基于綜合賦權法的國產(chǎn)醫(yī)療器械評估模型構建與實證研究

□ 王冬 WANG Dong 劉振臨 LIU Zhen-lin 賈博奇 JIA Bo-qi 許鋒 XU Feng

近幾年，我國對國產(chǎn)醫(yī)學裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度重視，不斷優(yōu)化政策推進國產(chǎn)化進程，實現(xiàn)了短期內(nèi)市場占有率的大幅提升。國務院政府文件中也強調(diào)：“引導醫(yī)療機構階梯配置醫(yī)學裝備，降低醫(yī)療費用。”“國產(chǎn)藥品和醫(yī)療器械能夠滿足要求的，政府采購項目原則上須采購國產(chǎn)產(chǎn)品，逐步提高公立醫(yī)療機構國產(chǎn)設備配置水平。”2020 年12 月，《關于加強公立醫(yī)院運營管理的指導意見》要求“運用各類管理理論和方法，整合業(yè)務數(shù)據(jù)和經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)，從戰(zhàn)略決策、管理決策和業(yè)務決策三個層面建立決策分析體系。”《三級醫(yī)院評審標準（2020 年版）》要求“根據(jù)國家法律法規(guī)及相關規(guī)定，制定醫(yī)學裝備合理配置方案。”[1-3]。在提高國產(chǎn)設備配置水平的同時，應重視優(yōu)化資源配置，建立科學決策分析體系。

資料與方法

1.資料來源

1.1 定量研究資料。本研究主要采集了技術因素、經(jīng)濟因素和可靠性因素三方面數(shù)據(jù)。技術因素、可靠性因素數(shù)據(jù)來源于市場上主流國產(chǎn)/進口三款高清內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)產(chǎn)品的官方技術參數(shù)，經(jīng)濟因素數(shù)據(jù)來自中國政府采購網(wǎng)及北京某三甲醫(yī)院相關型號的招標價格和保修年限。

1.2 定性研究資料。根據(jù)層次分析法指標取值標準設計調(diào)查問卷，問卷設計環(huán)節(jié)組織各領域專家對多維度、多指標進行討論達成共識。共發(fā)放調(diào)查問卷10 份，主要涉及醫(yī)療器械管理者、臨床醫(yī)學專家、資深護士長和經(jīng)濟學專家，其中有效問卷（以專家評價標度通過一致性評價為準）10 份，有效率100%。調(diào)查對象為多學科高水平專家組成，保證了調(diào)查問卷的穩(wěn)定性。

2.研究方法。構建國產(chǎn)醫(yī)療器械評估模型體系時，要對每個指標賦予權重值，賦值法主要有主觀賦值法和客觀賦值法，兩種方法各有優(yōu)缺點[4-7]。綜合賦權法結合主觀賦值法的專家經(jīng)驗優(yōu)勢和客觀賦值法的技術參數(shù)可統(tǒng)一量化的優(yōu)勢，得到評估模型指標體系權重，達到科學、合理評估國產(chǎn)醫(yī)療器械的目的。

2.1 層次分析法。層次分析法（The Analytic Hierarchy Process，AHP）在20 世紀70 年代中期由美國運籌學家托馬斯塞蒂正式提出。它是一種定性和定量相結合的、系統(tǒng)化、層次化的分析方法[8-10]。該方法的特點就是在對復雜決策問題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關系等進行深入研究的基礎上，利用較少的定量信息使決策的思維過程數(shù)學化，從而為多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題提供簡便的決策方法[11]。

層次分析法的步驟，運用層次分析法構造系統(tǒng)模型時，大體可以分為以下4 個步驟：

2.1.1 建立層次結構模型：深入分析要解決的問題后，把解決問題的目標、影響因素和實施方案分層次建立模型。目標層：國產(chǎn)醫(yī)療器械評估模型；一級指標層：解決問題的技術因素、經(jīng)濟因素和可靠性因素；二級指標層：水平分辨率、垂直分辨率、信噪比、采購價格、消耗性配件價格占比、免費保修年限和平均無故障時間。方案層：國產(chǎn)產(chǎn)品A、進口產(chǎn)品B、進口產(chǎn)品C。

