模糊綜合評價法在達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人論證評估中的應(yīng)用

王元，李倩（通信作者）

1 鄭州大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 （河南 鄭州 450008）；2 鄭州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院·河南省兒童醫(yī)院·鄭州兒童醫(yī)院 （河南 鄭州 450018）

達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人又稱“內(nèi)窺鏡手術(shù)器械控制系統(tǒng)”，是美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）批準(zhǔn)進(jìn)入臨床的首個機(jī)器人輔助腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)[1-2]。自2000年Intuitive Surgical公司推出第一臺達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人后，已相繼推出第二代（S）、第三代（SI）、第四代（XI）、第五代（SP）手術(shù)機(jī)器人，目前第五代手術(shù)機(jī)器人尚未在中國上市[3-4]。與傳統(tǒng)開放手術(shù)及腔鏡手術(shù)比較，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人最大的優(yōu)勢在于：（1）打破人眼的局限，放大的三維高清手術(shù)視野，便于醫(yī)師進(jìn)行精確定位及操作；（2）可轉(zhuǎn)腕的手術(shù)器械，彎曲及旋轉(zhuǎn)的程度遠(yuǎn)超過人手的極限，能在狹小空間操作較為精細(xì)的手術(shù)；（3）顫抖濾除功能可以進(jìn)一步濾除人手的自然顫動，有效提高手術(shù)精度；（4）術(shù)者可以采取坐姿進(jìn)行操作，利于進(jìn)行長時間復(fù)雜手術(shù)[5-6]。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人正是憑其特有的優(yōu)勢，在手術(shù)機(jī)器人的全球市場表現(xiàn)突出，并在外科手術(shù)中被廣泛應(yīng)用。2020年底我國新增內(nèi)窺鏡手術(shù)器械控制系統(tǒng)的規(guī)劃數(shù)量由154臺增加至225臺，增長46%[7]。規(guī)劃配置數(shù)量的增加，使更多醫(yī)療機(jī)構(gòu)有機(jī)會引進(jìn)達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人，但由于該設(shè)備具有投入資金大、運(yùn)行成本高等特點，醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)充分評估以避免盲目購置，造成資源浪費。但是醫(yī)學(xué)裝備配置評估過程中很多影響因素很難用清晰準(zhǔn)確的界限區(qū)分，進(jìn)而難以進(jìn)行定量化評估。本研究通過探討模糊綜合評價法在達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人需求評估中的應(yīng)用，旨在為醫(yī)療機(jī)構(gòu)科學(xué)合理配置該設(shè)備提供參考。

1 達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人概況

1.1 達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人組成

達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人（da Vinci XI）主要由醫(yī)師控制臺、患者手術(shù)車及圖像車組成，并與內(nèi)窺鏡、達(dá)芬奇專用器械和附件配合使用[8-10]。（1）醫(yī)師控制臺：外科醫(yī)師通過使用手動控制器和一套腳踏板來控制手術(shù)器械和內(nèi)窺鏡的所有動作，同時可在三維高清立體觀察窗上觀察內(nèi)窺鏡圖像，控制臺還可以提供患者解剖部位和儀器的視圖及圖標(biāo)和其他用戶界面功能。（2）患者手術(shù)車：主要包括目標(biāo)患者解剖定位的4條器械臂、吊桿、中心柱、基座等部件，內(nèi)窺鏡附接到任何器械臂上用于提供患者解剖部位的高清三維視圖，吊桿是一個可調(diào)旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)，可將器械臂移至適于目標(biāo)解剖部位和患者體位的位置。（3）圖像車：主要包括內(nèi)窺鏡控制器、視頻處理器、系統(tǒng)電子設(shè)備、觸摸屏等部件。

1.2 達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用

自2000年Intuitive Surgical 公司推出第一臺達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人以來，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人已經(jīng)廣泛地在多學(xué)科得到了應(yīng)用，如泌尿外科、胸外科、心臟外科、普通外科或婦科等[11-12]。截至2020年4月，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人已在67個國家累計裝機(jī)量達(dá)到5 819臺，累計開展數(shù)百萬例次手術(shù)，憑借其自身優(yōu)勢倍受外科醫(yī)師的認(rèn)可和推崇。

2 達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人論證評估因素

評估因素從宏觀因素、醫(yī)院現(xiàn)狀及預(yù)期效益3個維度出發(fā)，設(shè)置地區(qū)人口水平、經(jīng)濟(jì)水平、物價收費情況、醫(yī)院功能定位、優(yōu)勢學(xué)科情況、年手術(shù)量及腔鏡手術(shù)占比、人員資質(zhì)、配套設(shè)施、投資回收期限、社會效益等10個維度進(jìn)行評估。

2.1 宏觀因素維度

宏觀因素主要考慮地區(qū)人口水平、經(jīng)濟(jì)水平、物價收費情況等因素，具體情況見表1。

表1 宏觀因素維度

2.2 醫(yī)院現(xiàn)狀維度

醫(yī)院現(xiàn)狀維度主要考慮醫(yī)院功能定位、優(yōu)勢學(xué)科情況、年手術(shù)量及腔鏡手術(shù)占比、人員資質(zhì)、配套設(shè)施，具體情況見表2。

2.3 效益維度

效益維度主要考慮投資回收期限，社會效益等因素，具體情況見表3。

表3 預(yù)期效益維度

3 基于模糊數(shù)學(xué)的需求評估方法

模糊綜合評價法是應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清、不易定量的因素定量化，進(jìn)行綜合評價的一種方法，通過構(gòu)造等級模糊子集，將反映被評價事物的模糊指標(biāo)進(jìn)行量化（確定隸屬度），然后利用模糊變換原理對各指標(biāo)進(jìn)行綜合評價[13]，一般程序包括確定評估指標(biāo)集合、確定評估指標(biāo)等級、評價指標(biāo)并建立模糊關(guān)系矩陣、模糊綜合評價。

