沈 慧，姚越飛，卜 欣，劉 曄

（興化市人民醫(yī)院后勤保障部醫(yī)療設備維修組，江蘇泰州 225700）

0 引言

在醫(yī)療設備的全生命周期中，購置決策、更新處置等環(huán)節(jié)被管理者認為是極其重要的管理階段[1]。有計劃地更換設備不僅有助于保護患者生命安全、保障醫(yī)療質(zhì)量，還可以降低老舊設備的維修成本[2-3]。但事實上，大多數(shù)醫(yī)院的醫(yī)療設備在規(guī)劃過程中往往側(cè)重于當前或短期需求，很少或根本不考慮未來醫(yī)療設備的更換要求。理想的醫(yī)療設備更新決策除了考慮與醫(yī)療器械市場技術趨勢相關戰(zhàn)略以及醫(yī)院發(fā)展規(guī)劃外[4]，還要考慮醫(yī)療設備的自然壽命、技術壽命和經(jīng)濟壽命等多因素下的共同影響。因此，針對上述因素制訂妥善的更新決策是醫(yī)療設備管理的重要內(nèi)容。

本文建立了一種基于故障樹分析法（fault tree analysis，F(xiàn)TA）的定量模型來制訂醫(yī)療設備的更新決策。將本文提出的模型應用于全院91臺監(jiān)護儀的生命狀態(tài)監(jiān)測，其結(jié)果反映了醫(yī)療設備的實際狀態(tài)數(shù)值，可根據(jù)此數(shù)值將醫(yī)療設備按設備狀態(tài)優(yōu)先級排序（更換、測試、監(jiān)視和保持）。此外，該模型也可擴展到全院不同類型的醫(yī)療設備的應用上。

1 FTA建模方法

FTA提供了一種自上而下、由簡到繁、逐層演繹的系統(tǒng)分析方法，通過集中在導致事件發(fā)生的全部因素來識別最不希望事件的產(chǎn)生過程和失效原因[5-6]。FTA的實質(zhì)是將物理系統(tǒng)的故障行為轉(zhuǎn)換為視覺圖和邏輯模型，使用FTA進行建模時分為最不希望事件的定義、識別導致最不希望事件的因素、故障樹模型構(gòu)建和故障樹評估4個步驟。

1.1 最不希望事件的定義

本研究旨在提出一種可以幫助醫(yī)療設備管理部門更新設備的數(shù)學模型，故最不希望事件為醫(yī)療設備更新。

1.2 識別導致最不希望事件的因素

基于FTA的定量模型考慮了4個主要標準：

（1）危險和警報（H）：安全指標。

（2）成本：財務指標，通過服務和運營成本（S）及不可用性（UR）表征。S是指包括維修保養(yǎng)在內(nèi)的總成本，UR是由于設備故障而停止運行的間隔時間。

（3）使用壽命比（UL）：技術指標，指設備使用壽命與其預期壽命的比值，標志著設備距離壽命周期的長短。

（4）售后服務：技術指標，是影響更新決策的一個重要因素。在本模型中，售后服務因素可分為配件不可用性（US）、維修時間和停機時間比（RD）、呼叫響應（C）。

1.3 故障樹模型的構(gòu)建

故障樹模型由一系列導致最不希望事件的邏輯圖組成，如圖1所示，當發(fā)生以下一種或多種情形時，則考慮更換醫(yī)療設備：

（1）存在危險和警報，給患者帶來不應有的風險，影響安全使用；

（2）設備使用年限超過預期使用壽命；

（3）維護費用高和長時間不可用，這些共同導致高成本和低收入；

（4）呼叫響應慢、維修時間長和配件不可用等導致售后服務不佳。

為了獲得圖1所示的數(shù)學模型，由上往下替換故障樹的邏輯門，則評估更新因子R的計算公式如下：

圖1 用于更新醫(yī)療設備的故障樹模型

其中，w是配件不可用的影響權重。FTA模型是一種定量模型，其定量評估以順序方式進行：首先確認組件的故障概率，然后確定評估事件概率。如果上述因素的故障概率總和大于1，則意味著至少有一個因素對設備更新有很大影響，而具有這個因素的設備必須被更換。那么評估R的計算公式可以轉(zhuǎn)換為

其中，A為從購置年份到評估點的使用年限；LE為制造商制定的預期壽命；CT為總成本，包括運營、維修和保養(yǎng)；CA為購置成本；Di為間隔i天的停機時間，以d為單位；T為總間隔時間；n為調(diào)查周期（在本模型中為 3 a）；Tsi為間隔i天的平均響應時間；Tri為間隔i天的平均維修時間。

