基于可拓学的大型医疗设备绩效评价实例研究

沈阳，杨翠，邓力莎，刘万利

1.四川大学华西医院 运营管理部，四川 成都 610000；2.四川大学华西口腔医院 运营管理部，四川 成都 610000

引言

随着医改政策的不断深入，医院管理者逐渐意识到加强医院成本管理是深化医改的必然要求，2020年发生的新型冠状病毒肺炎疫情也给医院的运营管理带来了新的挑战。医疗设备的合理配置、利用及管理在医院成本控制中起着举足轻重的作用。如何加强医疗设备购置可行性论证、优化资源配置、建立健全大型医疗设备绩效评价体系是医院精细化管理的重要研究课题。

目前国外及我国政府主管部门尚未出台设备配置及使用评估方法的详细操作指南，相关文献在探索研究中使用的医疗设备配置评价方法较多，主要有综合指数法、模糊综合评价法、平衡计分卡、循证与决策树法等[1-5]；确定权重方法有德尔菲法、层次分析法、二元对比函数法等。徐雪慧等[1]和车得飞等[2]提出采用模糊综合评价法建立设备评价模型，对设备使用进行后评价，但该方法主观性较强；成学慧等[3]运用平衡计分卡理论构建评价体系，但评价结果受极值的影响明显，且评价指标的权重确定也因决策单元不同而产生较大差异；廖容等[4]、朱懿恒等[5]使用综合指数法对设备经济效益评估作重点分析，可操作性强，但评价结果不能真实全面反映设备整体情况。通过对以上方法的研究学习，分析研判不同方法的优势和劣势，本研究将基于可拓学理论建立并优化大型医疗设备绩效评价体系。

1 方法

本研究选取一所集医、教、研于一体的综合性三级甲等医院为研究对象，该院现阶段将促进学科发展、提高运营效率作为首要任务。在医疗设备绩效评价体系建立的过程中，需充分考虑以上因素，确立科学性、独立性、引导性、突出性、普遍适用性的评估指标，这对评估的最终结果和评价目标的实现极其重要。

首先，本研究选定德尔菲法确定社会效益、学科发展、临床效果、技术状态、经济效益5个一级指标，12个二级指标（图1）。

图1 大型医疗设备绩效评价体系

选定指标后，本研究将结合卫生经济学来确定各级指标的计算方法，然后通过区间层次分析法采用区间数来代替点值构造判断矩阵，通过区间运算得出权重向量，原始数据与计算结果均为区间数，能有效避免传统方法的主观偏差性。得出权重向量后根据多级可拓评价理论，从定性和定量两方面建模，以处理各层级不相容指标关系，从可行性与优化两个角度完整反映方案综合水平[6]。

最后以某大型公立医院全飞秒激光角膜手术仪为例，应用本文构建的大型医疗设备绩效评价体系和多级可拓评价模型进行设备绩效评价，结合设备实际使用情况，并与其他评价方法比较得出研究结论。

2 构建大型医疗设备绩效评价体系及实例分析

2.1 评价指标计算方法

（1）社会效益。其对应的设备使用率、功能使用率和工作量增长率计算方法如公式(1)～(3)所示。

（2）学科发展。包括科研成果率和教学任务完成率，计算方法如式(4)～(5)所示。

（3）临床效果。阳性率和灵敏率计算方法，见式(6)～(7)。

（4）技术状态。需分析设备完好率和维修指数，见公式(8)～(9)。

（5）经济效益。医疗设备的经济管理贯穿了设备购入到报废的整个过程，是绩效评价的重要组成部分[7]，由于其计算较为复杂，故进行重点说明。

全寿命周期成本（Life Cycle Cost，LCC）理论是一种基于设备长期经济效益的成本优化管理理念和方法，系统考虑设备规划、设计、安装、运行、维护、处置的全寿命周期中所有要素需支出的费用总和。以此理论为基础，衍生出净现值、现值指数法、内含报酬率、动态投资回收期、静态投资回收期等经济效益分析方法。本研究引入此理论，并重点选取净现值、内含报酬率和动态投资回收期作为大型医疗设备经济效益评价指标，LCC计算公式如式(10)所示。

式中CIC为投资成本；COC为运行成本；CMC为维护成本；CFC为故障成本；CDC为处置成本。

净现值（Net Present Value，NPV）：设备每一年净收益再折现，考虑资金时间价值，反映资金收益情况，是LCC中最常用的方法，计算公式如式(11)所示。

