大众滑雪运动伤害影响因素ISM模型的构建
——基于Haddon矩阵

张 淼，于淑坤，2，张立岩，姜 博，韩 梅

(1.北华大学 护理学院，吉林 吉林132013；2.北华大学附属医院 护理部，吉林 吉林132011；3.北华大学附属医院 骨科一区，吉林 吉林132011)

随着我国3 亿人参与冰雪运动计划及冬奥会筹备工作的持续推进，滑雪逐渐成为大众受欢迎的体育项目。但滑雪具有一定危险性，国外研究显示，非专业滑雪者伤害发生率约为0.5%～0.7%/1000 滑雪日[1]，严重滑雪运动伤害导致双板滑雪者总死亡率为4%，单板滑雪者死亡率为1.9%[2]。我国近年来暂无大规模大众滑雪运动伤害流行病调查，小样本调查伤害发生率较高，约为17.8%～44%[3-4]。因此，探究滑雪运动伤害影响因素是安全开展大众滑雪运动、预防滑雪运动损伤的关键所在。大众滑雪运动伤害影响因素众多且错综复杂，然而笔者发现现有研究对其缺乏深入性、系统性且量化的剖析。

解释结构模型(Interpretative Structural Model，ISM)是通过数学计算将有所属关系的影响因素进行整合，建立层级结构有向模型，适用于分析复杂系统的结构问题的一种方法[5]。利用Haddon 矩阵归纳总结滑雪运动伤害影响因素，在此基础上建立ISM 模型，分析各个影响因素之间的相互作用，为大众滑雪运动伤害预防策略的提出提供理论指导。

1 资料来源与研究方法

1.1 资料来源

1.1.1 Haddon 矩阵理论与运动伤害 Haddon 矩阵是用“3 个阶段、3 种因素”分析伤害发生原因及影响因素的一种理论方法[6]。该矩阵把伤害事件的时间分为伤害发生前、发生时、发生后共3 个阶段；将导致伤害的因素分为宿主、媒介因子、环境3 种因素。通过时间、因素两个维度同时对伤害事件发生原因进行分析，并用矩阵表格更直观地罗列这些影响因素。

我国伤害流行病学奠基人之一王声湧[7]将伤害定义为:对身体造成损伤，影响了正常活动，需要医治或看护。1986年美国国家卫生统计中心将运动伤害纳入到伤害统计标准中，数据显示意外伤害约1/5 与运动有关[8]。根据伤害调查指南兼顾世界卫生组织推荐最新国际疾病分类标准(ICD-10)，结合大众滑雪运动的特点，本研究伤害统计标准为在过去的1年中，凡满足以下4 种情况中的任意一种，即可视为发生过大众滑雪运动伤害:1)因滑雪运动各种原因而导致肉眼可见的皮肤伤口/淤血/肿胀/皮肤颜色改变；身体某部位明显疼痛/不适/流血/外形改变者；2)因滑雪运动损伤后，经医疗单位诊疗，且被诊断为某一类损伤(包括心理损伤)者；3)滑雪运动期间由家人、老师、同事或同伴对其作紧急处置或看护的受伤者；4)因滑雪运动导致损伤(包括心理损伤)而请假(休工、休学、休息)半日以上者。

1.1.2 影响因素的筛选 通过检索2010年1月—2019年12月CNKI、万方、维普中文数据库，输入关键词“滑雪运动伤害”“滑雪运动损伤”“影响因素”。PubMed、Cochrane library、EMbase 外文数据库，输入关键词根“ski∗”“snowboard”“injury∗”“risk∗”“factor∗”，检索符合要求的中英文文献共621 篇，提取文献中所涉及滑雪运动伤害影响因素，最终经德尔菲专家咨询法共筛选55 个具体因素并将其归纳至Haddon 矩阵(表1)。

表1 大众滑雪运动伤害影响因素Haddon 矩阵Table 1 Haddon matrix of influencing factors of mass skiing injuries

