路鶴晴，王文剛，由楊，張曉波，馬巍，陶麒麟，錢順鑫，龔瑾，章浩偉

1 同濟(jì)大學(xué)附屬第一婦嬰保健院，上海市，200092

2 上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海市，200082

3 復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院，上海市，201102

4 復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院北院，上海市，200040

5 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院北院，上海市，200020

0 引言

醫(yī)療衛(wèi)生資源在我國屬于稀缺資源，目前醫(yī)院內(nèi)醫(yī)療設(shè)備配置不合理的問題仍表現(xiàn)嚴(yán)重，大型醫(yī)療設(shè)備的過度購置或配置不足以及一定程度的濫用等不合理情況普遍存在，大型醫(yī)療設(shè)備的配置和利用的研究尚顯不足。本文介紹了基于ASP.NET MVC框架設(shè)計(jì)的醫(yī)療設(shè)備合理化配置信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，可以根據(jù)醫(yī)院各項(xiàng)參數(shù)給出各種醫(yī)療設(shè)備的合理配置數(shù)量，以解決醫(yī)療設(shè)備配置規(guī)劃不合理的問題。

1 需求分析

1.1 系統(tǒng)可行性分析

醫(yī)療設(shè)備的配置數(shù)量應(yīng)直接受影響于該類設(shè)備的使用次數(shù)，設(shè)備的使用次數(shù)又直接受影響于醫(yī)院的手術(shù)量以及就診量等，同時(shí)醫(yī)院的等級、面積、醫(yī)師資源等造成了醫(yī)院手術(shù)量、就診量等的差異，醫(yī)院年收入等直接反應(yīng)了醫(yī)院手術(shù)量與就診量的差異。所以，可以設(shè)計(jì)計(jì)算模型，通過采集以上數(shù)據(jù)，對不同影響因子進(jìn)行分析處理，計(jì)算出不同醫(yī)院的各類醫(yī)療設(shè)備的合理配置值。以達(dá)到對醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備合理配置規(guī)劃的目的。

1.2 功能需求分析

MERDIS系統(tǒng)的主要用戶是醫(yī)院設(shè)備管理者或者是醫(yī)院采購中心相關(guān)人員，以及管控?cái)?shù)據(jù)的管理員。其中，普通用戶有登錄、注冊、信息錄入、配置查詢、配置資料等功能。管理員在普通用戶的基礎(chǔ)上還有用戶信息管理、醫(yī)院信息管理，以及信息審核、修改等權(quán)限。用戶錄入信息包括醫(yī)院的各項(xiàng)影響參數(shù)（醫(yī)院等級、類別、年手術(shù)量、年門急診人次、醫(yī)師數(shù)量、年醫(yī)療收入、醫(yī)院面積等）、醫(yī)療設(shè)備的配置信息（設(shè)備名稱、配置數(shù)量、年診療人次、年工作天數(shù)、單次使用時(shí)長等）以及臨床路徑信息（臨床路徑名、年實(shí)施次數(shù)、單條路徑各類醫(yī)療設(shè)備的使用頻次等）。其中數(shù)據(jù)的錄入應(yīng)在配置查詢之前，沒有醫(yī)院數(shù)據(jù)的用戶將不能實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備配置查詢的功能。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境為 Microsoft Visual Studio 2019，開發(fā)語言為C#，后端數(shù)據(jù)庫使用Microsoft SQL Server 2012，開發(fā)所運(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)是ASP.NET MVC。

MVC即：模型（model）、視圖（view）、控制器（controller），三個(gè)部分將數(shù)據(jù)和視圖獨(dú)立劃分，降低了模塊之間的耦合程度。該類型框架中瀏覽器將用戶請求發(fā)至前端控制器，控制器根據(jù)配置文件轉(zhuǎn)發(fā)請求，由后端控制器與處理器映射器進(jìn)行交互。在確定請求對應(yīng)的視圖后，通過數(shù)據(jù)交互層從數(shù)據(jù)庫中取出數(shù)據(jù)模型，并進(jìn)行加工，最終將執(zhí)行結(jié)果的模型和視圖進(jìn)行渲染，返回帶有數(shù)據(jù)的界面視圖給用戶。該模式在整個(gè)用戶使用流程中應(yīng)用各個(gè)組件，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)動態(tài)模塊化更新等特質(zhì)[1]。

通過這種設(shè)計(jì)模式，可以使編碼過程更加結(jié)構(gòu)化、簡單化、明確化。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能時(shí)調(diào)用相應(yīng)接口，將信息向下一級傳遞。MVC各部分的關(guān)系，如圖1所示。

圖1 MVC各部分關(guān)系Fig.1 Relationship of MVC parts

2.2 功能模塊設(shè)計(jì)

