基于层次分析法的医疗设备购置决策模型的构建

张志芳，尤文军，谢根英，伍志隆，王东明(通信作者)，陶然

厦门市海沧医院 (福建厦门 361026)

医疗机构精细化管理的深入对医疗设备采购管理提出了更高的要求，采购管理的研究重点往往集中在招标采购流程上，而对于购置计划的制订通常不够重视[1]或缺乏客观指标依据。购置计划是采购实施的基础，也是对科室需求的科学评估和论证[2]。医疗机构每年用于设备购置的资金十分有限，日常运行费用、维护费用均耗资较大，医疗设备的购置决策直接影响医院的整体效益[3-5]。只有将有限的资金用于最急需的地方，才能发挥更大的效能[6]。因此，构建一套适合医院的医疗设备购置决策模型，对指导科学投资、合理购置医疗设备[7]具有重大意义。本文通过层次分析法(analytical hierarchy process，AHP)建立了一套适合我院医疗设备购置决策的模型，将申购医疗设备购置的论证评估指标进行量化得到相关采购值并进行效果查验，该模型可供相关医院参考。

1 模型的建立

AHP是由美国著名运筹学家、匹兹堡大学的Saaty教授于20世纪70年代初期提出的著名理论。AHP是一种定性与定量分析结合的决策方法，可将决策者对复杂问题的主观判断分解为若干层次和若干因素，在各因素之间进行简单的比较和计算，即可得出不同方案的权重，为最佳方案的选择提供依据[8]。基于AHP的模型一般分为目标层、准层、方案层3个部分，在构建层次结构时需将所有的评估指标列入适合的层级之中。本研究通过以下步骤构建基于AHP的医疗设备购置决策模型：(1)通过专家访谈等方式获取对设备购置有重要意义且独立的准层指标和子准层指标；(2)对准层指标和子准层指标进行分级；(3)运用YAAHP V12.6软件获得各指标权重；(4)设置各指标等级强度确定采购阈值。

1.1 指标来源

本研究通过查阅文献及院内专家(医院各科室主任)访谈的方式获取相关指标与数据。经过调查汇总，初步确定了5个影响医疗设备购置决策的准层指标(购置目的、成本支出、效益情况、设备用途和科室定位)，进而再划分17个子准层指标，并对子准层指标进行分级，见图1。

图1 设备购置决策模型

1.2 准层与子准层的指标组成

1.2.1购置目的(B1)

购置目的是指科室所申购设备的使用需求，为影响购置设备权重的主要准层指标之一。根据院内专家意见及我院的以往论证内容，将购置目的分为4个子准层目标：科室增购(C11)、汰旧换新(C12)、开展新技术(C13)、科研教学(C14)。(1)科室增购(C11)：科室发展过程中，原有的同种类设备数量不能满足科室需要，需增配一定数量的必要设备，如监护仪、输液泵、注射泵等。(2)汰旧换新(C12)：现有设备使用年限较久或该类产品存在缺陷、功能不能满足临床实际使用需求，需淘汰更换。(3)开展新技术(C13)：科室因业务发展开展新技术需购置科室原本没有的设备。(4)科研教学(C14)：科室为了提升临床研究水平或用于教学而申请的设备。

1.2.2成本支出(B2)

成本支出主要包括预算金额(C21)、配套费用(C22)、试剂或耗材费用(C23)。

预算金额：采购该设备所需要的资金，可分为低(10万元以下)、中(10万元～49万元)、高(49万元～99万元)、特高(100万元～999万元)、超高(1 000万元以上)5个等级。

配套费用(C22)：运行该设备所需要的人员、场地、维护等费用，可分为低(1～999元)、中(1 000～2 999元)、高(2 999～4 999元)3个等级。

试剂或耗材费用(C23)：购买该设备所需的试剂或耗材价格，以每人份价格进行等级设置，可分为低(1～99元)、中(100～499元)、高(500～999元)、特高(1 000元以上)4个等级。

1.2.3设备效益(B3)

设备效益指购买设备预期将产生的效果、收益，主要包括社会效益(C31)和经济效益(C32)。(1)社会效益：购买设备所能带来的日检查人数，可分为低(10人以内)、中(10～49人)、高(50～99人)、特高(99人次以上)4个等级。(2)经济效益：购买设备所能带来的年收入，可分为低(10万以内)、中(10-50万)、高(50万以上)3个等级。

1.2.4设备用途(B4)