1.2 研究方法

1.2.1 基于Haddon 矩阵编制大众滑雪运动伤害影响因素问卷 结合表1，编制大众滑雪运动伤害影响因素调查问卷。2019年10月—12月，随机抽取吉林市内4 个滑雪场，其中包括2 个拥有标准赛道滑雪场，2 个普通游玩滑雪场，采用便利抽样的抽样方法，随机调查滑雪场内滑雪者400 人。纳入标准为:1)自愿参与调查，在滑雪场内正在或准备参与滑雪运动者；2)非第一次体验滑雪运动者。排除标准:1)专业滑雪运动员；2)阅读或书写障碍困难者；3)具有交流障碍者。

问卷共包括55 个影响因素条目，采用视觉评分法，从“1 分”到“5 分”代表着滑雪者认为此条影响因素导致滑雪运动伤害的相关性逐渐升高。此问卷权威系数为0.85，问卷总体信度检验Cronbach’ɑ 系数为0.83，总体KMO(Kaiser-Mayer-Olkin)值为0.79，Bartlett 的球性检验度检验近似χ2值为2 114.76，显著性达到0.00，表明该问卷信度与内容效度较好。

1.2.2 ISM 模型构建原理 通过问卷调查结果，对55 个影响因素进行降维处理，提取公因子，公因子即为ISM 模型的基本因素，根据数据计算构建ISM模型。其构建步骤:1)提出问题；2)收集和初步整理问题的影响因素；3)成立ISM 专家小组对影响因素进行总结，讨论并确定各个影响因素间的二元逻辑关系，成立邻接矩阵；4)通过对邻接矩阵计算或逻辑推断得到可达矩阵；5)对可达矩阵进行计算分析，为大众滑雪运动伤害发生影响因素划分层级，明确因素间相互关系，绘制ISM 模型。根据Haddon矩阵，结合大众滑雪运动伤害特点，使用SPSS 20.0软件对55 个影响因素提取公因子，通过MATLAB 2018 软件计算邻接矩阵与可达矩阵，最后构建大众滑雪运动伤害影响因素ISM 模型。结合本研究，其ISM 模型构建原理如图1 所示。

图1 大众滑雪运动伤害影响因素ISM 模型构建原理Figure 1 Construction principle of ISM of influencing factors of mass skiing injuries

2 结果分析与讨论

2.1 大众滑雪者基本特征

本研究共发放问卷400 份，回收398 份，剔除无效问卷后，有效问卷为387份，有效回收率96.75%，使用SPSS 20.0 软件对所得数据进行分析，大众滑雪运动者基本特征结果见表2。

研究结果显示，1年内发生过滑雪运动伤害的人数为120 人，大众滑雪运动伤害发生率为31.00%(以下简称伤害发生率)。在这些伤者中，双板滑雪者所占比例为52.50%，高于单板滑雪者(47.50%)；接受调查的男性多于女性，且男性受伤比例较大(72.50%)。另外，73.34%的伤者年龄集中于18～60 岁，虽然学历在大学及以上伤者人数较多为82 人，但总占比较小(27.07%)，低于初中及以下(32.50%)、高中学历(56.82%)的伤害发生率。此外，近一半滑雪运动伤害发生者(55.83%)的身体质量指数(Body Mass Index，BMI)≥25 为超重状态，且69.17%的伤者滑雪年限低于2年。

近年来国外部分地区滑雪运动伤害发生率呈下降趋势[1，10]，但此次调查伤害发生率高于杜凤魁、谢景春等人[3，11]的研究结果，这可能与研究纳入滑雪运动伤害的统计标准更加细化明确，调查对象对“滑雪运动伤害”的时间范围、损伤程度、统计条件等理解更加深入有关；此外，结果表明双板伤害发生率略高于单板，这与多项研究结果相似[10，12]，其中双板滑雪者膝关节损伤率显著高于单板滑雪者，主要原因是一方面膝关节为人体运动解剖结构薄弱部位，另一方面因单板滑雪转弯走刃或大小回旋时双脚同时配合重心转移，滑行过程中对膝关节的压力相对较小，进而损伤率小于双板滑雪；滑雪者身高与体重间的关系用BMI 指数来表示，运动者肥胖或身体素质状况不佳，已是公认的导致运动伤害发生的危险因素[13]，调查结果中超重滑雪者发生伤害的原因可能与日常营养失调、活动量少、滑雪时灵活度较低相关；值得注意的是，滑雪年限在2年内伤害发生率最高，初学者可能因为滑雪经验不足，无法在高速紧急状况下作出快速反应从而导致伤害事件的发生。同时国外研究显示，相比于初、中级滑雪者，滑雪年限较长者发生严重伤害事件比例更高[14]，高速滑行时加入如跳跃、快速转弯等高难度动作易导致滑雪者发生严重颅脑外伤、脊柱骨折甚至死亡等严重伤害事件。

