(完整word版)層次分析法與醫(yī)藥方案選擇

1、(2016 2017 學(xué)年第二學(xué)期)課程名稱：醫(yī)學(xué)信息學(xué)概論實(shí)驗(yàn)名稱：層次分析法與醫(yī)藥方案選擇201410407專業(yè)、班級(jí)生醫(yī)141學(xué)號(hào)姓名趙麗莎114課程名稱：醫(yī)學(xué)信息學(xué)概論實(shí)驗(yàn)名稱：層次分析法與醫(yī)藥方案選擇201410407專業(yè)、班級(jí)生醫(yī)141學(xué)號(hào)姓名趙麗莎114(1)報(bào)告撰寫規(guī)范性：A.規(guī)范 B.基本規(guī)范口C.不規(guī)范口(2 )實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義：(2 )實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義：A.明確口 B.基本明確口C.不明確口(3 )實(shí)驗(yàn)原理與方法：A.原理清晰、過(guò)程詳細(xì)口(3 )實(shí)驗(yàn)原理與方法：A.原理清晰、過(guò)程詳細(xì)口B.原理清晰、過(guò)程不詳口C.基本清晰、過(guò)程不詳口D.原理不清晰口(4 )實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：A.

2、具體詳細(xì)口 B.基本明確口C.不明確口(5 )實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果：A.正確口(6 )實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：A.合理口(7 )總結(jié)與體會(huì)：A.深刻口B.B.B.部分正確口C.不正確口部分合理口C.不合理口不深刻口實(shí)驗(yàn)總體評(píng)價(jià)：達(dá)到課程實(shí)驗(yàn)要求情況：優(yōu)秀口良好口中等口及格口不及格口教師簽名：年 月日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求在優(yōu)選藥物方案時(shí)藥品價(jià)格是藥品的主要經(jīng)濟(jì)特性，然而價(jià)格是效力、副作用、適應(yīng)癥、 使用方便程度、社會(huì)綜合用藥經(jīng)驗(yàn)等的綜合體現(xiàn)。選用層次分析方法AHP解決諸多特征對(duì)比的 復(fù)雜決策過(guò)程，選擇出最佳的藥物方案。二、實(shí)驗(yàn)原理與方法層次分析法是對(duì)一些較為復(fù)雜、較為模糊的問(wèn)題作出決策的簡(jiǎn)易方法，它特別適用于那些難

3、于完全定量分析的問(wèn)題。層次分析法簡(jiǎn)單的說(shuō)就是運(yùn)用多因素分級(jí)處理來(lái)確定因素權(quán)重的方 法。它是一種定性分析和定量分析相結(jié)合的評(píng)價(jià)決策方法，它將評(píng)價(jià)者對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的評(píng)價(jià)思維 過(guò)程數(shù)學(xué)化。層次分析法基本思路是評(píng)價(jià)者通過(guò)將復(fù)雜問(wèn)題分解為若干層次和若干要素并在同 一層次的各要素之間簡(jiǎn)單地進(jìn)行比較、判斷和計(jì)算。就可以得出不同替代案的重要度，從而為 選擇最優(yōu)方案提供決策依據(jù)。運(yùn)用層次分析法建模，大體上可按下面四個(gè)步驟進(jìn)行：1、建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型應(yīng)用AHP分析決策問(wèn)題時(shí)，首先要把問(wèn)題條理化、層次化，構(gòu)造出一個(gè)有層次的結(jié)構(gòu)模型。這 些層次可以分為三類：最高層：這一層次中只有一個(gè)元素，一般它是分析問(wèn)題的預(yù)定目標(biāo)或理

