世界卫生组织（WHO）多次警告要高度关注由未知病原体引起的可能导致全球大流行的“X疾病”，其中严峻的挑战之一是许多国家和地区都将面临医疗救治资源短缺[1-2]。新发突发传染病疫情的反复性与不确定性可能造成医疗救治资源供需矛盾突出，个人防护物资不足、医院床位紧缺、救治设备供不应求等是制约疫情防控和患者救治的重要因素[3]。为有效应对资源短缺带来的影响，通常采取在全国各地调配医疗物资、医护人员、建造应急医院等以增加临时医疗救治容量[4-5]。但是当疫情传播不能短期内被控制，累积病例继续增加时，医疗系统承受着巨大的压力，面临着医疗救治资源短缺或者耗竭。

目前国内外针对重大传染病疫情已进行多项研究，多聚焦于资源管理和分配机制[6-7]，已有部分研究针对疫情下医疗救治资源短缺的成因进行了分析，但大多停留在整体描述和定性分析阶段，对于深层次的成因分析和解决方案探讨较少。医疗救治资源短缺问题不仅仅是当前疫情期间的现实挑战，更是关系公共卫生安全和医疗系统发展的重要理论议题。有效解决重大疫情下医疗救治资源短缺问题，是提升突发公共卫生事件应对能力面临的重大理论和现实需要。而首先要解决的是重大疫情下哪些风险因素会造成医疗救治资源短缺，最重要的风险因素是哪些？为了回答上述问题，本研究利用模糊故障树分析法，通过查阅相关文献构建重大传染病疫情下医疗救治资源短缺故障树模型；基于专家咨询和模糊集理论相结合的方法计算故障树底事件发生概率，识别影响医疗救治资源短缺的关键因素，确定主要风险因素，为制定针对性的预防措施提供理论支持。

1、研究方法

故障树分析法（fault tree analysis,FTA）是对复杂系统进行可靠性和安全性评价的系统故障分析方法，传统的FTA需要精确的基本事件发生概率进行定量计算。为解决这一问题，本研究将FTA与模糊集理论结合，用模糊数替代不够准确的概率进行风险概率分析[8-10]。

1.1故障树建立

以“重大传染病疫情下医疗救治资源短缺”为顶事件（T），通过逐级逻辑推理，详细列出导致顶事件发生的所有基本事件。根据建立的故障树，采用下行法求解最小割集，即引起顶事件发生的最小基本事件组合。每个最小割集代表导致顶事件发生的一种路径，比较这些割集可初步判断底事件对顶事件发生的重要性。

1.2风险概率分析

利用基本事件的发生概率计算顶事件及中间事件的发生概率、底事件的重要度，分析它们对顶事件发生的贡献。

1.2.1确定基本事件模糊概率。

邀请专家学者使用低风险（L）、较低（FL）、中（M）、较高（FH）和高（H)5种评价语言判断基本事件的发生风险，并将结果转化为模糊数。采用三角形和梯形隶属函数，结合λ截集进行模糊集合分析处理专家评价结果。评价语言隶属函数图如图1所示，隶属函数及λ截集见表1。

图1模糊语言隶属函数图

基于左、右模糊排序法计算基本事件概率平均模糊数Pi，根据公式3.1～3.7转换为模糊可能性值（FPS），进而转化为模糊失效概率（FFR），即得到故障树中底事件的概率。

表1模糊数形式和λ截集

1.2.2计算顶事件概率。

根据基本事件的发生概率和逻辑门计算公式，逐层向上计算中间事件和顶事件概率。逻辑“与”门、“或”门的计算公式分别为：

其中，n代表基本事件的总数量，P(Xi）代表基本事件Xi的发生概率，P(T）代表顶事件发生的概率。

1.2.3计算基本事件概率重要度和临界重要度。

概率重要度IP(Xi）评估基本事件发生概率对顶事件发生概率变化的影响程度，范围为0～1[11]。IP(Xi）越大，事件对顶事件发生的影响程度越大。临界重要度IC(Xi）衡量基本事件发生概率微小变化对顶事件概率的相对影响率，结合了事件概率和影响程度进行评估。计算公式如下：

其中，Q(q1,q2,⋯,qn)表示故障树顶事件发生概率函数。

2、研究结果

2.1故障树模型构建

以“重大传染病疫情下医疗救治资源短缺”为顶事件T，参考相关文献资料，将发生原因分为医疗系统因素、人群因素、政府因素和社会因素4个方面，并向下分次级指标，构建完整的故障树模型。医疗系统因素是指由于医疗系统内人员、床位、患者救治流程等因素引起医疗救治资源短缺，主要包括医护人员不足、消耗性防护用品短缺和医疗救治流程混乱及设备短缺3个方面。其中，医护人员轮休、感染、职业畏惧和配备不足都会导致人员数量不足；从消耗性防护用品来看，其短缺的原因主要在于医疗机构前期预储备不足和需求量短时激增；医疗救治流程及设备方面，既包括患者分流机制和医防融合不够的流程问题，也存在普通床位、ICU床位和救治设备的短缺。