表2 大众滑雪运动者基本特征Table 2 Basic characteristics of mass skiers

2.2 大众滑雪运动伤害影响因素ISM 模型的建立

2.2.1 提取公因子与命名 问卷的3 个维度KMO值分别为0.72、0.76、0.81，均大于0.50，表明各项影响因素具有较强相关性，适合做因子分析。对55个具体因素进行降维处理，选取特征根大于1 的值，将公因子进行最大方差法旋转并要求方差累计率达到85%[15]。最终共提取19 个公因子集团F(表3)，所得的19 个公因子结合滑雪运动特点与专家意见命名并编码如表4 所示。

因子分析基本思想是将联系比较紧密的几个变量归为同一个类别。以各个变量的相关系数为基础，同一类别即为公因子，它们有着相同的基本特征。提取反映原始变量特征后，需要对公因子加以解释赋予实际意义，即为命名的过程。例如表3 结果中，F1对“滑雪运动者”维度的方差贡献率为14.664%，根据SPSS 20.0 软件计算得出:Haddon 矩阵(表1)中滑雪者年龄、性别、教育水平、经济收入、滑雪者身高与体重、视力等因素具有强相关性，总结这些因素的共同特征，最终将编码F1命名为“滑雪者自身条件”。以此类推，最终获得19 个公因子，Haddon 矩阵中3 个维度的总方差贡献率均>85%(表3)，则说明这19 个公因子能够很好地保留大众滑雪运动伤害影响因素Haddon 矩阵内55 个具体影响因素的基本数据信息。

表3 因子初始特征值的方差贡献率Table 3 Variance contribution rate of the initial eigenvalue of factors

表4 大众滑雪运动伤害影响因素Table 4 Influencing factors of mass skiing injuries

续表4

2.2.2 成立ISM 小组，各公因子间二元关系的确定 邀请课题负责人、滑雪指导员、骨科医生、常驻滑雪场医生等10 位专家成立ISM 小组，采用德尔菲法识别19 个公因子间二元关系，经讨论汇集各专家意见后，最终确定各个公因子之间逻辑关系，因子间的二元逻辑关系(Fi与Fj)被定义为:

因素间二元逻辑关系见图2。

图2 大众滑雪运动伤害影响因素的二元逻辑关系Figure 2 Binary logical relationship of influencing factors of mass skiing injuries

2.2.3 连接矩阵的构建 连接矩阵是用来描述因素间关系的数字矩阵，由图2 赋值得到，赋值后得邻接矩阵A。矩阵A的元素aij赋值定义为:(1)当i＝j时，则aij＝0；(2)当i≠j时，若Fi与Fj之间的关系为V，则aij＝1，aji＝0；(3)若Fi与Fj之间的关系为A，则aij＝0，aji＝1；(4)若Fi与Fj之间的关系为X，则aij＝aji＝1；(5)若Fi与Fj之间的关系为O，则aij＝aji＝0。赋值后连接矩阵A如图3 所示。

2.2.4 可达矩阵的建立 可达矩阵是对层次结构模型的数据解释，表示系统内某一因素到另外因素之间的联系通道。可达矩阵M 计算原则遵循布尔运算原则即:0＋0＝0；0＋1＝1；1＋0＝1；1＋1＝1；0∗0＝0；0∗1＝0；1∗0＝0；1∗1＝1，以邻接矩阵A为基础，幂次方运算需满足公式(1)成立为止，I 为单位矩阵[16]。使用MATLAB 软件，输入程序语言及邻接矩阵A 后经过4 次迭代得出可达矩阵M(图4)。