MERDIS系統(tǒng)主要針對對象是醫(yī)療設(shè)備，面向用戶是醫(yī)院工作人員或者醫(yī)療設(shè)備相關(guān)管理工作者。其主要目標(biāo)功能是醫(yī)療設(shè)備的配置推薦和配置評價(jià)。對于普通用戶，登錄系統(tǒng)前應(yīng)先注冊，由于醫(yī)院數(shù)據(jù)屬于高保密性，各部分信息都較為敏感。為了信息安全，注冊信息應(yīng)先由管理員審核，通過后方可登錄系統(tǒng)，登陸后可進(jìn)行配置推薦查詢、配置評價(jià)查詢以及醫(yī)院信息、醫(yī)療設(shè)備配置信息和臨床路徑等信息的錄入以及其他功能的使用。對于管理員用戶，除了以上功能，還可以對數(shù)據(jù)庫中的用戶信息、醫(yī)院信息等進(jìn)行操作，同時(shí)增加了信息審核的功能，對新錄入的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核檢查，排查數(shù)據(jù)是否有異常。通過設(shè)置管理員審核信息這種方式，一方面保證信息不被泄露，另一方面保證在人工審核的情況下，數(shù)據(jù)可以更加真實(shí)準(zhǔn)確，同時(shí)，保證了內(nèi)置回歸模型的準(zhǔn)確性。普通用戶和管理員用戶的功能模塊流程，如圖2所示。

圖2 MERDIS功能模塊流程Fig.2 MERDIS function module flow chart

2.3 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

MERDIS 系統(tǒng)的主要表項(xiàng)有用戶（users）、醫(yī)院（hospitals）、醫(yī)療設(shè)備（equipment）、病種（diseases）、醫(yī)療設(shè)備配置表（deployment）、診療次數(shù)表（D-Info）、臨床路徑表（CP）、醫(yī)院類別表（hospitalcategories）、設(shè)備類別表（equipmentcategories）、設(shè)備日工作次數(shù)表（daily-work）和變量權(quán)重表（variables）。表項(xiàng)與表項(xiàng)之間都有相應(yīng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，例如用戶與醫(yī)院之間的關(guān)系為每個(gè)用戶都屬于一家醫(yī)院，一家醫(yī)院可以有多個(gè)用戶相關(guān)聯(lián)，用戶與醫(yī)院之間通過醫(yī)院編號（HID）實(shí)現(xiàn)多對一的關(guān)系，HID即為Users表關(guān)于Hospital表的外碼（Foreign Key）。圖3為MERDIS數(shù)據(jù)庫關(guān)系圖。

圖3 MERDIS數(shù)據(jù)庫關(guān)系Fig.3 MERDIS database relationship

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 計(jì)算原理

MEIDIS系統(tǒng)通過兩種方式對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合醫(yī)院參數(shù)給出相應(yīng)的配置值。第一種方式是通過計(jì)算相應(yīng)醫(yī)院的臨床路徑數(shù)據(jù)，分析醫(yī)院對某類醫(yī)療設(shè)備的需求，計(jì)算出理論最小配置值。另一種是通過大數(shù)據(jù)對每項(xiàng)醫(yī)院參數(shù)進(jìn)行權(quán)重分析，通過醫(yī)院的一般配置規(guī)律來給出推薦配置值。

3.1.1 臨床路徑法

首先計(jì)算年臨床路徑需求量，通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫中某家醫(yī)院的臨床路徑數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)備的使用能力，可以推算出每家醫(yī)院的每種醫(yī)療設(shè)備的年臨床路徑需求量，用統(tǒng)計(jì)到的臨床路徑總使用量除以統(tǒng)計(jì)到的臨床路徑的手術(shù)量在全部手術(shù)量中的占比來近似代替醫(yī)院的真實(shí)手術(shù)量情況，以此來提高理論最小配置值的準(zhǔn)確性。用此需求量除以“年飽和工作能力”（按“日最高工作量×全年開機(jī)天數(shù)”計(jì)），即可得到理論最小配置數(shù)量。公式如下：

其中R、M、N、H、p、q、k為≥1的整數(shù)。式中M為該條臨床路徑的年實(shí)施次數(shù)，H為醫(yī)院的年手術(shù)量，N為某一類待研究設(shè)備在該臨床路徑中的使用量（按理論檢查次數(shù)計(jì)），k為該醫(yī)院的臨床路徑總條數(shù)，D為年工作天數(shù)，V為日最高工作量。Tp,q即表示第p家醫(yī)院的第q類設(shè)備的理論最小配置值。

