AHP-TOPSIS法量化評價我院骨科Ⅰ類切口手術預防性使用抗菌藥物的合理性

劉一 梁馨玉 宋佳偉 劉悅 胡蕾 侯珂露 司霞 趙美 王文沛 劉思魯 黃琳 劉盈 封宇飛

摘 要 目的：建立骨科Ⅰ類切口手術預防性使用抗菌藥物的量化評價體系，為科學評價該類手術抗菌藥物預防使用的合理性提供參考。方法：以《抗菌藥物臨床用指導原則（2015版）》、相關藥品說明書、相關指南與文獻為依據，由相關科室專家共同商討制定骨科Ⅰ類切口手術預防性使用抗菌藥物合理性評價標準。采用層次分析法（AHP）對評價標準的各項指標進行賦權，并運用加權逼近理想解排序法（TOPSIS）對北京大學人民醫院2019年9月1-30日的3個骨科科室的120例Ⅰ類切口手術患者的歸檔病例進行回顧性分析和合理性評價。結果：建立的評價體系包括4個一級指標（用藥指征、用法用量、給藥時機、其他因素）和12個二級指標，二級指標中權重占比較高的有適應證、藥品選擇及術前給藥時機（權重分別為0.209、0.140、0.117）。在納入的120份病例中，用藥合理的占30.83%，基本合理的占47.50%，不合理的占21.67%。采用AHP-TOPSIS法所得評價結果與實際情況相符。結論：基于AHP-TOPSIS法建立的Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物合理性評價的方法，可將多個指標結合起來對用藥合理性進行量化評估。該方法切實可行、操作性強、評價結果可量化，具有較廣泛的適用范圍。

關鍵詞 Ⅰ類切口手術;骨科;抗菌藥物;合理用藥;層次分析法;逼近理想解排序法

中圖分類號 R978.1;R969.3 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2021）05-0623-07

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To establish quantitative evaluation system of the prophylactic use of antibiotics in orthopedic type Ⅰ incision surgery， and to provide reference for evaluating the rational prevention use of antibiotics in? this type surgery scientifically. METHODS： Based on the Guidelines of Clinical Use of Antimicrobial Agents （2015 edition）， drug instructions， related guidelines and references， experts from relevant departments jointly discussed and formulated the evaluation criteria for the rationality of the use of antibiotics in type Ⅰ incision in orthopedic surgery. AHP method was used to assign the weights for various indexes of evaluation criteria; TOPSIS method was used to retrospectively analyze and evaluate the rationality of 120 cases of type Ⅰ incision surgery from 3 orthopedic departments in Peking University Peoples Hospital during Sept. 1st-30th， 2019. RESULTS： Established evaluation system included 4 primary indicators （medication indication， usage and dosage， medication timing， other factors） and 12 secondary indicators. Among the secondary indicators， indications， drug selection and timing of preoperative administration were the most important （weights were 0.209， 0.140， 0.117）. Among 120 cases， 30.83% of drug use were reasonable， 47.50% were basically reasonable and 21.67% were unreasonable. Evaluation results obtained by AHP-TOPSIS were consistent with the actual situation. CONCLUSIONS： The rationality evaluation method of prophylactic use of antibiotics in type Ⅰ incision surgery based on AHP-TOPSIS method can quantitatively evaluate the rationality of drug use by combining multiple indicators. The method is feasible， operable， and the evaluation results can be quantified， which has a wide range of application.

KEYWORDS? ?Type Ⅰ incision; Orthopedic department; Antibiotics; Rational drug use; Analytic hierarchy process; TOPSIS

手術部位感染（SSI）是醫療保健相關感染的常見原因[1]。在手術患者中，SSI占醫院感染的38%[2]。據估計，每年接受手術的患者超過3 000萬例，其中SSI的發生率為2%～5%[2]。預防使用抗菌藥物的目標是通過降低手術操作期間手術部位的微生物負荷來預防SSI的發生，對降低SSI的有效性已得到明確證實[3]。然而，Ⅰ類切口手術多為無菌部位，局部無炎癥、無損傷，也不涉及呼吸道、消化道、泌尿生殖道等人體與外界相通的器官，手術部位無污染，故通常不需要預防使用抗菌藥物。但在手術范圍大、手術時間長、手術涉及重要臟器、異物植入、有感染等高危因素的情況時，可考慮預防用藥。為此，在原衛生部抗菌藥物專項整治方案中，明確規定Ⅰ類切口手術患者預防使用抗菌藥物比例不應超過30%[4]，旨在引導醫療機構規范該類手術抗菌藥物的預防性使用。

