基于主成分分析法与加权TOPSIS法的医疗质量评价研究

□ 陈岚枫 CHEN Lan-feng 潘志明 PAN Zhi-ming 黄丽杨 HUANG Li-yang 陈瑞斌 CHEN Rui-bin

医疗质量直接关系到人民群众的健康权益，提供优质医疗服务是公立医院发展的出发点和立足点，科学客观的医疗质量评价体系是加强医疗质量管理的关键环节。目前，评价医疗质量的指标很多，但其中很大一部分都存在着信息重叠，运用单一的评价方法，往往难以取得客观的权重系数或数据之间的相互干扰，无法保证结果的准确性和科学性[1]。本研究选取具有代表性的指标，运用主成分分析法结合加权TOPSIS法对医院2013年—2020年的医疗质量情况进行综合分析和评价，探讨医疗质量管理中存在的不足，以期为实现医疗质量持续改进提供科学依据。

资料与方法

1.资料来源。资料来源于厦门市某三级甲等综合医院2013年1月1日—2020年12月31日的卫生统计年报表，数据真实可靠。在参考相关文献的基础上[2-4]，结合医院自身实际，分别从工作数量、工作效率、治疗质量、诊断质量4个维度选取10个具有代表性的指标组成评价体系，包括日均门急诊量(X1)、出院人次(X2)、病床周转次数(X3)、病床使用率(X4)、平均住院日(X5)、治愈好转率(X6)、危重病人抢救成功率(X7)、三日确诊率(X8)、手术前后诊断符合率(X9)、入出院诊断符合率(X10)，见表1。

表1 医疗质量评价指标

2.研究方法

2.1 主成分分析法。(1)指标同趋势化和标准化：本研究所选取的10个指标除平均住院日(X5)为低优指标(即指标值越低越好)外，其余均为高优指标(即该指标值越高越好)。平均住院日为低优绝对数指标，采用倒数法(100/X)进行指标的同趋势化处理转化成高优指标，同趋势化后，再将所有指标进行标准化处理。(2)计算主成分得分和权重：运用SPSS26.0软件对同趋势化和标准化处理后的指标进行主成分分析。按照特征根λi≥1，累积贡献率≥85%的原则提取N个主成分Zi并计算各主成分的得分。以每个主成分的贡献率除以所提取主成分的累积贡献率作为权重Wj，且，Wj=(W1，W2，…，Wj)，与所选取的N个主成分得分Fi(Fi=Zi/)构建综合评价矩阵[5]。

2.2 加权TOPSIS分析法。(1)将计算得出的主成分得分Fi进行同趋势化和归一化处理，以消除指标计量单位的影响，由此得到标准化矩阵G。(2)确定最优方案和最劣方案。(3)以主成分分析法得出的Wj作为权重，计算各评价对象与最优方案的加权欧式距离Di+和与最劣方案的加权欧式距离。(4)根据公式计算各评价对象与最优方案的相对接近程度Ci(0≤Ci≤1)，按照Ci值大小对各评价对象的优劣进行排序，Ci越大表明评价对象越优。

结果

1.主成分分析。主成分分析结果显示：有三个主成分的特征根λi值均大于1，且累积贡献率达93.85%(大于85%)，完全可以反映原始指标所提供的主要信息，故本研究提取此三个主成分(Z1、Z2、Z3)，见表2。根据各主成分对应的特征向量，推导出三个主成分的表达式，分别为：

表2 主成分提取结果

(1)Z1=0.375X1+0.383X2+0.326X3-0.089X4+0.388X5+0.382X6+0.372X7-0.260X8+0.206X9+0.229X10

(2)Z2=-0.161X1-0.068X2+0.356X3+0.660X4-0.013X5-0.047X6+0.132X7+0.403X8-0.003X9+0.474X10

(3)Z3=0.016X1-0.135X2-0.188X3-0.305X4-0.025X5-0.158X6-0.041X7+0.281X8+0.805X9+0.315X10

由此可知，第一主成分Z1与X1(日均门急诊量)、X2(出院人次)、X3(病床周转次数)、X5(平均住院日)、X6(治愈好转率)、X7(危重病人抢救成功率)的关系较为密切；第二主成分Z2与X4(病床使用率)、X8(三日确诊率)、X10(入出院诊断符合率)的关系较为密切；第三主成分Z3与X9(手术前后诊断符合率)的关系较为密切。求出2013年—2020年各主成分得分Fi值，见表3。

