Modelování a simulace HTA (Hodnocení zdravotnických technologií)

Úvod

Globální trh se zdravotnickými prostředky vykazuje v posledních letech výrazný růst, přičemž se očekává, že tento trend bude pokračovat i nadále. Rostoucí tlak na poskytování kvalitních a efektivních zdravotnických služeb vede k zvýšené potřebě informací, které by podpořily rozhodování o zavádění, používání a proplácení nových zdravotnických technologií. V tomto kontextu nabývá na významu hodnocení zdravotnických technologií (HTA), multidisciplinární proces, který systematicky hodnotí klinické, ekonomické, sociální a etické aspekty zdravotnických technologií. Modelování a simulace hrají v HTA klíčovou roli, umožňují predikovat dopady nových technologií a optimalizovat jejich využití.

Význam HTA a modelování ve zdravotnictví

Výrobci, regulátoři, manažeři, plátci, vládní představitelé, lékaři a pacienti kladou stále větší důraz na informace, které podporují rozhodovací proces o tom, jaké technologie používat, proplácet a rozvíjet v klinické praxi. Tato situace vytváří tlak na růst a rozvoj multidisciplinárního procesu hodnocení zdravotnických technologií (HTA). HTA se stává nepostradatelným nástrojem pro informované rozhodování ve zdravotnictví, a to jak na strategické, tak i na taktické úrovni.

Modelování a simulace umožňují analyzovat komplexní systémy a procesy ve zdravotnictví, identifikovat potenciální problémy a testovat různá řešení. Při využití HTA již ve fázi návrhu a vývoje mohou výrobci zdravotnických technologií podporovat svá rozhodnutí pomocí exaktních nástrojů a metod. Modelování tak přispívá k efektivnějšímu vývoji a zavádění inovativních technologií, které mohou zlepšit péči o pacienty.

Metody modelování a simulace v HTA

V oblasti HTA se využívá široká škála modelovacích a simulačních technik, včetně:

  • Markovovy modely: Tyto modely se používají k simulaci průběhu onemocnění a hodnocení dlouhodobých dopadů zdravotnických intervencí. Markovovy modely umožňují zohlednit různé zdravotní stavy, pravděpodobnosti přechodu mezi nimi a náklady a přínosy spojené s jednotlivými stavy.
  • Modely založené na událostech (Discrete Event Simulation - DES): DES modely simulují tok pacientů zdravotnickým systémem a umožňují analyzovat dopady změn v organizaci péče, kapacitě zdrojů nebo zavádění nových technologií. DES modely jsou vhodné pro modelování komplexních systémů s mnoha interakcemi a variabilitou.
  • Systémová dynamika: Tato metoda se zaměřuje na modelování zpětných vazeb a kauzálních vztahů mezi různými proměnnými ve zdravotnickém systému. Systémová dynamika umožňuje analyzovat dlouhodobé dopady politických rozhodnutí a intervencí na zdraví populace.
  • Rozhodovací stromy: Rozhodovací stromy se používají k modelování rozhodovacích procesů a hodnocení nákladové efektivity různých léčebných strategií. Rozhodovací stromy umožňují zohlednit nejistotu a riziko spojené s jednotlivými rozhodnutími.

HTA a analýza lidského činitele

Výzkumný ústav bezpečnosti práce, v. v. i., dokončil vývoj nových nástrojů určených pro analýzy spolehlivosti lidského činitele, což je klíčový aspekt bezpečnosti a efektivity zdravotnických technologií. V roce 2006 byla vyvinuta modifikovaná verze metody HTA (Hierarchical Task Analysis) a v roce 2007 pak byla převedena do softwarové podoby a postupně testována v průmyslové praxi. Kvalita výstupů i vlastní práce s programem byly uživateli hodnoceny jako výborné a tak bylo možné přistoupit k provázání metody HTA s metodou PHEA (Predictive Human Error Analysis). Metoda PHEA (do češtiny překládaná jako Analýza odhadu chybování lidského činitele) je určená pro analýzu lidských chyb a využívá výstupy z HTA pro další stupeň analýzy. Ve spojení s HTA tak umožňuje provádět komplexní a přitom poměrně detailní analýzy spolehlivosti lidského činitele. Pro maximální šíři prováděných analýz spolehlivosti lidského činitele byly tyto metody integrovány do spojeného systému nazývaného HTA-PHEA.