對于接受脊椎手術、髖部及其他閉合性骨折修復術、置入內固定裝置（螺釘、釘、板和針）和全關節置換術的Ⅰ類切口手術患者，由于存在異物植入的情況，常需要給予抗菌藥物預防SSI[5]。因此，骨科Ⅰ類切口手術患者預防性使用抗菌藥物的比例相對較高，不能以原衛生部相關規定（≤30%）來判斷抗菌藥物使用的合理性[4]。為量化評價我院骨科Ⅰ類切口手術抗菌藥物預防使用現狀和存在問題，本文采用逼近理想解排序法[6]（Technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS）和層次分析法[7]（Analytical hierarchy process，AHP）。目前尚未見到將上述兩種方法用于骨科Ⅰ類切口手術預防性使用抗菌藥物合理性評價的相關研究。因此，本研究首先通過醫院信息系統（HIS）選擇預防使用抗菌藥物比例較高的骨科科室，并隨機抽取相關病例;接著，建立骨科Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物的評價指標體系，按照AHP法對各評價指標進行賦權;然后，對各病例按照符合評價指標的程度進行打分，并運用已經賦權的TOPSIS法公式對打分結果進行計算，得出最優方案與最劣方案;最后，根據每份病例與最優方案的接近程度進行整體分層評價，以期為骨科Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物的合理性評價提供參考。

1 資料來源

通過HIS系統提取北京大學人民醫院2019年9月1-30日所有行Ⅰ類切口手術的歸檔病例，通過信息系統初步統計后，發現Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物比例（預防使用抗菌藥物的例數/手術總例數×100%）排名前5位的科室中有3個骨科科室：脊柱外科（100%）、創傷骨科（69.27%）、骨關節科（68.66%）。本研究選取這3個骨科科室為研究對象，按照如下納入與排除標準篩選病例。納入標準：臨床資料完整者;術前無感染癥狀者。排除標準：術前持續使用抗菌藥物治療的感染者。從符合篩選條件的病例中，采用隨機抽樣的方法從3個科室各選取病例40例，最終納入歸檔病例共120例，分別用Y1、Y2、Y3、……、Y120表示。從電子病例系統中收集相關臨床資料，包括性別、年齡、體質量、身高、出院診斷、藥物過敏史、基礎疾病、手術名稱、是否預防用藥、預防用藥品名稱、溶劑選擇、溶劑量、給藥劑量、給藥途徑、滴注時間、術前抗菌藥物使用時間、手術開始時間、手術結束時間、術前用藥時機、手術時長、失血量、術中用藥、使用抗菌藥物天數、是否發生藥物不良反應等，運用Microsoft Excel 2016和Mathworks Matlab Release 2016b 軟件進行數據統計。部分信息詳見表1。

2 研究方法

2.1 構建骨科Ⅰ類切口手術預防性使用抗菌藥物評價指標體系

以《抗菌藥物臨床應用指導原則（2015版）》（以下簡稱“《指導原則》”）、藥品說明書為基礎，參照相關指南及文獻[8-9]，并結合我院臨床實際情況及外科、藥劑科、醫務處專家意見，綜合考慮預防使用抗菌藥物的指征、過程和結果3個方面，確定本研究的評價指標體系。依據AHP法的基本原理，將確定的評價指標進行分類，按目標層、準則層、指標層排列起來，構造一個各指標間相互連結的層次遞進結構，形成一個多目標、多層次的模型。最上層為目標層，只有1項指標，即骨科Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物合理性A;中間層為準則層，包括4項指標，分別為用藥指征B1、用法用量B2、給藥時機B3和其他因素B4;最底層為指標層，共12項指標，分別為適應證C1、藥品選擇C2、給藥劑量C3、給藥途徑C4、溶劑選擇C5、滴注時間C6、術前用藥時機C7、術中用藥C8、術后用藥C9、不良反應的發生與處理C10、聯合用藥C11、更換藥物品種C12，詳見表2。

2.2 基于AHP-TOPSIS法的綜合評價模型構建

根據本文的研究目的，構建基于AHP-TOPSIS法的骨科Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物綜合評價模型，體系構建過程見圖1。