医疗设备的购置通常根据临床需求的轻、重、缓、急，优先保障急诊、门诊、影像科和检验科等科室的需求[10]。本研究构建的模型将医疗设备的用途分为生命支持、治疗、检查和其他4类，用于反映临床需求的紧急程度。

1.2.5科室定位(B5)

科室定位主要指申购科室的科室功能及技术水平。本研究将科室划分为重点学科、抢救科室、辅助科室和普通科室4个等级。重点学科是医院的品牌标志，通过对重点学科增加投入，可以提升医院的竞争力[9]。

1.3 指标权重的获取

根据判断矩阵准则[10]，对指标的重要程度按1～9进行评分，然后两两比较，以确定任意2个指标的相对重要程度；然后，构造一级指标系统整体下的二级指标两两比较的判断矩阵，进行两两比较，分别赋值，运用YAAHP V12.6软件构造出判断矩阵得到准层及子准层权重分布(一般认为 一致性比例CR<0.1代表一致性满意，权重可用)。重要性标度值及含义见表1，准层及子准层指标权重计算分布见图2～7。

表1 重要性标度值及含义

图2 准层权重计算图

图3 购置目的权重计算图

图4 支出成本权重计算图

图6 设备用途权重计算图

图7 科室定位权重计算图

1.4 采购值的获取

支出成本里的预算金额、配套费用、耗材费用及设备效益里的日常检查人次、年收入5个子准层指标又由其相对应的三级指标强度所决定，因此需对三级指标进行权重等级强度计算，见图8～12。等级强度的计算同权重的计算相似，先构造不同等级间的成对比较矩阵，进而得到等级强度(为使设备采购值的上界为 1.000，计算中用等级相对强度代替等级强度)，同一层级的相对强度Si=Wi/Max(Wi)，Wi为某指标的第i个等级强度，Max(Wi)为该层级指标下最高权重项。

图8 日检查人数等级比重

图9 年收入等级比重

图10 试剂耗材费用等级比重

图11 预算金额等级比重

图12 配套费用等级比重

根据相对强度计算公式计算汇总所得各指标相对等级强度见表2。

根据表2的强度数值，我们可以采用以下公式计算出某台设备的采购值：

(1)

其中，M为采购值；j=1，2，…，n，是评价指标序号；i=1，2，…p，是等级序号；Wj是第j个评价指标的权重；Sij是第j个评价指标的第i个等级对应的相对强度。

经过计算，表2所呈现出来的采购值范围为0.175～1.000。经过我院专家的研究讨论后，我院将采购值0.435作为决策阈值，采购值>0.435的纳入采购。

表2 等级强度表

2 决策模型的应用效果

决策模型及购置阈值建立完成后，本研究选取我院2021年各科室提出的20项医疗设备采购申请，利用该模型进行决策模拟并与上述设备的实际决策情况进行对比，具体对比情况见图13。

通过图13设备的实际购置情况与模拟情况的比对可以发现，存在3项不一致，该模型的准确度为82.35%，可以说明该决策模型具有一定的可靠性。

图13 设备购置决策模型应用情况

3 小结

医疗设备是医院中医疗、科研和教学的重要卫生资源，是影响医院建设和发展的重要因素之一[11-13]。但大多数医疗机构对医疗设备的购置通常以定性决策为主，决策者关注的焦点一般为设备性能的先进性和采购价格，容易忽视配套设施、人员培训、各类消耗以及维护保养等问题[14]，同时定性决策容易产生意见不统一、服从权威等现象。本研究通过AHP建立了可定量的设备购置决策模型，包括购置目的、设备效益、成本支出、设备用途和科室定位5个主要指标，5个主指标进一步划分为17个子指标并对各指标进行等级强度划分，通过YAAHP V12.6软件得到了这些指标的权重和各个等级的相对强度，将申购设备对应到这些指标的不同等级中获得该项设备的采购值并对采购值进行阈值设定进而判断是否对该设备进行购置。将该模型运用于已决策的17项设备，将模拟情况与实际情况进行对比发现，结果相近度达82.35%，证明该模型的有效性。

在该模型的应用中，层次结构模型的准层指标及其子层指标需根据各家医院的实际情况进行设定，因模型定性成分较多，各指标之间的权重也需以各单位情况进行设定并在实践过程中根据医院各阶段的发展情况不断完善该模型，模拟结果证明我院该模型构建经验可供相关单位参考。