人群因素涵盖人群的认知心理状态异常和易感性高，对疾病的恐慌情绪、从众心理和缺少对疾病的认知等异常心理状态会驱使群众过度囤积物资[12-13]，易感性则可能源于脆弱人口占比、人口流动大和病毒的高传染性[14-15]。

政府因素主要从应急响应不足和资源配置决策滞后展开。其中，应急响应方面包含信息化建设不足、信息披露机制不完善和防控政策严格程度等[16]；资源配置决策包括现存资源配置延迟和资源新增不及时。

社会因素主要从企业生产力受限、物资流通困难和社会参与不足3方面考虑，医疗防护用品生产厂家停工停产和缺少生产原材料都会严重影响到企业生产力；同时，重大疫情下的道路交通管制、配送人员不足和医疗资源价格管控失调也妨碍了物资顺畅流通，社会参与包括群众动员和社区防控能力不足。

确定顶事件、中间事件和基本事件后，将顶事件作为树的根节点、基本事件作为树的叶节点，使用逻辑“与”门、“或”门连接不同层级的事件，以描述事件之间的逻辑关系。以“重大传染病疫情下医疗救治资源短缺”为顶事件，往下从医疗系统因素、人群因素、政府因素和社会因素4个方面展开。这4个中间事件中任意一个发生，都会导致顶事件发生，因此选择“或”门连接。据此原理，根据事件发生的逻辑关系确定事件间的连接门。

根据建立的故障树逻辑结构绘制出故障树（图2），其中重大传染病疫情下医疗救治资源短缺（T）为顶事件，Y1～Y14为中间事件，X1～X29为基本事件，具体事件名称及编码如表2所示。

图2重大传染病疫情下医疗救治资源短缺故障树

表2故障树事件编号和名称

2.2风险概率分析

依据本文构建的故障树模型，利用下行法逻辑原则，可得到：T=Y1+Y2+Y3+Y4=(Y5+Y6+Y7)+(Y8+Y9)+(Y10+Y11)+(Y12+Y13+Y14)=X1+X2+X3+⋯⋯+X28+X29。因此，最小割集为：{X1}，{X2}，{X3}⋯⋯{X28}，{X29}，即各底事件构成最小割集，每个最小割集均包含一个底事件。

2.2.1基本事件发生概率。

为了使基本事件发生概率的评价结果更加准确，本研究邀请5名专家参与调查。经过计算，本研究中所邀请的专家权威系数Cr=0.857 5，专家权威性较高。对5位专家的评价意见进行平均，以综合他们的观点并获得更可靠的评估结果，同时也可以确保每名专家的意见对最终结果的影响相同。将专家评价转化为隶属度，利用表1中的隶属函数和公式3.1～3.7计算得出基本事件的发生概率（表3）。

2.2.2顶事件及中间事件发生概率。

根据表3基本事件的发生概率，利用公式3.8～3.9计算得出顶事件及中间事件的发生概率（表4）。顶事件的发生概率为21.481%；次顶事件中，医疗系统因素（Y1）发生概率最高（8.957%），其次是社会因素（Y4)(5.580%）和人群因素（Y2)(4.878%），最后是政府因素（Y3），发生概率为3.975%。剩余10个中间事件中，发生概率最高的是医疗救治流程混乱及设备短缺（Y7)(4.147%），接着是医护人员不足（Y5)(3.348%），其次是人群认知心理状态异常（Y8）、人群易感性高（Y 9）、应急响应不足（Y 1 0）和物资流通困难（Y13），最后消耗性防护用品短缺（Y6）、资源配置决策滞后（Y11）、企业生产能力受限（Y12）、社会参与不足（Y14）的发生概率相对较低，均低于2%。

表3基本事件发生概率

表4中间事件及顶事件发生概率

综合计算结果可得到故障树模型及事件发生概率（图3）。

2.2.3基本事件概率重要度。

根据基本事件的模糊发生概率和故障树模型，利用公式3.10计算得出基本事件的概率重要度，具体结果见表5。29个基本事件的概率重要度的大小排序：X2=X6>X7>X1=X4=X10=X12=X17=X19>X8=X11=X13=X 1 4=X 2 0=X 2 6=X 2 8>X 9=X 1 6=X 2 7=X 2 9>X5=X24>X15=X21=X23=X25>X3=X18=X22。