Čtěte také: Simulace systémů v Kybernetice

Integrace HTA a PHEA

Tento krok, byť byl mnoha autory uváděn jako možný, však doposud v praxi (pro svou náročnost) nebyl nikým realizován. Hlavní problém totiž představuje integrace analýzy zaměřené na posouzení spolehlivosti (HTA) a analýzy chybování člověka, která vyžaduje vytvoření databáze relevantních lidských chyb, stanovení pravděpodobnosti jejich vzniku (HEP) a databáze faktorů ovlivňujících výkon (PIF). Tento složitý úkol se však podařilo vyřešit a byla vytvořena komplexní metodika, která byla následně převedena do softwarové podoby.

Metoda PHEA

PHEA je analýza zaměřená na predikci konkrétních chyb lidského činitele při výkonu daných činností. Metoda je součástí komplexní metodiky SHERPA (Systematic Human Error Reduction and Prediction Approach), ale lze ji využít i samostatně nebo právě ve spojení s metodou HTA. Modelování typů chyb, které mohou nastat v systému člověk-stroj, je pravděpodobně nejdůležitějším aspektem hodnocení a redukce podílu LČ na riziku vzniku nehody. V rámci tohoto procesu je také zvažováno, jak mohou být tyto odhadnuté chyby eliminovány ještě před tím, než se projeví jejich negativní následky. Tento přístup je založen na kognitivní psychologii.

Vstupy pro analýzu tvoří informace o struktuře úkolů a plánů, která je získávána z HTA, a dále hodnocení faktorů prostředí, které mohou spolehlivost lidského činitele ovlivňovat (Performance Influencing Factors - PIF). Princip analýzy chyb je založen na tom, že k jakémukoliv subúkolu jsou identifikovány relevantní lidské chyby, k čemuž slouží předem stanovená taxonomie, v níž jsou chyby klasifikovány do 6 chybových módů (chyby činnosti, chyby kontroly, chyby získávání informací, chyby přenosu informací, chyby výběru, chyby plánování). Analytikem jsou pro každý subúkol pak z této taxonomie vybírány věrohodné typy chyb a z nich pak dále konkrétní relevantní chyby, tj. chyby, jejichž vznik lze s ohledem na reálný stav pracovního systému očekávat.

Jelikož integrovaná metoda HTA-PHEA (na rozdíl od originální metody PHEA), již obsahuje předdefinovanou databázi chyb, je možné za jejího využití postupovat při analýze systematicky, což umožňuje identifikovat i takové chyby, které by bez použití této databáze nebyly vzaty v úvahu. Pro každou potencionální chybu jsou následně vyhodnoceny její možné následky, pravděpodobnost vzniku (určení hodnoty HEP), případně korekce HEP na stávající úroveň bezpečnosti provozu, a dále vliv faktorů ovlivňujících výkon a spolehlivost lidského činitele (PIF).

Software HTA-PHEA

Software „HTA-PHEA“ je nástrojem pro snadnou aplikaci integrované metody HTA-PHEA v praxi. Všechny verze programu HTA-PHEA fungují pouze na operačních systémech Microsoft Windows od verze XP SP2. Nutným doplňkem operačního systému je Microsoft .NET Framework 3.5, jehož instalační balíček je součástí instalačního CD. K zobrazení uživatelského manuálu nebo „Metodiky HTA-PHEA“ je nutné mít nainstalovaný Adobe Acrobat Reader. Z hlediska základního hardwaru (paměť, procesor a pevný disk) lze vycházet z doporučené konfigurace Windows XP SP2 s tím, že je doporučováno minimálně 1GB paměti.

