基于層次分析法的醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策模型研究

陳郁韓，陸樨樨

南通大學(xué)附屬醫(yī)院 醫(yī)學(xué)裝備處，江蘇 南通 226001

基于層次分析法的醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策模型研究

陳郁韓，陸樨樨

南通大學(xué)附屬醫(yī)院 醫(yī)學(xué)裝備處，江蘇 南通 226001

目的通過(guò)對(duì)醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策影響因子的調(diào)查分析，建立購(gòu)置決策模型，為購(gòu)置決策提供參考依據(jù)。方法利用層次分析法和Matlab建立層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造判斷矩陣，研究購(gòu)置決策中的影響因子的權(quán)重設(shè)計(jì)。結(jié)果確定了購(gòu)置決策中的影響因子的權(quán)重，建立了一種基于層次分析法的醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策的評(píng)價(jià)模型。結(jié)論基于層次分析法的醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策模型實(shí)現(xiàn)了定性與定量分析相結(jié)合，為醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策提供了參考依據(jù)。

層次分析法；醫(yī)學(xué)裝備；決策模型；醫(yī)療裝備采購(gòu)

引言

醫(yī)學(xué)裝備的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是醫(yī)院整體效益的重要組成因素，是評(píng)價(jià)醫(yī)院診斷和治療、教學(xué)和科研水平的重要依據(jù)[1]。國(guó)家衛(wèi)計(jì)委從2014年4月份開(kāi)始在江蘇等城市開(kāi)始試點(diǎn)，對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)申請(qǐng)國(guó)產(chǎn)大型醫(yī)療設(shè)備給予放開(kāi)。2015年5月，國(guó)家衛(wèi)計(jì)委按照國(guó)家發(fā)改委政策研究室（審改辦）要求，完成對(duì)“甲類大型醫(yī)用設(shè)備配置許可證核發(fā)”、“第三類醫(yī)療技術(shù)臨床應(yīng)用準(zhǔn)入審批”兩項(xiàng)非行政許可事項(xiàng)的調(diào)整，配置許可改為行政許可。但醫(yī)學(xué)裝備的購(gòu)置費(fèi)用可觀，并且日常運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用都耗資較大，醫(yī)學(xué)裝備的購(gòu)置決策直接影響醫(yī)院的整體效益[2-3]。因此，對(duì)醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策模型設(shè)計(jì)的研究，為指導(dǎo)科學(xué)投資、合理購(gòu)置醫(yī)學(xué)裝備提供參考依據(jù)[4]。

1 方法與對(duì)象

目前定量評(píng)價(jià)的主要方法有層次分析法、模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法、綜合評(píng)分法、價(jià)值工程法、綜合價(jià)值評(píng)價(jià)模型等。其中層次分析法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的分析，它不僅能劃分出有層序的多個(gè)因素，并且還能進(jìn)行相互間關(guān)系的分析，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性[5]。本文通過(guò)對(duì)醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策專家的訪談方式，利用層次分析方法對(duì)醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策的主要影響因子進(jìn)行分析，從而確定各因子的權(quán)重。

1.1 層次分析法

層次分析法（Analytical Hierarchy Process，AHP）是由美國(guó)著名運(yùn)籌學(xué)家、比茲堡大學(xué)的Saaty教授于20世紀(jì)70年代初期提出的著名理論。層次分析法這種決策方法是在1982年11月召開(kāi)的“中美能源、資源、環(huán)境”學(xué)術(shù)會(huì)議上由Saaty教授的學(xué)生Gholamnezhad首先向中國(guó)學(xué)者介紹的[6]。隨后，許樹(shù)柏等[5]發(fā)表了發(fā)表了國(guó)內(nèi)第一篇介紹AHP的文章“層次分析法-決策的一種實(shí)用方法”（1982年）。沈劍等[7]在2007年發(fā)表了《層次分析法在大型醫(yī)療設(shè)備選購(gòu)中的應(yīng)用》。欒笑笑等[8]在2014年發(fā)表《層次分析法在醫(yī)療設(shè)備購(gòu)置進(jìn)度控制中的應(yīng)用》。層次分析法是一種定性與定量分析結(jié)合的決策方法,是將決策者對(duì)復(fù)雜問(wèn)題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較和計(jì)算，即可得出不同方案的權(quán)重，為最佳方案的選擇提供依據(jù)[9]。

