單病種成本影響因素的PLS結構方程模型

李 惠，劉子先

（1.天津大學 管理與經濟學部，天津 300072；2.天津中醫藥大學，天津 300193）

單病種成本影響因素的PLS結構方程模型

李 惠1,2，劉子先1

（1.天津大學 管理與經濟學部，天津 300072；2.天津中醫藥大學，天津 300193）

為研究單病種成本影響因素間的因果路徑關系，文章構建了基于偏最小二乘方法的單病種成本影響因素結構方程模型（SEM），以急性闌尾炎病種為例，進行實證分析。在對指標體系進行信度和效度檢驗基礎上，驗證了成本影響因素相互間的結構關系。

單病種成本；結構方程模型（SEM）；臨床路徑；偏最小二乘（PLS）

0 引言

如何緩解“看病難，看病貴”的問題，如何進一步提高醫療質量的同時，為社會提供價廉質高的優質服務，已成為我國政府及各家醫院所面臨的重要課題[1,2]。2000年以來，在政府部門的引導下，越來越多的醫院開始進行按病種支付制度的改革。單病種付費是對某一病種的醫療費用實行最高限價，不到最高標準的按實際費用結算，超支部分由醫院負擔。這種支付方式能夠控制醫療費用快速上漲、節約醫療資源、控制醫療成本，促進了醫院的可持續發展[3]。在單病種付費制度中，單病種的醫療成本是病種定價的主要依據[4]。醫院在保證醫療質量的同時，必須對單病種成本的影響因素進行合理的分析[5]，從可控的影響因素入手，找出降低單病種醫療成本的有效途徑，從而對病種成本進行控制，強化醫院成本管理。

結構方程模型作為一個多元數據分析的重要工具，在處理多個因變量、估計因子結構等方面具有獨特的優勢[6,7]。楊樹東等[8]對生育保險病種的費用影響因素，建立了結構方程模型，分析得到社會經濟特征、臨床特征和醫護質量三個潛變量對住院費用的影響最大。但是沒有研究這些潛變量之間內在的相互影響關系。本文進一步研究單病種成本的影響因素以及它們之間的因果關系框架，設計影響因素指標體系并建立基于偏最小二乘（PLS）算法的結構方程模型，根據2011年1～9月天津市四家醫院384個急性闌尾炎出院患者的病例數據做實證研究，在對指標體系進行信度和效度檢驗的基礎上，得到單病種成本的影響因素實證研究結果，從而進一步明晰了單病種成本影響因素之間的結構關系，為單病種成本控制提供理論依據。

1 潛變量模型與指標體系的構建

單病種成本是指醫院為完成病種醫療任務所需要支付的全部成本費用[9]。一般病種成本的核算需要根據患者從入院到出院的整個臨床路徑（Clinical Pathway，CP）為路線，綜合所涉及到的所有成本因素，包括藥品成本、材料成本、手術及麻醉成本、醫技成本、護理成本和床位成本等[19]。因此，臨床路徑對病種成本有直接的影響。

患者入院時病情的危重程度以及病情的差異體現了對醫療服務的不同需求，即患者入院時的疾病特征應該作為選擇臨床路徑的主要依據，為了達到更好的治療效果，針對不同的危重程度以及病種類型一般會使臨床路徑采取不同的技術路線[11]。病人的病情特征一方面能直接對病種成本產生影響[12]，另一方面，病情特征也決定了臨床路徑的選擇，間接對病種成本產生影響。此外，病人的人口特征也對病種成本產生影響，一般來說，病人的年齡和平時身體的健康程度對治療后恢復的速度產生作用，病人手術等治療后的臨床路徑也直接作用于病種成本。

此外，醫院的診療質量也會對診療成本產生影響。從入院與出院診斷符合率的角度，不符合者多為疑難雜癥，病情復雜時會給治療帶來難度，因此會增加檢查和治療的成本；從治療效果來看，治療無效的病人反而會給診療帶來極大的困難，治療成本會大于治愈或好轉情況；從醫院的等級來看，不同級別醫院的醫療技術和手段都有差異，因而也會對病種的診療和護理成本產生影響。