Čtěte také: Simulace na TUL

Jak již bylo uvedeno v popisu metody, od klasické analýzy PHEA se integrovaná metoda HTA-PHEA liší kromě spojení obou metod také tím, že pro každou potencionální chybu umožňuje vyhodnocovat její možné následky, pravděpodobnost jejího vzniku (HEP) a provádět korekce hodnoty HEP podle stávající úrovně bariér bránící vzniku chyby. Současně umožňuje do analýzy zahrnout posouzení vlivu faktorů ovlivňujících výkon (PIF) na spolehlivost člověka v pracovním systému. Podle subjektivního úsudku analytika jsou pak navrhnuta nápravná opatření, popřípadě opatření k eliminaci rizika. Vlastní analýza vyžaduje provedení 7 základních systémových kroků.

Chyby lidského činitele a jejich modelování

Při plnění zadaných úkolů se nejčastěji setkáváme s „Chybami činností“, které nastávají při vlastním provádění dílčích pracovních operací, při nichž je měněn stav systému (např. pracovník špatně nastavil hodnotu řízené veličiny na výrobním zařízení). U chybového módu „Chyby kontroly“ (např. špatně provedená kontrola podřízeného pracovníka) je většinou zahrnut proces získávání dat, jako je například ověřování úrovně nebo stavu prostřednictvím vizuální kontroly. Chybový mód „Chyby získávání informací“ je vztažen k získávání informací ať už z vnějšího zdroje (např. sdělovače) anebo z paměti. V chybovém módu „Chyby sdělování/přenosu informací“ je obsažena jak přímá komunikace mezi dvěma jedinci, tak nepřímá (přes počítač, psaní, atd.). Tyto chyby jsou obzvláště relevantní tam, kde je zapotřebí, aby byly koordinovány aktivity v týmu několika lidí. Chybový mód „Chyby výběru“ je vztažen k provádění nesprávných výběrů mezi alternativními operacemi, kde je nutnost provézt explicitní volbu mezi dvěma alternativami, například manuální namísto automatické (nebo naopak). Mohou to být fyzické objekty či součásti technického vybavení (např. ventily, tlačítka, atd.) anebo postupy činností.

Identifikaci konkrétních relevantních chyb LČ je nutné provést pro každý subúkol (tj. operaci), který se v hierarchii vyjádřeném v úkolovém diagramu HTA nalézá na obvykle nejnižší pozici a dále se již nevětví do dalších subůkolů (obvykle se jedná o 2. až 4 úroveň v HTA). K tomuto subúkolu je přiřazen minimálně jeden z výše uvedených chybových módů, a z těchto chybových módů dále ty typy chyb, kterých se může člověk při provádění daného subúkolu dopustit. Po té je již možné definovat konkrétní relevantní chyby - např. výběrem z databáze chyb (obsahuje 106 jednotlivých lidských chyb) anebo uvedením zcela specifických chyb v databázi neuvedených, které však ale přicházejí v úvahu při konkrétních podmínkách analyzovaného úkolu.

Odhad pravděpodobnosti chyb (HEP)

Po výběru nebo definování relevantních chyb je dále potřeba provést odhad pravděpodobnosti jejich výskytu (tj. Cílem této části analýzy je ohodnocení pravděpodobnosti výskytu relevantních chyb LČ, které mohou při prováděných činnostech nastat. Tato fáze analýzy PHEA není vůbec jednoduchá a je nutné zdůraznit, že ačkoli vede k získání konkrétních numerických hodnot pravděpodobnosti, že danou chybu pracovník udělá, je tato hodnota zatížena velkou nejistotou. Databáze HEP byla totiž vytvořena sběrem dat z různých odborných zdrojů, které však uvádějí generická či statistická data z různých typů odvětví procesního průmyslu a získaných za různých časových období. Jedná se tak o určité střední hodnoty, které je však nutné pro analýzu v konkrétním pracovním systému korigovat podle místních podmínek, například na základě existence ochranných bariér, podle úrovně materiálně-technického zabezpečení, personálního zajištění, kvality výcviku obsluhy, kontrolní činnosti apod. Důležitou roli v této korekci hraje také možnost, že dojde k nápravě provedené chyby ještě před tím, než se projeví její nežádoucí následky (např. chyba je zaznamenána samotnou obsluhou nebo jiným pracovníkem, případně hardwarem).