图3 邻接矩阵AFigure 3 Adjacency matrix A

图4 可达矩阵MFigure 4 Reachability matrix M

2.2.5 影响因素的层次结构划分 使用MATLAB软件输入运算程序及可达矩阵M，推算可达矩阵的层级关系。输出层级划分如表5 所示。随后求出每个集合的可达集合R(Fi)，即可达矩阵中Fi所在行中值为1 的所有列，表示元素Fi所能到达的路径；前因集合Q(Fi)，即可达矩阵中Fi所在列中值为1的所有行，表示能到达元素Fi的路径；最后求出可达集合与前因集合的交集R(Fi)∩Q(Fi)，集合运算结果代表因素间的相互关系，具体见表6。

表5 大众滑雪运动伤害影响因素ISM 模型层级分解Table 5 Hierarchical decomposition of ISM for influencing factors of mass skiing injuries

表6 因素可达集、前因集及其交集Table 6 Factors’ reachable set，antecedent set and intersection set

续表6

2.2.6 大众滑雪运动伤害ISM 模型的绘制 依据层级分析结果，将同级影响结果画在同层面上，并用单、双箭头表示表6 中交集阐述的相互关系。大众滑雪运动伤害影响因素的ISM 模型绘制如图5 所示。由建立的模型来看，大众滑雪运动伤害影响因素被分为5 个层级(L1-L5)，第1 层到第5 层各层级间存在递进关系，上一层级受下一层级的影响；各因素间使用箭头连接，箭头指示方向即为受影响的因素。

2.3 大众滑雪运动伤害影响因素ISM 模型分析

2.3.1 明确深层根本因素 如图5 所示，第5 层级(L5)的4 个影响因素:滑雪者自身条件(F1)、滑雪者相关认知(F2)、滑雪场安全检查与措施(F16)、天气情况(F14)位于ISM 模型的最底层，很有可能是造成滑雪运动伤害发生的根本原因。滑雪者自身条件如性别、年龄、学历等一般情况，已被多项研究证明是发生滑雪运动伤害的重要影响因素，且因素间存在显著差异[17-19]。一项随机对照研究结果显示，滑雪期间视觉与听觉受到相同干扰时，女性滑雪者平衡能力高于男性滑雪者[18]，且女性受伤率小于男性。另外，不同年龄组间伤害发生率由高到低依次为青少年>老年人>儿童，青少年与老年人或儿童相比，滑雪时更敢于挑战高难度，且更乐于追寻刺激的滑雪体验，其伤害发生率也就随之增加[17，19]；滑雪者相关认知(F2)也为根本影响因素之一，从“知、信、行”理论模式来看，认知是行为改变的基础，信念和态度是行为改变的动力。认知则是三者递进关系中最为关键的环节，滑雪者缺乏安全滑雪相关认知，从而无法建立安全滑雪信念，最终导致其做出一系列滑雪危险行为。这与一项对602 个滑雪者滑雪安全知识标准化问卷的调查结果相一致，即滑雪者对滑雪知识、安全、对紧急救护的认知与滑雪运动安全开展呈显著相关(P<0.005)，滑雪相关认知的得分越高，伤害发生率则越小[20]；滑雪场安全检查与措施(F16)也是根本因素中的重要组成部分，我国滑雪场数量增长迅速，从1983年14 个增加到2017年703 个[21]，滑雪场数目如雨后春笋般增长的同时，滑雪场建设安全准入制度也正逐渐完善，如《滑雪场管理规范》《客运索道安全规范》《滑雪场内通用标示与图案》等相关文件与条例出台说明滑雪场内定期安全检查、及时消除各种安全隐患、合理设置安全警示标识，能够从根本上减少滑雪运动伤害的发生。

图5 大众滑雪运动伤害影响因素ISM 模型Figure 5 Interpretative structural model of influencing factors of mass skiing injuries

