基于ISM与AHP的呼吸机失效影响因素的分析

陈雯，顾宏清

1.上海市长宁区精神卫生中心 行政科，上海 200335；2.上海市儿童医学中心 设备科，上海 200127

引言

随着机械通气技术的快速应用，呼吸机已经成为在麻醉呼吸应用、呼吸衰竭治疗以及危重患者抢救等方面行之有效的急救设备。如果呼吸机的在临床应用过程中，管理使用不当，直接关系到对患者的救治与治疗是否有效、安全，甚至造成患者死亡，导致医患纠纷。因此，在呼吸机的日使用管理工作中，对其失效的关注以及影响因素分析已成为医疗设备管理者工作的重点之一。

1 呼吸机使用管理失效的必然性

墨菲定律指出[1-2]：如果任何事物能够发生差错，这种差错重复多次总是会发生的。随着医疗技术的进步，机械通气已成为维持生命不可缺少的医疗途径，呼吸机的临床应用日益广泛。尽管我们的医务工作者在多方面做了大量工作，然而在呼吸机的日使用管理工作中，依旧存在着发生差错的可能性。根据墨菲定律，工作中发生差错是必然会发生的。

2 呼吸机使用管理失效的可防控性

呼吸机的日使用管理工作中的差错实际上也存在着差错链，只要在工作中对其中的某一个差错环进行防控，这样就在一定时期内避免事故的发生。所以分析呼吸机使用管理中的失效影响因素并计算其重要度，能够改善和保证呼吸机在临床应用过程中的连续性和可靠性，高效地开展培训、维护、质控等管理工作提供依据。

3 解释结构模型理论

解释结构模型（Interpretative Structural Modeling，ISM）[3]，其主要是将复杂系统分解为若干子系统，以研究人员实践经验和知识为基础，电子计算机为辅助手段，最终将系统构造成一个多层递阶解释结构模型，可以把模糊不清的想法转化为直观的具有良好结构关系的模型[4]。

4 呼吸机的失效影响因素分析

呼吸机的失效影响因素诸多，经过调研、查阅资料[5-7]、评估医院呼吸机使用管理以及设备维护和质控管理的历史数据，以及专家组（2名科主任、4名工程师、4名护士长、4名护理责任组长、2名急救科医生、2名呼吸科医生、2名不同厂家的维修工程师）的头脑风暴，并利用Reason模型挖掘呼吸机的失效表层影响因素和隐含影响因素[8]。最终经过统计分析和探讨得到了设备因素、人为因素、环境因素、管理因素4大直接差错来源分类，18个主要差错影响因素，见表1。

表1 呼吸机失效影响因素

呼吸机失效影响因素模型中实体Si和Sj间主要有以下关系：① Si和Sj有关系而Sj和Si无关系，邻接矩阵元素ɑij=1, ɑji=0；② Si和Sj无关系而Sj和Si有关系，邻接矩阵元素ɑij=0, ɑji=1，③Si和Sj与Sj和Si均无关系，邻接矩阵元素ɑij=0, ɑji=0。为了确定呼吸机失效的18个影响因素之间的关系，我们选择了全院有两台以上呼吸机的科室进行了问卷调查，共收到有效问卷207份，有效回收率达到91%，经过筛选和讨论，根据各因素的相互影响关系建立邻接矩阵A，见图1。

图1 邻接矩阵A

应用Matlab编程，根据式：M=(A+I)k+1=(A+I)k≠(A+K)k-1计算得到可达矩阵，见图2。

图2 可达矩阵

再根据式：L1={Sk|P(Sk)∩ Q(Sk),k=1,2,…,n}，找到各级元素，将可达矩阵进行优化、浓缩，并按层次级别划分，得到L1, L2, L3三层，重新排列可达矩阵得到最简可达矩阵M＇，见图3。

图3 最简可达矩阵M ＇

画出结构模型：按从高到低的顺序画出每一级别中的节点，相同级别中的节点位于同一水平线上，按照重新排列后的可达矩阵，找出在分块矩阵中的“1”元素所对应的节点，画出相邻两级之间的连接，然后依照结构有向图与结构模型的对应关系，画出模型即可，见图4。