3.1.2 大數(shù)據(jù)分析法

大數(shù)據(jù)的方法是將每家醫(yī)院配置的某種醫(yī)療設(shè)備的數(shù)量、檔次、年診療人次、設(shè)備年收入、設(shè)備使用年限、設(shè)備維修周期等信息以及醫(yī)院的自身性質(zhì)、年手術(shù)量、醫(yī)療收入、床位數(shù)、面積等9個(gè)參數(shù)因素信息錄入數(shù)據(jù)庫，將9個(gè)參數(shù)信息作為評估醫(yī)療設(shè)備配置的影響因子。在數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫后，提前將全部數(shù)據(jù)做多元回歸分析，得到關(guān)于9個(gè)變量的醫(yī)療設(shè)備配置數(shù)量的多元回歸方程，并將變量權(quán)重保存在數(shù)據(jù)庫中用以計(jì)算。在默認(rèn)所調(diào)研的全部醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備為合理配置的前提下，基于這些醫(yī)院的大數(shù)據(jù)，可以給出某家醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備的建議配置方案。

3.2 主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)

用戶登陸MERDIS系統(tǒng)后，系統(tǒng)會獲取相應(yīng)用戶信息，包括用戶姓名、所屬醫(yī)院和用戶類型，并將用戶信息展示在主頁上方。主頁最上方為功能欄，對于普通用戶有新增醫(yī)院信息、新增配置信息、聯(lián)系方式以及注銷，管理員用戶在此基礎(chǔ)上增加用戶信息管理、醫(yī)院信息管理以及信息審核。主頁內(nèi)部有配置推薦、配置評估和設(shè)置三個(gè)主要操作功能。其中配置推薦為通過鍵入醫(yī)院參數(shù)，為新建立的醫(yī)院進(jìn)行配置查詢。配置評估為對自己所在醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備配置情況進(jìn)行評價(jià)（見圖4），分析配置是否合理并給出配置建議。操作過程中可隨時(shí)點(diǎn)擊“主頁”回到主界面。

圖4 配置評估界面Fig.4 Deployment evaluation page

由于該醫(yī)院系統(tǒng)涉及到大量醫(yī)院數(shù)據(jù)，需要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，所以所有錄入數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)都應(yīng)先經(jīng)過審核。在每張表中設(shè)置Info表項(xiàng)，0代表未審核，1代表通過審核，2代表拒絕，即數(shù)據(jù)庫中的“偽刪除”。這樣數(shù)據(jù)庫中用戶、醫(yī)院、配置等數(shù)據(jù)在系統(tǒng)使用中都會先進(jìn)行篩選判斷，若Info為1，則可以進(jìn)行運(yùn)算與使用。在管理員通過審核醫(yī)療設(shè)備配置信息時(shí)，觸發(fā)回歸計(jì)算，更新數(shù)據(jù)庫中的變量權(quán)重。在醫(yī)院信息完善的情況下，每次配置查詢調(diào)用臨床路徑數(shù)據(jù)的方法和大數(shù)據(jù)的方法兩種方式。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫調(diào)取用戶所在醫(yī)院信息，將各個(gè)參數(shù)與之相對應(yīng)的權(quán)重相乘，得到建議配置值，分析醫(yī)院臨床路徑數(shù)據(jù)得到理論值，將兩種配置方法得到的數(shù)據(jù)反饋給用戶，用戶可以在相應(yīng)界面看到每種醫(yī)療設(shè)備的配置情況以及評估建議。

4 實(shí)現(xiàn)效果與后期展望

通過MERDIS系統(tǒng)，可以方便、準(zhǔn)確、直觀地得到醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的合理配置情況及建議，結(jié)合臨床路徑對醫(yī)療設(shè)備的使用數(shù)據(jù)和設(shè)備自身的工作能力，可以得到不同影響因素下醫(yī)療設(shè)備配置的理論最小值，并通過大數(shù)據(jù)的計(jì)算方法得到醫(yī)療設(shè)備的建議配置值。

在數(shù)據(jù)趨于完整，統(tǒng)計(jì)年數(shù)增加后，可以在后期的系統(tǒng)版本中增加設(shè)備進(jìn)購數(shù)量預(yù)測功能。通過年平均增長率法，可以計(jì)算設(shè)備配置年均增長率，根據(jù)前一年的年底設(shè)備配置基數(shù)，估算出后一年乃至后幾年的年配置數(shù)量[3]。

不同設(shè)備的使用能力不盡相同，同類設(shè)備在不同型號、不同工作環(huán)境的影響下，其工作能力也不同。后期研究可以向醫(yī)療設(shè)備全周期管理方向靠攏，實(shí)時(shí)監(jiān)測醫(yī)療設(shè)備使用情況，增加統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。