H在存在的情況下標識為1，反之為0。售后服務中US反映配件的可用性，可用的配件能最大限度地延長醫(yī)療設備的使用年限。在本模型中，US在不可用的情況下為1，在可用的情況下為0。在某些情況下，配件不可用不會導致設備更新，這是因為可以更換為具有相同功能的等效配件。公式（2）中權重w反映了各種可能需要維護的醫(yī)療設備在配件不可用的情況下的影響，例如血氣分析儀w約為1.0，呼吸機w約為0.8，其他一些基本設備（如監(jiān)護儀、輸注泵等）為 0.5[7]。

公式（2）應用時要注意以下2個方面：（1）本模型是基于某三級綜合醫(yī)院的實際條件提出的，可能不適用于所有的醫(yī)療機構(gòu)。因此，需要修正評估R的計算公式及影響因子，以便適用于不同的情況。（2）在相同因素標準下，不同的醫(yī)療機構(gòu)可以使用本模型進行同類醫(yī)療設備的更新決策。

1.4 故障樹模型的評估

因某三級綜合醫(yī)院監(jiān)護儀品牌和數(shù)量最多而被選中來驗證本文提出的模型的有效性，通過調(diào)查該院2016—2018年監(jiān)護儀的數(shù)據(jù)（包括設備名稱、安裝日期、預期使用壽命、維修保養(yǎng)成本、維修配件的可用性、故障率和停機時間），對UL、S、US、C、RD等各個因素進行統(tǒng)計，分析數(shù)據(jù)是否遵循統(tǒng)計行為分布或概率密度函數(shù)。

2 實際應用

從設備的生命周期和類型的可靠數(shù)據(jù)考慮，本文提出的模型應用于該院的91臺監(jiān)護儀。表1顯示了其中5臺監(jiān)護儀各因素的數(shù)據(jù)及更新因子。本次調(diào)查中所有設備的H均為0（沒有危險或警報）；對于監(jiān)護儀設備，權重w取0.5。

表1 部分監(jiān)護儀的影響因素數(shù)據(jù)及更新因子

根據(jù)各監(jiān)護儀的R值，設備的壽命狀態(tài)可以分為4組。第1組：R≥1.000，則應更換設備；第2組：0.750≤R＜1.000，則應對設備進行測試；第3組：0.500≤R＜0.750，則需要對該設備進行持續(xù)監(jiān)測；第4組：0.000≤R＜0.500，則保留該設備且無需測試。

進一步分析使用年限、成本及售后服務等因素對更新決策的影響，可以發(fā)現(xiàn)，UL值高的監(jiān)護儀，其R值也高，表明醫(yī)療設備年限對更新決策有重要影響。UL、S、UR、C、RD、R的頻數(shù)直方圖如圖 2 所示，可以看出R和UL頻數(shù)具有近似的正態(tài)分布，而其他因素則有不同的分布，進一步說明了UL對更新決策的直接影響。

圖2 UL、S、UR、C、RD、R 的頻數(shù)分布直方圖

為進一步分析UL和R，使用回歸分析擬合曲線方程，則有

其中，Y是更新因子，X是使用壽命比。擬合曲線如圖3所示。使用公式（3）可以通過設備的UL計算任意一臺監(jiān)護儀設備的R值，進而可以根據(jù)監(jiān)護儀的生命狀態(tài)制訂更新決策。根據(jù)本文模型對全院91臺監(jiān)護儀進行生命狀態(tài)的分類，如圖4所示，有37.36%應更換的監(jiān)護儀，40.66%需要測試的監(jiān)護儀，6.59%需要持續(xù)監(jiān)測的監(jiān)護儀，15.39%可以保留的監(jiān)護儀。

圖3 使用壽命比和更新因子的擬合曲線

根據(jù)不同類型醫(yī)療設備的實際情況對各個因素作出相應的調(diào)整和修正，基于FTA的定量模型的數(shù)據(jù)集可擴展應用于更多不同類型的醫(yī)療設備，進而可應用于不同的醫(yī)療機構(gòu)。

3 結(jié)語

醫(yī)療設備的更新決策是一個多因素決策問題，決策過程中眾多因素的不確定性使整個決策過程變得復雜。本文建立的基于FTA的定量模型包括H、UL、成本和售后服務等因素，能有效制訂醫(yī)療設備的更新決策，符合醫(yī)院的發(fā)展要求，可幫助醫(yī)療設備管理部門將有限的預算用于必要設備的及時更新?；贔TA的定量模型制訂醫(yī)療設備更新決策的方法拓寬了醫(yī)療設備更新的研究思路，為其下一步的研究奠定了理論基礎。目前，本模型只適用于某一類型的設備，且只關注了影響該類設備更新的特定因素。下一步將針對該類設備添加如售后服務商有關保修、服務合同，培訓等指標，通過修改模型的影響因素使其可應用于所有醫(yī)療設備，從而更好地反映醫(yī)療設備更新的影響因素。同時，將本模型軟件化，與醫(yī)療設備管理系統(tǒng)相結(jié)合，進一步提高醫(yī)療設備更新決策的效率。