1.2 樣本及數(shù)據(jù)收集

本次研究通過(guò)專家訪談的方式獲取研究資料與數(shù)據(jù)，調(diào)查對(duì)象是醫(yī)院50名相關(guān)專家。經(jīng)過(guò)調(diào)查，初步確定了12個(gè)影響醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策的因子，讓受訪者根據(jù)自己以往的經(jīng)驗(yàn)，將影響醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策的所有因子歸類為4個(gè)主因子[7,10]，見(jiàn)表1。

表1 醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策影響因子體系

主因子的每個(gè)變量就是影響醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置的一個(gè)因子，構(gòu)成了所要研究的向量X=(X1,X2,X3,X4)。Saaty等學(xué)者提出了9級(jí)比例標(biāo)尺，與文字?jǐn)⑹鲈u(píng)比相對(duì)應(yīng)的數(shù)值尺度（Numerical Judgments）為1、3、5、7、9和介于其中的折中值2、4、6、8來(lái)表示，并要求準(zhǔn)則之間進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)建出一個(gè)具有實(shí)對(duì)性質(zhì)的矩陣[6]，評(píng)價(jià)尺度見(jiàn)表2[11]。

表2 AHP評(píng)價(jià)尺度表

2 影響因子定量研究

醫(yī)學(xué)裝備的購(gòu)置決策是受多種因素影響的，同時(shí)影響程度也均不同。因此，在確定影響醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策影響因子時(shí)要從多個(gè)層面與多個(gè)角度進(jìn)行考慮。前面經(jīng)過(guò)對(duì)專家的訪談已統(tǒng)計(jì)分析得出了影響醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策的最重要的12個(gè)因子，現(xiàn)在利用層次分析方法對(duì)其進(jìn)行分析研究[12]。

2.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

經(jīng)過(guò)對(duì)受訪者的訪談，已深入掌握了各個(gè)主因子之間、各個(gè)子因子之間的關(guān)系，運(yùn)用AHP分析法將研究對(duì)象建立層次分析結(jié)構(gòu)模型，見(jiàn)圖1。

圖1 影響因子層次分析結(jié)構(gòu)模型

2.2 構(gòu)造判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

利用層次分析法對(duì)圖1的B層和C層中設(shè)備更新因子進(jìn)行兩兩比較, 建立判斷矩陣。主因素層有4個(gè)因子：使用性質(zhì)（B1）、使用情況（B2）、收入情況（B3）、支出情況（B4），為比較這4個(gè)因子在醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策這個(gè)目標(biāo)中的重要性，每次取兩個(gè)因素i和j用aij表示i和j對(duì)目標(biāo)的影響之比，全部比較結(jié)果用成對(duì)比較矩陣表示[13]。采用這種方式，對(duì)主因子層的因子進(jìn)行兩兩比較，得到以下判斷矩陣A：

利用Matlab的eig函數(shù)計(jì)算矩陣的特征向量，Matlab起源于線性代數(shù)中的數(shù)字運(yùn)算與應(yīng)用，是給予矩陣的運(yùn)算工具,具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力。Matlab中，計(jì)算矩陣A的特征值和特征向量的函數(shù)是eig (A)，矩陣A的全部特征值構(gòu)成特征向量W[8]:

最后進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，如果一致性檢驗(yàn)通過(guò)，則所求得特征向量即本層次各評(píng)價(jià)因素對(duì)上一層評(píng)價(jià)因素的相對(duì)權(quán)重。偏差一致性指標(biāo)CI=(λmax-n)/(n-1),式中λmax=Σ[A×W]i/(n×Wi)]。隨機(jī)一致性比值CR=CI/RI，式中RI為平均一致性指標(biāo)，當(dāng)CR＜0.1時(shí)，判斷矩陣一致性是可以接受的[6]。1～9階的判斷矩陣的RI值參見(jiàn)表3。矩陣A的特征向量及一致性檢驗(yàn)，見(jiàn)表4。

表3 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI值

表4 判斷矩陣A-B

分析結(jié)構(gòu)模型子因子層的影響因子，對(duì)于主因素層因子使用性質(zhì),有4個(gè)分解子因子（C1、C2、C3、C4），使用情況有2個(gè)分解子因子（C5、C6），收入情況有3個(gè)分解子因子（C7、C8、C9），支出情況有3個(gè)分解子因子(C10、C11、C12)，按照每個(gè)分解子因子對(duì)上一層影響程度的大小，將其兩兩比較，建立C層的比較判斷矩陣B1、B2、B3、B4。按照上面的步驟計(jì)算出矩陣B1、B2、B3、B4的特征向量及一致性檢驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表5～8。