2.2.4基本事件临界重要度。

按照公式3.11计算得出基本事件临界重要度（表6）。各基本事件临界重要度按大小排序：X2=X6>X7>X19>X4=X10=X12=X17>X1>X8=X28>X11=X13=X14>X20=X26>X9=X16=X27=X29>X5=X24>X15=X21=X23=X25>X3=X18=X22。

3、讨论

3.1重大疫情下医疗救治资源短缺成因分析

综合计算结果可知，风险最高即发生概率、概率重要度和临界重要度数值均排在前3位的基本事件：医护人员自身感染（X2）、医疗救治需求量短时激增（X6）和患者分流机制不合理（X7），且都属于中间事件医疗系统因素（Y1）。说明这些基本事件是影响医疗救治资源短缺发生的最主要风险因素。

3.1.1医护人员自身感染。

在重大疫情时，医护人员自身感染比较常见。截至2020年3月26日，中国报告的不同地区或医院医务人员新冠病毒感染数占总感染人数的比例约为3.67%～28.9%[17]。WHO于2020年9月17日报道的数据中显示，新冠病毒确诊病例中医护人员占比约为14%，在部分国家甚至达到35%[18]。疫情初期，由于医疗救治资源需求短时间内急剧增加，部分医疗机构无法及时提供充足的个人防护装备，医务人员在长时间接触感染患者时，缺乏足够的防护措施。如果病毒毒性强、传播快，会极大增加医务人员自身感染风险。另一方面，在应对疫情的高强度工作环境下，医务人员的疲劳、焦虑或紧张等情绪，容易导致其自身免疫力下降或者在技术操作中出现风险环节，可能导致交叉感染的发生[19]。同时，感染的医护人员可能成为传播病毒的新源头，增加院内或院外人员的感染风险。

图3故障树模型及事件发生概率

注：基本事件（X）发生概率单位为×10-3，中间事件（Y）和顶事件（T）发生概率单位为%。

表5基本事件概率重要度

表6基本事件临界重要度

医护人员是医疗系统的核心资源，其自身感染不仅会影响个体健康，还可能导致医疗服务系统的连锁反应，引发人员调配困难、医院全部或者部分科室停诊、患者等待时间过长、对患者救治不及时、加剧疫情扩散等一系列问题。因此，医护人员感染病毒后应优先获得治疗，以确保能够尽快康复并返回工作岗位，维持医疗系统的正常运转[20]。

3.1.2医疗救治资源需求量短时激增。

医疗救治资源需求量短时激增（X6）是另一个关键因素，特别是在疫情初期或高峰期间。大量患者涌入医院，导致医疗救治资源急剧消耗和救治压力增加，超出医疗机构现有资源的承载能力，出现资源供不应求、服务供给不足，甚至资源匮乏和服务崩溃的情况。以COVID-19的暴发为例，病毒传播渠道多、速度快、范围广，导致在短时间内大量人群感染和就医需求增加。这种增加既包括有就医需求的急诊患者、慢病患者，也包括无实际就医需求，因为恐慌而出现的从众求医行为。医疗机构如果未能迅速调整流程或者鉴别患者，则面临医疗挤兑。疫情期间，许多国家的医院超负荷运转，面临床位不足、医疗设备短缺、患者等待时间延长、医护人员工作负荷增加等，导致对患者诊断和治疗的准确性受到影响[21]。同时，许多地区的医疗系统在疫情前未能预见性准备床位、呼吸机等资源，再加上医疗救治资源分布不均匀，导致在疫情暴发时，医疗资源集中度不高或者基础设施落后的地区会更容易达到资源供应极限，发生资源短缺的情况[22]。

3.1.3患者分流机制不合理。

患者分流包括医院外分流和院内分流，院外分流是建立在分级诊疗制度基础上，将常见慢性病在社区或基层医疗机构解决[23-24]。如果没有建立严格的分级诊疗机制，严重病例和轻症病例无法得到有效分流，本来应该在基层医疗机构就诊的患者来到医院就诊，增加了医疗救治资源的消耗，影响病情严重患者及时就诊和救治资源合理利用[25]。院内分流主要是指感染患者与非感染患者的分流，有限的医疗救治资源如何分配到不同患者，是优先感染患者还是优先有急救需求的患者，是一个两难的问题[26]。另外，缺乏准确、实时的疫情数据和预测模型，未能为制定有效合理的患者分流策略提供依据。缺乏跨机构、跨地区的协调和信息共享机制，不同医疗机构之间信息流通不畅，无法实时分享床位、医护资源的使用情况和病患情况。信息系统的障碍使得医院之间的患者分流难以有效实施，导致医院难以做出及时的资源调整和配置决策。因此，诸多因素引起的患者分流不当可能导致局部医疗系统在短时间内承载过多的患者，超出其正常运转能力。

