本次調研醫(yī)院的設備數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，該院所有大型醫(yī)療設備的年平均工作時間為4 470 h，每臺大型醫(yī)療設備的年平均待機電量為1.04×105kW·h，年最大瞬時電量平均值為3.97×105kW·h，年散熱電量為1.30×105kW·h。分析大型醫(yī)療設備月平均耗能曲線（如圖1所示）和隨使用年限的能耗曲線（如圖2所示）有助于醫(yī)院能耗管理部門和設備維護部門有針對性地制訂年度管理計劃。

圖1 大型醫(yī)療設備月平均耗能曲線

圖2 大型醫(yī)療設備隨使用年限耗能曲線

由圖1可以看出，大型醫(yī)療設備耗能曲線的拐點主要集中在季節(jié)轉換期間。每年的11月至次年的2月以及5—6月為典型的過渡季，醫(yī)療設備及其配套設備的能耗相對較低；而每年的3—4月和7—10月為典型的空調季，醫(yī)療設備整體能耗較高，在夏季的8—9月達到高峰。

由圖2可知，大型醫(yī)療設備隨使用年限的能耗曲線為U形曲線，說明設備從安裝調試到性能穩(wěn)定的磨合期內，設備能耗逐步下降；穩(wěn)定期內設備性能相對穩(wěn)定，故障率低，能耗數(shù)據(jù)相對平穩(wěn)；進入損耗期后，設備性能退化，能耗隨之逐步上升。

3 利用層次分析法分析用能特點

3.1 建立評價指標體系

通過梳理大型醫(yī)療設備的使用特點和全生命周期內的管理流程，并與大型醫(yī)療設備的臨床維護工程師、能耗監(jiān)測與管理人員、臨床使用和操作人員等深入溝通，建立評價指標體系。該體系共分為組織架構、設備屬性、使用質量、維護保障4個一級指標，以及專人專職管理、管理制度、計量管理、瞬時功率、待機功率、功率因素、熱容量、年檢查人次、運行時間、年耗能量、投入年份、維保人員配備、巡檢制度、定期質控等二級指標，如圖3所示。

圖3 大型醫(yī)療設備用能特點和能耗管理的評價指標體系

3.2 構建判斷矩陣并確定權重

記各一級指標為Ui（i=1，2，3，4），則第i個一級指標下的二級指標為Uij（j=1，2，...，in），n為各一級指標下對應的二級指標個數(shù)。

由于各指標對設備整體能耗的影響程度不同，所以對設備能耗進行評價時首先需要確定各指標的權重。權重值越大，說明影響程度越高。假設4個一級指標Ui對應的權重為λi，對應的二級指標Uij的權重為ωij，其中

基于對大型醫(yī)療設備實際使用情況的分析，對影響大型醫(yī)療設備能耗的4個一級指標和14個二級指標進行討論后，確定了各因素的重要程度并予以量化，從而構建一級指標對應的兩兩判斷矩陣，其中標度采用5/5～9/1標度，構建的判斷矩陣T如下：

通過計算可知，判斷矩陣T的最大特征值為4.072 4，其對應的特征向量為（0.206 5，0.788 4，0.446 9，0.368 9），標準化后的特征向量為（0.114 1，0.435 4，0.246 8，0.203 7），其一致性指標為0.024＜0.1，通過一致性檢驗，說明此判斷矩陣合理有效。因此，4個一級指標Ui的權重為（λ1，λ2，λ3，λ4）=（0.114 1，0.435 4，0.246 8，0.203 7），故一級指標中對評價模型起主要作用的因素是設備屬性。

同理，構建各個一級指標對應的二級指標的判斷矩陣B1～B4。

計算各判斷矩陣的特征值、特征向量及一致性比率（CR）值，結果詳見表2。

表2 二級指標的判斷矩陣B1～B4計算結果

各二級指標的判斷矩陣均通過一致性檢驗，說明這4個判斷矩陣合理有效。經歸一化處理后可得到對應二級指標的權重：ω1j權重為（ω11，ω12，ω13）=（0.526 6，0.335 8，0.137 6），ω2j權重為（ω21，ω22，ω23，ω24）=（0.382 3，0.232 8，0.139 2，0.245 7），ω3j權重為（ω31，ω32，ω33，ω34）=（0.383 1，0.257 8，0.224 5，0.134 6），ω4j權重為（ω41，ω42，ω43）=（0.132 7，0.279 3，0.588 0）。