表5 判斷矩陣B1-C1-C4

表6 判斷矩陣B2-C5-C6

表7 判斷矩陣B3-C7-C9

表8 判斷矩陣B4-C10-C12

為直觀的獲得結(jié)構(gòu)模型C層中各影響因子對(duì)目標(biāo)層A的重要程度，將C層各子因子的權(quán)重系數(shù)與B層相應(yīng)因子的權(quán)重系數(shù)相乘[14]，得到總的排序權(quán)重，從而清晰地顯示C層某一因子對(duì)于醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策的重要性，再依次進(jìn)行各判斷矩陣的單排序和各層次的總排序[15-16]，見(jiàn)表9。按照影響因子權(quán)重順序由大到小排列，見(jiàn)圖2。

表9 子因子權(quán)重計(jì)算表

圖2 影響因子順序排列圖

3 結(jié)果分析

分析表4～7的數(shù)據(jù)可知結(jié)構(gòu)模型B層4個(gè)主因子和C層12個(gè)子因子對(duì)醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策有顯著影響，但影響的強(qiáng)度有所差異。在B層的4個(gè)主因子中，其影響強(qiáng)度由強(qiáng)到弱依次為：使用性質(zhì)、收入情況、使用情況、支出情況，權(quán)重分別為：0.4929、0.2470、0.1750、0.0851，說(shuō)明在對(duì)醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策時(shí)非常注重其使用性質(zhì)，而收入情況和使用情況也較大影響醫(yī)學(xué)裝備的購(gòu)置決策，支出情況對(duì)購(gòu)置決策的影響較小。使用性質(zhì)中的子因子對(duì)目標(biāo)層的影響程度由強(qiáng)到弱依次為：臨床必備、科研必備、新技術(shù)必備、設(shè)備更新，權(quán)重分別為：0.2113、0.1056、0.1056、0.0704，可以看出臨床必備因子權(quán)重相對(duì)大一些，說(shuō)明醫(yī)院在醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置時(shí)注重臨床急需必備裝備，并且科研必備和新技術(shù)必備個(gè)子因子的權(quán)重相當(dāng)，相對(duì)重要。收入情況中檢查人次和單次檢查收入的因子權(quán)重較大，說(shuō)明人次和收入直接影響醫(yī)學(xué)裝備的購(gòu)置決策，而配套衛(wèi)材的收入影響較小。使用情況中還本年限的權(quán)重比使用年限的權(quán)重高，說(shuō)明購(gòu)置決策時(shí)更看重醫(yī)學(xué)裝備的還本年限。支出情況中維修費(fèi)用的因子權(quán)重較大，說(shuō)明醫(yī)學(xué)裝備的維修費(fèi)用對(duì)購(gòu)置決策有一定影響，而人員工資及水電暖場(chǎng)地費(fèi)對(duì)購(gòu)置決策影響很小。表8的數(shù)據(jù)直觀的表明臨床必備、還本年限、科研必備及新技術(shù)必備對(duì)醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策影響較大，而配套衛(wèi)材收入、人員工資、水電暖場(chǎng)地費(fèi)對(duì)購(gòu)置決策的影響小。把圖2各影響因子權(quán)重從大到小排列，最后得出醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策的模型，見(jiàn)圖3。

圖3 醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策評(píng)價(jià)模型

在作醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策時(shí)，可以選擇影響因子比較高的排名前6的因子比較權(quán)重和，優(yōu)先選擇權(quán)重高的裝備；而在作同類裝備購(gòu)置決策時(shí)，則比較還本年限、使用年限、維修費(fèi)用等的權(quán)重和。具體應(yīng)用案例如下。

根據(jù)醫(yī)院影像科科學(xué)研究型CT購(gòu)置申請(qǐng)表確定影響因子層次分析結(jié)構(gòu)模型確定各研究因子的權(quán)重。每個(gè)因子的重要程度用數(shù)值尺度為1、3、5、7、9和介于其中的折中值2、4、6、8來(lái)表示。由于是科學(xué)研究型CT，科研必備的數(shù)值尺度為9，新技術(shù)必備是6，臨床必備是3，設(shè)備更新為1。判斷矩陣見(jiàn)表10。使用性質(zhì)中的科研必備和新技術(shù)必備與其他因子相比的數(shù)值較大，權(quán)重較高。

