李 倩 馬愛霞

TreeAge Pro軟件在醫(yī)藥衛(wèi)生決策分析中的應(yīng)用

李 倩 馬愛霞

TreeAge Pro軟件在醫(yī)藥衛(wèi)生決策領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在涉及應(yīng)用決策樹模型進(jìn)行決策分析的文獻(xiàn)中，大都采用了此軟件。但是，目前關(guān)于此軟件介紹性的文章少之又少，從而使得軟件在使用過程中遇到了一定的障礙。本文旨在通過對此軟件進(jìn)行基礎(chǔ)介紹，滿足初學(xué)者對軟件應(yīng)用的需要，方便潛在用戶使用。

TreeAge Pro軟件；決策分析；應(yīng)用

1 決策分析簡介

1.1 決策分析概念決策分析，一般指從若干可能的方案中通過決策分析技術(shù)，如期望值法或決策樹法等，選擇其一的決策過程的定量和系統(tǒng)分析方法。決策分析可分為三類，每一種類型有其對應(yīng)的決策分析方法。確定性決策即每個方案只有一種結(jié)局，結(jié)果明確，可以選擇最優(yōu)化的方法進(jìn)行方案的選擇。不確定性決策又可分為完全不確定型（狀態(tài)概率未知）和風(fēng)險(xiǎn)型（狀態(tài)概率已知）。對于完全不確定型的決策分析通常采用某一準(zhǔn)則來進(jìn)行決策（如樂觀準(zhǔn)則、悲觀準(zhǔn)則等）；對于風(fēng)險(xiǎn)型決策通常使用隨機(jī)性決策（如決策樹方法）。模型是決策分析的重要工具，用來綜合一系列證據(jù)和不同來源的知識、數(shù)據(jù)。在醫(yī)藥衛(wèi)生評價(jià)中運(yùn)用模型技術(shù)，既可反映概括所研究問題的基本特征，又符合現(xiàn)實(shí)，使決策分析變得更科學(xué)。決策樹模型是決策分析模型的一種，用來分析風(fēng)險(xiǎn)型決策。

1.2 決策樹模型簡介決策樹分析法是把某一決策問題的各種供選擇方案、可能出現(xiàn)的狀態(tài)、概率及其后果等一系列因素，按其相互關(guān)系用樹形圖表示出來，然后按網(wǎng)絡(luò)決策的原則和程序進(jìn)行選優(yōu)和決策，它還可以隨時補(bǔ)充并進(jìn)行不確定型情況下的決策分析。決策樹（Decision tree,DT）模型是目前較成熟的決策分析模型之一，它源于20世紀(jì)20年代出現(xiàn)的博弈論，20世紀(jì)60年代晚期開始應(yīng)用于解決臨床問題。DT模型具有簡單直觀、易于掌握、計(jì)算相對簡便等優(yōu)點(diǎn)，是臨床決策分析中最常用的模型，它在藥物經(jīng)濟(jì)學(xué)、臨床新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)學(xué)評價(jià)、干預(yù)方案評價(jià)等多個醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了實(shí)踐[1]。

1.2.1 決策樹模型分析步驟 決策樹模型分析的基本步驟包括明確決策目的、備選方案和研究背景調(diào)研；制定決策路徑[決策流程、選擇計(jì)算方法（SINGLE/CE）、確定結(jié)局指標(biāo)]；繪制決策樹模型（據(jù)已知條件排列出各個方案和每一方案的各種自然狀態(tài)）；設(shè)定參數(shù)（如概率、產(chǎn)出等不確定因素，并將各狀態(tài)概率及損益值標(biāo)于概率枝上）；計(jì)算各個方案期望值并將其標(biāo)于該方案對應(yīng)的狀態(tài)結(jié)點(diǎn)上；進(jìn)行決策分析（比較各個方案的期望值，并標(biāo)于方案枝上，將期望值小的即劣等方案剪掉，所剩的最后方案為最佳方案）；敏感性分析。

1.2.2 決策樹模型基本要素

1.2.2.1 三種節(jié)點(diǎn)和兩個分枝 決策樹按照從左向右的方向繪制，不同種類的事件用不同形狀的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行區(qū)別。決策節(jié)點(diǎn)“□”，主要反映在可能的投資選擇之間，用方形的決策節(jié)點(diǎn)表示；由此出發(fā)的分支稱為決策分枝，決策分枝上標(biāo)注方案名稱。狀態(tài)節(jié)點(diǎn)“○”，由此出發(fā)的分支稱為機(jī)會（概率）分枝，機(jī)會分枝上標(biāo)注事件發(fā)生的概率值；從決策節(jié)點(diǎn)劃分的分支，代表此節(jié)點(diǎn)后可能發(fā)生的一系列事件，其相應(yīng)的機(jī)會概率總和為1。結(jié)果節(jié)點(diǎn)“△”，后標(biāo)結(jié)局（損益）值，從機(jī)會節(jié)點(diǎn)發(fā)出的分支，代表此節(jié)點(diǎn)后一系列事件的可能結(jié)局。

