基于DHGF法的高校实验动物中心安全风险评价

马 倩， 王朝霞

(上海交通大学 实验动物中心，上海 200240)

0 引 言

近年来，国内外高校实验室安全事故时有发生，引起社会各界的高度关注[1]。动物实验是生、农、医、药及交叉学科开展研究的必要方法，我国实验动物行业发展相对滞后，实验动物饲养和管理过程中存在许多安全风险，生物安全风险更是高于一般实验室，实验动物源性的感染是危害实验人员以及公共安全的严重问题[2]。国内各高校生、农、医、药学科正在蓬勃发展，对实验动物的需求也日益扩大，因此保障高校实验动物使用安全对于科研成果产出、师生身心健康、社会公共安全、集体财产安全等都至关重要[3-5]。

目前高校实验室的安全风险评估过程存在宏观性、主观性、针对性不强、局限于定性分析等不足之处，不能对其安全风险进行具体、客观、精确地评价[6]，且高校实验动物中心存在的安全风险有其独特性，不仅包含一般实验室的安全风险，还具有一些实验动物源性的生物风险，高校安全检查表内容通常与实验动物使用匹配度不高，针对性不强。

DHGF集成法将比较常用的德尔菲法、层次分析法、灰色关联分析法、模糊综合评判法的优点和适用性结合起来，是一种将实践经验和科学理论相结合、从定性到定量的科学评价方法，能增加评价的准确性[7]。该方法广泛应用于工业、农业、物流等各个行业的评价体系，高校工作者也逐渐将该法运用于实验室的安全管理评价[8-9]。

1 DHGF集成法简介

1.1 确定评价指标

收集资料制定评价指标体系草案，通过德尔菲法[10]，进行指标体系的筛选。

(1) 向专家征询意见。采用5级分等评分法，各个指标由5个数字表示其重要程度，“9”表示绝对重要，“7”表示很重要，“5”表示比较重要，“3”表示一般重要，“1”表示不重要。问卷中给出具体的指标及评价要点，通过问卷向专家咨询，进而对指标体系进行修订。

(2) 指标重要值计算。公式如下：

(1)

式中：y为指标重要值;ci为评分等级赋值;ai为等i级评分等级人数;N为专家数量。

(3) 指标筛选。当参与评价的专家都认为该指标“很重要”时，对应的重要值为7，此时认为该指标入选指标体系，低于7的则不进入指标体系。

(4) 确定评价指标体系。确定安全风险评价指标体系集D(n代表指标个数)：

D={D1,D2,…,Dn}

(2)

1.2 确定指标权重

综合专家对各指标的重要程度的判断，采用层次分析法[11]，得出判断矩阵，求出指标权重集W，进行归一化处理，并进行一致性检验，检验权重分配是否合理：

W={W1,W2,…,Wn}

(3)

1.3 灰色理论求灰色权值

(1) 确定评价等级。对评价对象的评价结果进行等级划分，Vp(p=1,2,…,k)表示第p个评价等级的标准值，该标准值越高，表示安全性约高，反之危险性越高。建立评价等级：

V={V1,V2,…,Vk}

(4)

式中，k表示等级的数量。

(2) 确定评价样本量矩阵。评价者根据评价指标体系，综合被评价对象的实际情况，对各指标给出评价数据，构成样本量矩阵。假设有m位评价者参与评价，评价指标有n个，若第i(i=1,2,…,m)位评价者对第l(l=1,2,…,n)个指标的评价样本为dil，所有的评价数据构成样本量矩阵D：

(5)

(3) 确定评价灰类及权矩阵。基于灰色关联分析[12]，确定评估灰类，包括评价灰类的等级数、灰数及白化权函数。灰类根据评价等级，通过定性分析确定。常见的白化权函数有下述3种：

上限测度函数。灰数⊗∈[d1,∞)，白化权函数如下：

(6)

中间测度函数。灰数⊗∈[0,d1,2d1]，白化权函数如下：

(7)

下限测度函数。灰数⊗∈[0,d1,d2]，白化权函数如下：

(8)

式中，d1、d2为阈值，即白化权函数的拐点值。

(4) 确定灰色统计数。根据白化权函数求得对应于第p个评价标准的函数fp(dil)，然后计算出灰色统计数nlp及总灰色统计数nl：

(9)

(10)

(5) 构造灰色评价权值及权矩阵。汇总m个评价数据对于第l(l=1,2,…,n)个评价指标归属于第p(p=1,2,…,k)个评价标准的灰色权值rlp，构造矩阵R：

(11)

(12)

1.4 模糊综合评判

根据评价指标矩阵和灰色权矩阵可得模糊综合评判矩阵B，公式如下：

B=W×R=

(13)

综合评价指标的等级矩阵V，根据最大隶属原则，得出综合评价结果Z，公式如下：

Z=B×VT

(14)

2 实验动物中心安全风险评价指标体系构建

2.1 构建原则[13]

