Menneskelige Kognitive Begrænsninger. Bred, konsistent, klinisk anvendelse af fysiologiske principper vil kræve beslutningsstøtte | Jiotower

Andr Kurnand, Forssmann og Dickinson Richards modtog Nobelprisen for fysiologiske bidrag, der muliggjorde udviklingen af moderne kardiologi, pulmonologi og kritisk pleje. Blandt de sædvanlige bidrag fra deres gruppe er forholdet mellem blodgasindhold og partielt tryk fremtrædende begreber, der er relevante for mange vigtige kliniske beslutninger i dag (1). Derfor bemærkede jeg med forfærdelse manglen på bevidsthed om disse begreber på to internationale møder i 2016 i Nordamerika og i Asien. I diskussionsperioderne spurgte nogen publikum af eksperter, om en person på havniveau med arterielt ilttryk (PaO2) på 95 mm Hg og iltmætning (SaO2) på 95% kunne være hypoksemisk. Det ensartede svar var ” nej “- ikke en person meldte sig frivilligt” reduceret iltindhold (arteriel iltkoncentration)”, indtil anæmi blev nævnt. På det tidspunkt i begge møder anerkendte publikum forbindelsen mellem anæmi og den følgelig reducerede arterielle iltkoncentration. Begrænsning af hypoksæmi fortolkning til SaO2 eller PaO2 fører til en grundlæggende logisk inkonsekvens. En patient med normal PaO2 eller SaO2 og hjertesvigt med høj effekt på grund af lavt hæmoglobin lider af alvorlig hypoksæmi (lav arteriel iltkoncentration) med endorgan (hjerte) svigt. Begrænsning af fortolkning til en normal PaO2 eller SaO2 indikerer, at patienten ikke har nogen hypoksæmi. Den logiske inkonsekvens er: hypoksæmi (lav arteriel iltkoncentration) = ingen hypoksæmi (normal PaO2 eller SaO2), det vil sige “a = Ikke a.” alle tre refleksioner af O2 i blodet bør undersøges. Et fald i en af dem (PaO2, SaO2 eller arteriel iltkoncentration) indikerer hypoksæmi.

disse to oplevelser repræsenterer særlige eksempler på et stort problem-vores uddannelsessystems manglende evne til at muliggøre bred forståelse blandt klinikere af centrale fysiologiske principper (2). De seneste årtiers vægt på reduktionistisk videnskab, herunder de forskellige “omics” – grene af forskning, har sandsynligvis bidraget til et fald i forståelsen af grundlæggende anvendte fysiologiske begreber. Nogle akademiske institutioner har som min egen elimineret deres fysiologiske afdelinger. Dette uddannelsessystemfejl antyder, at klinikere ikke kan forventes at konsekvent træffe kliniske beslutninger knyttet til bedste fysiologiske beviser—et stort problem med flere determinanter (vide infra), der sandsynligvis i det mindste delvist vil blive løst ved anvendelse af detaljerede computerprotokoller, der inkluderer sund fysiologisk logik (3). Den nuværende tilsyneladende de-vægt på kernefysiologiske principper synes at være en del af et større klinisk beslutningsproblem—klinikernes manglende evne til konsekvent at forbinde deres beslutninger med bedste bevis (4, 5).

klinikere anvender ikke konsekvent pleje på grundlag af bedste bevis. For eksempel anvender klinikere i kritisk pleje i øjeblikket ikke konsekvent det bredt anerkendte livreddende potentiale ved mekanisk ventilation til patienter med akut lungeskade (6) 16 år efter en milepælspublikation (7). Kardiologer anvender ikke konsekvent evidensbaserede behandlinger for patienter med hjertesvigt, der synes at være passende kandidater (8). Faktisk afspejler klinikernes meninger ofte dårligt deres faktiske præstationer. Dette er en udbredt menneskelig mangel (9). Mennesker overvurderer ofte deres præstationer (9-11). Derudover klarer klinikere ikke at udføre på ønskede niveauer, når de vurderer data kvantitativt. For eksempel blev en klar lungearterieballon okklusionstryksporing korrekt fortolket af ekspert sygeplejersker og læger kun halvdelen af tiden (12-14). Selv når klinikere er helt sikre, er deres estimering af resultatet ufuldkommen. Seksten procent af patienterne på intensivafdelinger, der af alle behandlende klinikere antages at være ude af stand til at overleve deres intensivafdelingsophold, overlevede faktisk (15). Lignende resultater blev fundet i Ibuprofen i Sepsis-undersøgelsen, da døende patienter, utvetydigt forventet at dø, blev udelukket fra tilmelding til undersøgelsen (16). Tretten procent af disse udelukkede patienter overlevede (personlig skriftlig kommunikation, G. Bernard, 2012).

