高風險科室手衛生依從性電子監測與人工監測方法的衛生經濟學效益

陳 諾,李 妍,程曉琳,何文斌,陳小艷,馮畢龍,5,王 瑩,5

(1. 湖北醫藥學院公共衛生與健康學院,湖北 十堰 442000; 2. 武漢大學中南醫院醫院感染管理辦公室,湖北 武漢 430071; 3. 武漢大學中南醫院護理部,湖北 武漢 430071; 4. 武漢大學中南醫院結直腸肛門外科,湖北 武漢 430071; 5. 感染性疾病精準防控與診治湖北省工程研究中心,湖北 武漢 430071)

據世界衛生組織(WHO)報道,全球每年有數億患者發生醫院感染,數百萬人因醫院感染而死亡,我國每年發生醫院感染的人數超過400萬,因醫院感染死亡的人數達數十萬[1-3]。手衛生是最經濟且有效預防醫院感染的措施之一[4],及時、規范、有效的執行手衛生可減少25%～50%的醫院感染[5],然而高收入國家手衛生平均依從率僅為40%,而低收入國家則不到20%[6-7]。手衛生依從性的規范監測是提供手衛生依從性基線數據、探究原因、反饋臨床并制定干預策略的基礎。監測工具是實現監測的技術與方法,因而至關重要。目前,國內外諸多學者已在手衛生依從性的監測領域開展了系列技術應用研究,主要歸納為以下兩大類技術:人工觀察法及流行病學調查法,該類技術在現有的醫療機構中應用較為廣泛,但普遍存在靈敏度低、霍桑效應高、覆蓋率低及時效性低等多種局限性[8];以信息化技術、物聯網技術及環境工程技術為背景的物聯網設備、可穿戴設備等技術,在時效性、靈敏度及偏移控制上均有不同程度的提升,但在應用層面上存在設備佩戴依從性的瓶頸[9-10]。總體來說,既有監測技術從不同角度為醫療機構開展手衛生依從性監測提供了充分的工具支持,但在醫院降本增效的高質量發展背景下,選擇使用不同監測工具的經濟效益是否在臨床可接受的范圍內,尚未深入研究。因而管理部門及使用部門在遴選監測工具時,沒有可參考的評價指標。基于此,本研究旨在通過構建決策樹模型比較電子監測系統(electronic system-based monitoring, ESM)和人工監測(manual paper-based monitoring, MPM)在手衛生依從性監測時產生的衛生經濟學效果,為高風險科室手衛生依從性監測方法提供選擇,并為感染控制措施的衛生經濟學分析提供研究范式。

1 對象與方法

1.1 研究對象 以武漢大學中南醫院呼吸與危重癥醫學科、創傷與顯微骨科、兒科重癥監護室、感染科、關節與運動醫學科、呼吸與危重癥醫學科普通病區、神經內科、神經外科、食管縱膈與淋巴腫瘤放化療科、頭頸與兒童腫瘤放化療科、血液內科11個高風險科室為研究現場,收集2022年11月—2023年1月(MPM實施階段)和2023年3—5月(ESM實施階段)的手衛生監測數據,對11個科室的441名醫務人員進行一項前后自身對照的前瞻性研究。MPM是指手衛生依從性監測中的直接手工觀察法[11],主要過程是由兩名經過培訓的感染監控員進行觀察,觀察時間規定在20 min,最多同時觀察3名醫務人員。感染監控員提前準備好紙質版監測表格,觀察內容包括觀察日期、起止時間、觀察地點(病區名稱)、被觀察人員姓名、職業類型、手衛生時機、手衛生指征等,數據及結果通過人工分析計算。ESM是指利用信息化技術電子產品的手衛生監測系統[12],主要過程是感染監控員手持該信息化設備,可同時監測4名醫務人員,在系統中依次選擇被觀察人員科室、姓名、職業類型、手衛生時機和指征,系統自動生成手衛生依從性等數據,實現手衛生依從性監測、自動統計、查詢、分析、提醒等功能。ESM采用感染性疾病精準防控與診治湖北省工程研究中心自主開發的APP(軟件著作權:2022SR1377261、2023SR0648275;外觀專利:202230575169.5)嵌入臨床護理使用的操作手機,本研究已獲得該院臨床研究倫理委員會批準(批準號:2023136K)。

