基于ISM與AHP的呼吸機失效影響因素的分析

陳雯，顧宏清

1.上海市長寧區(qū)精神衛(wèi)生中心 行政科，上海 200335；2.上海市兒童醫(yī)學中心 設(shè)備科，上海 200127

引言

隨著機械通氣技術(shù)的快速應(yīng)用，呼吸機已經(jīng)成為在麻醉呼吸應(yīng)用、呼吸衰竭治療以及危重患者搶救等方面行之有效的急救設(shè)備。如果呼吸機的在臨床應(yīng)用過程中，管理使用不當，直接關(guān)系到對患者的救治與治療是否有效、安全，甚至造成患者死亡，導(dǎo)致醫(yī)患糾紛。因此，在呼吸機的日使用管理工作中，對其失效的關(guān)注以及影響因素分析已成為醫(yī)療設(shè)備管理者工作的重點之一。

1 呼吸機使用管理失效的必然性

墨菲定律指出[1-2]：如果任何事物能夠發(fā)生差錯，這種差錯重復(fù)多次總是會發(fā)生的。隨著醫(yī)療技術(shù)的進步，機械通氣已成為維持生命不可缺少的醫(yī)療途徑，呼吸機的臨床應(yīng)用日益廣泛。盡管我們的醫(yī)務(wù)工作者在多方面做了大量工作，然而在呼吸機的日使用管理工作中，依舊存在著發(fā)生差錯的可能性。根據(jù)墨菲定律，工作中發(fā)生差錯是必然會發(fā)生的。

2 呼吸機使用管理失效的可防控性

呼吸機的日使用管理工作中的差錯實際上也存在著差錯鏈，只要在工作中對其中的某一個差錯環(huán)進行防控，這樣就在一定時期內(nèi)避免事故的發(fā)生。所以分析呼吸機使用管理中的失效影響因素并計算其重要度，能夠改善和保證呼吸機在臨床應(yīng)用過程中的連續(xù)性和可靠性，高效地開展培訓、維護、質(zhì)控等管理工作提供依據(jù)。

3 解釋結(jié)構(gòu)模型理論

解釋結(jié)構(gòu)模型（Interpretative Structural Modeling，ISM）[3]，其主要是將復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)，以研究人員實踐經(jīng)驗和知識為基礎(chǔ)，電子計算機為輔助手段，最終將系統(tǒng)構(gòu)造成一個多層遞階解釋結(jié)構(gòu)模型，可以把模糊不清的想法轉(zhuǎn)化為直觀的具有良好結(jié)構(gòu)關(guān)系的模型[4]。

4 呼吸機的失效影響因素分析

呼吸機的失效影響因素諸多，經(jīng)過調(diào)研、查閱資料[5-7]、評估醫(yī)院呼吸機使用管理以及設(shè)備維護和質(zhì)控管理的歷史數(shù)據(jù)，以及專家組（2名科主任、4名工程師、4名護士長、4名護理責任組長、2名急救科醫(yī)生、2名呼吸科醫(yī)生、2名不同廠家的維修工程師）的頭腦風暴，并利用Reason模型挖掘呼吸機的失效表層影響因素和隱含影響因素[8]。最終經(jīng)過統(tǒng)計分析和探討得到了設(shè)備因素、人為因素、環(huán)境因素、管理因素4大直接差錯來源分類，18個主要差錯影響因素，見表1。

表1 呼吸機失效影響因素

呼吸機失效影響因素模型中實體Si和Sj間主要有以下關(guān)系：① Si和Sj有關(guān)系而Sj和Si無關(guān)系，鄰接矩陣元素ɑij=1, ɑji=0；② Si和Sj無關(guān)系而Sj和Si有關(guān)系，鄰接矩陣元素ɑij=0, ɑji=1，③Si和Sj與Sj和Si均無關(guān)系，鄰接矩陣元素ɑij=0, ɑji=0。為了確定呼吸機失效的18個影響因素之間的關(guān)系，我們選擇了全院有兩臺以上呼吸機的科室進行了問卷調(diào)查，共收到有效問卷207份，有效回收率達到91%，經(jīng)過篩選和討論，根據(jù)各因素的相互影響關(guān)系建立鄰接矩陣A，見圖1。

