基于GM(1,1)预测模型的“十四五”期间中国医疗资源与服务需求发展预测研究

刘欣 高凯

医疗卫生资源在保障人民健康方面起着至关重要的作用，加强对医疗卫生资源的建设和优化医疗卫生服务体系配置是实现健康中国的重要环节。随着人类疾病谱的变化、人口老龄化程度的不断加深以及医疗保障水平和覆盖率的不断提高，人们对卫生资源的需求与日俱增。而医疗资源的建设涉及人力、物力、财力等资源的投入，往往需要较长的周期。因此，通过对我国医疗服务资源与服务需求进行预测，实现对医疗卫生资源的有效配置，从而有效满足人民日益增长的医疗服务需求是政府亟须解决的问题。2020年，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中指出，“要全面推进健康中国建设，把保障人民健康放在优先发展的战略位置”，“建立稳定的公共卫生事业投入机制，加强人才队伍建设，改善疾控基础条件，完善公共卫生服务项目，强化基层公共卫生体系”,“落实医疗机构公共卫生责任，创新医防协同机制”。由此可见，医疗卫生资源的建设仍是“十四五”期间卫生健康发展规化必须直面的问题。

随着人口老龄化程度的不断加深以及“全面二孩”政策的实施，我国人口结构将发生重大变化，人口数量不断增加[1]，进而对医疗卫生资源提出了更迫切的需求[2-3]。针对我国医疗卫生资源的供给与需求现状，我国学者已对此展开了丰富的讨论。王波等[4]研究发现，我国医疗卫生总量存在供给不足、资源紧缺等现象。马志飞等[5]经过研究发现，我国医疗卫生供给水平呈现逐渐增高的趋势。龚胜生等[6]对2000—2015年中国南方地区的卫生资源与居民健康的时空关系进行了回归分析，结果表明，在中国南方地区，有96.02%地市的卫生资源水平在持续提高。也有不少学者对我国医疗卫生资源与服务需求进行了预测。孙健等[7]运用GM(1,1)预测模型对中国“十三五”期间卫生资源需求进行了预测，预测结果显示，2016—2020年我国医疗机构数量、床位数、卫生技术人员数、执业（助理）医师数、注册护士数均呈逐年上涨的趋势。孙健等[8]运用灰色系统GM(1,1)模型对广西自治区的卫生资源进行了预测，结果表明：2016-2020年广西卫生资源呈平稳上升趋势。黄琦岚等[9]运用灰色GM(1,1)及残差修正模型，预测了山西省中医类医院卫生资源，预测结果显示：2008—2022年山西省中医类医院卫生资源总体上呈缓慢上升趋势。高岚岚等[10]基于ARIMA模型对四川省2018—2020年医疗机构卫生资源需求进行了预测，结果显示：四川省卫生资源呈平稳上升趋势。通过以上分析不难发现，大多数学者多采用ARIMA模型或者灰色系统GM(1,1)预测模型对医疗卫生资源与服务需求进行预测，考虑到GM(1,1)预测模型具有不需要大量样本、计算工作量小、预测精确度高等优点[11-12]，本研究采用灰色系统GM(1,1)预测模型进行预测。

2021年为“十四五”开局之年，我国发展即将进入重要的历史性窗口期，这必定会对我国医疗卫生事业的发展提出新的要求。基于此，本研究结合我国医疗资源与服务需求现状，对其变化趋势进行了分析，并运用灰色系统GM(1,1)模型对“十四五”期间（2021-2025年）的医疗卫生资源与服务需求进行预测，通过对比我国“十二五”“十三五”及“十四五”期间医疗卫生资源与服务需求的发展趋势，为科学制定我国“十四五”期间卫生发展规划、提高医疗卫生资源配置效率提供参考依据。