1.2 成本數據來源 ESM的成本包括軟件開發成本、電力成本和人力成本。①軟件開發成本:軟件開發成本共5萬元,研究期間使用電子監測持續3個月,每科室平均支付31.25元;②電力成本:電子設備充滿一次電需要1度電,按照醫院供電標準,設備充滿一次電的成本為0.80元[13],其中設備充電時間為一次/月,3個月的電力成本共2.40元;③人力成本:根據武漢市人力資源和社會保障局的調查統計,2022年武漢職工平均月薪為8 845元[14],平均人力成本約為40元/h,ESM實施期間監測醫務人員手衛生依從性共113.06 h。本研究所使用的監測手衛生依從性的APP嵌套在醫院臨床原有操作手機上,監測APP作為操作手機中的1項功能,因此,本研究沒有將設備損壞導致的潛在維修成本歸因在手衛生依從性監測中。

MPM的成本包括紙張成本和人力成本。①紙張成本:一張A4紙的成本估計為0.04元/張。根據WHO手衛生依從性調查問卷的設計,MPM采用兩張紙進行觀察,共計0.08元;②人力成本:MPM實施期間監測醫務人員手衛生依從性共178 h。計算ESM和MPM兩種監測方法所需總成本為:ESM成本=31.25×11+0.80×3+40×113.06=4 868.55元;MPM成本=40×178+0.04×53=7 122.12元,見表1。

表1 兩種監測方法的成本信息

1.3 效果、效率、效益及霍桑效應

1.3.1 效果指標 手衛生依從率。手衛生依從率=執行手衛生時機數/應執行手衛生時機數×100%[11]。手衛生依從性是指衛生工作者遵守既定的手衛生指導方針,洗手的步驟、時間等都符合規定。本研究的手衛生依從性數據由科室的感染監控員監測獲得。

1.3.2 效率指標 手衛生依從性監測效率。通過監測手衛生依從性消耗的時間評估成本效率,ESM實施期間由專職感染監控護士通過APP輸入數據,將觀察到的手衛生次數直接輸入設備中,一次最多可同時記錄4名觀察對象,系統自動生成手衛生依從性結果并將結果上傳到終端。采用MPM方法需要觀察員將手衛生觀察數據記錄在紙質觀察表中,并由人工計算結果。手衛生依從性監測效率=監測獲得的手衛生時機數/觀察消耗的總時間×100%。

1.3.3 霍桑效應 霍桑效應是指當人們知道自己成為觀察對象,而會改變行為的傾向[15]。醫務人員在意識到被觀察時,會刻意改變其行為,手衛生依從率比不知曉時高55%[16]。霍桑效應=(觀察期間的手衛生依從率-未觀察期間的手衛生依從率)/觀察期間的手衛生依從率×100%[17],在本研究中,高風險科室未觀察期間的手衛生依從率通過文獻[18]推導。

1.3.4 間接效益 醫院感染發病率。在研究監測期間,根據醫院感染造成的疾病負擔評估間接效益。醫院感染發病率為一段時間內醫院感染的新發病例數占醫院患者總數的百分比。本研究的醫院感染發病率數據來自武漢大學中南醫院的醫院信息系統。根據參考文獻得到醫療機構內高風險科室沒有手衛生干預下醫院感染發病率為9.54%[19]。根據參考文獻估計,醫院感染給患者帶來的疾病負擔為39 800元/例[20]。

1.4 衛生經濟學評價計算方法 本研究選擇的效果指標為醫務人員的手衛生依從率,計算每監測到一個效果單位的費用指標,即成本效果比。計算公式為:成本效果比=成本/效果。通過兩種監測方法成本與效果的差值比計算增量成本效果,增量成本效果比(ICER)=(MPM的成本-ESM的成本)/(MPM的效果-ESM的效果)。效率指標是指每分鐘監測到的手衛生時機數,計算每監測到一個時機的費用指標,即成本效率比。成本效率比=成本/效率。間接成本效益為研究期間醫院住院患者的醫院感染發病率。效益為監測期間手衛生行為降低的醫院感染發病率與醫院感染發病率帶來的疾病負擔的乘積,計算每監測到一個手衛生行為帶來的效益指標,即成本效益比(cost-benefit ratio, CBR)。CBR=總收益/總成本。