圖1 鄰接矩陣A

應(yīng)用Matlab編程，根據(jù)式：M=(A+I)k+1=(A+I)k≠(A+K)k-1計算得到可達矩陣，見圖2。

圖2 可達矩陣

再根據(jù)式：L1={Sk|P(Sk)∩ Q(Sk),k=1,2,…,n}，找到各級元素，將可達矩陣進行優(yōu)化、濃縮，并按層次級別劃分，得到L1, L2, L3三層，重新排列可達矩陣得到最簡可達矩陣M＇，見圖3。

圖3 最簡可達矩陣M ＇

畫出結(jié)構(gòu)模型：按從高到低的順序畫出每一級別中的節(jié)點，相同級別中的節(jié)點位于同一水平線上，按照重新排列后的可達矩陣，找出在分塊矩陣中的“1”元素所對應(yīng)的節(jié)點，畫出相鄰兩級之間的連接，然后依照結(jié)構(gòu)有向圖與結(jié)構(gòu)模型的對應(yīng)關(guān)系，畫出模型即可，見圖4。

5 呼吸機失效影響因素重要度計算

呼吸機失效影響因素解釋結(jié)構(gòu)模型最底層的影響因素中包含有與設(shè)備因素、人為因素、環(huán)境因素、管理因素，對各因素影響重要程度對制定預(yù)防失效至關(guān)重要。本文采用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）對影響因素重要度進行計算排序[9-10]。

圖4 呼吸機失效影響因素解釋結(jié)構(gòu)模型

5.1 呼吸機失效影響因素層次分析結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

根據(jù)圖1建立層次分析的結(jié)構(gòu)模型，見圖5，其中將與設(shè)備因素、人為因素、環(huán)境因素、管理因素4個分類準則作為中間層，將圖1中最底層因素放在第三層。

圖5 呼吸機失效影響因素層次分析結(jié)構(gòu)模型

5.2 呼吸機失效影響因素層次分析判斷矩陣的構(gòu)造

AHP主要是對每一層中各因素對上一層某一準則（或目標）的影響程度，確定在該層中相對于某一準則所占的比重，而通過引入合適的標度進行定量化就形成了判斷矩陣[11]。直接確定有關(guān)因素的相對重要性一般情況下很困難，因此AHP用兩兩比較的方式建立判斷矩陣[12-13]。設(shè)與上層某因素有關(guān)的 n 個因素為 x1，x2，x3，用 ɑij表示 xi和 xj關(guān)于上一層的影響比值，一般使用1～9及其倒數(shù)共17個數(shù)作為標度來確定ɑij的值，即9標度法[14-16]，見表2。

表2 9標度的含義

對于呼吸機失效影響因素層次分析結(jié)構(gòu)模型中各階層因素之間的相對重要度，我們?nèi)匀徊扇〉氖菃柧碚{(diào)查的方式，我們同樣選擇了全院有兩臺以上呼吸機的科室進行了問卷調(diào)查，共收到有效問卷197份，有效回收率達到86%，經(jīng)過篩選和討論，得到判斷矩陣見表3～7。

5.3 呼吸機失效影響因素層次單排序及一致性檢驗

層次單排序是指根據(jù)判斷矩陣計算出某層次因素相對于上一層中某一因素的相對重要性權(quán)值，本文采用方根法進行計算。首先計算各行元素乘積的n次方根。

再次進行向量M歸一化處理:

得到權(quán)重值構(gòu)成的權(quán)重向量ω，最后通過計算判斷矩陣的最大特征值：

其中(Aω)i為Aω的第i個分量，計算一致性指標若一致性比率：小于0.1,（R.I.查表可得），認為判斷矩陣有滿意一致性。A-Bi，B1-Ci，B2-Ci，B3-Ci，B4-Ci的計算權(quán)值、一致性檢驗值，見表3～7。