5 呼吸机失效影响因素重要度计算

呼吸机失效影响因素解释结构模型最底层的影响因素中包含有与设备因素、人为因素、环境因素、管理因素，对各因素影响重要程度对制定预防失效至关重要。本文采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）对影响因素重要度进行计算排序[9-10]。

图4 呼吸机失效影响因素解释结构模型

5.1 呼吸机失效影响因素层次分析结构模型的构建

根据图1建立层次分析的结构模型，见图5，其中将与设备因素、人为因素、环境因素、管理因素4个分类准则作为中间层，将图1中最底层因素放在第三层。

图5 呼吸机失效影响因素层次分析结构模型

5.2 呼吸机失效影响因素层次分析判断矩阵的构造

AHP主要是对每一层中各因素对上一层某一准则（或目标）的影响程度，确定在该层中相对于某一准则所占的比重，而通过引入合适的标度进行定量化就形成了判断矩阵[11]。直接确定有关因素的相对重要性一般情况下很困难，因此AHP用两两比较的方式建立判断矩阵[12-13]。设与上层某因素有关的 n 个因素为 x1，x2，x3，用 ɑij表示 xi和 xj关于上一层的影响比值，一般使用1～9及其倒数共17个数作为标度来确定ɑij的值，即9标度法[14-16]，见表2。

表2 9标度的含义

对于呼吸机失效影响因素层次分析结构模型中各阶层因素之间的相对重要度，我们仍然采取的是问卷调查的方式，我们同样选择了全院有两台以上呼吸机的科室进行了问卷调查，共收到有效问卷197份，有效回收率达到86%，经过筛选和讨论，得到判断矩阵见表3～7。

5.3 呼吸机失效影响因素层次单排序及一致性检验

层次单排序是指根据判断矩阵计算出某层次因素相对于上一层中某一因素的相对重要性权值，本文采用方根法进行计算。首先计算各行元素乘积的n次方根。

再次进行向量M归一化处理:

得到权重值构成的权重向量ω，最后通过计算判断矩阵的最大特征值：

其中(Aω)i为Aω的第i个分量，计算一致性指标若一致性比率：小于0.1,（R.I.查表可得），认为判断矩阵有满意一致性。A-Bi，B1-Ci，B2-Ci，B3-Ci，B4-Ci的计算权值、一致性检验值，见表3～7。

表3 A-Bi层判断矩阵与排序指标权重计算

表4 B1-Ci 层判断矩阵与排序指标权重计算

表5 B2-Ci 层判断矩阵与排序指标权重计算

表6 B3-Ci判断矩阵与排序指标权重计算

表7 B4-Ci判断矩阵与排序指标权重计算

5.4 呼吸机失效影响因素层次总排序及一致性检验

层次总排序是指某一层次的所有因素相对于最高层的重要性权值，此次主要是计算呼吸机失效影响因素层次分析结构模型的最底层12个影响因素对于呼吸机失效影响重要度权值。利用公式(4)得到：

沿递阶层次结构依次由上而下逐层计算，即可得到最低层因素相对于最高层的相对重要性权值。利用公式：

分别计算第k层一致性指标C.I.和平均随机一致性指标R.I.，最后计算一致性比率，将其值和0.1进行比较。计算结果、排序及一致性检验结果，见表8。

表8 总层次排序指标计算

6 结语

医院呼吸机使用管理过程中出现失效的原因是有多种的，利用ISM在建模中的优点，破解呼吸机失效影响因素多元素、关系复杂且结构不清晰的特点，建立了三阶影响因素递阶结构模型，能够清晰、直观地表示出因素间的因果关系和失效事件致因机理。同时利用AHP对呼吸机失效影响因素的重要度进行计算。经过分析探讨发现：与管理因素有关的影响因素权重值最高，对呼吸机失效影响最大；在所有最低层影响因素里沟通缺失、记忆误差、培训不到位排在前3位。为医院在呼吸机使用管理过程中如何改进预防措施降低失效率提供可信依据。

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