3.1 確定評估指標(biāo)集合

指標(biāo)集合U={U1，U2，…}={地區(qū)人口水平，經(jīng)濟(jì)水平，物價收費情況，醫(yī)院功能定位，優(yōu)勢學(xué)科情況，年手術(shù)量及腔鏡手術(shù)占比，人員資質(zhì)，配套設(shè)施，投資回收期限，社會效益}。

3.2 確定評估指標(biāo)等級

評估指標(biāo)等級集合V={V1，V2，V3，V4，V5}={優(yōu)秀，良好，一般，較差，差}。

3.3 評價指標(biāo)并建立模糊關(guān)系矩陣

對評估指標(biāo)分別進(jìn)行評價，確定該評估指標(biāo)等級。各評估指標(biāo)等級確定后，便可得到指標(biāo)與指標(biāo)等級的模糊矩陣R：

3.4 確定評估指標(biāo)的權(quán)重

可以通過德爾菲法確定各評估因素權(quán)重，這種方法是通過匿名和反復(fù)征求意見的形式，讓專家“背靠背”地充分發(fā)表意見，然后對所有專家的意見進(jìn)行歸類統(tǒng)計[14]。在專家意見比較一致的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，檢驗專家意見的集中程度、離散程度和協(xié)調(diào)程度，達(dá)到要求后，得到各評價指標(biāo)的初始權(quán)重向量，再進(jìn)行歸一化處理，獲得個評價指標(biāo)的權(quán)重因子W={W1、W2.......Wn}。

3.5 模糊綜合評價

評估指標(biāo)的權(quán)重因子W與模糊關(guān)系矩陣R進(jìn)行向量計算，向量計算得到最終的模糊綜合評價結(jié)果：

4 評估結(jié)果

4.1 確定各指標(biāo)權(quán)重

為確定10個評價指標(biāo)對達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人論證評估的重要程度，邀請專家利用德爾菲法確定各指標(biāo)權(quán)重，經(jīng)過歸一化處理，得到宏觀因素、醫(yī)院現(xiàn)狀及預(yù)期效益3個維度的10個評價指標(biāo)的權(quán)重，具體權(quán)重賦值情況見表4。

表4 評價指標(biāo)權(quán)重

4.2 評價指標(biāo)并建立模糊關(guān)系矩陣

邀請12名專家依據(jù)理論分析、實踐經(jīng)驗、同行了解等維度對地區(qū)人口水平、經(jīng)濟(jì)水平、物價收費情況、醫(yī)院功能定位、優(yōu)勢學(xué)科情況、年手術(shù)量及腔鏡手術(shù)占比、人員資質(zhì)、配套設(shè)施、投資回收期限、社會效益等10個指標(biāo)進(jìn)行評價，評價結(jié)果選項包括“優(yōu)秀”“良好”“一般”“較差”及“差”，對12名專家的評價結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計匯總，結(jié)果如表5所示。

表5 專家對相關(guān)指標(biāo)的評價結(jié)果

進(jìn)行歸一化處理后得到評價指標(biāo)的模糊關(guān)系矩陣R：

4.3 模糊綜合評價

評估指標(biāo)的權(quán)重因子W與模糊關(guān)系矩陣R進(jìn)行向量計算，得到最終的模糊綜合評價結(jié)果：

模糊綜合評價結(jié)果表明，對于整個評價指標(biāo)中“優(yōu)秀”的評價所占比例為39.5%，“良好”的評價所占比例為33.3%，“一般”的評價所占比例為22%，“較差”的評價所占比例為5.2%，“優(yōu)秀”及“良好”所占比例為72.8%，醫(yī)院可以依據(jù)此次評估結(jié)果，為達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人科學(xué)配置提供參考依據(jù)。

5 小結(jié)

隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來越多先進(jìn)的大型醫(yī)用設(shè)備問世并迅速在臨床獲得應(yīng)用。大型醫(yī)用設(shè)備的配置決策受多種因素的影響，且很多因素?zé)o法進(jìn)行量化評估，導(dǎo)致合理配置相應(yīng)設(shè)備面臨挑戰(zhàn)。本研究以達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人為例，合理設(shè)置評價指標(biāo)，借助模糊數(shù)學(xué)的方法，通過權(quán)重因子與模糊關(guān)系矩陣的向量計算得到定量化評估結(jié)果，有效解決了醫(yī)學(xué)裝備評估中很多影響因素很難用清晰準(zhǔn)確的界限區(qū)分、難以定量化的問題，為醫(yī)療機(jī)構(gòu)合理配置達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人提供參考依據(jù)。新版《醫(yī)療器械監(jiān)督管理條例》要求進(jìn)一步推進(jìn)大型醫(yī)用設(shè)備科學(xué)合理配置，當(dāng)前我國尚沒有針對甲、乙類醫(yī)用設(shè)備配置的統(tǒng)一指標(biāo)及評估體系，如何在分級診療制度建設(shè)、公立醫(yī)院改革等背景下，構(gòu)建方法科學(xué)的配置評估體系，支持大型醫(yī)用設(shè)備的合理配置及優(yōu)化應(yīng)用，提升有關(guān)技術(shù)服務(wù)的質(zhì)量、效果及效率，在未來仍然具有較大的科學(xué)研究價值和決策支持意義。