線上線下融合的健康數(shù)據(jù)平臺收益模型

貢 喜 趙林度

(東南大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院, 南京 211189)

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應(yīng)用,建立醫(yī)療信息交換(HIE)平臺已然成為一種新趨勢.HIE能夠更好地利用患者的健康數(shù)據(jù),為提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量提供了現(xiàn)實依據(jù)和研究方向.近幾年出現(xiàn)了一些基于HIE的線上醫(yī)療服務(wù)平臺,如阿里巴巴健康平臺、騰訊智慧醫(yī)療平臺,以及國外的 Conversa Health,可讓患者在線上實施健康管理和檢測自身病情,并隨時和護理團隊或醫(yī)師進行溝通交流[1-4].同時,線上/線下雙渠道的醫(yī)療平臺也在逐步形成,但仍然以O(shè)2O線上輔助線下模式為主,例如協(xié)助腦卒中患者的康復(fù)社區(qū)平臺和服務(wù)于殘疾人的康復(fù)輔具平臺,線上記錄患者的身體狀況,線下由醫(yī)務(wù)人員有針對性地對患者進行康復(fù)訓(xùn)練[5-6].

HIE技術(shù)在許多國家和地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用,而實踐效果因各個醫(yī)療機構(gòu)的自身特點或綜合實力的不同而有所差異.Yaraghi等[7]認為HIE發(fā)展緩慢的原因在于缺乏對產(chǎn)品規(guī)格的綜合考量及對EMR系統(tǒng)間互操作性的有效標準制定.一方面,目前仍鮮有一個相對固定的信息共享模式，HIE很大程度上依靠患者的電子病歷,這些病例由不同的供應(yīng)商提供,這為HIE的實施設(shè)置了更多阻礙[8].另一方面,醫(yī)療服務(wù)提供者(HPs)對于患者健康數(shù)據(jù)的共享意愿決定了HIE的發(fā)展程度，處于競爭中的HPs不愿與其他的HPs分享手中已有的患者數(shù)據(jù),甚至不會選用EMRs系統(tǒng)[9-10].

HIE的目的在于能夠更高效地共享HPs之間共有患者的健康數(shù)據(jù)[11],同時降低醫(yī)療成本,避免重復(fù)檢查[12].Frisse 等[13]對美國孟菲斯市主要醫(yī)院的門診部門進行了調(diào)查,發(fā)現(xiàn)使用HIE的門診部門相比沒有使用HIE的門診住院率要大大降低.然而,HIE有時候也不一定會達到預(yù)期的結(jié)果.Ross等[14]分析了美國梅薩縣 69個診所的患者數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)采用HIE并不能顯著降低門診測試率和節(jié)約醫(yī)療成本.

HIE的有效應(yīng)用和普及需要不斷發(fā)展和完善,讓患者可以享受更加高質(zhì)量的線上線下醫(yī)療服務(wù),減少候診時間.本文在HIE平臺的基礎(chǔ)上做出了相應(yīng)創(chuàng)新，以患者健康數(shù)據(jù)為核心，建立并應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)保障患者數(shù)據(jù)隱私安全和合法權(quán)益[15].同時，結(jié)合雙邊平臺運營理念,考慮到了HPs和患者雙方的參與，不僅HPs之間可以交換共享患者數(shù)據(jù),更注重改進遠程及面對面診療服務(wù),提高患者就醫(yī)體驗.

本研究將針對不同階段下運營的健康數(shù)據(jù)平臺建立模型,依次分析僅考慮線上服務(wù)、考慮線上線下服務(wù)和加入針對HPs的健康數(shù)據(jù)共享服務(wù)時平臺的預(yù)期收益變化.

1 模型建立

健康數(shù)據(jù)(HD)平臺分為線上和線下2個層級,患者在平臺上除了可以直接獲得線上服務(wù)(基礎(chǔ)服務(wù))之外,還可以根據(jù)自身需要選擇線下服務(wù).HD平臺上提供的信息對于加入平臺的HPs和患者均是公開的,平臺上所有成員都有獲取平臺自有信息的權(quán)限.

患者需要在HD平臺上提交自身的健康數(shù)據(jù)信息(無需提供身份信息),而HPs從平臺獲取患者信息之后進行收集和分析,繼而達到提升線上線下服務(wù)質(zhì)量的目的.然而,平臺建立之初并沒有足夠的患者或HPs加入,需要通過支付酬金的方式向患者征集健康數(shù)據(jù).當患者數(shù)量超過一定閾值時,平臺便不再支付酬金.相反地,患者為了提高醫(yī)療服務(wù)來改善自身健康狀況,會通過支付參與費的方式向平臺提供健康數(shù)據(jù).同理,平臺建立之初的HPs數(shù)量也非常有限,因此對于最初加入的HPs,平臺不收取任何費用,一旦HPs數(shù)量超過一定閾值,平臺同樣向其收取參與費.