Oproti statisticky „průměrné“ pravděpodobnosti vzniku dané chyby (HEP), která je střední hodnotou získanou z různých odborných zdrojů, je však možné, že v reálu bude tato pravděpodobnost vyšší nebo naopak nižší. high (H) - daná chyba se již vyskytla několikrát (a to u různých členů pracovního kolektivu), popř. Hodnoty HEP na úrovni M odpovídají středním hodnotám získaným z odborné literatury a byly odvozeny z pozorování a analýz mimořádných stavů.

Čtěte také: Simulace biologických systémů - Holčík J.

Faktory ovlivňující výkon (PIF)

Jelikož je jednání člověka a tedy i jeho sklon k chybám výrazně ovlivňováno působením vnějších faktorů, je nutné do analýzy chybování lidského činitele zakomponovat i zhodnocení jejich vlivu na člověka. Jedná se především o posouzení vlivu organizace práce, diferenciace úkolů, interakci člověk-stroj, člověk-prostředí a také interakci mezi lidmi samými, tj. interakci člověk-člověk uvnitř pracovního systému (sociální faktory). Souhrnně jsou všechny tyto faktory nazývány faktory ovlivňujících výkon a spolehlivost (PIF). V předdefinované databázi je uvedeno celkem 54 faktorů PIF, rozdělených do jednotlivých skupin. Má-li být prostřednictvím PIF provedena charakterizace úrovně pracovního systému, je zapotřebí zavést jednotný systém hodnocení jejich významnosti. V praxi to znamená provedení jejich relativního ocenění. Pro tento účel byla do integrované metody HTA-PHEA zařazena také kvalitativní proměnná nazývaná „kritičnost PIF“. Jelikož se však jedná pouze o kvalitativní hodnocení, nemá tato skutečnost vliv na hodnotu HEP uvažovaných chyb LČ. Ve výstupu z PHEA tato skutečnost ale podává informaci o tom, zda je při návrhu preventivních opatření nutné brát v úvahu i vliv konkrétních PIF, jejichž kvalitu je v daném pracovním systému nutné zlepšit, resp.

Strategie redukce chyb

Poslední fází PHEA je vytvoření možných strategií na redukci chyb, případně jejich předcházení. Může zde být také použito metod pro zvýšení pravděpodobnosti nápravy/zotavení. Kromě potenciálně kritických operací vykonávaných, při kterých může člověk udělat chybu, je také důležité identifikovat ty PIF, které mohou mít na vznik uvažovaných chyb největší vliv. V této fázi je po analytikovi (respektive týmu analytiků) vyžadováno provedení brainstormingu, jehož cílem by mělo být nalezení mechanismu, kterým může být účelně zabráněn vznik chyby, respektive minimalizovány její následky.

Validace softwaru HTA-PHEA

Ověřování navrženého prototypu software tvoří nedílnou součást vývoje každého takového nástroje. Validace byla provedena pro činnosti související s najížděním karuselové pece do provozu. Hodnotící tým sestával ze dvou členů, kteří průběžně využívali spolupráce s vybranými pracovníky uvedeného hutního provozu. Již na počátku ověřovací studie, kdy bylo nutné provést pro dané zařízení analýzu HTA, se ukázalo, jak významně softwarový nástroj usnadňuje práce analytikům. Nebylo potřeba nic kreslit na papír ani složitě přenášet do tabulkového zpracování. Veškerá data se rovnou vkládala do programu HTA-PHEA 1.1 LE. Sběr dat je v praxi vždy nejdůležitější fázi analýzy a každý podpůrný nástroj, který umožňuje provádět systematický sběr dat, je významným pomocníkem. Odpadá pak řada nejasností, které bývají spojeny s absencí dat při jejich vyhodnocování, které probíhá vždy mimo provoz, v klidu kanceláře. Ne jinak tomu bylo v tomto případě. Grafické zpracování programu a příslušné funkcionality také vhodným způsobem analytiky provázely celým procesem analýzy.