表3 A-Bi層判斷矩陣與排序指標權(quán)重計算

表4 B1-Ci 層判斷矩陣與排序指標權(quán)重計算

表5 B2-Ci 層判斷矩陣與排序指標權(quán)重計算

表6 B3-Ci判斷矩陣與排序指標權(quán)重計算

表7 B4-Ci判斷矩陣與排序指標權(quán)重計算

5.4 呼吸機失效影響因素層次總排序及一致性檢驗

層次總排序是指某一層次的所有因素相對于最高層的重要性權(quán)值，此次主要是計算呼吸機失效影響因素層次分析結(jié)構(gòu)模型的最底層12個影響因素對于呼吸機失效影響重要度權(quán)值。利用公式(4)得到：

沿遞階層次結(jié)構(gòu)依次由上而下逐層計算，即可得到最低層因素相對于最高層的相對重要性權(quán)值。利用公式：

分別計算第k層一致性指標C.I.和平均隨機一致性指標R.I.，最后計算一致性比率，將其值和0.1進行比較。計算結(jié)果、排序及一致性檢驗結(jié)果，見表8。

表8 總層次排序指標計算

6 結(jié)語

醫(yī)院呼吸機使用管理過程中出現(xiàn)失效的原因是有多種的，利用ISM在建模中的優(yōu)點，破解呼吸機失效影響因素多元素、關(guān)系復(fù)雜且結(jié)構(gòu)不清晰的特點，建立了三階影響因素遞階結(jié)構(gòu)模型，能夠清晰、直觀地表示出因素間的因果關(guān)系和失效事件致因機理。同時利用AHP對呼吸機失效影響因素的重要度進行計算。經(jīng)過分析探討發(fā)現(xiàn)：與管理因素有關(guān)的影響因素權(quán)重值最高，對呼吸機失效影響最大；在所有最低層影響因素里溝通缺失、記憶誤差、培訓不到位排在前3位。為醫(yī)院在呼吸機使用管理過程中如何改進預(yù)防措施降低失效率提供可信依據(jù)。

[1] 周榮妹.墨菲定律對安全管理的啟示-細節(jié)決定成敗[J].上海安全生產(chǎn),2009,(10):50-51.

[2] Inabinet III GB.Murphys law-anything that can go wrong will go wrong[J].Infantry,2012,101(1):36.

[3] Nagpal S,Kumar A,Khatri SK.Modeling interrelationships between CSF in ERP implementations: total ISM and MICMAC approach[J].Internat J Sys Assur Engin Manag,2017,(1):1-17.

[4] 楊偉麗.基于ISM有向圖的求可達矩陣的簡介算法[D].廈門:廈門大學,2007.

[5] Morley CJ.Treatment of Respiratory Failure:Mechanical Ventilation[M].Berlin:Springer,2012:497-508.

[6] 李明航,王國宏,劉勝林,等.基于根本原因分析法對呼吸機的潛在風險進行研究[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2012,27(10):14-16.

[7] 酈珍芳,張劍影.失效模式與效應(yīng)分析在降低呼吸機故障發(fā)生率中的應(yīng)用效果[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生,2015,31(13):2050-2052.

[8] 雷宏振,徐旭,章倩如.基于REASON模型的臨床路徑風險因素分析[J].醫(yī)學與社會,2011,24(3):18-19.

[9] Brunelli M.Introduction to the analytic hierarchy process[M].Berlin:Springer,2014.

[10] 張波.AHP基本原理簡介[J].西北大學學報(自然科學版),1998,28(2):109-113.

[11] Baidya R,Dey PK,Ghosh SK,et al.Strategic maintenance technique selection using combined quality function deployment, the analytic hierarchy process and the benefit of doubt approach[J].Int J Adv Manuf Technol,2016:1-14.

[12] 陳雯蘭,陳石平.基于AHP的學術(shù)論文質(zhì)量評價方法研究[J].浙江工業(yè)大學學報,2012,40(2):222-225.

[13] 王琳.基于AHP的工程項目管理群決策方法[J].云南民族大學學報:自然科學版.2015,24(1):80-84.

[14] 李學平.用層次分析法求指標權(quán)重的標度方法的探討[J].北京郵電大學學報(社會科學版),2001,3(1):25-27.

[15] 駱正清,楊善林.層次分析法中幾種標度的比較[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,2004,9:52-58.

[16] 王召義.基于指數(shù)標度的層次分析法在電商客服素質(zhì)測評中的應(yīng)用[J].河西學院學報,2016,32(2):85-90.