1.1 醫(yī)患同時參與的健康數(shù)據(jù)平臺

假定可能加入平臺的潛在患者數(shù)量為M,E[M]為期望,患者數(shù)量閾值為M0.當M≤M0時,平臺需向患者支付酬金R,當M>M0時,患者向平臺支付參與費f.建立HD平臺的月固定成本為F,向每位患者提供服務(wù)的月成本為cM.可能加入HD平臺的潛在HPs總數(shù)為N,E[N]為期望,HPs數(shù)量閾值為N0.當N≤N0時,HPs無需向平臺支付任何費用,當N>N0時,HPs將支付平臺參與費e.另外,平臺向每位HP提供服務(wù)的月成本為cN.

患者和HPs為平臺客戶,假定患者和HPs同時進入平臺并交易.該模型分為建立初期、中期和后期,平臺建立初期只有線上服務(wù)職能,進入中期之后加入線下職能.

階段1平臺建立初期,患者和HPs均未超過其參與數(shù)量閾值,M≤M0且N≤N0.此時,平臺所花費成本要遠遠大于其收益,當患者和HPs同時進入平臺時,平臺的預(yù)期收益U為負,即

U=-(cM+R)E[M]-cNE[N]-F

(1)

s.t.

M≤M0,N≤N0

(2)

階段2平臺建立中期,患者參與量超過其閾值但HPs低于其閾值,或HPs參與量超過其閾值但患者低于其閾值.

當患者數(shù)量M>M0,而HPs數(shù)量N≤N0時,可得線上線下融合的HD平臺的目標函數(shù):

U(f,e)=maxf,e[E[M]f-(cM+oM)E[M]-

RM0-(cN+oN)E[N]-F]

(3)

s.t.

M>M0,N≤N0

f0≥f>oM>cM>0

e0≥e>oN>cN>0

(4)

條件(4)代表患者和HPs的平臺參與費必須大于平臺成本,同時不能大于其限定值f0和e0.f0和e0為常數(shù),否則會造成患者和HPs流失.其中,oM、oN為平臺為每位患者和HP維持線下服務(wù)的月固定成本.當患者數(shù)量沒有超過平臺參與量的閾值(M≤M0),但是平臺已經(jīng)有較為龐大的HPs基礎(chǔ)(N>N0)時,平臺仍需向每位患者支付酬金,此時平臺的目標函數(shù)為

U(f,e)=maxf,eE[N]e-(cM+R)E[M]-

cNE[N]-F

(5)

s.t.

M>M0,N≤N0

f0≥f>cM>0,e0≥e>cN>0

(6)

階段3平臺建立后期,患者與HPs的數(shù)量均超過其閾值,即M>M0且N>N0.此時,平臺目標函數(shù)為

F(f,e)=maxf,e[E[M]f+E[N]e-(cM+

oM)E[M]-RM0-(cN+oN)E[N]-F]

(7)

s.t.

M>M0,N>N0

f0≥f>cM>0

e0≥e>cN>0

(8)

模型1結(jié)合3個時期的概率,當患者和HPs同時進入平臺時,僅考慮線上服務(wù)的平臺預(yù)期收益函數(shù)為

U(f,e)=maxf,eP(M≤M0,N≤N0)[-(cM+

R)E[M]-cNE[N]-F]+P(M≤M0,N>

N0)[E[N]e-(cM+R)E[M]-cNE[N]-F]+

P(M>M0,N≤N0)[E[M]f-cME[M]-RM0-

cNE[N]-F]+P(M>M0,N>N0)[E[M]f+

E[N]e-cME[M]-RM0-cNE[N]-F]

(9)

s.t.

f0≥f>cM>0,e0≥e>cN>0

(10)

F(f,e)>0

(11)

式(11)表示只有在收益非負時,平臺才有持續(xù)的可能.

M在(0,+∞],N在(0,+∞]上滿足泊松分布,得出平臺的最大預(yù)期收益為

(12)

同時,平臺內(nèi)HPs獲得患者健康數(shù)據(jù)后可改進其服務(wù)質(zhì)量,以鼓勵更多患者選擇線下面對面的直接醫(yī)療服務(wù).當且僅當E[M]>M0時,平臺可供患者選擇HPs所提供的線下服務(wù),這里假定平臺中的每位HP都可提供線下服務(wù).假定患者i選擇了Pi個HPs的線下服務(wù),同時平臺內(nèi)有潛在Q位患者選擇線下服務(wù),E[Pi]和E[Q]為期望.每位患者選擇一位HP的線下服務(wù)需要繳納的定金為t.