1 数据来源与方法

1.1 数据来源

在借鉴前人研究的基础上，充分考虑评价指标的科学性、可行性以及数据的准确性和可获得性原则，将样本时间确定为2011-2019年。医疗卫生资源不仅包括医疗机构量、床位数等物质资源，还包括卫生人力资源，因此，将医疗机构量、床位数、执业（助理）医师数、注册护士数作为医疗卫生资源的评价指标。根据《国务院办公厅关于推进分级诊疗制度建设的指导意见》，2015年我国开始实施“基层首诊、双向转诊、急慢分治、上下联动”的分级诊疗制度，并计划在“十三五”期间基本实现两步走的分级诊疗制度建设目标，而基层医疗卫生机构诊疗量成为考核分级诊疗制度实施效果的一个重要指标，为评估分级诊疗制度的实施效果，本文将入院人数和基层医疗卫生机构诊疗人次数作为医疗服务需求的评价指标。本研究2011—2019年数据均来自于《中国统计年鉴》，数据来源真实、可靠。

1.2 研究方法

本研究使用灰色系统GM(1,1)模型对我国医疗资源和服务需求进行预测。灰色系统理论是中国学者邓聚龙教授在1982创立的一种研究少数据、贫信息、不确定性问题的新方法。灰色系统理论认为系统的行为现象尽管是朦胧的，数据是复杂的，但它毕竟是有序的，是有整体功能的。灰数的生成，就是从杂乱中寻找出规律。同时，灰色理论建立的是生成数据模型，不是原始数据模型。因此，灰色预测的数据是通过生成数据的GM(1,1)模型所得到的预测值的逆处理结果。其中，“G”代表Grey,其含义为灰色，“M”代表Model，表示模型。两个“1”分别表示一阶和一个变量的微分方程模型[13]。

建立灰色预测模型一般分为4步。

第1步：级比检验，对建模进行可行性分析：①建立时间序列X(0)=(x(0)(1), x(0)(2),..., x(0)(n))；②求级比；③级比判断。

第2步：数据变换处理：①对原始数据X(0)作一次累加：，得到X(1)=(x(1)(1), x(1)(2),..., x(1)(n))；②对X(1)生成均值序列,公式为;构造数据矩阵B及数据向量Y，其中，③最小二乘估计求参数列P=(a, b)T=(BBT)-1BTY。

第3步：建立GM(1,1)模型：根据上述推导，利用离散数据建立近似的微分方程模型：，解得时间响应函数为。

第4步：对预测结果进行检验。计算x(0)的方差S1和残差的方差S2,得出后验差比值C和小误差概率P，利用C值和P值进行预测模型的残差检验及拟合效果分析。C=S2/S1; P={|E(k)-E|＜0.6745S1}。表 1 为 GM(1,1)模型精度等级表。

表1 GM(1,1)模型精度等级

2 预测结果

2.1 2011—2019年全国医疗资源与服务需求现状分析

通过对《中国统计年鉴》中的数据进行分析可知，从2011—2019年，我国医疗机构量、床位数、执业（助理）医师数、注册护士数、入院人数、基层医疗卫生机构诊疗人次数都呈现出上升趋势。其中，注册护士数的涨幅最大，其次为入院人数，医疗机构量的增长幅度最小，见表2。

表2 2011-2019年我国医疗资源配置与服务实际值

2.2 模型检验

研究利用Excel 2019对医疗机构量、床位数、执业（助理）医师数、注册护士数、入院人数、基层医疗卫生机构诊疗人次数6个指标建立模型进行求解，分别计算出各个指标的a值和b值，并带入GM(1,1)模型的一阶一元微分方程，根据表3可知，上述6个指标的后验差比值C分别为0.3286、0.0442、0.0724、0.0292、0.0680、0.2568；模型精度P均为1；平均相对误差分别为0.0032%、0.0018%、0.0464%、0.0262%、0.0012%、0.0148%；图1～6为6个指标的灰色GM(1,1)预测模型拟合情况。由此可知，医疗机构量、床位数、执业（助理）医师数、注册护士数、入院人数、基层医疗卫生机构诊疗人次数的后验差比值C均小于0.35，模型精度P均等于1，因此，可以说明所建模型的精度相对较好，预测效果比较科学、准确。根据结果可知，所有模型的-α均小于0.3，因此，可以通过构建的模型对我国医疗卫生资源与服务需求进行中长期预测。