1.2.2.2 相關(guān)參數(shù) 決策樹模型中的參數(shù)包括事件發(fā)生的概率值和產(chǎn)出結(jié)果（即結(jié)局變量）。在藥物經(jīng)濟(jì)學(xué)、醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究中，通過系統(tǒng)綜述、隨機(jī)對照試驗(yàn)直接獲取概率值；通過流行病學(xué)數(shù)據(jù)和國家人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，運(yùn)用貝葉斯公式[2]轉(zhuǎn)換間接獲取概率值；在數(shù)據(jù)無法取得的情況下，可采用德爾菲法由專家打分制定疾病事件概率[3]。結(jié)局包括健康產(chǎn)出和方案成本兩部分，健康產(chǎn)出（臨床效果、效用）可以從系統(tǒng)綜述、隨機(jī)對照試驗(yàn)等文獻(xiàn)中獲得；成本可以從患者的回顧性研究或其它文獻(xiàn)報(bào)道中獲得[4]。模型中參數(shù)的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到結(jié)論的正確性和準(zhǔn)確性，故在獲取數(shù)據(jù)時，盡量確保數(shù)據(jù)來源的高質(zhì)量。

2 TreeAge Pro軟件簡介

2.1 如何獲取TreeAge Pro軟件 TreeAge Pro系列軟件用于構(gòu)建、分析決策樹、Markov模型和影響圖表的專業(yè)分析軟件。這一系列軟件在很多行業(yè)都進(jìn)行了應(yīng)用，如進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、研究其中的不確定性，進(jìn)行決策分析、成本效果分析、Monte Carlo擬和等。

2.2 TreeAge Pro界面（以TreeAge Pro2011為例）目前所使用的TreeAge Pro軟件為全英文版，主要包括為左上角的模型預(yù)覽窗口（Model overview window），在此可以看到所建立模型的全貌；位于界面中間的模型編輯窗口（Model editor window），此窗口中，通過選擇右側(cè)的控制板（Palette）來控制樹模型的形狀大小，通過選擇樹節(jié)點(diǎn)（Tree Nodes）來繪制相應(yīng)的決策樹；位于右下角的模型參數(shù)輸入、編輯、查看窗口（Model input editor and view window），在此窗口中可以輸入、編輯、查看決策樹中的參數(shù)，定義參數(shù)的類型、變動范圍等項(xiàng)目。

圖1 TreeAge Pro2011主頁面

2.3 創(chuàng)建決策樹模型進(jìn)入TreeAge Pro界面（圖1），在繪制決策樹模型前，首先要確定結(jié)局變量，選擇計(jì)算方法，在工具欄內(nèi)選擇Tree單擊Tree Preferences選擇Calculation Method，若結(jié)局變量只包含治療效果或成本，則選擇Simple；若結(jié)局變量包含治療效果和成本，則選擇 Cost-effectiveness。確定計(jì)算方法后，選擇Tree Nodes中Decision Node（決策節(jié)點(diǎn)），拖入模型編輯窗口，根據(jù)決策樹的分枝數(shù)目，雙擊決策節(jié)點(diǎn)，引出決策分枝和相應(yīng)的Chance Node（機(jī)會節(jié)點(diǎn)）。在決策節(jié)點(diǎn)左側(cè)橫線上方輸入模型的名稱，在決策分枝上方輸入方案名稱。雙擊機(jī)會節(jié)點(diǎn)同樣會引出概率分枝，在概率分枝上方輸入方案可能出現(xiàn)的結(jié)果；在概率分枝下方輸入概率參數(shù)。分枝完成后，右擊最右側(cè)的機(jī)會節(jié)點(diǎn)，選擇 Change Type中的Terminal Node，這是需要對結(jié)局變量進(jìn)行定義。

2.4 模型參數(shù)的輸入在TreeAge Pro中完成了決策樹分枝的繪制后，需要進(jìn)行參數(shù)輸入。在概率分枝下方輸入事件發(fā)生的概率，需要注意每個機(jī)會節(jié)點(diǎn)發(fā)出的所有分枝概率之和應(yīng)該為1。多數(shù)情況下，決策樹模型中的數(shù)據(jù)來源于對文獻(xiàn)的歸納和總結(jié)，由于文獻(xiàn)質(zhì)量參差不齊、實(shí)驗(yàn)誤差以及患者個體差異等的存在，使文獻(xiàn)中同一事件的發(fā)生概率不同，表現(xiàn)為概率是一定的區(qū)間范圍而非某一確定值。對于這種不確定性的參數(shù)，在模型參數(shù)輸入時，一般輸入變量型（如字母）參數(shù)來代替數(shù)值型（確定的數(shù)值）參數(shù)，以此進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和后續(xù)分析。當(dāng)輸入變量型參數(shù)后，軟件自動彈出對話框需要用戶對參數(shù)進(jìn)行描述。在此可以設(shè)定模型運(yùn)行時參數(shù)值和敏感性分析是參數(shù)的變動范圍。同樣，可以對產(chǎn)出變量進(jìn)行類似的設(shè)置。