模型2考慮患者和HPs同時進入平臺時,加入HPs線下服務(wù)后的平臺預(yù)期收益函數(shù)為

U(f,e,t)=maxf,e,tP(M≤M0,N≤N0)[-(cM+

R)E[M]-(cN)E[N]-F]+P(M>M0,N≤

oM)E[M]-RM0-(cN+oN)E[N]-F]+

(cM+R)E[M]-cNE[N]-F]

(13)

s.t.

f0≥f>oM>cM>0

e0≥e>oN>cN>0,t0≥t>0

(14)

Pi≤N,Q≤Mi=1,2,…,Q

(15)

F(f,e,t)>0

(16)

式(14)表示t為非負,同時不能大于其限定值t0,t0為常量,否則很有可能選擇線下服務(wù)的患者會流失;式(15)限定每位患者選擇HPs的線下服務(wù)數(shù)量不能超過加入平臺的HPs總?cè)藬?shù),即患者只能選擇加入平臺的HPs提供的線下服務(wù),并且選擇線下服務(wù)的患者人數(shù)不會超過加入平臺的患者總?cè)藬?shù).

(17)

1.2 HD平臺內(nèi)健康數(shù)據(jù)共享

同HIE平臺一樣,HD平臺同樣有數(shù)據(jù)共享功能,但只是有限的共享.同樣HD平臺進入中期后加入健康數(shù)據(jù)共享職能.平臺內(nèi)每一位HP都有權(quán)利共享其他HPs的患者信息.例如,HPj想要與HPk共享彼此的患者信息,HPj必須要向HPk發(fā)出共享申請,并且支付HPk一定的費用g.其中每筆費用將以比例θ作為回饋提供給平臺,θ為常數(shù),獲得HPk的許可后兩者可進行信息共享.假定平臺中有Ns位HPs成功申請了數(shù)據(jù)共享,其中HPj成功申請了與另外Sj位HPs的數(shù)據(jù)共享.E[Ns]、E[Sj]為期望.為促進HPs的共享意愿,平臺中每位HP所花費的月固定成本為w.這里平臺考慮到需要激勵HPs的共享意愿,因此設(shè)定成本w較大,w>cM,cN,oM,oN.那么當E[N]>N0時,得到加入數(shù)據(jù)共享機制后的平臺目標函數(shù).

模型3考慮患者和HPs同時進入平臺時,加入線下服務(wù)與HPs間數(shù)據(jù)共享機制后的平臺預(yù)期收益函數(shù)為

U(f,e,t,g)=maxf,e,t,gP(M≤M0,N≤

N0)[-(cM+R)E[M]-cNE[N]-F]+

(cM+oM)E[M]-RM0-(cN+oN+w)E[N]-

(18)

s.t.

f0≥f>cM>0

e0≥e>cN>0,t0≥t>0

g0≥g>0

(19)

Pi≤N,Q≤Mi=1,2,…,Q

(20)

Ns≤N,Sj≤Nj=1,2,…,Ns

(21)

F(f,e,t,g)≥0

(22)

式(19)表示數(shù)據(jù)共享申請費用不能超過其定值g0,否則選擇共享服務(wù)的HPs會流失,g0為常數(shù);式(21)表示選擇共享服務(wù)的HPs人數(shù)不得超過平臺中HPs總?cè)藬?shù),即只有加入平臺的HPs才能選擇健康數(shù)據(jù)共享服務(wù).

(23)

2 數(shù)值分析

根據(jù)文獻[10,16-17]的研究成果,可以設(shè)定f和e在區(qū)間[0,2]之間,由數(shù)值仿真得出模型1的預(yù)期利潤隨著患者和HPs平臺參與費{f,e}的增加而變化的三維圖形.隨著f和e的增長,利潤也相應(yīng)呈遞增趨勢.本模型設(shè)定λ=60,M0=N0=50,cM=0.8,cN=0.6,oM=0.95,oN=0.8,w=1.5,F=0.5,R=1,θ=10%.當F(f,e)>0可得到模型 1的中期和后期收益,如圖1所示.初期平臺未向患者和HPs收取參與費,因此這里不做討論.