2.2.1 運用AHP法確定評價指標權重 基于AHP原理設計指標權重問卷，按照Satty等[10]的1～9標度法，邀請臨床、藥學和管理領域的10位專家分別對目標層、準則層及指標層內各項指標進行兩兩比較和重要性評價，建立判斷矩陣。對10位專家的評價數據進行集結，將各要素求均值，得到均值判斷矩陣后，再計算并排序權重。設定每個專家所占權重相同，并采用各專家判斷矩陣數值加權算術平均法計算。采用方根法計算評價指標的權重向量，通過一致性檢驗、認可無邏輯錯誤后，得到Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物的評價指標權重，計算過程如下。

2.2.2 運用AHP-TOPSIS法綜合評價骨科Ⅰ類切口手術預防性使用抗菌藥物的合理性 對120例納入病例按照評價標準進行打分，完全符合評價標準的指標打分為10分，不符合的打分為0分，將打分結果進行趨同化與歸一化處理，以歸一化后的數據建立數據矩陣。運用已經賦權的TOPSIS公式進行計算，找出理想狀態下的最優方案和最劣方案，再分別計算每份病例與最優方案和最劣方案的差值。計算120份病例與理想解的相對接近程度Di，Di越接近1，則表示評價指標越優，Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物合理性越好。根據文獻[11]，設定Di=1.0為用藥完全合理，Di≥0.8評價為用藥合理，0.6≤Di<0.8評價為用藥基本合理，Di<0.6評價為用藥不合理。對每一個病例的合理性作分層評價，計算過程如下。

3 結果

3.1 指標層權重的計算結果

共收集到10位專家根據標度法對骨科Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物評價指標體系的每一層內各項指標進行兩兩比較的打分表，均為有效數據。分別計算準則層對目標層判斷矩陣的權重向量Wa及指標層對準則層各因素的權重向量W1

b。結果顯示，一致性比率RCR均小于0.1，這表明通過了一致性檢驗。Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物指標層權重見表3。從表3可知，指標層中適應證C1、藥品選擇C2、術前給藥時機C7占有較高權重，分別為0.209、0.140、0.117，這幾個指標是評價Ⅰ類切口手術抗菌藥物預防使用合理性的重要指標，與臨床實際情況相符。

3.2 骨科Ⅰ類切口手術預防性使用抗菌藥物合理性的評價結果

對120份納入病例按照評價標準進行打分后，運用已經賦權的TOPSIS公式計算出最優解Z+、最劣解Z-，結果見表3。

3.3 結果分析

根據每個病例與最優值和最劣值之間的距離，計算每個點評病例的貼近度Di，120份病例中相對接近度Di最高為1.0、最低為0.41，結果詳見表4。由表4可見，用藥合理（Di≥0.8）的有37例（占30.83%），其中用藥完全合理（Di=1）的有18例（占15.00%）;用藥基本合理（0.6≤Di<0.8）有57例（占47.50%）;用藥不合理（Di<0.6）的有26例（占21.67%）。這說明我院骨科Ⅰ類切口手術抗菌藥物的預防使用仍存在一些問題。根據上述分層結果對120例病例的實際用藥情況進行分析，具體以分層結果進行匯總。

3.3.1 用藥合理的病例 具體來看，用藥合理的37例中，除18例為完全合理外，其余19例的問題主要集中在指標層更換藥物品種C12或術后用藥C9，每份病例均涉及1個指標層問題。其中有10例患者術后無指征將頭孢呋辛更換為頭孢美唑（脊柱外科9例、創傷骨科1例）。骨科Ⅰ類切口手術常見引起手術部位感染的病原菌80%以上是革蘭氏陽性菌，包括金黃色葡萄球菌、凝固酶陰性葡萄球菌、鏈球菌等，應選用第一、二代頭孢菌素。而頭孢美唑屬于頭霉素類抗菌藥物，對多數革蘭氏陽性球菌及革蘭氏陰性桿菌具有抗菌活性，同時對β-內酰胺酶作用相對穩定，兼具抗厭氧菌的作用，因此選擇頭孢美唑的合理性有待商榷。還有9例患者術后用藥時長超過48 h（均為創傷骨科病例），《指導原則》指出，過度延長用藥時間并不能進一步提高預防效果，且預防用藥時間超過48 h，耐藥菌感染機會增加[8]。一項針對隨機試驗的系統評價也顯示，與持續24 h以上或24 h以內多次給藥的方案相比，單次給藥方案的SSI發生率并無顯著差異[比值比（OR）=1.04，95%置信區間（CI）（0.86，1.25），P>0.05][12]。