表3 各指标GM(1,1)一元一阶微分方程

图1 医疗机构量灰色GM(1,1)模型拟合情况

图2 床位数灰色GM(1,1)模型拟合情况

图3 执业（助理）医师数灰色GM(1,1)模型拟合情况

图4 注册护士数灰色GM(1,1)模型拟合情况

图5 入院人数灰色GM(1,1)模型拟合情况

图6 基层医疗卫生机构诊疗人次数灰色GM(1,1)模型拟合情况

2.3 预测结果分析

由以上预测模型得出2020-2025年我国医疗卫生资源与服务需求预测值。预测结果显示，我国的医疗机构量和服务需求呈平稳上升的趋势。我国的医疗机构量将由2019年实际值的1 007 579个增加到2025年的1044 881个，共增加37 302个，增长率为3.7%；床位数将由2019年实际值的881万张增加到2025年的1 280万张，共增加399万张，增长率达45.23%；执业（助理）医师数将由2019年实际值的3 866 916人增加到2025年的5 299 269人，共增加1 432 353人，增长率为37.04%；注册护士数将由2019年实际值的4 445 047人增加到2025年的7 181 235人，共增加2 736 188人，增长率为61.56%；入院人数将由2019年实际值的26 596万人增加到2025年的37 771万人，共增加11 175万人，增长42.02%；基层医疗卫生机构诊疗人次数将由2019年实际值的453 087万人次增加到2025年的478 049万人次，共增加24 962万人次，增长率达5.51%。由此可见，6个指标中，注册护士数的增长率最高，其次为床位数，医疗机构量的增长率最低，见表4。

表4 基于GM(1,1)模型对2011—2025年全国医疗资源与服务需求预测结果

通过对比“十二五”期间（2011-2015年）、“十三五”期间（2016-2020年）、“十四五”期间（2021-2025年）医疗机构量、床位数、执业（助理）医师数、注册护士数、入院人数、基层医疗卫生机构诊疗人次数的年均增长率，进一步说明我国医疗卫生资源与服务需求的发展趋势及存在的问题。我国医疗机构量的年均增长率在“十二五”“十三五”“十四五”期间分别为0.75%、0.72%、0.64%，说明我国医疗机构量虽然呈上升趋势，但其增长速度却有所减缓；“十二五”“十三五”“十四五”期间，床位数的年均增长率分别为7.98%、6.26%、6.26%，相比“十二五”，“十三五”期间增速下降了1.72个百分点；执业（助理）医师人数的年均增长率在“十二五”期间为5.36%，到“十三五”，增加到6%，但是在“十四五”期间却有所下降，比“十三五”下降0.37个百分点；“十二五”“十三五”“十四五”期间注册护士数的年均增长率分别为9.63%、8.26%和8.31%，增长速度有所下降；入院人数的年均增长率在“十二五”“十三五”“十四五”期间分别为8.31%、5.77%、5.84%，增长速度仍有所下降；基层医疗卫生机构诊疗人次数的年均增长率在“十二五”“十三五”“十四五”期间分别为3.35%、1.05%、0.98%，增长速度下降幅度较大。详见表5。

表5 我国医疗卫生资源与服务年均增长率（%）

3 结论与建议

此研究对我国医疗卫生资源与服务需求的预测中，2011—2019年预测值与实际值的后验差比值均小于0.35，拟合效果好，误差较小，预测精度较高。因此，预测结果相对科学、准确。GM(1,1)模型可用于对我国的医疗卫生资源与服务需求进行预测，这与众多学者的研究结果一致[14-16]。需要特别说明的是，我国医疗卫生资源与服务需求的发展受经济发展水平和医疗卫生政策等因素的影响[17]，而灰色GM(1,1)预测模型是依据数据的规律性进行预测的一种方法，因此，本研究灰色预测模型的预测结果是在政治、经济、社会相对稳定的情况下得出的。