2.5 模型運(yùn)行結(jié)果分析在藥物經(jīng)濟(jì)學(xué)評價(jià)過程中，根據(jù)數(shù)據(jù)獲取情況和研究目的的不同，可以進(jìn)行最小成本和成本效果比的計(jì)算。軟件自動給出成本最小和最具成本效果的方案。在圖2中，不考慮方案效果，方案一的成本C1=1500，C2=1621，C3= 3300，故軟件劃掉方案二、三，保留方案一。在計(jì)算方法中重新選擇 Cost-effectiveness，在模型中輸入效果數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊運(yùn)行Rollback，結(jié)果如圖3所示。結(jié)果顯示，方案一每正確診斷1例患者的成本為2206；方案二每正確診斷1例患者的成本為2094；方案三每正確診斷1例患者的成本為3896，故方案二最具成本效果。在成本效果計(jì)算中，需要注意Cost-effectiveness選項(xiàng)中的Willingness to pay參數(shù)的設(shè)定，當(dāng) WTP=0，決策選擇成本最低的路徑，此時和最小成本的分析一致；若WTP＞0，在ICER≤WTP的前提下決策優(yōu)先選擇效果最好的路徑；若WTP＜0，決策選擇C/E比值最低的路徑。

圖2 最小成本法計(jì)算結(jié)果

2.6 敏感性分析敏感性分析是指從眾多不確定性因素中找出對投資項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)有重要影響的敏感性因素，并分析、測算其對項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的影響程度和敏感性程度，進(jìn)而判斷項(xiàng)目承受風(fēng)險(xiǎn)能力的一種不確定性分析方法。敏感分析應(yīng)用廣泛，主要是在求得某個模型的最優(yōu)解后，研究模型中某個或若干個參數(shù)允許變化到多大，仍能使原最優(yōu)解的條件保持不變，或者當(dāng)參數(shù)變化超過允許范圍，與最優(yōu)解已不能保持最優(yōu)性時，提供一套簡潔的計(jì)算方法，重新求解最優(yōu)解。在醫(yī)藥衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究中，由于參數(shù)的獲取方式不同、醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的個體差異性以及預(yù)測偏差等原因，模型中所涉及的參數(shù)（成本和效果/效用）會存在一定的變動范圍或者某種概率分布，要得到具有說服力的研究結(jié)果，需要進(jìn)行敏感性分析來確定具體變量的影響程度和變量變動范圍對于研究結(jié)果的影響。在TreeAge Pro軟件中，可以進(jìn)行單因素的敏感性分析、Tornado圖表分析以及二元、三元和閾值敏感性分析。最常見、應(yīng)用最多的是單因素及Tornado圖表分析。圖4顯示，當(dāng) CT診斷有結(jié)果（CT_clear）的概率在0.75～0.85之間變化時，三種治療方案成本效果比的變化趨勢?？梢钥闯觯诖烁怕史秶鷥?nèi)方案二最具成本效果。圖5顯示，方案三中各種因素變化時凈效益變化的范圍。從圖中可以看出PET檢查的成本對方案三凈效益的影響程度最大；而 PET＋CT的診斷率對方案的凈效益影響程度最小。

圖3 成本效果計(jì)算結(jié)果

圖4 單因素敏感性分析結(jié)果

圖5 Tornado敏感性分析結(jié)果

總之，通過單因素敏感性分析，可以考察各變量變化范圍內(nèi)方案結(jié)果的改變，從確定在多大程度上可接受某一方案；通過Tornado圖表分析可以看出各變量對方案凈效益的影響程度，從而確定各影響因素在決策分析中的權(quán)重。

TreeAge Pro軟件的實(shí)際應(yīng)用遠(yuǎn)不止于此。它不僅廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生決策領(lǐng)域，還應(yīng)用于其它決策分析中；不僅能對靜態(tài)決策進(jìn)行分析，對于引入時間狀態(tài)的動態(tài)決策模型（Markov模型）也能進(jìn)行分析。本文旨在對軟件進(jìn)行基礎(chǔ)介紹，關(guān)于軟件的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，還需在操作中掌握。

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The Application of TreeAge Pro software in the Medicine & Health Decision Analysis

Li Qian Ma Aixia

TreeAge Pro software is widely used in the field of medical decision making .Most decision analysis literatures involved in the application of decision tree model use this software.Whereas,the article about this software is less and less which hinder the application of it.The aim of this essay is to meet the needs for beginners and easy to use through basic introduction.

TreeAge Pro software;Decision analysis;Application

R-05

A

1673-5846(2014)01-0015-04

中國藥科大學(xué)國際醫(yī)藥商學(xué)院，江蘇南京 211198

李倩，女，碩士研究生，主要從事藥物經(jīng)濟(jì)學(xué)方面研究。Tel：15365072002，E-mail：qianli0623@sina.com。

馬愛霞，女，博士研究生導(dǎo)師，教授，主要從事藥物經(jīng)濟(jì)學(xué)與醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)政策研究。Tel：025-86185757，E-mail：ma86128@sina.com。