2.3.2 重视中间层间接因素 第2 级(L2)至第4级(L4)为间接影响因素，这些影响因素虽不会直接导致滑雪运动伤害的发生，但却起着承上启下的作用，对伤害事件的发生也有不可忽视的影响。在间接影响因素中Haddon 矩阵的媒介因子维度与环境因子维度占大部分(表1)，如滑雪装备(F9)、滑雪经验积累(F10)、防护装备(F11)、救护装备(F12)均为媒介因子内容。滑雪时的防护装备尤为重要，不同的滑雪方式防护侧重点不同。相关研究显示，双板滑雪者易损伤的部位下肢>上肢，软组织损伤多为膝关节前交叉韧拉伤或断裂，骨折类型多为胫骨骨折或腓骨骨折。单板滑雪者易损伤部位则为上肢>下肢，腕关节扭伤发生率较高，骨折类型多为桡骨远端骨折[22-23]，可见防护装备的使用并不能一概而论，不同类型滑雪方式防护重点不同，例如:双板滑雪者除佩戴头盔与护目镜外，佩戴护膝防止膝关节韧带超伸而发生损伤，单板滑雪者则应佩戴护腕与护肘防止摔倒时上肢首先接触地面受力而造成腕部与肘部韧带损伤或骨折。

环境因子维度包括滑雪场环境(F15)、周围滑雪者(F17)、交通运输条件(F18)及家庭社会支持系统(F19)。环境对大众滑雪运动伤害发生的间接影响较为广泛，相关研究显示，滑雪运动伤害发生率与雪场中的积雪厚度或状态有关[24]，我国雪场中多为人工造雪，雪质呈细小颗粒状或粉状，雪板与雪摩擦力减少，间接增加高速滑行时伤害发生的风险；另外，周围滑雪者的滑雪技术水平也是导致滑雪运动伤害的潜在变量，初级滑雪者高速状态下无法较好地控制方向，与他人发生相互碰撞时，可能造成滑雪者严重挫伤。最后，家庭社会支持系统(F19)与伤者的伤后心理弹性(F7)之间相互影响，在经历严重伤害事件后，良好的家庭与社会支持能够帮助伤者克服滑雪运动所导致的心理伤害，心理支持的重塑有利于伤者战胜滑雪恐惧减少创伤后应激障碍的发生。

2.3.3 识别表层直接因素 第1 层级(L1)中，滑雪者的滑雪前准备(F5)、通讯设备(F13)、伤后的就医行为(F6)、组织损伤严重程度(F8)是导致大众滑雪运动伤害后救治不及时、预后效果差的直接因素。滑雪前装备检查与自身准备十分重要，如双板滑雪时，固定器松紧调节不适宜，可能导致滑雪过程中雪靴与雪板意外分离或跌倒后未及时分离等现象，未分离的雪板则易导致滑雪者发生切割伤。滑雪前热身时间不足，寒冷环境下机体组织僵直，反应迟缓则会增加滑雪者肌肉、韧带拉伤或骨折的概率[25]；由于我国滑雪场多建立于偏远郊区或山区，对其周围的通讯基础设施建设有着更高要求。据美国国家创伤数据库统计，发生滑雪运动伤害事件后紧急救援运输伤者平均用时为84min，43.2%的严重滑雪运动创伤患者需进行手术治疗[2]，可见当发生严重伤害事故时，迅速启动应急反应机制，及时进行院前急救为伤者争取救治时间，是提高伤者救治率与生存率的必要保证；另外，滑雪者组织创伤的严重性(F8)会直接影响伤者预后，如骨折与扭伤相比往往需要更长周期治疗与康复。若滑雪者伤后就医行为不当、对伤情评估不当或自行诊疗造成陈旧性损伤，则会造成恶性循环，增加下一次滑雪运动伤害发生的可能性。

2.3.4 因素间相互作用关系 对大众滑雪运动伤害影响因素ISM 模型进一步分析可看出，第5 层级(L5)作为根本原因影响着上一层级，各因素间箭头指向方向是受影响的因素。其中滑雪时的冒险行为(F4)与其他因素间存在着强关联:冒险行为(F4)受第5 层级影响，滑雪装备(F9)、滑雪者经验积累(F10)与冒险行为(F4)三者之间存在互相影响，并同时影响上一层级滑雪环境(F15)。强关联的影响因素集意味着内部因素之间相互影响，具有反馈效应放大的作用[26]。可见，滑雪者的冒险行为(F4)是间接影响因素中十分重要一环，此结果与Ruedl 等人的相研究结果相一致，行为间接导致后果，滑雪者过度自信可能会减少滑雪时防护设备的佩戴[27]；寻求刺激感觉或冒险行为在高速滑行时加入难度系数较高的动作，则是发生严重滑雪运动伤害的危险因素[28]。