表10 判斷矩陣B1-C1-C4

按上述舉例得出其他子因子的權(quán)重。判斷矩陣A-B中B1、B2、B3、B4的權(quán)重分別為：0.4929、0.1750、0.2470、0.0851。判斷矩陣B2-C5-C6中C5、C6的權(quán)重為0.75和0.25.判斷矩陣B3-C7-C9中C7、C8、C95的權(quán)重分別為0.5714、0.2857、0.1429。判斷矩陣B4-C10-C12中C10、C11、C12的權(quán)重分別為0.6316、0.2105、0.1579。將C層各子因子的權(quán)重系數(shù)與B層相應(yīng)因子的權(quán)重系數(shù)相乘，得到總的權(quán)重，見(jiàn)表11。

表11 子因子權(quán)重計(jì)算表

按權(quán)重由高到低排序后，取前6權(quán)重較大的數(shù)值。根據(jù)醫(yī)院各科室醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置申請(qǐng)表按相同方法計(jì)算后取前6位的權(quán)重計(jì)算和，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策定量分析。醫(yī)院應(yīng)優(yōu)先考慮購(gòu)置權(quán)重和較大的醫(yī)學(xué)裝備。

4 總結(jié)與展望

本次研究通過(guò)訪談的方式，依據(jù)受訪者以往的經(jīng)驗(yàn)利用層次分析法計(jì)算出的權(quán)重因子，為醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策提供了科學(xué)依據(jù)。不同的醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策的影響因子不同，可以根據(jù)專家意見(jiàn)調(diào)整優(yōu)化各因子權(quán)重。在獲取研究數(shù)據(jù)方面，區(qū)域性的調(diào)查問(wèn)卷能獲得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，權(quán)重因子需不斷的修正，逐漸完善優(yōu)化醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策的評(píng)價(jià)模型，為醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策提供更加準(zhǔn)確的參考。

隨著城市公立醫(yī)院醫(yī)藥價(jià)格綜合改革自2015年11月份起在我省實(shí)施，核磁共振、CT等大型設(shè)備的檢查項(xiàng)目費(fèi)用下調(diào)，勢(shì)必會(huì)影響影響因子中的還本年限、檢查收入等，應(yīng)根據(jù)相關(guān)政策對(duì)決策模型做適當(dāng)調(diào)整。2014年5月以來(lái)，為推進(jìn)國(guó)產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備發(fā)展應(yīng)用，國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委規(guī)劃司委托中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)啟動(dòng)三批優(yōu)秀國(guó)產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品遴選工作。醫(yī)療機(jī)構(gòu)在考慮滿足大型設(shè)備功能需求的前提下，兼顧臨床醫(yī)療技術(shù)發(fā)展和大型醫(yī)用裝備購(gòu)置費(fèi)用合理控制兩方面，應(yīng)加大力度引入國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的大型設(shè)備，綜合考慮醫(yī)院的總體效益，不斷提高醫(yī)學(xué)裝備購(gòu)置決策水平。

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本文編輯 王博潔

Study of the Medical Equipment Purchase Decision Model Based on Analytical Hierarchy Process

CHEN Yu-han, LU Xi-xi

Department of Medical Equipment, Affiliated Hospital of Nantong University, Nantong Jiangsu 226001, China

ObjectiveTo build a model and offer the reference for making the purchase decision based on the investigation and analysis of the medical equipment purchase decision impact factor.MethodsBy employing analytic hierarchy process (AHP) and Matlab, the hierarchy model and judgment matrix were constructed to analyze the weight designing of the impact factor in the medical equipment purchase decision.ResultsThe weight of the impact factor in the medical equipment purchase decision was determined and an evaluation model of the medical equipment purchase decision was built based on AHP.ConclusionThe qualitative and quantitative analyses combined in the model based on AHP can provide reference for making the medical equipment purchase decision.

analytic hierarchy process; medical equipment; decision model; medical equipment purchase

R197.3

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.08.037

1674-1633(2017)08-0140-05

2016-07-19

2016-09-08

江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度高教重點(diǎn)資助課題（B-a/2015/01/020）。

作者郵箱：tdfycyh@163.com