單病種成本影響因素的PLS結(jié)構(gòu)方程模型

李 惠，劉子先

（1.天津大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津 300072；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 300193）

單病種成本影響因素的PLS結(jié)構(gòu)方程模型

李 惠1,2，劉子先1

（1.天津大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津 300072；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 300193）

為研究單病種成本影響因素間的因果路徑關(guān)系，文章構(gòu)建了基于偏最小二乘方法的單病種成本影響因素結(jié)構(gòu)方程模型（SEM），以急性闌尾炎病種為例，進(jìn)行實(shí)證分析。在對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行信度和效度檢驗(yàn)基礎(chǔ)上，驗(yàn)證了成本影響因素相互間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。

單病種成本；結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）；臨床路徑；偏最小二乘（PLS）

0 引言

如何緩解“看病難，看病貴”的問(wèn)題，如何進(jìn)一步提高醫(yī)療質(zhì)量的同時(shí)，為社會(huì)提供價(jià)廉質(zhì)高的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，已成為我國(guó)政府及各家醫(yī)院所面臨的重要課題[1,2]。2000年以來(lái)，在政府部門(mén)的引導(dǎo)下，越來(lái)越多的醫(yī)院開(kāi)始進(jìn)行按病種支付制度的改革。單病種付費(fèi)是對(duì)某一病種的醫(yī)療費(fèi)用實(shí)行最高限價(jià)，不到最高標(biāo)準(zhǔn)的按實(shí)際費(fèi)用結(jié)算，超支部分由醫(yī)院負(fù)擔(dān)。這種支付方式能夠控制醫(yī)療費(fèi)用快速上漲、節(jié)約醫(yī)療資源、控制醫(yī)療成本，促進(jìn)了醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展[3]。在單病種付費(fèi)制度中，單病種的醫(yī)療成本是病種定價(jià)的主要依據(jù)[4]。醫(yī)院在保證醫(yī)療質(zhì)量的同時(shí)，必須對(duì)單病種成本的影響因素進(jìn)行合理的分析[5]，從可控的影響因素入手，找出降低單病種醫(yī)療成本的有效途徑，從而對(duì)病種成本進(jìn)行控制，強(qiáng)化醫(yī)院成本管理。

結(jié)構(gòu)方程模型作為一個(gè)多元數(shù)據(jù)分析的重要工具，在處理多個(gè)因變量、估計(jì)因子結(jié)構(gòu)等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[6,7]。楊樹(shù)東等[8]對(duì)生育保險(xiǎn)病種的費(fèi)用影響因素，建立了結(jié)構(gòu)方程模型，分析得到社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征、臨床特征和醫(yī)護(hù)質(zhì)量三個(gè)潛變量對(duì)住院費(fèi)用的影響最大。但是沒(méi)有研究這些潛變量之間內(nèi)在的相互影響關(guān)系。本文進(jìn)一步研究單病種成本的影響因素以及它們之間的因果關(guān)系框架，設(shè)計(jì)影響因素指標(biāo)體系并建立基于偏最小二乘（PLS）算法的結(jié)構(gòu)方程模型，根據(jù)2011年1～9月天津市四家醫(yī)院384個(gè)急性闌尾炎出院患者的病例數(shù)據(jù)做實(shí)證研究，在對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行信度和效度檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，得到單病種成本的影響因素實(shí)證研究結(jié)果，從而進(jìn)一步明晰了單病種成本影響因素之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，為單病種成本控制提供理論依據(jù)。

1 潛變量模型與指標(biāo)體系的構(gòu)建

單病種成本是指醫(yī)院為完成病種醫(yī)療任務(wù)所需要支付的全部成本費(fèi)用[9]。一般病種成本的核算需要根據(jù)患者從入院到出院的整個(gè)臨床路徑（Clinical Pathway，CP）為路線，綜合所涉及到的所有成本因素，包括藥品成本、材料成本、手術(shù)及麻醉成本、醫(yī)技成本、護(hù)理成本和床位成本等[19]。因此，臨床路徑對(duì)病種成本有直接的影響。

