基于層次分析法的醫療設備質量評價體系研究

楊明泰 彭 海 李玉偉 孫宏飛

青海省人民醫院醫學裝備管理處，青海西寧 810000

隨著我國醫療水平的不斷提高，現代社會對醫療質量的要求也越來越高，但醫療質量的提高不僅僅取決于醫護人員的綜合業務水平，更依賴于一些高質量、有特色的精密醫療設備。然而市場上的醫療設備種類繁多，質量差異大，型號各異，影響醫療設備質量的各個方面的風險權重各不同，所以需要一種有效的分析方法對醫療設備質量進行分析評估。

層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）在醫學工程領域是一種新的、實用而又簡單的決策分析方法，其既可以解決多目標、多層次、難以完全用定性與定量的方法來解決系統工程問題，也可以解決多層次決策問題中各指標的權重，此方法在許多領域也得到了廣泛的應用[1-2]，但在醫療設備的選擇上使用較少，本文在前人的基礎上，建立了一個用于醫療設備質量評價的AHP 結構模型，對各項影響因素進行綜合計算與評價，旨在為醫療設備的選型、質量控制提供新的思路。

1 AHP

1.1 簡介

AHP 是由美國著名運籌學家、匹茲堡大學A.L.Saaty 教授在第一屆國際數學建模會議上提出的多目標決策方法，當時A.L.Saaty 運用該方法先后解決了美國石油價格預測、電力分配、應急預案等方面的問題[3]。其是一種實用的判斷決策過程將非定量問題按定量問題分析、主觀問題按客觀問題多目標或多方案分析，即對決策問題分解成方案、目標、準則、非準則等層次，在此基礎上進行定性與定量分析。

AHP 的基本思想是建立層次結構分解復雜問題，引入比例標度，通過兩兩比較方案、準則、目標、相關因素的重要性，用比例標度將復雜問題標量化，并按比較因素逐層建立判斷矩陣，最后求解判斷矩陣的權重并計算方案的綜合權重[4-6]。AHP 的核心問題就是：標度原理、結構層次原理、排序原理。運用AHP 解決復雜問題的綜合判斷決策主要分為以下步驟：建立遞階層次結構模型、建立方案屬性判斷決策表、建立兩兩判斷矩陣、判斷矩陣一致性檢驗、判斷矩陣權重求解、綜合權重的計算與排序。

1.2 建立層次結構模型

根據實際問題分析系統之間各因素之間的相互關系，按照多因素之間的屬性自上而下分解為若干層次，最高層為目標層，通常只有一個元素；中間層為準則層，包括采取的措施、方案等[7]；最底層是方案層，解決問題的各種方法或途徑，即將問題條理化[8-10]。

1.3 判斷矩陣構造

設某層指標X=[x1，x2，……，xn]對目標M 的影響，每次取兩個因素Xi與Xj比較，以Xij=xi÷xj表示對上層某指標的影響程度，mij的值用數字表示，本文采用A.L.Saaty 建議的比例標度法，各指標之間重要程度可劃分為：絕對重要、非常重要、明顯重要、稍微重要、同等重要5 級，標度為：9、7、5、3、1；各指標之間不重要程度可劃分為：絕對不重要、非常不重要、明顯不重要、稍微不重要4 級，標度為：1/9、1/7、1/5、1/3。最后得到兩兩比較的判斷矩陣M，為正互反矩陣。

式中：mij＞0；j=1，2……，n。

1.4 層次單排序及一致性檢驗

對判斷矩陣的每列元素進行歸一化處理，本文采用和積法，各元素分別為：

將歸一化處理后的結果按行相加為：

得到向量（ω1，ω2……，ωn）T為同一層相應因素關于其上一層某個因素的權重，即為特征向量的近似解。其最大特征值可表達為：

為檢驗判斷矩陣M 的一致性，首先要計算M 的一致性指標，其定義為：

式中，CI：抽樣平均值，當CI=0，有完全的一致性；CI接近于0 時，有滿意的一致性；CI越大，不一致性越嚴重。

為衡量CI的大小，引入了平均隨機一致性指標RI。隨機構造500 個成對比較矩陣，M1，M2…M500，則可得到一致性指標CI1，CI2…CI500，即得到RI=，根據階數1-9，平均隨機一致性數值RI分別為0、0、0.58、0.9、1.12、1.26、1.36、1.41、1.46。

當CR<0.1 時，則判斷矩陣M的一致性在合理范圍內，層次總排序具有滿意的一致性，否則應對其進行修正，需重新考慮模型或重新構造那些一致性比率高的判斷矩陣的元素取值[11]。