由判斷矩陣T可知，在評價指標體系中，對能耗管理影響較大的關鍵指標是設備屬性和使用質量。因此，設備使用過程中，尤其是在設備購置階段應注重設備屬性，即物理性能。應結合設備的使用情況，在滿足臨床診斷要求的前提下，盡量選用功率因數(shù)高、熱容量小、待機功率低的設備。

由各二級指標權重可知，二級指標中對評價指標體系起主要作用的指標有專人專職管理、瞬時功率、年檢查人次數(shù)和定期質控等。

4 管理對策與建議

在當前資源緊張，國家倡導綠色環(huán)保、節(jié)能減排的形勢下，根據(jù)大型醫(yī)療設備的用能特點，針對性地提出降低能耗的節(jié)能措施有著極其重要的現(xiàn)實意義。

4.1 建章立制，向管理要效益

醫(yī)院應建立涵蓋大型醫(yī)療設備全生命周期的規(guī)章制度，做到專人專職負責相應設備，崗責明確，預防為主，有備應對。具體如下：

（1）設立駐點工程師制度并制訂設備維護管理計劃，掌握設備狀態(tài)。

（2）定期開展針對臨床使用及操作人員的技術培訓，注重使用過程及日常維護要點的講解。

（3）開展能量計量管理。加強節(jié)能改造，杜絕“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象發(fā)生。

（4）加強節(jié)能宣傳，提高員工的節(jié)能意識和“主人翁”意識。同時加強監(jiān)管，改進工作流程和管理模式[3]。

4.2 配套齊全，保證設備處于最佳工作狀態(tài)

為了提高設備的使用質量、降低能耗，相關管理人員還應注意配套設備的狀態(tài)。大型醫(yī)療設備的運行通常需要配套的水電條件，且對工作環(huán)境的溫度、濕度有具體要求。因此，醫(yī)院在配置大型醫(yī)療設備前，應根據(jù)設備的場地安裝文件做好環(huán)境及相應配套設施的準備工作，確保設備在最利于其發(fā)揮性能的環(huán)境中運行。

4.3 配置合理，提高設備使用效率，降低能耗

大型醫(yī)療設備的配置應根據(jù)醫(yī)院的實際工作量和任務負荷進行科學決策，做到既不超配，也不低配，設備既不過分超負荷運轉，又不空置待機[4]，以減少不必要的能耗。整體上，設備配置應與醫(yī)院擔負的醫(yī)療、科研、教學等任務相符，與醫(yī)院所在地區(qū)的醫(yī)療衛(wèi)生供求關系、經濟發(fā)展水平相匹配。

4.4 定期開展設備質控工作

為解決“維護保障”方面的問題，醫(yī)院應加強大型醫(yī)療設備的日常維護保養(yǎng)工作，所有設備除開展計量檢測（在強制檢定目錄內的設備）、廠家例行檢查外，還應包括安全性能監(jiān)測和預防性維護措施，具體包括外觀檢查、除塵清潔、機械部件潤滑、電源及制動系統(tǒng)檢查等方面[5]，具體內容詳見表3。

同時，臨床使用部門還應做好使用中維護，開展日檢、周檢等質控措施，發(fā)現(xiàn)設備過熱、報警異常等情況時及時停機并上報。

大型醫(yī)療設備的能耗和使用狀態(tài)息息相關。使用狀態(tài)越佳、配套設備越完善，能耗就相應越低[6-8]。醫(yī)院需要全面分析后，綜合考慮資金、人力成本、工作人員技術水平等因素，采取科學合理、經濟適用的方式來改善醫(yī)院的用能狀況[9]。

5 結語

表3 設備開展質控工作的內容

如何加強大型醫(yī)療設備的精細化管理，降低設備能耗和運行成本，是醫(yī)院管理者急需解決的問題之一。本研究通過層次分析法，可全面掌握醫(yī)院大型醫(yī)療設備用能特點和能源管理現(xiàn)狀的難點與重點，方便針對性地提出多種措施來降低設備能耗，從而有效提高設備的工作效率，降低醫(yī)院的運行成本并提高經濟效益[10-11]，為醫(yī)院開展精細化設備管理工作提供決策依據(jù)。