1.5 質量控制 試驗開始前對納入研究現場的感染控制員進行嚴格的培訓,包括操作電子監測軟件的步驟、紙質版表格的填寫、手衛生依從性監測的時機要點等,確保在監測過程中做到質量同質化。

1.6 統計學方法 基礎數據由兩名研究人員在Excel中統計,通過設置公式進行計算。應用SPSS 25.0統計軟件對數據進行分析。計數資料以率(%)表示,組內和組間比較采用χ2檢驗,以P≤0.05為差異有統計學意義。不符合正態分布的計量資料以M(P25,P75)表示,應用TreeAge Pro 2022版軟件構建模型進行決策樹模型分析,見圖1。

圖1 兩種監測方法的決策樹模型

2 結果

2.1 成本-效果評價 高風險科室采用ESM方法的總成本(4 868.55元)比MPM方法(7 122.12元)少支出2 253.57元,即與ESM方法相比,MPM方法的長期成本更高。MPM方法的手衛生依從率為78.79%,ESM方法的手衛生依從率為61.33%,兩組比較差異無統計學意義(χ2=1.136,P=0.287)。ESM方法的成本效果比(7 938.28元)低于MPM方法(9 039.37元),表明在提高手衛生依從率時ESM方法的平均成本低于MPM方法。MPM方法的增量成本為2 253.57元,增量效果為17.46%,ICER為12 907.04元,表明MPM方法的手衛生依從率每增加1%,需要多耗費12 907.04元。見表2。

表2 兩種監測方法成本效果比較

2.2 成本-效率評價 兩種監測方法中,ESM的效率(55.24%)高于MPM的效率(9.89%),差異具有統計學意義(χ2=2 349.079,P<0.001)。MPM方法的成本效率比(72 013.35元)高于ESM方法的成本效率(8 813.45元),表明ESM與MPM相比具有效率高、成本低的優勢。見表3。

表3 兩種監測方法成本效率比較

2.3 霍桑效應 在高風險科室使用MPM方法,手衛生依從率的霍桑效應(59.45%)高于ESM方法(47.90%),但兩種監測方法的霍桑效應比較,差異無統計學意義(χ2=0.006,P=0.940)。見表4。

表4 兩種監測方法產生的霍桑效應分析

2.4 成本-效益分析 當采用ESM作為手衛生依從性監測方法時,醫院感染發病率(2.11%)低于采用MPM方法時(2.95%),差異有統計學意義(χ2=10.601,P=0.001)。ESM方法的CBR(4 765.98元)高于MPM方法(2 894.70元),即采用ESM作為手衛生監測方法時,可以減輕更多的疾病負擔。表明在當前分析中,ESM方法的CBR優于MPM方法。見表5。

表5 兩種監測方法成本效益比較

2.5 敏感性分析

2.5.1 單因素敏感性分析 對模型涉及的8個主要參數進行單因素敏感性分析,見圖2。從龍卷風圖可以看出,MPM與ESM方法監測的手衛生依從率對研究結果影響較大;其余因素對結果影響不大,對研究結論無明顯影響。

圖2 單因素敏感性分析結果

2.5.2 概率敏感性分析 將各參數輸入到軟件中,進行1 000次二階蒙特卡洛模擬,得出成本-效果可接受曲線,見圖3。當支付意愿低于18 500元時,使用ESM方法可以使手衛生依從率始終維持在50%及以上;當支付意愿高于18 500元時,使用MPM方法具有經濟性的可能更大。概率敏感性分析與基礎分析結果基本一致,說明基礎分析結果較為穩健。

圖3 成本-效果可接受曲線圖

3 討論

在我國,2018年醫院感染總支出占人均國內生產總值(GDP)的比率為48.82%,幾乎是人均衛生支出的10倍[21]。一項系統綜述[22]表明,手衛生依從率提高3倍可降低64%的醫院感染發病率。因此,通過衛生經濟學評價,選擇經濟、有效的手衛生依從性監測方法對減少醫院感染至關重要。