圖1 單病種成本影響因素潛變量模型

結合上述分析，我們將疾病的臨床特征、病人人口特征、臨床路徑、診療質量和病種成本為潛變量構建單病種成本的潛變量因果關系模型，如圖1所示。進一步通過文獻研究和統計調查，建立單病種成本影響因素指標體系，如表1所示。

表1 單病種成本影響因素指標體系

2 基于PLS的結構方程模型

2.1 結構方程模型

根據表1中潛變量的符號表示，圖1中結構模型（內部模型）中潛變量之間的關系由方程表示為：

其中，系數βij和γij為連接潛變量之間的系數，ζi為殘差變量。記 η=(η,η)T，ξ=(ξ,ξ,ξ)T和 ζ=(ζ,ζ)T，

1212312則式（1）可寫成

測量模型（外部模型）定義了潛變量與觀測變量之間的關系，可以表示為：

這里Λx和Λy為潛變量和觀測變量之間的回歸系數矩陣，εx和δy為測量的噪聲和誤差。

2.2 模型參數的估計方法

對于建立的結構方程模型參數的PLS估計方法，分別對內部模型和外部模型進行估計。我們通過潛變量所對應觀測變量的線性組合來表示潛在變量的估計值，若該估計值為Yj，則可表示為：

內部估計是通過與該潛變量相關的所有潛變量的估計值對其進行估計，可表示為：

這里Y′j表示與之相關的潛變量的估計值，∝表示對數據進行壓縮處理。ωjj'為內部權重，表示Yj與Y′j的相關系數的符號函數值。對于權重wjh主要有兩種估計模式：模式A和模式B。在模式A中，權重wjh表示為可觀測變量與Zj的協方差系數，可以表示為：

在模式B中，權重向量wj是Zj關于可測變量xjh的回歸系數向量，表示為：

因此，多個潛變量情況下，參數估計的PLS算法步驟如下：⑴對樣本數據進行標準化處理（均值為0，方差為1）；⑵設置初始的權重，如設其中一個wjh=1，其余均為0；

⑶依次按照公式（4）、（5）、（6）（或者公式（7））計算得到新的權重向量w′jh；

⑸用估計值ξ′代入潛變量后，運用PLS回歸的方法估計內部模型中的回歸系數。

3 闌尾炎病種成本影響因素的實證研究

急性闌尾炎作為普通外科中有較大代表性的常見病，由于診斷標準相對統一、手術指征明顯、技術成熟、診斷明確、治療流程和效果可控性強，因此具有一定的代表性。本文選擇急性闌尾炎病種作為研究對象，進行實證分析。

我們對2011年1～9月天津市四家醫院（一所三甲、一所三乙和兩所二甲）384個急性闌尾炎住院患者，通過問卷調查和病例信息采集的方式獲得病例數據，進行實證研究。并從中刪除有效信息缺失，住院費用超過30000元或低于500元的特殊病例，將剩余347個案例作為有效的樣本數據。對樣本數據進行統計，得到男性患者為211例，占60.8%，女性患者136例，占39.2%；三甲甲等醫院40例，三級乙等醫院78例，二級甲等醫院229例，分別占11.5%、22.5%和66%。

3.1 信度與效度分析

根據樣本數據，利用軟件SPSS 18.0，對我們建立的病種成本影響因素指標體系進行信度和效度的檢驗。在效度方面，因為樣本量符合因子分析要求，采用主成分分析方法計算因子載荷。并經過KMO樣本測度和Bartlett’s球體檢驗，可知樣本數據適合做因子分析。因子分析共提取出5個主成分，累計方差貢獻率達到了82.5%，且因子負荷介于0.638到0.855之間，表明具有良好的收斂效度，滿足結構方程的要求。進一步，比較各潛變量的平均方差提取量的平方根與相關系數，對結構方程潛變量的區別效度進行檢驗，計算結果顯示，各潛變量的平均方差提取量平方根均大于相關系數值，說明了潛變量間具有良好的區別效度。信度方面，可以看出潛變量的組合信度都高于0.7的可接受水平，檢驗結果見表2。因此，該影響因素指標體系既具有較高的可靠一致性，又能真實反映所要度量的變量，完全適合做結構模型分析。