患者入院時(shí)病情的危重程度以及病情的差異體現(xiàn)了對(duì)醫(yī)療服務(wù)的不同需求，即患者入院時(shí)的疾病特征應(yīng)該作為選擇臨床路徑的主要依據(jù)，為了達(dá)到更好的治療效果，針對(duì)不同的危重程度以及病種類(lèi)型一般會(huì)使臨床路徑采取不同的技術(shù)路線[11]。病人的病情特征一方面能直接對(duì)病種成本產(chǎn)生影響[12]，另一方面，病情特征也決定了臨床路徑的選擇，間接對(duì)病種成本產(chǎn)生影響。此外，病人的人口特征也對(duì)病種成本產(chǎn)生影響，一般來(lái)說(shuō)，病人的年齡和平時(shí)身體的健康程度對(duì)治療后恢復(fù)的速度產(chǎn)生作用，病人手術(shù)等治療后的臨床路徑也直接作用于病種成本。

此外，醫(yī)院的診療質(zhì)量也會(huì)對(duì)診療成本產(chǎn)生影響。從入院與出院診斷符合率的角度，不符合者多為疑難雜癥，病情復(fù)雜時(shí)會(huì)給治療帶來(lái)難度，因此會(huì)增加檢查和治療的成本；從治療效果來(lái)看，治療無(wú)效的病人反而會(huì)給診療帶來(lái)極大的困難，治療成本會(huì)大于治愈或好轉(zhuǎn)情況；從醫(yī)院的等級(jí)來(lái)看，不同級(jí)別醫(yī)院的醫(yī)療技術(shù)和手段都有差異，因而也會(huì)對(duì)病種的診療和護(hù)理成本產(chǎn)生影響。

圖1 單病種成本影響因素潛變量模型

結(jié)合上述分析，我們將疾病的臨床特征、病人人口特征、臨床路徑、診療質(zhì)量和病種成本為潛變量構(gòu)建單病種成本的潛變量因果關(guān)系模型，如圖1所示。進(jìn)一步通過(guò)文獻(xiàn)研究和統(tǒng)計(jì)調(diào)查，建立單病種成本影響因素指標(biāo)體系，如表1所示。

表1 單病種成本影響因素指標(biāo)體系

2 基于PLS的結(jié)構(gòu)方程模型

2.1 結(jié)構(gòu)方程模型

根據(jù)表1中潛變量的符號(hào)表示，圖1中結(jié)構(gòu)模型（內(nèi)部模型）中潛變量之間的關(guān)系由方程表示為：

其中，系數(shù)βij和γij為連接潛變量之間的系數(shù)，ζi為殘差變量。記 η=(η,η)T，ξ=(ξ,ξ,ξ)T和 ζ=(ζ,ζ)T，

1212312則式（1）可寫(xiě)成

測(cè)量模型（外部模型）定義了潛變量與觀測(cè)變量之間的關(guān)系，可以表示為：

這里Λx和Λy為潛變量和觀測(cè)變量之間的回歸系數(shù)矩陣，εx和δy為測(cè)量的噪聲和誤差。

2.2 模型參數(shù)的估計(jì)方法

對(duì)于建立的結(jié)構(gòu)方程模型參數(shù)的PLS估計(jì)方法，分別對(duì)內(nèi)部模型和外部模型進(jìn)行估計(jì)。我們通過(guò)潛變量所對(duì)應(yīng)觀測(cè)變量的線性組合來(lái)表示潛在變量的估計(jì)值，若該估計(jì)值為Yj，則可表示為：

內(nèi)部估計(jì)是通過(guò)與該潛變量相關(guān)的所有潛變量的估計(jì)值對(duì)其進(jìn)行估計(jì)，可表示為：

這里Y′j表示與之相關(guān)的潛變量的估計(jì)值，∝表示對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。ωjj'為內(nèi)部權(quán)重，表示Yj與Y′j的相關(guān)系數(shù)的符號(hào)函數(shù)值。對(duì)于權(quán)重wjh主要有兩種估計(jì)模式：模式A和模式B。在模式A中，權(quán)重wjh表示為可觀測(cè)變量與Zj的協(xié)方差系數(shù)，可以表示為：