1.5 層次總排序及一致性檢驗

將系統中各層之間相應因素的權重向量內積就是最終指標的組合權重。

2 AHP 在醫療設備使用周期內質量評價的應用

2.1 層次結構模型的建立

如何合理、理性地選擇滿足要求的醫療設備越來越受到醫院關注，醫療設備的選擇應該綜合考慮多個評價因素。根據AHP 的基本原理、思想構造出醫療設備質量評價體系的層次分析結構模型[12-14]，如圖1所示。

圖1 醫療設備質量評價體系的層次結構模型

2.1.1 目標層 本文目標層是醫療設備質量評價指標。

2.1.2 準則層 評估醫療設備質量優劣的主要因素為日常維修情況、臨床使用情況、質量控制或預防性維修、不良事件監測等[15]。

2.1.3 子準則層 根據國內外對醫療設備的研究情況及現場維修工程師經驗，醫療設備在使用周期內質量評價標準有數據準確性、可靠性、故障率、維修費用、更換配件率、交互性、穩定性等因素[16]。

2.2 應用分析

2.2.1 準則層各因素對目標層的判斷矩陣 根據AHP的基本原理及層次結構模型可構建出醫療設備質量評價準則層各因素對目標層的判斷矩陣，根據醫院無傾向選定10 位專家分別對4 個指標進行兩兩比較，得到各指標權重，如表1所示。

根據表1 和公式（1）～（5）可以計算出：RI=0.91，CI=0.039，CR=0.043。可知準則層各因素對于醫療設備質量評價的判斷矩陣具有較好的一致性。

表1 準則層各因素對目標層的判斷矩陣

2.2.2 各子準則層對于準則層（日常維修、臨床使用、預防性維修）的判斷矩陣 同理各子準則層對于準則層（日常維修、臨床使用、預防性維修）的比較判斷矩陣如表2～4所示。

根據表2 和公式（1）～（5）可以計算出：RI=0.91，CI=0.015，CR=0.016。可知準則層（日常維修）對于各因素的判斷矩陣具有較好的一致性。

表2 子準則層對于準則層（日常維修）的判斷矩陣

根據表3 和公式（1）～（5）可以計算出：RI=1.13，CI=0.058，CR=0.053。可知準則層（臨床使用）對于各因素的判斷矩陣具有較好的一致性。

表3 子準則層對于準則層（臨床使用）的判斷矩陣

根據表4 和公式（1）～（5）可以計算出：RI=0.58，CI=0.020，CR=0.035。可知準則層（預防性維修）對于各因素的判斷矩陣具有較好的一致性。

表4 子準則層對于準則層（預防性維修）的判斷矩陣

2.2.3 總目標權重 根據準則層的各因素與醫療設備質量評價總目標的比較判斷矩陣，以及子準則層相對于準則層（日常維修、臨床使用、預防性維修、不良事件監測）比較矩陣的計算結果和各因素的排序權值，可得到醫療設備質量評價的總目標權值[17]，如表5所示。

表5 的計算結果表明，醫療設備質量評價的主要因素優先次序是：臨床使用數據準確性，預防性維修準確性、可靠性，不良事件發生率，臨床使用易操作性，預防性維修穩定性等。

表5 總目標權重

仿真計算中，始終有CI<0.1，CR<0.1，表明采用層次結構模型的醫療設備質量評價具有完全一致性和準確性[18-20]。

醫療設備質量評價中日常維修、臨床使用、預防性維修、不良事件監測相對于總目標的權值分別為0.055、0.564、0.259、0.108，因此影響醫療設備質量的關鍵因素在于臨床使用時的數據準確性[21]。

3 討論

本文建立的基于AHP 模型的醫療設備質量決策模型綜合考慮了多種方面的因素，使醫療設備質量在滿足醫療設備使用經濟化的基礎上，更加符合醫院的發展要求，從而幫助醫院的醫療設備管理部門選擇適應醫院實際的指標來評估醫療設備，使醫療設備更新決策科學化和可操作化。

醫療設備使用周期內質量評價受多種因素影響，采用AHP 能為醫療裝備管理者提供更為科學、量化及直觀的評價結果和參數依據。不僅可以提高醫療設備維修決策效率，使決策結果更具有說服力，還擴寬了醫療設備管理的研究思路，為進一步研究醫療設備預防性維修奠定了新的理論基礎。

AHP 可深入挖掘維修、預防性維護與質控方面有價值的數據，同時可對醫療設備采購選型提供依據。醫療設備購置決策過程往往缺乏量化的指導，對設備的購置進行決策，層次模型結構可以從申購目的、效益分析、經費、學科建設等5 個方面分析。將申購設備對應到這些指標的不同等級中，即可獲得設備的關鍵度和關鍵度指數，通過預先設定的關鍵度指數值最終確定購置與否。