表2 模型的檢驗結果

3.2 計算結果與討論

在驗證完信度和效度的基礎上，利用SmartPLS 2.0對樣本數據代入結構方程模型進行計算。經過分析和運算，得到結構方程模型的路徑系數擬合結果見表3。從表3可以看出，結構方程模型各路徑檢驗的T統計量都大于1.96，說明各條路徑的系數在P=0.05的水平上都具有顯著性。η1和η2兩個內生潛變量的擬合系數R2分別為0.524和0.638，表示內生潛在變量被外生潛在變量解釋的程度較高，達到擬合要求。運行結果顯示均表明樣本數據與結構方程具有理想的擬合度。因此，單病種成本影響因素指標體系得到了驗證，這也證明了我們所建立的結構方程模型的合理性和正確性。

表3 模型路徑系數檢驗結果

這樣我們就得到了急性闌尾炎病種成本影響因素結構方程模型的路徑系數結構圖，如圖2。根據計算結果可以看出，首先對于急性闌尾炎病種來說，疾病的臨床特征、病人的人口特征、診療過程中的臨床路徑和診療質量都對病種成本產生顯著的正向影響，且β21和γ21明顯大于γ22和γ23，表明病人的臨床特征和臨床路徑是兩個主要影響因素。在臨床特征變量中，病種類型（如急性闌尾炎：單純性、化膿性、壞疽性及穿孔性）和有無伴隨病兩個指標的因子載荷最大；在臨床路徑中，住院天數和有無感染情況的發生兩個指標的因子載荷最大；因此，病種類型、有無伴隨病、住院天數和有無感染情況的發生為四個影響單病種成本的最重要的因素。其次，病人的人口特征如患者年齡、發病前病人身體的健康程度，以及診療的質量如治療效果、醫院等級等也都會對病種成本產生影響，且病人年齡大、發病前身體健康程度低、治療效果差、護理等級高都會導致病種成本的增加。另外，病人所患急性闌尾炎的臨床特征和病人自身人口特征，在直接對病種成本產生影響的同時，也與臨床路徑有正向關系，對住院天數和抗生素的使用量等因素產生影響，也就是通過臨床路徑潛變量間接對病種成本產生影響。進一步通過實證分析得到啟示，可以從某些可控因素入手，如控制感染的發生、減少住院天數、提高診療質量等措施來控制病種成本。

圖2 SEM標準化路徑系數結構圖

4 結束語

本文通過文獻研究和統計調查，運用結構方程建模，以急性闌尾炎病種為例進行實證分析，對單病種成本的影響因素進行了研究，得出以下結論：

（1）疾病臨床特征、病人人口特征、臨床路徑和診療質量四個潛變量都對病種成本產生顯著的正向影響，其中疾病臨床特征和臨床路徑兩因素對病種成本的影響程度高于其他兩個因子。疾病臨床特征和病人人口特征一方面直接影響病種成本，另一方面它們通過臨床路徑間接對病種成本產生影響。

（2）通過對急性闌尾炎病種的實證分析可以看出，在臨床特征變量中，病種類型和有無伴隨病為兩個主要因素；在臨床路徑中，住院天數和有無感染情況發生為兩個主要因素；病人人口特征中患者年齡、發病前病人身體的健康程度為兩個主要影響因素；診療質量中，治療效果、醫院等級為兩個主要影響因素。另外，對急性闌尾炎來說，病人的性別特征對病種成本無顯著影響。

研究結論也啟示我們，可以通過對某些可控因素的調節來進行單病種成本控制。如何通過單病種成本影響因素的分析，制定合理的單病種成本控制機制是我們未來進一步的研究方向。

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F224.9

A

1002-6487（2013）14-0012-03

國家自然科學基金資助項目（70871086）

李 惠(1978-)，女，河北人，博士研究生，講師，研究方向：醫院管理、成本管理。

（責任編輯/亦 民）