在模式B中，權(quán)重向量wj是Zj關(guān)于可測(cè)變量xjh的回歸系數(shù)向量，表示為：

因此，多個(gè)潛變量情況下，參數(shù)估計(jì)的PLS算法步驟如下：⑴對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理（均值為0，方差為1）；⑵設(shè)置初始的權(quán)重，如設(shè)其中一個(gè)wjh=1，其余均為0；

⑶依次按照公式（4）、（5）、（6）（或者公式（7））計(jì)算得到新的權(quán)重向量w′jh；

⑸用估計(jì)值ξ′代入潛變量后，運(yùn)用PLS回歸的方法估計(jì)內(nèi)部模型中的回歸系數(shù)。

3 闌尾炎病種成本影響因素的實(shí)證研究

急性闌尾炎作為普通外科中有較大代表性的常見(jiàn)病，由于診斷標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)統(tǒng)一、手術(shù)指征明顯、技術(shù)成熟、診斷明確、治療流程和效果可控性強(qiáng)，因此具有一定的代表性。本文選擇急性闌尾炎病種作為研究對(duì)象，進(jìn)行實(shí)證分析。

我們對(duì)2011年1～9月天津市四家醫(yī)院（一所三甲、一所三乙和兩所二甲）384個(gè)急性闌尾炎住院患者，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和病例信息采集的方式獲得病例數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)證研究。并從中刪除有效信息缺失，住院費(fèi)用超過(guò)30000元或低于500元的特殊病例，將剩余347個(gè)案例作為有效的樣本數(shù)據(jù)。對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到男性患者為211例，占60.8%，女性患者136例，占39.2%；三甲甲等醫(yī)院40例，三級(jí)乙等醫(yī)院78例，二級(jí)甲等醫(yī)院229例，分別占11.5%、22.5%和66%。

3.1 信度與效度分析

根據(jù)樣本數(shù)據(jù)，利用軟件SPSS 18.0，對(duì)我們建立的病種成本影響因素指標(biāo)體系進(jìn)行信度和效度的檢驗(yàn)。在效度方面，因?yàn)闃颖玖糠弦蜃臃治鲆螅捎弥鞒煞址治龇椒ㄓ?jì)算因子載荷。并經(jīng)過(guò)KMO樣本測(cè)度和Bartlett’s球體檢驗(yàn)，可知樣本數(shù)據(jù)適合做因子分析。因子分析共提取出5個(gè)主成分，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了82.5%，且因子負(fù)荷介于0.638到0.855之間，表明具有良好的收斂效度，滿足結(jié)構(gòu)方程的要求。進(jìn)一步，比較各潛變量的平均方差提取量的平方根與相關(guān)系數(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)方程潛變量的區(qū)別效度進(jìn)行檢驗(yàn)，計(jì)算結(jié)果顯示，各潛變量的平均方差提取量平方根均大于相關(guān)系數(shù)值，說(shuō)明了潛變量間具有良好的區(qū)別效度。信度方面，可以看出潛變量的組合信度都高于0.7的可接受水平，檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。因此，該影響因素指標(biāo)體系既具有較高的可靠一致性，又能真實(shí)反映所要度量的變量，完全適合做結(jié)構(gòu)模型分析。

表2 模型的檢驗(yàn)結(jié)果

3.2 計(jì)算結(jié)果與討論

在驗(yàn)證完信度和效度的基礎(chǔ)上，利用SmartPLS 2.0對(duì)樣本數(shù)據(jù)代入結(jié)構(gòu)方程模型進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過(guò)分析和運(yùn)算，得到結(jié)構(gòu)方程模型的路徑系數(shù)擬合結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可以看出，結(jié)構(gòu)方程模型各路徑檢驗(yàn)的T統(tǒng)計(jì)量都大于1.96，說(shuō)明各條路徑的系數(shù)在P=0.05的水平上都具有顯著性。η1和η2兩個(gè)內(nèi)生潛變量的擬合系數(shù)R2分別為0.524和0.638，表示內(nèi)生潛在變量被外生潛在變量解釋的程度較高，達(dá)到擬合要求。運(yùn)行結(jié)果顯示均表明樣本數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)方程具有理想的擬合度。因此，單病種成本影響因素指標(biāo)體系得到了驗(yàn)證，這也證明了我們所建立的結(jié)構(gòu)方程模型的合理性和正確性。

