基于DHGF法的高校實驗動物中心安全風險評價

馬 倩， 王朝霞

(上海交通大學 實驗動物中心，上海 200240)

0 引 言

近年來，國內外高校實驗室安全事故時有發生，引起社會各界的高度關注[1]。動物實驗是生、農、醫、藥及交叉學科開展研究的必要方法，我國實驗動物行業發展相對滯后，實驗動物飼養和管理過程中存在許多安全風險，生物安全風險更是高于一般實驗室，實驗動物源性的感染是危害實驗人員以及公共安全的嚴重問題[2]。國內各高校生、農、醫、藥學科正在蓬勃發展，對實驗動物的需求也日益擴大，因此保障高校實驗動物使用安全對于科研成果產出、師生身心健康、社會公共安全、集體財產安全等都至關重要[3-5]。

目前高校實驗室的安全風險評估過程存在宏觀性、主觀性、針對性不強、局限于定性分析等不足之處，不能對其安全風險進行具體、客觀、精確地評價[6]，且高校實驗動物中心存在的安全風險有其獨特性，不僅包含一般實驗室的安全風險，還具有一些實驗動物源性的生物風險，高校安全檢查表內容通常與實驗動物使用匹配度不高，針對性不強。

DHGF集成法將比較常用的德爾菲法、層次分析法、灰色關聯分析法、模糊綜合評判法的優點和適用性結合起來，是一種將實踐經驗和科學理論相結合、從定性到定量的科學評價方法，能增加評價的準確性[7]。該方法廣泛應用于工業、農業、物流等各個行業的評價體系，高校工作者也逐漸將該法運用于實驗室的安全管理評價[8-9]。

1 DHGF集成法簡介

1.1 確定評價指標

收集資料制定評價指標體系草案，通過德爾菲法[10]，進行指標體系的篩選。

(1) 向專家征詢意見。采用5級分等評分法，各個指標由5個數字表示其重要程度，“9”表示絕對重要，“7”表示很重要，“5”表示比較重要，“3”表示一般重要，“1”表示不重要。問卷中給出具體的指標及評價要點，通過問卷向專家咨詢，進而對指標體系進行修訂。

(2) 指標重要值計算。公式如下：

(1)

式中：y為指標重要值;ci為評分等級賦值;ai為等i級評分等級人數;N為專家數量。

(3) 指標篩選。當參與評價的專家都認為該指標“很重要”時，對應的重要值為7，此時認為該指標入選指標體系，低于7的則不進入指標體系。

(4) 確定評價指標體系。確定安全風險評價指標體系集D(n代表指標個數)：

D={D1,D2,…,Dn}

(2)

1.2 確定指標權重

綜合專家對各指標的重要程度的判斷，采用層次分析法[11]，得出判斷矩陣，求出指標權重集W，進行歸一化處理，并進行一致性檢驗，檢驗權重分配是否合理：

W={W1,W2,…,Wn}

(3)

1.3 灰色理論求灰色權值

(1) 確定評價等級。對評價對象的評價結果進行等級劃分，Vp(p=1,2,…,k)表示第p個評價等級的標準值，該標準值越高，表示安全性約高，反之危險性越高。建立評價等級：

V={V1,V2,…,Vk}

(4)

式中，k表示等級的數量。

(2) 確定評價樣本量矩陣。評價者根據評價指標體系，綜合被評價對象的實際情況，對各指標給出評價數據，構成樣本量矩陣。假設有m位評價者參與評價，評價指標有n個，若第i(i=1,2,…,m)位評價者對第l(l=1,2,…,n)個指標的評價樣本為dil，所有的評價數據構成樣本量矩陣D：

(5)

(3) 確定評價灰類及權矩陣。基于灰色關聯分析[12]，確定評估灰類，包括評價灰類的等級數、灰數及白化權函數。灰類根據評價等級，通過定性分析確定。常見的白化權函數有下述3種：

上限測度函數。灰數?∈[d1,∞)，白化權函數如下：

(6)

中間測度函數。灰數?∈[0,d1,2d1]，白化權函數如下：

(7)

下限測度函數。灰數?∈[0,d1,d2]，白化權函數如下：

(8)

式中，d1、d2為閾值，即白化權函數的拐點值。

(4) 確定灰色統計數。根據白化權函數求得對應于第p個評價標準的函數fp(dil)，然后計算出灰色統計數nlp及總灰色統計數nl：

(9)

(10)

(5) 構造灰色評價權值及權矩陣。匯總m個評價數據對于第l(l=1,2,…,n)個評價指標歸屬于第p(p=1,2,…,k)個評價標準的灰色權值rlp，構造矩陣R：

(11)

(12)

1.4 模糊綜合評判

根據評價指標矩陣和灰色權矩陣可得模糊綜合評判矩陣B，公式如下：

B=W×R=

(13)

綜合評價指標的等級矩陣V，根據最大隸屬原則，得出綜合評價結果Z，公式如下：

Z=B×VT

(14)

2 實驗動物中心安全風險評價指標體系構建

2.1 構建原則[13]

(1) 規范性原則。選取指標應符合國內外行業規范，為進一步應用提供可能。

(2) 科學性原則。本著合理、客觀的角度，科學選取能真實反映評價對象潛在安全風險的相關內容。

(3) 系統性原則。通過設置合理的結構和數量關系，涵蓋最為重要若干方面，詳細、全面反映整體特征。

(4) 可操作性原則。簡繁適中，評價簡單可行。直觀、清晰，保證評價過程順利進行。

(5) 客觀可比性原則。具備普遍適用性和橫向可比性，應選取大多數評價對象存在的指標體系。

2.2 指標體系初步構建

實驗動物中心安全管理工作涉及面廣，內容繁多，參照構建原則，收集文獻資料、行業規范，結合國內實驗動物設施現狀及實際工作經驗[14-17]，歸納形成《實驗動物中心安全風險評價指標體系(草案)》，其中1級指標5個，2級指標18個，3級指標50個。