式中Bt为第t年设备产生的现金流入；Ct为第t年的现金流出，包括采购费用、人力费用、材料消耗、能源消耗、维护成本；r为社会折现率。

内含报酬率（Internal Rate of Return，IRR）：使设备净现值为零的折现率，反映资金使用效率，计算公式如式(12)所示。

动态投资回收期（pt）：设备净收益抵消全部投资所需时间，反映资金周转速度，计算公式如式(13)所示。

式中pt时间越短，说明设备投入风险小，实施效益好。

2.2 基于区间层次分析法的评价指标权重确定

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是美国运筹学家T.L.Saaty于20世纪70年代提出的一种多目标决策分析方法，其在构造比较矩阵时，采用点值表达，忽略了评价指标的模糊性与不确定性，在多属性多目标决策领域和不确定评价领域应用广泛[8]。

2.2.1 构造区间判断矩阵

根据已定评价指标体系，采用1～9标度法对指标进行两两对比，按重要性尺度进行评分，1表示同等重要，9表示极端重要，满足矩阵互反性原理，用aij表示xi与xj之比。

2.2.2 一致性检验

在求解特征向量过程中，若区间数判断矩阵无法满足一致性要求，则求解无法继续，需重新构建判断矩阵，直至通过一致性检验[9]。可使用Matlab软件进行检验：CR=CI/RI＜0.1。检验后可提出区间数等级，利用区间层次分析法确定评价指标的区间数权重[10]。

2.2.3 分别求解区间数最大特征向量

用特征向量法分别计算最大特征值所对应的具有正分量的归一化特征向量，表示为[x-,x+]，x-=[x-1,x-2,…x-n,]，x+=[x+1,x+2,…x+n,]。

之后，计算矩阵权重向量w，计算公式如式(14)所示。

2.3 基于多级可拓评价理论的模型建立

多级可拓评价理论是介于经典数学、模糊数学及实验科学之间的新兴学科，目前被建筑、电力、航空、环保、交通运输等行业领域广泛应用[11]。本研究将基于多级可拓评价理论，把定性信息定量化，构建大型医疗设备评价指标体系，交叉运用物元可拓理论和区间层次分析法，对各级指标的经典域、节域和待评价物元综合分析[12]。

2.3.1 确定经典域、节域、待评物元

经典域、节域、待评物元的计算方法如公式(17)～(19)所示。

式中Rj为经典域，Nj为评价等级，Uj为构成因素，rj为Nj关于因素Uj的量值，可为点数或区间数。Rp为节域，Np为评价等级全体，rp为因素Uj的所有取值范围。Ro为大型医疗设备待评物元，ro1为Ro关于因素Uj的取值[13]。

2.3.2 无量纲化处理

对于越大越优的指标，用式(20)计算。

对于越小越优的指标，用式(21)计算。

式中，ro为实例数据，rij为极差标准化后的数据。

2.3.3 建立关联度函数

关联度是各因素之间关联性的量度，引入经典数学中距的概念，可使Ro与Rj、Rp的关联度计算更准确，不必依靠主观判断或统计，关联度计算公式如式(22)～(24)所示。

式中表示点ro与区间rj、rp的接近度。若ρ(ro,rp)≥0，则表示ro不在区间rp内，若ρ(ro,rp)≤0，则表示ro在区间rp内，且不同的负值说明ro在区间rp内不同位置。ajn、bjn、apn、bpn分别为评价等级全体P对应的边界值。

2.3.4 多级可拓评价

（1）一级评价等级计算如公式(25)所示。

（2）二级评价等级计算如公式(26)所示。

2.3.5 区间层次分析法、多级可拓学原理

区间层次分析法、多级可拓学原理简图如图2所示。

图2 区间层次分析法、多级可拓原理逻辑简图

2.4 应用实例分析

以某大型公立医院全飞秒激光角膜手术仪为例，应用本文构建的大型医疗设备绩效评价体系和多级可拓评价模型进行说明。

（1）构建绩效评价体系（图1）。

（2）运用区间层次分析法对各级指标的权重计算（表 1～2）。

表1 一级指标权重计算结果

表2 二级指标权重计算结果

（3）建立多级可拓模型。① 确立等级划分规则：采用专家会议法，组织医学装备委员会专家进行集体认证和票决，确定各评价等级划分总体规则和边界数值，其中，将大型设备绩效评价结果划分为好、一般和差3个等级，分别对应于U=(U1,U2,U3,U4,U5)；② 采集全飞秒激光角膜手术仪基础数据：需确保数据即时有效、真实准确、规范科学，以增强设备绩效评价的可操作性和科学性（表3）；③ 数据无量纲化处理；为方便计算，并去除由于评价指标不同量纲、量纲单位而产生的不可公度性，采用无量纲化极差化方法进行统一量纲（表4）；④ 关联度测算：按公式(22)～(24)进行关联度的计算（表5）。