2.1.2 構造比較判斷矩陣：判斷矩陣是利用結構圖的形式建立各層次因素之間的關系，并對某個階梯層次內(nèi)所有相關因素進行兩兩重要性比較。針對指標層構建兩兩判斷矩陣A，用aij表示指標ai與指標aj兩兩比較的相對值[4]。其中，aij＞0，aij=，aii=1。見公式1。Saaty 的比例標度法賦值見表1。

表1 Saaty 比例標度法賦值

2.1.3 歸一化排序權向量：設矩陣A 的最大特征根為λmax，依據(jù)判斷矩陣，求出λmax所對應的特征向量ω，方程：Aω=λmaxω。將所得歸一化，得到各指標權重，步驟如下：

判斷矩陣每一行元素的乘積。

計算Mi的n 次方根（n 為矩陣階數(shù)）。

計算判斷矩陣最大特征根λmax：

2.1.4 一致性比例：一致性比例用隨機一致性比率CR 衡量，CR=CI÷RI，計算一般一致性指標CI：；平均隨機一致性指標RI，參考T.L.saaty給出的值，見表2，n 是判斷矩陣的階數(shù)。當CR＜0.1 時，判定判斷矩陣具有一致性。

表2 平均隨機一致性指標

2.2 熵權法，熵權法為客觀賦權法。熵最初是熱力學的一個狀態(tài)參量，Shannon 于1948 年將其引入信息論，按照信息論基本原理的解釋，信息是系統(tǒng)有序程度的一個度量，熵是系統(tǒng)無序程度的一個度量；對于某項指標，可以用熵值來判斷某個指標的離散程度，其信息熵值越小，指標的離散程度越大，該指標對綜合評價的影響（即權重）就越大[12-13]。

熵權法評價步驟如下：

2.2.1 選擇評價指標：收集各指標的現(xiàn)實數(shù)據(jù)，制定評價體系，構建m×n 階評價矩陣。其中，m 為評價對象個數(shù)，n 為評價指標個數(shù)，rij表示第j 個評價指標下第i 個評價對象的評價值。

2.2.2 對評價矩陣進行無量綱化處理：即選擇評價矩陣R 中每列的最優(yōu)值，其計算公式如下：

公式（6）為正指標，其指標值越大，對評估目標層的貢獻越大，從而所占權重越大；

公式（7）為逆指標，其指標值越大，對評估目標層的貢獻越小，從而所占權重越小。

最后獲得無量綱化后的矩陣R'=（r'ij）m×n。

2.2.3 根據(jù)信息論中信息熵的定義，一組數(shù)據(jù)的信息熵Hj計算公式如下：

其中，fij表示第j 個評價指標下第i 個評價對象所占比重，;k為待定常數(shù)，

2.2.4 得到各指標的信息熵Hj后，計算各指標的權重ωj，公式如下：

2.3 綜合權重。根據(jù)以上兩種主客觀方法對指標的賦權結果，計算綜合權重Cj：

其中，ω 和S 分別代表AHP 和熵值法計算得到的評價指標權重。將兩種賦權結果進行合成計算。

最后計算各評價對象的評分Zi，公式如下：

結果

實證結果。建立綜合賦權法的國產(chǎn)醫(yī)療器械評估模型，采用主流3 款高清內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)的真實數(shù)據(jù)進行驗證，其中國產(chǎn)設備1 個型號，進口設備2 個型號。模型指標體系為兩級結構，三個產(chǎn)品的二級指標參數(shù)如表3 所示。

表3 二級指標參數(shù)