3.2针对主要风险因素提出建议

概率重要度和临界重要度排在前3位的基本事件均属于医疗系统因素（Y1）类别，因此，重大疫情下医疗系统因素是导致医疗救治资源短缺的最重要中间事件。高概率重要度和临界重要度的事件概率发生变化时，顶事件发生概率也会随之出现较大幅度变化，若能有效降低此类基本事件的发生概率，则可最大程度降低顶事件发生概率。针对本研究中导致医疗救治资源短缺的主要原因，提出以下建议。

3.2.1加强医护人员的感染预防培训和应急演练。

加强医护人员的感染预防培训。一是医护人员具备识别感染源的能力，日常应加强对非传染科医生开展传染病知识和感染防护培训。二是当感染暴发时，医疗机构应确保为医护人员及时提供充足的个人防护装备，并根据感染风险的不同提供不同级别的防护设施。三是对医护人员进行正确佩戴和使用个人防护用品、有效手卫生、控制感染等培训，提升医务人员在疫情风险下避免感染的能力。医疗机构和管理部门建立严格的感染控制指南和操作规范，组建感染控制团队定期监督实施情况，及时发现和解决潜在的感染问题，减少交叉感染的风险。通过定期培训和检查，提高医务人员对感染控制措施的遵守度，减少操作中的疏忽和错误。

加强重大疫情下医护人员面临医疗资源短缺时的专项应急演练。首先，在医疗需求激增期间，演练轮班安排和工作时间管理，减少长时间工作负荷，尽量保障医护人员的休息时间。其次，建立医护人员良好的心理支持机制，对医疗救治资源激增带来的心理负荷、恐慌、无助、情绪崩溃等，给予及时的心理支持。

3.2.2建立医疗救治资源需求激增的应急响应机制。

建立医疗救治资源短缺应急响应机制，确定各类医疗救治资源短缺标准和级别，不同短缺级别采取不同的应急预案。建立增建临时医疗设施、医疗救治资源调配、跨区域人员调配的适用条件，建立重大疫情下医院内和医院外的患者分流预案和患者救治优先准则，确保在需求激增时能够有效地利用有限的医疗救治资源。加强医疗机构内部及与政府部门、公共卫生机构之间、医疗机构之间的信息共享，确保各方能够及时、准确地共享关键的资源信息，以便对医疗救治资源开展有效调配和紧急响应。同时，在医疗救治资源需求激增应急预案中，及时发布医疗救治资源存量信息，指导和动员普通群众合理利用医疗资源。加强应急演练和评估，确保在疫情暴发时能够迅速调动资源，合理利用资源，有效应对医疗救治资源短时激增。

3.2.3制定与实施有效的患者分流策略。

建立健全数据采集系统，加强医疗机构之间的信息共享和沟通，确保各医疗机构能够及时共享疫情数据和资源利用情况，为调配资源和优化分流决策提供科学依据。结合地区实际情况和疫情动态调整分流策略，确保资源合理配置和医疗服务利用最大化。针对传染病特性和医疗资源分布情况，制定清晰明确的患者分流准则和标准。综合评估患者病情、医疗资源存量、恰当转运路径和适宜医疗机构等方面，确保患者能够在最合适的医疗机构得到治疗。完善分流应急预案，包括分流机制的具体实施方案、人员培训、设备准备等内容。加强对公众的健康教育，提升公众对于分流措施的理解和配合，引导其根据病情严重程度选择就医地点，配合分流措施，减少因公众恐慌或误解而导致的不合理就医行为。

4、结论

本研究利用模糊故障树分析法，将可能导致重大传染病疫情下医疗救治资源短缺因素进行了逻辑上的归纳和整合，构建了医疗救治资源短缺的故障树模型。将模糊数学理论与故障树分析法结合，对重大传染病疫情背景下医疗救治资源短缺的成因进行定性和定量分析，发现医护人员自身感染（X2）、医疗救治资源需求量短时激增（X6）和患者分流机制不合理（X7）是医疗救治资源短缺的主要风险因素，医疗系统因素（Y1）是导致医疗救治资源短缺的最重要中间事件，结果可以为重大疫情下医疗救治资源准备提供理论依据。

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基金资助:教育部人文社会科学研究规划基金(23YJAZH166);国家自然科学基金(71503075);

文章来源:熊昌娥,彭欣怡,王洪元.重大疫情下医疗救治资源短缺成因与风险概率分析[J].中国医院,2024,28(12):16-22.