3.3.2 用藥基本合理病例 用藥基本合理的57例中，主要問題集中在指標層術前用藥時機C7，其次為更換藥物品種C12，個別病例涉及術后用藥C9及術中用藥C8，每份病例涉及1～3個二級指標問題。其中有49例患者術前用藥均未在皮膚或黏膜切開前0.5～1 h（脊柱外科12例、創傷骨科12例、骨關節科25例），有20例患者術后無指征將頭孢呋辛更換為頭孢美唑或頭孢哌酮舒巴坦鈉（脊柱外科17例、創傷骨科3例），有6例患者術后用藥時長超過48 h（均為脊柱外科病例），有4例患者手術時長超過3 h但術中未及時追加（均為脊柱外科病例），還有3例術前未用抗菌藥物而在術后使用（3個科室各1例）。

3.3.3 用藥不合理病例 用藥不合理的26例中，主要是累計不合理項目過多或者多個權重占比較大的指標不合理導致Di低。用藥不合理病例的問題主要集中在指標層術前用藥時機C7，其次為更換藥物品種C12及術后用藥C9，在藥品選擇C2、術中用藥C8、適應證C1及給藥劑量C3上也有不合理問題，每份病例涉及1～4個二級指標問題。其中有25例患者術前給藥時機存在問題，未在皮膚、黏膜切開前0.5～1 h給藥（脊柱外科13例、創傷骨科8例、骨關節科4例），有17例在術后更換藥物為頭孢美唑或頭孢哌酮舒巴坦（脊柱外科13例、創傷骨科2例、骨關節科2例），有16例術后用藥超過48 h（脊柱外科9例、創傷骨科6例、骨關節科1例），有8例患者在藥品選擇上存在問題（如未提及青霉素或頭孢菌素過敏史就使用克林霉素、術前未預防使用抗菌藥物等），有4例患者手術時長超過3 h但術中未及時追加藥物，有2例患者無預防用藥指征但使用了抗菌藥物，還有1例患者給藥劑量存在問題（該患者體質量指數為36.30 kg/m2，頭孢呋辛術前使用4 g，劑量可能過高）。雖然頭孢呋辛被廣泛推薦用于圍手術期外科SSI預防，但《指導原則》并未給出具體用藥方案，對于肥胖患者的用藥方案也不清楚。黃書佳等[13]采用蒙特卡羅模擬的方法評價了頭孢呋辛不同的給藥方案預防SSI的效果，結果表明對各目標菌群，肥胖患者使用頭孢呋辛1.5 g僅在給藥后3 h內達到≥90%的累計反應分數。筆者認為要達到理想預防效果，肥胖患者術后可能需采用每3 h給藥1.5 g的方案。

3.3.4 各骨科科室的橫向對比 通過將3個骨科科室各40例納入病例的Di分別求均值，可以對各科室預防用藥的合理性進行橫向對比。脊柱外科、創傷骨科和骨關節科的Di均值分別為0.65、0.74、0.69，這表明3個科室中，創傷骨科在Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物的合理性上相對較佳，其次為骨關節科，脊柱外科排在最后。

4 討論

4.1 基于AHP-TOPSIS法的用藥合理性定量評價體系的建立

為了量化評價我院骨科Ⅰ類切口手術抗菌藥物預防使用現狀和存在問題，本文采用一種可量化的合理用藥評價方法——TOPSIS。該法是根據有限個評價對象與理想化目標的接近程度進行排序的方法，常用于醫療質量綜合評價的決策分析[6]。該法不僅可以用于建立評價體系，還可以對評價對象的整體合理性作出量化評價。在此基礎上，結合AHP法求得各評價指標的權重系數，可減少人為賦權的隨意性，使評價結果有更高的可信度[7]。