表3 大型医疗设备绩效评价经典域、节域和待评物元数据

表4 大型医疗设备绩效评价各指标无量纲化

（4）多级可拓评价结果分析。全飞秒激光角膜手术仪综合关联度K(U)={[0.087, 0.106], [-0.344, -0.325], [-0.602,-0.577]}，根据最大隶属度原则，判定其总体绩效评价等级为1级/好（表6）。

表6 大型医疗设备绩效评价体系-多级可拓评价结果

从社会效益来看，全飞秒激光角膜手术仪填补了该地区的技术空白，可以满足更多患者的需求；在学科发展上可促进学科技术水平的提升，获取更全面的科研数据；临床效果又具有术后并发症少的优势，还兼具先进技术手术效率高、更容易创造经济效益的特点。综上所述，总体绩效评价等级与实际情况较为相符。

3 讨论

3.1 本研究的特点

本研究与综合指数法、模糊综合评价法、平衡计分卡等方法均以真实数据为支撑[14]，通过运算和分析来进行精细化管理，但本研究的创新之处是在数据之外，结合卫生经济学理论从社会效益、学科发展、临床效果、技术状态、经济效益五个维度来完善大型医疗设备绩效评价体系，体现了多学科融合的优势。

建立指标体系后，又运用基于多级可拓理论的区间层次分析法（Interval Analytic Hierarchy Process，IAHP）计算各级指标权重，建立大型医疗设备绩效评价模型，该模型的优势在于可调整性，可以根据不同时期政策的导向不同，来调整各级指标的权重，也可以做指标维度的增减，最后给出定量评价结果，确定设备绩效所属等级，为科学管理与决策提供了有效支持。实例分析结果与设备实际情况相符，克服了传统的AHP采用点值描述产生的不确定偏差[15]，避免了评价不科学、速度慢、主观随意性大等缺点[16]，且模型结果可以通过指标维度的增减保持与政策导向的一致性，具有时效性强、调整难度小和可复制性强等优势。

3.2 后续深化研究的思考

建立大型设备绩效评价体系是医院管理的关键点和着力点，采用IAHP确定各指标权重并引入可能度修正权重结果，可以保障评价体系的长期有效[17]。下一步改进工作要点：① 从手工采集到引进先进硬件技术实现全寿命周期数据自动采集，以避免手工采集中管理人员与一线人员之间存在数据误差[18]；② 梳理重点设备，进行单机成本核算，持续监测，实现医疗设备绩效评价的精准性和及时性[19]；③ 探索建立更科学全面的绩效评价模型，针对不同类别医疗设备设置个性化指标；④ 根据国家医改政策、医院年度工作重点、科室发展指导方针对同类设备不同年度的权重赋值进行动态调节，引导科室精准发力向前发展，切实对设备做到精细化管理；⑤ 进一步优化数据模型和评价体系，通过物联网和信息系统，实现数据实时采集，对大型医疗设备进行闭环长效管理，为医疗设备合理配置和使用管理提供决策依据。

4 结论

医院医学装备委员会时常面临着预算、需求和进度等多重挑战，精细化的现代医院管理模式下要求管理部门能够科学、快速地对新技术、新设备作出临床应用评价与卫生经济评价[20]，并对已引进、已投资的医疗设备进行绩效评价，加强设备使用情况动态跟踪，将评估结果用于修正配置决策。

自2021年起，该大型公立医院将进行医学装备采购与使用管理改革，坚持“放、管、服”的核心思想，医学装备委员会将全面支撑学科发展，制定整体规则，决策回归科室，建立亚专业组申报，科室评审小组审核，职能部门提供数据支撑，最后由医学装备委员会专家论证决策的创新模式。为保障新模式的运行，一套逻辑严密、行之有效的设备绩效评价体系是重中之重，本研究通过实例研究证明了基于可拓学的评价体系可得出与设备实际使用情况相符的结论，后续会继续深化研究，完善指标体系和权重制定，协助医学装备委员会高效决策，也为各级医院加强设备使用管理提供相应的参考和借鉴。