(1) 规范性原则。选取指标应符合国内外行业规范，为进一步应用提供可能。

(2) 科学性原则。本着合理、客观的角度，科学选取能真实反映评价对象潜在安全风险的相关内容。

(3) 系统性原则。通过设置合理的结构和数量关系，涵盖最为重要若干方面，详细、全面反映整体特征。

(4) 可操作性原则。简繁适中，评价简单可行。直观、清晰，保证评价过程顺利进行。

(5) 客观可比性原则。具备普遍适用性和横向可比性，应选取大多数评价对象存在的指标体系。

2.2 指标体系初步构建

实验动物中心安全管理工作涉及面广，内容繁多，参照构建原则，收集文献资料、行业规范，结合国内实验动物设施现状及实际工作经验[14-17]，归纳形成《实验动物中心安全风险评价指标体系(草案)》，其中1级指标5个，2级指标18个，3级指标50个。

2.3 指标体系修订

通过问卷形式征询专家意见，根据式(1)求各指标重要值，重要值≥7，该指标入选指标体系，<7的则不进入指标体系。修订后形成指标体系(见表1)：

参照表1，确定高校实验动物中心评价指标体系集含元素50个：

D={D1,D2,…,D50}

3 DHGF法在高校实验动物中心安全风险评价体系中应用

应用上述算法对实验动物中心安全风险进行系统评价，分析评价对象所面临的风险状况，并检验评价模型的应用能力。

3.1 层次分析法计算指标权重

(1) 指标体系分为3级。按照综合专家意见，对各级指标中的各指标的重要程度，构建判断矩阵，并进行一致性检验，检验结果均符合一致性要求，计算得到总权重集：

表1 高校实验动物中心安全风险评价指标体系(修订)

硬件设施及设备管理A5屏障设施B17结构布局、建筑材料C45HVAC系统C46应急动力与照明系统C47实验动物饲养设施设备B18IVC、隔离包等动物饲养设备的使用C48高压灭菌器等压力容器的使用C49换笼站、垫料倾倒台、生物安全柜等防护性设备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) 各级指标权重分析。对各级指标权重进行分析(见表2)，1级指标中“实验动物微生物控制及感染性物质管理”所占权重最高，说明在实验动物中心的安全管理过程中，要尤其重视此项工作内容，防控生物安全风险。“菌毒种的安全操作”“疑似感染性动物及废弃物处理”“各工作区域操作程序”“灭菌设备的使用”“灭菌效果验证及评价”“安全检查整改与落实”“试剂柜或专用仓库”“生物医疗垃圾、锐器盒处理”这8个指标的权重就占到了52%(按权重大小顺序排列)，其中5项为“实验动物微生物控制及感染性物质管理”下级指标，2项为“安全规章制度”下级指标(见表1)，充分说明这两项工作的重要性。

表2 3级指标综合权重系数排序

3.2 对我校实验动物中心安全管理进行评价

(1) 确定评价等级。将对实验动物中心安全管理工作的评价结果等级划分为：优秀、良好、一般、差。评价等级越高，表示风险越低。建立评价等级：

V={9，7，5，3}

(2) 确定评价样本量矩阵。邀请4位专家对50个指标进行评价打分，构成样本量矩阵D：

(3) 确定评价灰类及权矩阵。根据式(9)、(10)求出灰色统计数nlp及总灰色统计数nl，对应于第1个灰类的统计数为：

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

对于指标D1的总灰色统计数为：

n1=n11+n12+n13+n14=7.55

(4) 构造灰色评价权矩阵。根据式(11)求解灰色权值，r11=n11/n1=0.515 4，r13=0.378 6,r13=0.106 0,r14=0,同理逐一计算，可构造权矩阵R(略)。

(5) 根据评价指标矩阵和灰色权矩阵进行模糊综合评价。由式(13)得出综合评价矩阵B：

B=W×R=[0.519 9 0.376 0 0.104 1 0]

由式(14)得出综合评价结果如下：

Z=B×VT=7.831 7≥7

评价结果7.831 7，介于7～9之间，上海交通大学实验动物中心安全风险状况判定为良好。

4 结 语

结合高校实验动物中心实际存在的安全风险，参考相关条例及行业法规，通过专家调研，建立了高校实验动物中心安全风险评价模型，将DHGF法运用到实验动物中心的安全风险评价中，建立了评价指标体系，在参考专家意见的基础上，把定性评价转变为定量评价，增加了评价的准确性、客观性。

实验动物中心安全管理工作虽然事项繁多，但通过对3级指标综合权重系数的分析，可以判断出各项工作的重要性，按照指标的重要性排序的先后顺序来进行安全工作，能更好的分清主次，抓住关键问题和工作重点，同时对资源进行合理分配。

以实验动物中心作为实例，运用该方法对其安全风险进行评价，结果表明评价对象安全风险评价结果在7～9之间，安全管理情况良好，与实际情况相符，说明基于DHGF法构建高校实验动物中心安全风险评价体系是可行的。该评价体系可以为实验动物中心安全风险防控工作提供参考，也可以作为其他单位实验动物设施安全评价的参考案例，同时该方法可以广泛应用到其他行业的风险评估工作中。