依據(jù)AHP 算法原理，構建11 個對比矩陣。一級指標間對比矩陣1 個，二級指標間對比矩陣3 個，三個品牌二級指標對比矩陣7 個。根據(jù)公式2-公式5，二級指標AHP權重見表4。一級指標間對比矩陣λmax=3.0291、一致性比例：0.0279。二級指標技術因素間對比矩陣λmax=3.0000、一致性比例：0.0000；二級指標經(jīng)濟因素間對比矩陣λmax=2.0000、一致性比例：0.0000；二級指標可靠性因素間對比矩陣λmax=2.0000、一致性比例：0.0000。品牌間水平分辨率對比矩陣λmax=3.0183、一致性比例：0.0176；品牌間垂直分辨率對比矩陣λmax=3.0246、一致性比例：0.0236；品牌間信噪比對比矩陣λmax=3.0735、一致性比例：0.0707；品牌間采購價格比對比矩陣λmax=3.0536、一致性比例：0.0516；品牌間消耗性配件價格占比比對比矩陣λmax=3.0536、一致性比例：0.0516；品牌間免費保修年限比對比矩陣λmax=3.0000、一致性比例：0.0000；品牌間平均無故障時間比對比矩陣λmax=3.0092、一致性比例：0.0088。7 個指標間組合一致性比例：0.0450。組合一致性比例＜0.1，判定判斷矩陣具有一致性。

熵權法對數(shù)據(jù)運算時，技術因素和可靠性因素為正指標，經(jīng)濟因素為負指數(shù)。根據(jù)公式6-公式7，得到無量綱矩陣R'。依據(jù)公式8-公式9，得到熵權法權重；依據(jù)公式10，得到綜合法權重，見表4。進而依據(jù)公式11，可得到三個產(chǎn)品的綜合評分，產(chǎn)品綜合評分值越高，優(yōu)勢越明顯。

表4 指標權重表

最終，三個產(chǎn)品綜合評分分值為：國產(chǎn)A：32.53，進口B：73.6，進口C：19.23。綜合優(yōu)勢排序：進口B＞國產(chǎn)A＞進口C。國產(chǎn)A 產(chǎn)品與進口主流產(chǎn)品的評估中，處于中等水平。考慮到國產(chǎn)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)起步晚，技術積淀少，但高清內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)國產(chǎn)A 評估中能處于中等水平，展現(xiàn)了國產(chǎn)醫(yī)療器械快速發(fā)展的強勁活力。

討論

1.模型的科學性和先進性。本研究采用主客觀兩種方法綜合對國產(chǎn)醫(yī)療器械評估模型指標進行組合賦權，得到更為合理和精確的指標權重。AHP 對指標賦權，充分發(fā)揮專家的經(jīng)驗優(yōu)勢，保證重要性指標所占權重較大。同時可消除熵權法的固有缺陷，比如在一些重要指標參數(shù)值差異性較小、非重要性指標參數(shù)值差異性較大時，可能出現(xiàn)重要性指標所占權重很小、非重要性指標所占權重很大的不合理現(xiàn)象。熵權法根據(jù)不同品牌高清內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)同一指標參數(shù)值的差異程度來計算權重的方法，當指標參數(shù)值差異越大，則該指標所賦權重也越大。可抵消AHP 法中專家的隨意性。此研究綜合AHP-熵權法兩種方法的優(yōu)勢，建立綜合賦權法評估模型，可對國產(chǎn)醫(yī)療器械進行科學合理的評估。

2.模型的實際應用價值。醫(yī)療器械評估是保證醫(yī)療器械使用安全、有效的重要一環(huán)，建立合理的醫(yī)療器械評估體系對醫(yī)院管理的發(fā)展有重要作用[14]。國產(chǎn)醫(yī)療器械缺乏與進口品牌的對比評價體系和標準，一定程度阻礙了國產(chǎn)醫(yī)療器械在醫(yī)院的合理使用。在運用綜合賦權法的評估模型進行評估時，數(shù)據(jù)統(tǒng)計意義大，兼顧專家的主觀性和指標參數(shù)的客觀性，推動了國產(chǎn)醫(yī)療器械合理配置。優(yōu)化醫(yī)院醫(yī)療器械管理機制，對提升管理成效起到積極作用。