模型中另一个较复杂关系因素为滑雪场因素(F15)，它受第5 层级(L5)与第4 层级(L4)中所有因素影响，同时第二层级(L2)中的影响因素也与之相关。该因素与各层级间因素均联系紧密，则表明滑雪场环境(F15)是因素间相互关系的枢纽，客观环境可通过多系统协调进行改变，可将其连接的所有影响因素视为整体，若从各方面严格把控滑雪场环境安全，则可增加对滑雪运动伤害的风险控制。

综上所述，大众滑雪运动伤害影响因素ISM 模型能够解释滑雪运动伤害发生的作用机理，导致大众滑雪运动伤害发生的影响因素众多且错综复杂，但借助ISM 模型层层剖析，逐个归纳则可明确伤害发生的根本原因、间接原因、直接原因，以及因素间或强或弱的相互作用关系，能够为大众滑雪运动伤害预防策略的提出提供理论支持。

3 结论与建议

3.1 结论

1)基于Haddon 矩阵所构建的大众滑雪运动伤害影响因素ISM 模型，拟合度良好，实现了大众滑雪运动伤害影响因素的科学层级划分，梳理了伤害发生影响因素的作用机理，且因素间的相互作用关系展现较为直观。

2)大众滑雪者自身条件(F1)与滑雪相关认知情况(F3)、滑雪场的安全检查与措施(F16)、天气环境(F14)是大众滑雪运动伤害发生的根本因素，对伤害的发生有着深层决定性作用；媒介因子与环境因子多为伤害发生的间接因素，对伤害发生有着不可忽视的影响；而模型中的表层直接因素则对滑雪者伤害发生预后情况起重要作用。

3)模型中各影响因素间关系错综复杂，每一个影响因子都是预防滑雪运动伤害发生的潜在干预目标。滑雪者的滑雪行为(F4)、滑雪场环境(F15)为间接因素中两个关键环节，具有较强的反馈效应，对大众滑雪运动安全管理与改进具有重要意义。

3.2 建议

1)保证滑雪场环境安全，完善各项安全评估系统。严把滑雪场安全准入的关口，遵循《中国滑雪场所管理规范》标准进行滑雪场建设、监督及管理，定期安全检查，保证滑雪场内环境安全；制定安全评估系统与标准，支持大众滑雪者使用系统自我评估与评价，筛选不适宜滑雪运动人士，如既往有心脏病、严重高血压、癫痫等基础疾病的滑雪者，做到健康滑雪、安全滑雪。

2)增强滑雪者科学防护认知，树立安全滑雪意识。充分利用“互联网＋”等平台，或在滑雪场巴士或休息区播放安全滑雪讲解视频，强化滑雪者相关认知，引导其安全滑雪行为；鼓励滑雪者合理佩戴防护用具，支持初学者接受滑雪培训与指导。滑雪场安全指导人员需做到“常常巡视、时时提醒、耐心指导”。

3)制定滑雪场—医院标准化救治流程。建立以“政府为导向、滑雪场为主导、医院参与、滑雪者配合”的滑雪运动伤害救治平台，积极建设滑雪场与各医院的急救网络，打造无缝衔接式院前急救；对滑雪指导员进行标准急救培训，落实培训考核标准，定期进行突发状况救护演练。

4)建设滑雪运动伤害大数据监测系统。将大众滑雪者、滑雪场、伤害控制中心、医院进行数据连接与反馈，利用平台数据积累展开滑雪运动伤害流行病学调查，实时监测不同地区滑雪运动伤害发生动态及规律，建立伤害预测模型，为大众滑雪者提供全方位且个性化的安全滑雪指导意见。