2.加权TOPSIS分析。将主成分得分Fi值通过数据处理建立标准化矩阵，引入各主成分分析得出的权重值Wj=(0.69，0.20，0.11)，通过加权TOPSIS分析，结果显示，2019年各指标值与最优方案相对接近程度Ci值最大，为0.8619，表明该年度医疗质量综合评价最好，2020年次之，Ci值为0.8023，2018年排名第三，Ci值为0.7462，而2013年医疗质量综合评价最低，Ci值为0.1249。总体来看，某三甲医院在2013年—2020年间的医疗质量总体呈现上升趋势，结果见表3。

表3 医疗质量综合评价Fi值和TOPSIS结果

讨论

1.医疗质量组合评价方法的探析和实践。TOPSIS法是系统工程中有限方案多目标决策分析的一种常用方法，由于其结果合理、应用方式灵活，对评价资料无特殊要求，在医院综合质量评价、效益评价等领域被广泛应用[6]。但是许多运用TOPSIS法的研究在对指标赋予权重时常常存在着主观随意的缺点，不符合客观实际，使得研究结果真实性存疑。合理确定指标权重是应用TOPSIS综合评价的关键，主成分分析法根据资料自身的信息计算出方差贡献率，并用各主成分的贡献率作为权重[7]，这种方法是合理的，因为贡献率是各主成分方差占总方差的比重，方差越大代表变量越重要，所赋予的权重也理应越大，这是一种客观定权法，消除了主观赋权法的诸多弊端[6]。此外，在综合评价体系中各评价指标常常存在着共线性，由于指标之间的相互影响，如果直接对原始指标进行分析，往往会发生与专业知识相悖的结果，利用主成分分析法的降维原理，在保留原始指标主要信息的前提下，提取出较少个数的互相独立的综合指标为下一步加权TOPSIS分析奠定统计基础[8]。主成分分析法结合TOPSIS法，能起到优势互补的作用，其排序结果更加具有说服力。

2.综合评价结果探讨。基于主成分分析的加权TOPSIS法研究结果显示，2013年—2020年间某三甲医院的医疗质量总体呈现逐年升高的趋势，表明近些年医院在提升医疗质量与安全方面成效明显。其中，2019年医疗质量综合评价Ci值最高，2020年次之，2013年Ci值最低。为加强医疗质量监管，持续提升医疗机构精细化管理水平，近十年，福建省卫健委每年年底都会组织开展全省三级医院的评价工作，其中“加强医疗质量监管，规范诊疗行为”是三大重要评价项目之一。该院从2013年至2019年在该项目的评价结果逐年提升，因2020年评价标准有所调整，无法直接比较，但可以从另一项数据侧面佐证。从2017年开始，厦门市卫健委每年对市属公立医院开展绩效考评工作，其中，“医疗质量和安全”是重要考评指标之一，分值占比大，该院2017年—2019年在该指标的综合得分逐年提高，2020年与2019年相较基本持平。说明医院医疗质量实际变化方向与文章中通过科学计算所得结果基本一致，综上所述，该综合评价方法是合理可行的。

该院在2013—2015年紧紧围绕创建三级甲等医院，以提高医疗服务质量、促进医院内涵建设为主线，医、教、研水平和整体服务能力全面提升。除病床使用率、病房危重病人抢救成功率和三日确诊率3个指标数据有轻微波动外，其余7个指标数据均逐年改善。2015年该院顺利完成三级甲等医院复评工作，该年度的医疗质量综合评价Ci值也达到阶段性高峰。2016年—2019年期间，医院严格落实《医疗质量管理办法》要求，进一步完善细化本机构核心制度、配套文件和工作流程，加强对医务人员的培训、教育和考核等措施，医疗质量与安全继续不断提升。2020年由于新冠疫情暴发，各个医疗系统都面临严峻考验，一定程度上影响了当年的医疗工作质量，以致2020年排名稍有回落。以上变化也从侧面反映出医疗质量水平随着医院实际情况变动而有所改变[9]。

展望与建议

医院可以根据TOPSIS综合排名和各主成分得分来确定医院今后改进工作的方向[10]。如2016年在第二主成分Z2特别低，为-1.8509，而Z2在病床使用率、三日确诊率、入出院诊断符合率这个3个原始指标上有较大载荷，提示医院可以着重从提高病床使用率、三日确诊率、入出院诊断符合率方面入手，补齐工作效率和诊断质量方面存在的短板，进一步提高整体医疗质量。

在现今“大数据”的时代背景下，巧妙运用综合评价方法对医疗数据进行挖掘和分析，有助于发现医疗质量管理过程的薄弱环节，为医疗质量规范化管理指明方向，提供发展思路，以期不断提升医院精细化管理水平。