4、 想結(jié)果，因此也稱為目標(biāo)層。中間層：這一層次中包含了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié)，它可 以由若干個(gè)層次組成，包括所需考慮的準(zhǔn)則、子準(zhǔn)則，因此也稱為準(zhǔn)則層。最底層：這一層次 包括了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的各種措施、決策方案等，因此也稱為措施層或方案層。2、構(gòu)造對(duì)比較矩陣設(shè)現(xiàn)在要比較n個(gè)因子X二x，,X 對(duì)某因素Z的影響大小，采取對(duì)因子進(jìn)行兩兩比較建立 成對(duì)比較矩陣的辦法。即每次取兩個(gè)因子X和X，以a表示x和x對(duì)Z的影響大小之比，全部 比較結(jié)果用矩陣A二匕鳥表示，稱A為Z - X之間的成對(duì)比較判斷矩陣（簡(jiǎn)稱判斷矩陣）。容易 看出，若x與x對(duì)Z的影響響之比為a，則x與x對(duì)Z的影響之比應(yīng)為a =丄。i j

5、ij j i ji a 定義1若矩陣A二（a ）滿足ij nxna 0ij(ii) aj7 = 0-( i, j = 12a 0ij則稱之為正互反矩陣（易見a二則稱之為正互反矩陣（易見a二1iii = 1,，n）。3、判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)對(duì)判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)的步驟如下：計(jì)算一致性指標(biāo)CI: CI =幾財(cái)nn -1查找相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI。對(duì)n二1,9，Saaty給出了 ri的值，表1-1平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RIn123456789RI000.580.901.121.241.321.411.45RI 的值是這樣得到的，用隨機(jī)方法構(gòu)造500個(gè)樣本矩陣：隨機(jī)地從19及其倒數(shù)中抽取數(shù)字構(gòu)造正互

6、反矩陣，求得最大特征根的平均值九，并定義max一 -n RI = max - n-1計(jì)算一致性比例CR : CR = CRI當(dāng)CR0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以的，否則應(yīng)對(duì)判斷矩陣作適當(dāng)修正。表1-2判斷矩陣的一致性指標(biāo)CI臨界值矩陣階 數(shù)31145678910CL臨界0.0490.0920.1220.1420.161 0.169 0.1780.185值0.1944、判斷矩陣排序的計(jì)算（1）方根法計(jì)算步驟A、A、計(jì)算 Mi m pa i = 1/2/-./ni二丄丄ijJ=1B、計(jì)算Mi的n次方根w = nMDD、計(jì)算最大特征根尢y（Aw）imax - nWii-1c、求特征向量 W -

7、 Wi L Y Wk k-1（2）和積分法A、判斷歸一化a - aij ,i,j = 12,nj a.ijk-1B、矩陣按行相加W- a,i=12,n . .jj-1C、求特征向量W - WD、計(jì)算最大特征根工（aw）imax - W.-1 nWik-1三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、內(nèi)容選取常見的六種青霉素藥物：青霉素、青霉素V、普魯卡因青霉素、芐星青霉素、苯唑西林 和氯唑西林，從防治必需、安全有效、使用方便、價(jià)格合理等指標(biāo)利用層次分析法進(jìn)行比較分 析，從而選擇符合臨床基本醫(yī)療需要的藥物。2、步驟目標(biāo)層A2、步驟目標(biāo)層A圖 1-2 層次分析法的層次模型準(zhǔn)則層B方案層C（1）計(jì)算權(quán)重系數(shù)和一致性檢驗(yàn)指標(biāo)

8、A、輸入第一層子目標(biāo)的兩兩判斷矩陣，并在矩陣F7-L7單元格內(nèi)分別輸入初始化權(quán)重、歸 化權(quán)重、乂aijwj、入i、入max、CI、CR。結(jié)果如下圖所示BCDIFHIJL1一、P二三2: 1 :A總扌 H3第尹層目標(biāo)4二丄石七C1C2“i芒忙1七叮工-二：苯繪西林C5輒哇西林0656-工二V；L. 4產(chǎn)：空七止“7E1BZ陰開-II 嚴(yán).1 - kCICEE；B1U. 251Cl 333394L目Z10B31U. 351Cl 333311器X3圖1-2填寫權(quán)重系數(shù)和一致性檢驗(yàn)指標(biāo)B、在單元格F8輸入計(jì)算初始化權(quán)重的公式“二GEOMEAN(B8:E8)”并回車，用填充柄往下拖 至F11,得到第一層