2.3 指標體系修訂

通過問卷形式征詢專家意見，根據式(1)求各指標重要值，重要值≥7，該指標入選指標體系，<7的則不進入指標體系。修訂后形成指標體系(見表1)：

參照表1，確定高校實驗動物中心評價指標體系集含元素50個：

D={D1,D2,…,D50}

3 DHGF法在高校實驗動物中心安全風險評價體系中應用

應用上述算法對實驗動物中心安全風險進行系統評價，分析評價對象所面臨的風險狀況，并檢驗評價模型的應用能力。

3.1 層次分析法計算指標權重

(1) 指標體系分為3級。按照綜合專家意見，對各級指標中的各指標的重要程度，構建判斷矩陣，并進行一致性檢驗，檢驗結果均符合一致性要求，計算得到總權重集：

表1 高校實驗動物中心安全風險評價指標體系(修訂)

硬件設施及設備管理A5屏障設施B17結構布局、建筑材料C45HVAC系統C46應急動力與照明系統C47實驗動物飼養設施設備B18IVC、隔離包等動物飼養設備的使用C48高壓滅菌器等壓力容器的使用C49換籠站、墊料傾倒臺、生物安全柜等防護性設備C50

W={W1,W2,…,W50}={0.074 0，0.024 7，0.024 7，0.004 3，0.001 8，0.010 5，0.020 9，0.008 6，0.003 5，0.016 6，0.006 8，0.040 4，0.003 7，0.001 2，0.003 7，0.003 0，0.001 0，0.001 0，0.022 3，0.007 4，0.005 2，0.005 2，0.001 7，0.010 9，0.010 9，0.003 6，0.013 9，0.005 7，0.033 9，0.019 9，0.059 8，0.059 8，0.014 8，0.036 3，0.088 3，0.034 9，0.104 6，0.005 3，0.015 8，0.005 3，0.015 8，0.040 0，0.006 7，0.016 5，0.011 3，0.033 8，0.033 8，0.006 9，0.016 7，0.002 8}

(2) 各級指標權重分析。對各級指標權重進行分析(見表2)，1級指標中“實驗動物微生物控制及感染性物質管理”所占權重最高，說明在實驗動物中心的安全管理過程中，要尤其重視此項工作內容，防控生物安全風險。“菌毒種的安全操作”“疑似感染性動物及廢棄物處理”“各工作區域操作程序”“滅菌設備的使用”“滅菌效果驗證及評價”“安全檢查整改與落實”“試劑柜或專用倉庫”“生物醫療垃圾、銳器盒處理”這8個指標的權重就占到了52%(按權重大小順序排列)，其中5項為“實驗動物微生物控制及感染性物質管理”下級指標，2項為“安全規章制度”下級指標(見表1)，充分說明這兩項工作的重要性。

表2 3級指標綜合權重系數排序

3.2 對我校實驗動物中心安全管理進行評價

(1) 確定評價等級。將對實驗動物中心安全管理工作的評價結果等級劃分為：優秀、良好、一般、差。評價等級越高，表示風險越低。建立評價等級：

V={9，7，5，3}

(2) 確定評價樣本量矩陣。邀請4位專家對50個指標進行評價打分，構成樣本量矩陣D：

(3) 確定評價灰類及權矩陣。根據式(9)、(10)求出灰色統計數nlp及總灰色統計數nl，對應于第1個灰類的統計數為：

n11=f1(9)+f1(8)+f1(10)+f1(9)=3.89，同理求得，n12=2.86,n13=0.8,n14=0。

對于指標D1的總灰色統計數為：

n1=n11+n12+n13+n14=7.55

(4) 構造灰色評價權矩陣。根據式(11)求解灰色權值，r11=n11/n1=0.515 4，r13=0.378 6,r13=0.106 0,r14=0,同理逐一計算，可構造權矩陣R(略)。

(5) 根據評價指標矩陣和灰色權矩陣進行模糊綜合評價。由式(13)得出綜合評價矩陣B：

B=W×R=[0.519 9 0.376 0 0.104 1 0]

由式(14)得出綜合評價結果如下：

Z=B×VT=7.831 7≥7

評價結果7.831 7，介于7～9之間，上海交通大學實驗動物中心安全風險狀況判定為良好。

4 結 語

結合高校實驗動物中心實際存在的安全風險，參考相關條例及行業法規，通過專家調研，建立了高校實驗動物中心安全風險評價模型，將DHGF法運用到實驗動物中心的安全風險評價中，建立了評價指標體系，在參考專家意見的基礎上，把定性評價轉變為定量評價，增加了評價的準確性、客觀性。

實驗動物中心安全管理工作雖然事項繁多，但通過對3級指標綜合權重系數的分析，可以判斷出各項工作的重要性，按照指標的重要性排序的先后順序來進行安全工作，能更好的分清主次，抓住關鍵問題和工作重點，同時對資源進行合理分配。

以實驗動物中心作為實例，運用該方法對其安全風險進行評價，結果表明評價對象安全風險評價結果在7～9之間，安全管理情況良好，與實際情況相符，說明基于DHGF法構建高校實驗動物中心安全風險評價體系是可行的。該評價體系可以為實驗動物中心安全風險防控工作提供參考，也可以作為其他單位實驗動物設施安全評價的參考案例，同時該方法可以廣泛應用到其他行業的風險評估工作中。