研究結果顯示,ESM方法在成本效果、成本效率、成本效益方面均優于MPM法。推測造成兩種監測方式差異的因素主要包括:(1)在總成本方面,MPM方法耗費時間長,導致人力成本明顯高于ESM方法,而人力成本是所有成本中最高的成本,因此研究期間ESM方法的總成本優于MPM方法,與國內相關研究[23]結果一致,即單位時間內手衛生ESM方法(4.56元/h)低于MPM方法的成本(20.78元/h)。(2)在成本-效果方面,MPM方法的效果指標手衛生依從性可能受霍桑效應的影響,導致長期使用情況下高于ESM方法,促使ESM方法的成本-效果優于MPM方法。(3)使用ESM方法的效率遠高于MPM方法,因為ESM極大的縮短了計算、統計、錄入手衛生依從性等數據的時間,尤其是在高風險科室如重癥監護病房(ICU),我國一項研究[24]表明,ICU患者醫院感染發病率高達9%～70%,病死率達到24%～76%。在手衛生時機增多的同時,監測手衛生依從性的人力資源壓力也在不斷增加,國外某醫院一項研究得到不同ICU患護比為2∶1～5∶1[25],而在高風險科室人力資源不足的情況下ESM方法有利于優化資源配置,且效率可觀。一項研究發現,一所醫院采用ESM方法在36 h內記錄了31名醫務人員的2 623個手衛生時刻,與同期MPM方法相比,是人工監測獲得數據的5倍,效率估計是MPM方法的10倍[26],且與MPM方法相比,人力資源昂貴且耗時,ESM方法克服了這些問題,省時省力,極大提高了工作效率。國外某生物防護中心通過視頻監控系統進行手衛生依從性監測發現,成本為0.66美元/min,而MPM方法的成本為1.12美元/min[27]。本研究發現與MPM方法相比,使用ESM方法的手衛生依從性更低,可能是ESM方法不會受到霍桑效應的影響[17, 27-28],而MPM方法隨著醫務人員感受到被觀察,霍桑效應明顯增加,可達3倍[26]。(4)對兩種監測方法使用期間住院患者的醫院感染發病率進行了比較,盡管差異無統計學意義,但由于ESM方法的總成本優于MPM方法,因此使用ESM方法后的成本效益超過了MPM方法,即使用ESM方法節省了為患者帶來的疾病負擔。Salinas-Escudero等[29]研究發現,在采用ESM方法的1個月內,醫院感染患者數減少了46～79例,為預防醫院感染節省了308 927～546 795美元。此外,根據概率敏感性分析中的成本效果可接受曲線顯示,當支付意愿超過18 500元時,使用MPM方法會帶來更大的經濟效果,這可能是因為當監測對象數量有限時,兩種監測方法的人力成本一致,此時ESM方法的成本構成包括軟件的成本及電的成本會遠超MPM方法的A4紙成本,而MPM方法的效果由于霍桑效應的影響持續高于ESM方法,當經常出現這種情況后可能導致MPM方法的經濟效果優于ESM方法。

本研究存在一些局限性:首先,只在11個高風險科室進行了兩種監測方法的對比并獲得ESM方法在各方面優于MPM方法的結論,未考慮到其他風險等級的科室,結果外推性有一定局限性。其次,本研究中ESM方法的成本沒有考慮使用中及后期設備損壞導致的潛在維修成本,在進一步的研究中,應將這一因素考慮在內。最后,本研究使用的電子設備是依托在臨床已經使用的一臺電子設備中,而監測手衛生依從性的電子監測系統還包括視頻監控系統、攝像頭跟蹤儀、傳感器輔助監測等,無法評估所有ESM的經濟性。因此,其他ESM與MPM的經濟學對比評價無法估計。

綜上所述,利用信息化技術進行手衛生依從性的監測極大地降低了監測的人力及時間成本,尤其是感染控制的高風險區域,醫護人力資源緊張,手衛生時機較多,手衛生依從性要求較高,因而使用信息化技術監測手衛生依從性是基于充分考量衛生經濟學的優選監測措施。此外,本研究也為今后感染控制措施的衛生經濟學綜合分析提供了可借鑒的研究范式。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。