9、四個(gè)子目標(biāo)的初始化權(quán)重，結(jié)果如下圖所示- e c I r p - -I 1.1 一、尹疋：2 z=t:rii-ii:y . ： Hr *21- - ,；!：. :十九：丄III一冋 J第二層子tl2 T.-C2-=七:; -.苯哇西林融西林C5CE-5一、；a:中殆6l . :r i,. “ : r.r ；TMB2.7. 1.屮a-ii/：: iiCIaRBl1D.2S10. 9333Cja-B2aI42.3?8J10陰1Q.3510. 3335Q 5FT311E45iX53-斶513e-圖1-3計(jì)算初始化權(quán)重C、在單元格G8-G11分別輸入計(jì)算歸一化權(quán)重的公式“二F8/SUM(F8:F11)

10、”、“二F9/SUM(F 8:F11)”、“=F10/SUM(F 8: F11)”、“=F11/SUM(F 8:F11) ”并回車，得到第 一層四個(gè)子目標(biāo)的歸一化權(quán)重，結(jié)果如下圖所示BCDGHTJ.1 一建立目標(biāo)固-3第一子層目標(biāo) 陸殆0需E1悔格會(huì)理理安全械桂用方便昭第二層子目杯5二、卄耳客敲苣系數(shù)-1、卑一層目乖=兩兩岀較科聯(lián)陣T 1BlB2E-jB4r”. 、.+l=i I.+y :LnCICKB：10. 2SI0- 33330.翩9o.i w-a9B2qI目22.辭時(shí)0. 4E5I-B3：L0. 251ij_ 3S330.53TT3:B43(LE311.4顏圖1-4計(jì)算歸一化權(quán)重D、在

11、單元格 H8-H11 分別輸入計(jì)算Zaijwj 的公式 =SUM(B8*G8,C8*G9,D8*G10,E8*G11)”、 “二SUM(B9*G 8,C9*G9,D9*G10,E9*G11)”、“二SUM(B10*G8 , C10*G9 ,E10*G11)”、“二SUM(B11*G8,C11*G9,D11*G10,E11*G11)并回車，得到第一層四個(gè)子目標(biāo)的Zaijwj，結(jié)果如下圖所示1ABCDEFGHITKL :i L-L12.T.引:占止豐|丄君3第子層目標(biāo)肪估細(xì)B1rl.rn；- : :? T1 ： T 冃 hS| 1第層于 目標(biāo)C2： l .：苯哇西林C5氮哇西林C65計(jì)算苦層血總6

12、-苕一目標(biāo),兩兩匕嵋判斷矩牌7B1B2B3陰初抬化權(quán).T瑯工g一CICRB110. 2510. 3333 53730.43399目1422. 3TB0. 4B451.9533101Ou 2510. 33330. 53730.1054Ou 433911_B43U. 5311. 45550.29S71.1355圖1-5計(jì)算ZaijwjE、在單元格18輸入計(jì)算入：的公式二“=H8/G8”并回車，用填充柄往下拖至F11,得到第一層 四個(gè)子目標(biāo)的入在單元格J8、K8、L8分別輸入計(jì)算入甸、CI和CR的公式 = SUM(I8:I11)/4”、 “=(J8-4)/(4-1)”、“=K8/0.9”并回車，得到

13、第一層四個(gè)子目標(biāo)的CI、CR，結(jié)果如下圖所示直I BCDEFGH I I一、建立目標(biāo)圖第二層子目桁1青霉畫V 苗二二誕:工乏査N.-1節(jié)H卿林計(jì)算各層血系數(shù)1- . bUt i :炳t黴判斷拒庫(kù)B1B2B.3B4二-ri：- 壬工：SCICR:1. r.7:1 77II. : VI；| rim.B24142 3784(L 48451.5633丄 03191i.:-11 :h. 53731 1:-|1:.1.: 1i.r1. zC ：:.r-i:.:j丁122Z. J ： I21. ?. ：zl.r-?:.二：21C6ClEI12II. -1111. .0.13580.81556-003322?