表3 模型路徑系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果

這樣我們就得到了急性闌尾炎病種成本影響因素結(jié)構(gòu)方程模型的路徑系數(shù)結(jié)構(gòu)圖，如圖2。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以看出，首先對(duì)于急性闌尾炎病種來(lái)說(shuō)，疾病的臨床特征、病人的人口特征、診療過(guò)程中的臨床路徑和診療質(zhì)量都對(duì)病種成本產(chǎn)生顯著的正向影響，且β21和γ21明顯大于γ22和γ23，表明病人的臨床特征和臨床路徑是兩個(gè)主要影響因素。在臨床特征變量中，病種類(lèi)型（如急性闌尾炎：?jiǎn)渭冃浴⒒撔浴木倚约按┛仔裕┖陀袩o(wú)伴隨病兩個(gè)指標(biāo)的因子載荷最大；在臨床路徑中，住院天數(shù)和有無(wú)感染情況的發(fā)生兩個(gè)指標(biāo)的因子載荷最大；因此，病種類(lèi)型、有無(wú)伴隨病、住院天數(shù)和有無(wú)感染情況的發(fā)生為四個(gè)影響單病種成本的最重要的因素。其次，病人的人口特征如患者年齡、發(fā)病前病人身體的健康程度，以及診療的質(zhì)量如治療效果、醫(yī)院等級(jí)等也都會(huì)對(duì)病種成本產(chǎn)生影響，且病人年齡大、發(fā)病前身體健康程度低、治療效果差、護(hù)理等級(jí)高都會(huì)導(dǎo)致病種成本的增加。另外，病人所患急性闌尾炎的臨床特征和病人自身人口特征，在直接對(duì)病種成本產(chǎn)生影響的同時(shí)，也與臨床路徑有正向關(guān)系，對(duì)住院天數(shù)和抗生素的使用量等因素產(chǎn)生影響，也就是通過(guò)臨床路徑潛變量間接對(duì)病種成本產(chǎn)生影響。進(jìn)一步通過(guò)實(shí)證分析得到啟示，可以從某些可控因素入手，如控制感染的發(fā)生、減少住院天數(shù)、提高診療質(zhì)量等措施來(lái)控制病種成本。

圖2 SEM標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)文獻(xiàn)研究和統(tǒng)計(jì)調(diào)查，運(yùn)用結(jié)構(gòu)方程建模，以急性闌尾炎病種為例進(jìn)行實(shí)證分析，對(duì)單病種成本的影響因素進(jìn)行了研究，得出以下結(jié)論：

（1）疾病臨床特征、病人人口特征、臨床路徑和診療質(zhì)量四個(gè)潛變量都對(duì)病種成本產(chǎn)生顯著的正向影響，其中疾病臨床特征和臨床路徑兩因素對(duì)病種成本的影響程度高于其他兩個(gè)因子。疾病臨床特征和病人人口特征一方面直接影響病種成本，另一方面它們通過(guò)臨床路徑間接對(duì)病種成本產(chǎn)生影響。

（2）通過(guò)對(duì)急性闌尾炎病種的實(shí)證分析可以看出，在臨床特征變量中，病種類(lèi)型和有無(wú)伴隨病為兩個(gè)主要因素；在臨床路徑中，住院天數(shù)和有無(wú)感染情況發(fā)生為兩個(gè)主要因素；病人人口特征中患者年齡、發(fā)病前病人身體的健康程度為兩個(gè)主要影響因素；診療質(zhì)量中，治療效果、醫(yī)院等級(jí)為兩個(gè)主要影響因素。另外，對(duì)急性闌尾炎來(lái)說(shuō)，病人的性別特征對(duì)病種成本無(wú)顯著影響。

研究結(jié)論也啟示我們，可以通過(guò)對(duì)某些可控因素的調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行單病種成本控制。如何通過(guò)單病種成本影響因素的分析，制定合理的單病種成本控制機(jī)制是我們未來(lái)進(jìn)一步的研究方向。

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F224.9

A

1002-6487（2013）14-0012-03

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（70871086）

李 惠(1978-)，女，河北人，博士研究生，講師，研究方向：醫(yī)院管理、成本管理。

（責(zé)任編輯/亦 民）