(a) 中期利潤函數(shù)

(b) 后期利潤函數(shù)

由圖1可知,僅考慮HD平臺線上服務(wù)時,平臺預(yù)期收益隨著f和e的上漲而不斷增加,因此f和e與預(yù)期收益成正相關(guān).另外,中期平臺已開始正向盈利但總體收入依然偏低,到后期收益才得以大幅增長.當且僅當f+e>2.386 8時,平臺后期收益為正.因為平臺建立初期為吸引客戶投入大量成本,所以必須規(guī)定患者和HPs參與費在一定范圍時才能不致虧損.因此該模式在線上服務(wù)運作現(xiàn)有的成本下且對其內(nèi)部雙方的定價不超過患者和HPs可接受的極限{f0,e0}時,平臺建立者將盡可能地吸納更多客戶使用該平臺來獲得最大效用.

模型2在模型1的基礎(chǔ)上加入對患者的線下服務(wù).此時,當患者人數(shù)超過其閾值即M>M0時,平臺開始向患者提供線下服務(wù).這里考慮到鼓勵患者使用線下服務(wù),規(guī)定患者支付的定金不宜過高,因而令t=0.5,得到了一個相比模型1增長幅度較大的曲面,如圖2所示.

(a)中期利潤函數(shù)

(b)后期利潤函數(shù)

由圖2可看出,模型2中無論是中期和后期的利潤增長率遠遠高于模型1,呈迅猛遞增趨勢.顯然加入線下服務(wù)能很大程度上彌補建立初期的巨大投入,進入中期后已然可以完全覆蓋初期投入的成本,后期利潤相比同時段的模型1呈飛躍式增長,從而證明平臺具有長期可持續(xù)性.即便為了維持線下服務(wù)仍需投入成本oM、oN,但因為有之前的基礎(chǔ)也逐漸形成了平臺的穩(wěn)態(tài)收益.可見,{f,e}與平臺預(yù)期收益仍呈正相關(guān),相比僅提供線上服務(wù),線上會診與線下面對面直接醫(yī)療相結(jié)合更可能成為患者的切實需求,每位患者的體質(zhì)偏差也導(dǎo)致患者需要更多的服務(wù)選擇.因此,線上線下融合的醫(yī)療平臺模式將成為未來的主流趨勢.

模型3是在模型1和模型2的基礎(chǔ)上加入了HPs之間的數(shù)據(jù)共享服務(wù),目的是滿足患者需求的同時盡可能給予HPs更多的服務(wù)選擇.平臺內(nèi)每位HP的共享費用g如果過低會削弱其接受共享的意愿,若過高則會導(dǎo)致HPs放棄使用共享服務(wù),因此令g=1,得出模型3與模型2類似，呈遞增狀曲面,如圖3所示.

(a)中期利潤函數(shù)

(b)后期利潤函數(shù)

由圖3可見,雖然平臺的收益仍與HPs參與費(f,e)呈正相關(guān),并且中期的利潤增長幅度不甚明顯,相比同階段的模型2幾乎無太大差別,后期利潤呈飛躍式增長但僅僅只是略高于同階段的模型2.這說明，平臺在提供線下服務(wù)后加入對HPs的數(shù)據(jù)共享服務(wù)并不能使其在原來的基礎(chǔ)上得到更為可觀的收益.這很大程度上是因為平臺為促進HPs的共享意愿而不得不投入較大的成本,同時為鼓勵持續(xù)的共享無法從中抽取較大份額的利潤.因此,平臺無論意在改進HPs的醫(yī)療技術(shù)還是為了爭取利益最大化,僅依靠健康數(shù)據(jù)共享服務(wù)將收效甚微,本質(zhì)上是因為HPs的共享意愿依舊不足.

3 討論

HD平臺的收益狀況包含3個階段:① 平臺建立初期,患者和HPs均未超過一定閾值,此時平臺預(yù)期收益為負;② 平臺建立中期,患者人數(shù)超過一定閾值,HPs低于其閾值,或HPs人數(shù)超過一定閾值,患者低于其閾值;③ 平臺建立后期,加入的患者和HPs的人數(shù)均超過各自閾值.并計算了結(jié)合3個階段的平臺整體最大化預(yù)期收益.