14、232. m3.上:cs:-1歸一怖重Z,p1125Cl10.510.500010.65980.10060.71167.072T71563 J26C231232.00002.18220.33332.3335T. 0126、.:n d:1q1. J. 11. J.?.L11.401410.-；1.-1II. -1111. !0.10060.71167. .!2?C520-5121.0000Z1.2&39o. i?a130C610.510.500010.55330.1QC60.7116_L盹T.-I 圖1-7其他各 目標(biāo)比較矩陣 求解C2C3Cl121誌01510.5C3

15、121C4232C!0 .10.6C6232ClC2:Cl1z1Cl0.51o.sC3121C41210I21J0 :1.=-圖1-8其他各目標(biāo)比較矩陣求解（2 ）2、組合權(quán)重系數(shù)計(jì)算在單元格F55內(nèi)輸入計(jì)算公式“二SUMPRODUCT（B$53:E$53,B55:E55）”回車，用填充柄 往下拖至F60，得到組合權(quán)重系數(shù)，結(jié)果如下圖所示丸三、i-算組合板生系數(shù)弟一層丄口勞E1E2EME4組合權(quán).重排序歸一化權(quán)重L. 1UJCU. AS45D. 10940. 296T第一層工日礫尸一化權(quán)董肓霉盍C10. 25900. 1C0G).1翊D. 1210. 1508q.1熾0. 3328D. 0S3

16、60. 0961U. 口汁1首魯卡因青蠱薫0. 135 Sn. 1 巧 11.1仍n. 1 r.0.1316卡圣青雷素C4.昭E0. 1C0C27710.19210. 1442E苯哇可林Jb0. 2590U. 1921J. 033&0.1921U. lK7b2瓢塵西林“0. 1 353n. 1 rnf,1. 277：0. 0961A. 12；.4F圖1-9組合權(quán)重系數(shù)計(jì)算3、計(jì)算六種青霉素的組合權(quán)重系數(shù)，并將其排序結(jié)果如下表所示表1-3組合權(quán)重系數(shù)種類組合權(quán)重排序冃霉素0.15084青霉素V0.21381普魯卡因青霉素0.18163卜星冃霉素0.14425苯唑西林0.18752氯唑西林0.12

17、246可以看出選擇藥品的優(yōu)先順序依次為青霉素V、苯唑西林、普魯卡因青霉素、青霉素、芐星 青霉素、氯唑西林。該實(shí)驗(yàn)利用層次分析法所需定量數(shù)據(jù)信息較少、簡(jiǎn)潔實(shí)用的特點(diǎn)，采取定性分析和定量分 析相結(jié)合的評(píng)價(jià)決策方法，通過(guò)將復(fù)雜問(wèn)題分解為若干層次和若干要素并在同一層次的各要素 之間簡(jiǎn)單地進(jìn)行比較、判斷和計(jì)算。從而得出不同替代案的重要度，選擇出最優(yōu)藥物方案。但層次分析法也存在一定的缺點(diǎn)：不能為決策提供新方案；定量數(shù)據(jù)較少，定性成分多， 不易令人信服；指標(biāo)過(guò)多時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量大，且權(quán)重難以確定；特征值和特征向量的精確求法比 較復(fù)雜五、總結(jié)與體會(huì)通過(guò)該實(shí)驗(yàn)我對(duì)層次分析法有了一點(diǎn)的了解，它是對(duì)一些較為復(fù)雜、較為模糊的問(wèn)題作出 決策的簡(jiǎn)易方法，它特別適用于那些難于完全定量分析的問(wèn)題。層次分析法簡(jiǎn)單的說(shuō)就