3.1 2020-2025年我国医疗卫生资源与服务需求总体呈上升趋势

本研究的预测结果显示，2020—2025年我国医疗卫生资源呈逐年上升的趋势。随着我国经济高速发展，人民生活水平日益提高，政府在医疗卫生等方面的支出也不断加大，使得医疗机构快速发展。因此，我国的医疗卫生资源逐年增加。与此同时，我国的医疗卫生资源服务需求也在逐年增加。可能的原因主要有以下几个方面：首先，随着人口老龄化程度的不断加深，我国老年人口的数量不断增加，由于老年人身体机能的退化，其对医疗卫生服务的需求普遍大于其他人[2]，因此导致了医疗卫生服务需求的增加。其次，我国医疗保障制度不断完善。我国逐渐形成了以城镇职工医疗保险和城镇居民医疗保险为核心，以大病保险为补充，以医疗救助为托底的多层次医疗保障体系[18]，医疗保障的覆盖人数不断扩大。截至2019年底，我国基本医疗保险覆盖率稳定在95%以上，医疗保障制度极大地减少了高额医疗费用的支出，进而使得人们的医疗卫生服务需求得到提高。

3.2 我国医疗卫生资源与服务需求的增长速度在“十三五”“十四五”期间有所下降

本研究预测结果显示，与“十二五”相比，除执业（助理）医师人数的增长率在“十三五”期间有所上升外，医疗机构量、床位数、注册护士数、入院人数、基层医疗卫生机构诊疗人次数的增长速度在“十三五”期间均呈下降趋势，其原因主要有以下几点。首先，我国医疗卫生资源与服务需求实现了由量到质的转变。自2009年医改实施以来，我国医疗卫生资源在数量上取得了重大突破，医疗卫生资源的可及性大大提高，但随着改革的不断深入以及人民生活水平的日益提高，人们越来越追求高质量的医疗服务，政府在改革中也越来越重视医疗服务质量的发展。其次，我国医疗卫生资源利用效率与服务水平显著提高。在《医药卫生体制改革近期重点实施方案（2009—2011年）》中明确提出统筹利用全社会的医疗卫生资源，提高服务效率和质量。我国医疗卫生服务效率大幅度提高，我国新医改取得了显著的积极效果[19]。基于此，在“十四五”期间，应进一步推动医疗卫生事业高质量发展，满足人们追求高质量医疗服务的需求。加快培育高水平人才，建立现代医院管理体制，加快培育更多的优质医疗卫生资源；优化卫生资源配置，提高资源利用效率。对现有医疗资源进行合理调配，充分利用一级、二级医院以及基层医疗卫生机构的医疗卫生资源，缓解三甲医院的压力，加大对基层医疗卫生机构和社区医院的财政投入，缩小城乡医疗卫生资源的差距。

3.3 分级诊疗制度总体效果尚不明显

本研究的预测结果显示，我国基层医疗卫生机构诊疗人次数虽然呈不断上升的趋势，但是其增长速度却在逐年下降。并且在所有预测指标中，基层医疗卫生机构诊疗人次数增长最慢，表明患者向上就医的整体格局并未发生根本改变，这与高传胜等[20]人的研究结果一致。优化分级诊疗体系建设，优质资源下沉是关键所在。因此提出以下建议：提高基层医疗卫生机构的服务水平和质量，充分利用信息技术，全面推进互联网医疗的发展与普及，引导患者向下就医；充分发挥医保的调节作用，实施与病种相结合的差异化报销政策，使常见病、多发病的报销比例向基层医疗卫生机构倾斜，疑难杂症的的报销比例向医院倾斜；通过推进医联体的建设，由一个区域内的三级医院与二级医院、社区医院、村医院组成一个医疗联合体，整合区域内的医疗卫生资源，实现资源共享，解决患者“看病难”的问题。