1) 模型1僅考慮對患者線上服務(wù)時平臺的預(yù)期收益函數(shù).此時,通過平臺中期和后期利潤狀況來看,其預(yù)期收益隨著決策變量——患者與HPs的平臺參與費的增長而呈上升趨勢,意味著該決策變量與收益呈正相關(guān),并且在中期階段平臺就開始盈利,到了后期收益率迅猛增長.若僅有線上服務(wù),平臺不得不將參與費設(shè)定得更高,哪怕后期平臺已處于盈利狀態(tài)也不能夠給予患者更友好的價格,這不但無法滿足患者對于線下服務(wù)的需求,并且在價格上也不能做到進一步吸引患者,從而導(dǎo)致平臺對于受眾者的整體內(nèi)在價值偏低.在該模式下,平臺主要憑借自有信息和HPs的線上遠程會診來幫助患者解決其健康問題,因此該平臺只適用于一些患有常規(guī)疑難雜癥的患者.若不需要特殊治療,患者借用此平臺將大大節(jié)約醫(yī)療投入的資金和時間成本.

2) 模型2在模型1的基礎(chǔ)上加入對患者的線下服務(wù).此時,平臺的中期和后期預(yù)期收益隨著客戶平臺參與費的提高相較于模型1 大幅增長.發(fā)展到中期已能夠覆蓋初期的成本,并在后期形成穩(wěn)態(tài)的平臺收益.線上線下融合服務(wù)模式不僅大大增加了平臺利潤,也從側(cè)面說明患者的需求從該平臺上得到更積極的響應(yīng).從管理學(xué)的角度,平臺已一定程度上具備了長期可持續(xù)性,可適當下調(diào)參與費來進一步吸引患者和HPs的加入,因此該模型下的HD平臺將提高其對于受眾者的整體內(nèi)在價值,尤其是對于需要線下診治的患者.與模型1不同,參與該平臺的患者大都無法僅憑醫(yī)生建議而自行治愈自身疾病,需要更細致的個性化醫(yī)療服務(wù).

3) 模型3在模型1和模型2的基礎(chǔ)上增加了針對HPs的健康數(shù)據(jù)共享服務(wù).此時,隨著客戶參與費的增長,平臺預(yù)期收益仍呈遞增趨勢,但相較于模型2 對比模型1下的收益增長率,模型3對比模型2的收益增長率大幅下降,平臺邊際利潤減少.因為HPs必須有償共享患者的健康數(shù)據(jù),并且平臺為了鼓勵數(shù)據(jù)共享,需要給予HPs足夠的激勵或投入相當?shù)某杀?此時,HD平臺無論是處于建立中期或后期,單獨為HPs設(shè)立健康數(shù)據(jù)共享服務(wù)相對于已經(jīng)提供線上線下醫(yī)療服務(wù)的模式,不能夠再為平臺帶來更多邊際收益.從患者的角度出發(fā),其并不是健康數(shù)據(jù)共享服務(wù)的直接受眾群體,而直接受眾者HPs又有可能因為共享意愿不足而不會使用該項服務(wù).然而,事實上該模式的目的在于促進健康數(shù)據(jù)共享服務(wù)的同時讓HPs在共享數(shù)據(jù)時更為慎重,從而盡可能地保護患者隱私,也能給不同HPs一定的機會,在更廣泛的治療領(lǐng)域內(nèi)給有需要的患者提供精準的醫(yī)療服務(wù).

4 結(jié)論

1) 僅考慮對患者的線上服務(wù)時,平臺預(yù)期收益與患者和HPs參與費成正相關(guān),到中期平臺已開始正向盈利但總體收入依然偏低,到了后期收益才得以大幅度增長.

2) 考慮對患者的線上線下服務(wù)時,平臺預(yù)期收益進入中期后可完全覆蓋初期投入的成本,后期呈飛躍式增長,并且遠遠高出同階段下僅考慮對患者線上服務(wù)時的平臺預(yù)期收益,從而證明線上線下結(jié)合的HD平臺具有長期可持續(xù)性.

3) 加入了針對HPs的健康數(shù)據(jù)共享服務(wù)時,平臺收益到中期已能夠覆蓋前期成本,但相比同階段下考慮對患者線上線下服務(wù)時的平臺收益幾乎無差異,后期迅猛增長但僅略高于同階段的后者,說明加入對HPs的健康數(shù)據(jù)共享服務(wù)并不能使其在原來的基礎(chǔ)上得到更為可觀的收益.

4) 未來人們對于更精準的直接醫(yī)療服務(wù)將有越來越迫切的需求.HD平臺不僅能全方位提高遠程及線下醫(yī)療水平,而且能減少患者在醫(yī)院的候診時間.隨著HPs的多樣性不斷擴展,患者將在平臺上有更多選擇.同時,平臺應(yīng)對HPs的質(zhì)量和服務(wù)水平以及患者提供的健康數(shù)據(jù)設(shè)立審查和篩選機制,最大程度上維護患者和HPs的權(quán)益.