圍手術期預防使用抗菌藥物是控制SSI的一項重要措施，其合理使用可保障患者的生命安全、節約醫療資源、減輕患者經濟負擔，反之則會導致耐藥風險的增加。Ⅰ類切口手術是醫療質量管控的重點，圍手術期抗菌藥物的預防性使用涉及術前、術中、術后多個環節，影響合理使用的因素較多，因此評價方法的選擇尤為重要。傳統的合理性評價方法雖然也建立了評價標準，但不足之處在于其僅能對評價對象的單一指標作出評價（如Ⅰ類切口預防使用抗菌藥物的比例，術前0.5～1 h給藥的比例等），無法對評價對象的整體合理性作出判斷[14]。本研究的評價標準綜合考慮預防使用抗菌藥物的指征、過程和結果3個方面，涵蓋圍手術期抗菌藥物預防使用的全過程，有利于臨床資料收集的規范化和臨床用藥過程評價的定量化。

此外，傳統的評價方法，默認所有指標的重要性一致，或者直接賦分，指標權重缺乏統計檢驗，難以保持一致，可能導致點評工作不符合實際、主觀性太強[15]。本研究采用AHP法，把評價問題分解為若干因素，構建多因素的遞階層次結構，之后通過兩兩比較的方式確定各因素的相對重要性，利用一致性檢驗確保一致性和權重計算結果的合理性。基于AHP原理，不僅可從層次化、系統化的角度歸納重要因素指標，亦可得到各指標的重要程度[10]。TOPSIS法是目前多目標決策中的常用方法，其基于歸一化的原始數據矩陣，從有限方案中找出最優和最劣方案，計算各評價方案與最優及最劣方案間的距離，獲得評價方案與最優方案的接近程度，以此評價方案的優劣[16]。

因此，本研究基于AHP-TOPSIS法對3個骨科科室Ⅰ類切口手術抗菌藥物的預防性使用進行合理性評價，在評價方案中引入各指標權重的重要性評價，既考慮了各評價指標重要性的不同，又體現了TOPSIS法充分利用數據處理的特點。該方法降低了主觀隨意性，可使分層評價結果更直觀、全面，并將點評結果轉化為可以比較的數值，也使得評價結果更加合理、可信，更適用于臨床合理用藥的質量管理和質量改進[16]。

4.2 AHP-TOPSIS法在骨科Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物合理性量化評價中的應用

本研究首先由專家評分后經過矩陣判斷，通過計算得出了指標層的相對權重，結果發現在指標層中適應證C1、藥品選擇C2、術前給藥時機C7具有較高權重，對病例用藥是否合理具有決定性意義，這與Ⅰ類切口手術的實際點評工作及抗菌藥物管理的目的是一致的。接著，對120例骨科Ⅰ類切口手術的抗菌藥物使用合理性進行了定量評價，并按照合理性進行了分層評價和分析。選擇3個骨科科室，主要是因為經HIS初步統計后發現這3個科室預防使用抗菌藥物的比例較高，同時手術例數較多，且骨科是醫院感染的高危科室。

通過對Di≥0.8的用藥合理病例的點評發現，存在的共性問題是更換藥物品種C12或術后用藥C9;對0.6≤Di<0.8的用藥基本合理病例的點評發現，存在的主要問題是術前用藥時機C7、更換藥物品種C12，個別病例涉及術后用藥C9及術中用藥C8;針對Di<0.6的用藥不合理病例，主要是累計不合理項目過多或者多個權重占比較大的二級指標不合理導致Di低，具體問題包括術前用藥時機C7，其次為更換藥物品種C12及術后用藥C9，在藥品選擇C2、術中用藥C8、適應證C1及給藥劑量C3上也有不合理問題。這提示我院骨科Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物仍存在一些不規范之處。在開展Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物的合理性評價工作時，將病例點評結果進行量化處理，分層進行點評分析，可發現臨床實際用藥過程中最易發生問題的環節，及時反饋至臨床科室，進一步可通過對相應科室或醫師有針對性地進行抗菌藥物合理使用培訓，加強圍手術期預防用抗菌藥物合理使用的持續改進。后續本課題組還會針對3個骨科科室的持續改進情況，進行量化分析和總結。

綜上所述，本研究建立了基于AHP-TOPSIS法的Ⅰ類切口手術預防使用抗菌藥物定量評價體系，可用于評價我院3個骨科科室該類手術抗菌藥物預防使用的合理性，其操作性強、結果可量化，經過改進后也可用于其他藥物的合理性評價。

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（收稿日期：2020-10-20 修回日期：2021-01-22）

（編輯：劉明偉）