I když byly při ověřování nástroje nalezeny dílčí nedostatky, analýzou HTA-PHEA 1.1 nebyly v pracovních postupech ani na technické stránce zařízení nalezeny žádné závažné nedostatky, které by mohly mít spojitost s LČ. Analýzou byly definovány kritické úkoly s HEP ? 0,01, které se v tomto provoze ukázaly jako klíčové a bylo vedoucím pracovníkům dané společnosti doporučeno věnovat jim zvýšenou pozornost. Co se týká nedostatků vlastního programu HTA-PHEA 1.1 LE, bylo zjištěno několik méně závažných problémových míst, která však nebránila provádění analýzy ani neznehodnocovala finální výsledky.

Příklady modelování a simulace v HTA

  • Modelování dopadu zavedení telemedicíny na dostupnost a kvalitu péče o pacienty s chronickým onemocněním. Simulace by mohla zohlednit různé scénáře, jako je například zvýšení počtu pacientů, kteří mají přístup ke specializované péči, snížení nákladů na dopravu a hospitalizaci, a zlepšení adherence k léčbě.
  • Modelování optimálního nastavení kapacity nemocničního oddělení pro urgentní příjem. Simulace by mohla zohlednit variabilitu v počtu pacientů, závažnost jejich stavu, dostupnost personálu a vybavení, a priority pacientů. Cílem by bylo minimalizovat čekací doby a zajistit efektivní využití zdrojů.
  • Modelování dopadu zavedení screeningu na karcinom plic na zdraví populace a náklady na zdravotní péči. Simulace by mohla zohlednit různé screeningové strategie, jako je například věk a rizikové faktory cílové populace, frekvence screeningů, a přesnost screeningových metod. Cílem by bylo maximalizovat záchyt karcinomu v časném stádiu a snížit úmrtnost.
  • Modelování dopadu zavedení nového léku na léčbu diabetu na náklady na zdravotní péči a kvalitu života pacientů. Simulace by mohla zohlednit účinnost a bezpečnost léku, jeho cenu, a dopad na komplikace diabetu, jako je například kardiovaskulární onemocnění, nefropatie, a retinopatie.

Výzvy a budoucnost modelování a simulace v HTA

Přestože modelování a simulace nabízejí v HTA značný potenciál, existují i určité výzvy, které je třeba překonat. Mezi ně patří:

  • Dostupnost a kvalita dat: Pro validní modelování a simulaci je nezbytné mít k dispozici kvalitní data o epidemiologii onemocnění, účinnosti a bezpečnosti intervencí, nákladech na zdravotní péči, a preferencích pacientů.
  • Komplexnost modelů: Modelování komplexních systémů ve zdravotnictví vyžaduje pokročilé znalosti a dovednosti v oblasti modelování, simulace, a statistiky.
  • Validace modelů: Je důležité validovat modely pomocí reálných dat a ověřit, zda jsou schopny predikovat budoucí výsledky.
  • Komunikace výsledků: Výsledky modelování a simulace je třeba srozumitelně komunikovat tvůrcům politik, manažerům, lékařům a pacientům.

V budoucnu se očekává další rozvoj modelování a simulace v HTA, a to zejména v souvislosti s rostoucí dostupností dat, vývojem nových modelovacích technik, a integrací umělé inteligence. Modelování a simulace budou hrát stále důležitější roli při rozhodování o zavádění a používání inovativních zdravotnických technologií, a to s cílem zlepšit péči o pacienty a efektivitu zdravotnického systému.

tags: #modelování #a #simulace #HTA

Oblíbené příspěvky: