基于可拓學的大型醫療設備績效評價實例研究

沈陽，楊翠，鄧力莎，劉萬利

1.四川大學華西醫院 運營管理部，四川 成都 610000；2.四川大學華西口腔醫院 運營管理部，四川 成都 610000

引言

隨著醫改政策的不斷深入，醫院管理者逐漸意識到加強醫院成本管理是深化醫改的必然要求，2020年發生的新型冠狀病毒肺炎疫情也給醫院的運營管理帶來了新的挑戰。醫療設備的合理配置、利用及管理在醫院成本控制中起著舉足輕重的作用。如何加強醫療設備購置可行性論證、優化資源配置、建立健全大型醫療設備績效評價體系是醫院精細化管理的重要研究課題。

目前國外及我國政府主管部門尚未出臺設備配置及使用評估方法的詳細操作指南，相關文獻在探索研究中使用的醫療設備配置評價方法較多，主要有綜合指數法、模糊綜合評價法、平衡計分卡、循證與決策樹法等[1-5]；確定權重方法有德爾菲法、層次分析法、二元對比函數法等。徐雪慧等[1]和車得飛等[2]提出采用模糊綜合評價法建立設備評價模型，對設備使用進行后評價，但該方法主觀性較強；成學慧等[3]運用平衡計分卡理論構建評價體系，但評價結果受極值的影響明顯，且評價指標的權重確定也因決策單元不同而產生較大差異；廖容等[4]、朱懿恒等[5]使用綜合指數法對設備經濟效益評估作重點分析，可操作性強，但評價結果不能真實全面反映設備整體情況。通過對以上方法的研究學習，分析研判不同方法的優勢和劣勢，本研究將基于可拓學理論建立并優化大型醫療設備績效評價體系。

1 方法

本研究選取一所集醫、教、研于一體的綜合性三級甲等醫院為研究對象，該院現階段將促進學科發展、提高運營效率作為首要任務。在醫療設備績效評價體系建立的過程中，需充分考慮以上因素，確立科學性、獨立性、引導性、突出性、普遍適用性的評估指標，這對評估的最終結果和評價目標的實現極其重要。

首先，本研究選定德爾菲法確定社會效益、學科發展、臨床效果、技術狀態、經濟效益5個一級指標，12個二級指標（圖1）。

圖1 大型醫療設備績效評價體系

選定指標后，本研究將結合衛生經濟學來確定各級指標的計算方法，然后通過區間層次分析法采用區間數來代替點值構造判斷矩陣，通過區間運算得出權重向量，原始數據與計算結果均為區間數，能有效避免傳統方法的主觀偏差性。得出權重向量后根據多級可拓評價理論，從定性和定量兩方面建模，以處理各層級不相容指標關系，從可行性與優化兩個角度完整反映方案綜合水平[6]。

最后以某大型公立醫院全飛秒激光角膜手術儀為例，應用本文構建的大型醫療設備績效評價體系和多級可拓評價模型進行設備績效評價，結合設備實際使用情況，并與其他評價方法比較得出研究結論。

2 構建大型醫療設備績效評價體系及實例分析

2.1 評價指標計算方法

（1）社會效益。其對應的設備使用率、功能使用率和工作量增長率計算方法如公式(1)～(3)所示。

（2）學科發展。包括科研成果率和教學任務完成率，計算方法如式(4)～(5)所示。

（3）臨床效果。陽性率和靈敏率計算方法，見式(6)～(7)。

（4）技術狀態。需分析設備完好率和維修指數，見公式(8)～(9)。

（5）經濟效益。醫療設備的經濟管理貫穿了設備購入到報廢的整個過程，是績效評價的重要組成部分[7]，由于其計算較為復雜，故進行重點說明。

全壽命周期成本（Life Cycle Cost，LCC）理論是一種基于設備長期經濟效益的成本優化管理理念和方法，系統考慮設備規劃、設計、安裝、運行、維護、處置的全壽命周期中所有要素需支出的費用總和。以此理論為基礎，衍生出凈現值、現值指數法、內含報酬率、動態投資回收期、靜態投資回收期等經濟效益分析方法。本研究引入此理論，并重點選取凈現值、內含報酬率和動態投資回收期作為大型醫療設備經濟效益評價指標，LCC計算公式如式(10)所示。

式中CIC為投資成本；COC為運行成本；CMC為維護成本；CFC為故障成本；CDC為處置成本。

凈現值（Net Present Value，NPV）：設備每一年凈收益再折現，考慮資金時間價值，反映資金收益情況，是LCC中最常用的方法，計算公式如式(11)所示。

式中Bt為第t年設備產生的現金流入；Ct為第t年的現金流出，包括采購費用、人力費用、材料消耗、能源消耗、維護成本；r為社會折現率。

內含報酬率（Internal Rate of Return，IRR）：使設備凈現值為零的折現率，反映資金使用效率，計算公式如式(12)所示。

動態投資回收期（pt）：設備凈收益抵消全部投資所需時間，反映資金周轉速度，計算公式如式(13)所示。

式中pt時間越短，說明設備投入風險小，實施效益好。

2.2 基于區間層次分析法的評價指標權重確定

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是美國運籌學家T.L.Saaty于20世紀70年代提出的一種多目標決策分析方法，其在構造比較矩陣時，采用點值表達，忽略了評價指標的模糊性與不確定性，在多屬性多目標決策領域和不確定評價領域應用廣泛[8]。

2.2.1 構造區間判斷矩陣

根據已定評價指標體系，采用1～9標度法對指標進行兩兩對比，按重要性尺度進行評分，1表示同等重要，9表示極端重要，滿足矩陣互反性原理，用aij表示xi與xj之比。

2.2.2 一致性檢驗

在求解特征向量過程中，若區間數判斷矩陣無法滿足一致性要求，則求解無法繼續，需重新構建判斷矩陣，直至通過一致性檢驗[9]。可使用Matlab軟件進行檢驗：CR=CI/RI＜0.1。檢驗后可提出區間數等級，利用區間層次分析法確定評價指標的區間數權重[10]。

2.2.3 分別求解區間數最大特征向量

用特征向量法分別計算最大特征值所對應的具有正分量的歸一化特征向量，表示為[x-,x+]，x-=[x-1,x-2,…x-n,]，x+=[x+1,x+2,…x+n,]。

之后，計算矩陣權重向量w，計算公式如式(14)所示。

2.3 基于多級可拓評價理論的模型建立

多級可拓評價理論是介于經典數學、模糊數學及實驗科學之間的新興學科，目前被建筑、電力、航空、環保、交通運輸等行業領域廣泛應用[11]。本研究將基于多級可拓評價理論，把定性信息定量化，構建大型醫療設備評價指標體系，交叉運用物元可拓理論和區間層次分析法，對各級指標的經典域、節域和待評價物元綜合分析[12]。

2.3.1 確定經典域、節域、待評物元

經典域、節域、待評物元的計算方法如公式(17)～(19)所示。

式中Rj為經典域，Nj為評價等級，Uj為構成因素，rj為Nj關于因素Uj的量值，可為點數或區間數。Rp為節域，Np為評價等級全體，rp為因素Uj的所有取值范圍。Ro為大型醫療設備待評物元，ro1為Ro關于因素Uj的取值[13]。

2.3.2 無量綱化處理

對于越大越優的指標，用式(20)計算。

對于越小越優的指標，用式(21)計算。

式中，ro為實例數據，rij為極差標準化后的數據。

2.3.3 建立關聯度函數

關聯度是各因素之間關聯性的量度，引入經典數學中距的概念，可使Ro與Rj、Rp的關聯度計算更準確，不必依靠主觀判斷或統計，關聯度計算公式如式(22)～(24)所示。

式中表示點ro與區間rj、rp的接近度。若ρ(ro,rp)≥0，則表示ro不在區間rp內，若ρ(ro,rp)≤0，則表示ro在區間rp內，且不同的負值說明ro在區間rp內不同位置。ajn、bjn、apn、bpn分別為評價等級全體P對應的邊界值。

2.3.4 多級可拓評價

（1）一級評價等級計算如公式(25)所示。

（2）二級評價等級計算如公式(26)所示。

2.3.5 區間層次分析法、多級可拓學原理

區間層次分析法、多級可拓學原理簡圖如圖2所示。

圖2 區間層次分析法、多級可拓原理邏輯簡圖

2.4 應用實例分析

以某大型公立醫院全飛秒激光角膜手術儀為例，應用本文構建的大型醫療設備績效評價體系和多級可拓評價模型進行說明。

（1）構建績效評價體系（圖1）。

（2）運用區間層次分析法對各級指標的權重計算（表 1～2）。

表1 一級指標權重計算結果

表2 二級指標權重計算結果

（3）建立多級可拓模型。① 確立等級劃分規則：采用專家會議法，組織醫學裝備委員會專家進行集體認證和票決，確定各評價等級劃分總體規則和邊界數值，其中，將大型設備績效評價結果劃分為好、一般和差3個等級，分別對應于U=(U1,U2,U3,U4,U5)；② 采集全飛秒激光角膜手術儀基礎數據：需確保數據即時有效、真實準確、規范科學，以增強設備績效評價的可操作性和科學性（表3）；③ 數據無量綱化處理；為方便計算，并去除由于評價指標不同量綱、量綱單位而產生的不可公度性，采用無量綱化極差化方法進行統一量綱（表4）；④ 關聯度測算：按公式(22)～(24)進行關聯度的計算（表5）。

表3 大型醫療設備績效評價經典域、節域和待評物元數據

表4 大型醫療設備績效評價各指標無量綱化

（4）多級可拓評價結果分析。全飛秒激光角膜手術儀綜合關聯度K(U)={[0.087, 0.106], [-0.344, -0.325], [-0.602,-0.577]}，根據最大隸屬度原則，判定其總體績效評價等級為1級/好（表6）。

表6 大型醫療設備績效評價體系-多級可拓評價結果

從社會效益來看，全飛秒激光角膜手術儀填補了該地區的技術空白，可以滿足更多患者的需求；在學科發展上可促進學科技術水平的提升，獲取更全面的科研數據；臨床效果又具有術后并發癥少的優勢，還兼具先進技術手術效率高、更容易創造經濟效益的特點。綜上所述，總體績效評價等級與實際情況較為相符。

3 討論

3.1 本研究的特點

本研究與綜合指數法、模糊綜合評價法、平衡計分卡等方法均以真實數據為支撐[14]，通過運算和分析來進行精細化管理，但本研究的創新之處是在數據之外，結合衛生經濟學理論從社會效益、學科發展、臨床效果、技術狀態、經濟效益五個維度來完善大型醫療設備績效評價體系，體現了多學科融合的優勢。

建立指標體系后，又運用基于多級可拓理論的區間層次分析法（Interval Analytic Hierarchy Process，IAHP）計算各級指標權重，建立大型醫療設備績效評價模型，該模型的優勢在于可調整性，可以根據不同時期政策的導向不同，來調整各級指標的權重，也可以做指標維度的增減，最后給出定量評價結果，確定設備績效所屬等級，為科學管理與決策提供了有效支持。實例分析結果與設備實際情況相符，克服了傳統的AHP采用點值描述產生的不確定偏差[15]，避免了評價不科學、速度慢、主觀隨意性大等缺點[16]，且模型結果可以通過指標維度的增減保持與政策導向的一致性，具有時效性強、調整難度小和可復制性強等優勢。

3.2 后續深化研究的思考

建立大型設備績效評價體系是醫院管理的關鍵點和著力點，采用IAHP確定各指標權重并引入可能度修正權重結果，可以保障評價體系的長期有效[17]。下一步改進工作要點：① 從手工采集到引進先進硬件技術實現全壽命周期數據自動采集，以避免手工采集中管理人員與一線人員之間存在數據誤差[18]；② 梳理重點設備，進行單機成本核算，持續監測，實現醫療設備績效評價的精準性和及時性[19]；③ 探索建立更科學全面的績效評價模型，針對不同類別醫療設備設置個性化指標；④ 根據國家醫改政策、醫院年度工作重點、科室發展指導方針對同類設備不同年度的權重賦值進行動態調節，引導科室精準發力向前發展，切實對設備做到精細化管理；⑤ 進一步優化數據模型和評價體系，通過物聯網和信息系統，實現數據實時采集，對大型醫療設備進行閉環長效管理，為醫療設備合理配置和使用管理提供決策依據。

4 結論

醫院醫學裝備委員會時常面臨著預算、需求和進度等多重挑戰，精細化的現代醫院管理模式下要求管理部門能夠科學、快速地對新技術、新設備作出臨床應用評價與衛生經濟評價[20]，并對已引進、已投資的醫療設備進行績效評價，加強設備使用情況動態跟蹤，將評估結果用于修正配置決策。

自2021年起，該大型公立醫院將進行醫學裝備采購與使用管理改革，堅持“放、管、服”的核心思想，醫學裝備委員會將全面支撐學科發展，制定整體規則，決策回歸科室，建立亞專業組申報，科室評審小組審核，職能部門提供數據支撐，最后由醫學裝備委員會專家論證決策的創新模式。為保障新模式的運行，一套邏輯嚴密、行之有效的設備績效評價體系是重中之重，本研究通過實例研究證明了基于可拓學的評價體系可得出與設備實際使用情況相符的結論，后續會繼續深化研究，完善指標體系和權重制定，協助醫學裝備委員會高效決策，也為各級醫院加強設備使用管理提供相應的參考和借鑒。