vores manglende evne til at forbinde beslutninger med de bedste beviser skyldes delvis kognitive begrænsninger hos menneskelige beslutningstagere, herunder klinikernes beslutningstagere. Menneskelig korttids-eller arbejdshukommelse blev estimeret til at være begrænset til 7 liter 2 variabler i 1950 ‘ erne (17). En mere aktuel estimat er 4 liter 1 konstruktioner (18). Beslutningskvaliteten forringes generelt, når denne grænse på fire konstruktioner overskrides (18). På grund af denne begrænsning er de fleste kliniske beslutninger baseret på en til tre variabler. Denne begrænsning gør det muligt for os at udvikle rationelle regler for beslutningstagning, fordi hver beslutning er baseret på så få inputvariabler (3). Grænsen på fire konstruktioner synes overraskende for mennesker, der ofte overvurderer deres præstationer (10). Denne grænse på fire konstruktioner afspejles imidlertid i almindelig adfærd. Spirometri vurderes almindeligvis med grafiske displays af to par variabler (volumen–tid og strømningsvolumenkurver). Selvom den tvungne udånding kun involverer tre variabler (strøm, volumen og tid), viser vi ofte ikke de tre variabler i et tredimensionelt plot, fordi det er for svært for de fleste seere at fortolke. En kerne fysiologisk konstruktion forbundet med strømningsbegrænsning og med størrelse og form af flere strukturer i forskellige kropssystemer involverer kun fire tryk: indløb, udløb, indvendigt og udvendigt. Pinlet-Poutlet er det strømningsresistive trykfald forbundet med ledende systemer, der flytter materiale fra et punkt til et andet. Pinside-Poutside er den transmurale trykforskel, der bestemmer størrelse og form af en tredimensionel krop med elastiske egenskaber. Disse fire enkle tryk udgør grundlaget for vigtig fysiologisk opførsel af ledende kar i vaskulaturen, luftvejene og urogenitalkanalen, blandt andre. En American Physiological Society publikation erkendte vanskeligheden ved at forstå dette og andre centrale fysiologiske principper opleves af kliniske studerende og praktikere. Publikationen udforskede strategier til at tackle dette lave niveau af forståelse af centrale fysiologiske principper blandt klinikere (2).

detaljerede kontekstfølsomme computerprotokoller kan generere personlige medicininstruktioner, der er godt tilpasset individuelle patientbehov over tid (19-24). Vi udviklede de indledende kontekstfølsomme detaljerede computerprotokoller til et klinisk forsøg med ekstrakorporeal CO2-fjernelse til patienter med akut respiratorisk nødsyndrom (19). Sådanne protokoller er forbundet med mere gunstige kliniske resultater end dem, der er forbundet med kliniske beslutninger uden hjælp (20). Protokollerne kan også tjene til let at oversætte forskningsresultater til klinisk praksis (23). Muligheden for at udvikle, validere og implementere sådanne protokoller er ikke længere i tvivl. Imidlertid, stadig ubesvarede er vigtige spørgsmål vedrørende den brøkdel af kliniske opgaver og udfordringer, der er tilgængelige for sådan protokolbeslutningsstøtte, og evnen til at skalere implementeringen af sådanne protokoller på tværs af store institutioner og mellem institutioner. Udbredt anvendelse vil sandsynligvis være et effektivt middel til at sikre løbende kvalitetsforbedring og opnå et lærende sundhedssystem. Det ville også være et middel til at inkorporere fysiologisk information til både beslutningstagning og uddannelsesmæssige formål. Dette kunne muliggøre en bred fordeling af de vigtige fysiologiske bidrag fra Cournand, Richards, Riley og kolleger til et samfund af klinikere.

for at undersøge en kilde til overbelastning af klinikerinformation tællede jeg antallet af variable kategorier for en intensivafdelingspatient understøttet med mekanisk ventilation. Jeg begrænsede antallet til de variabler, der let blev identificeret i lægejournalen, og ignorerede lægernes noter, sygeplejerskernes noter, terapeutens noter, konsulenternes noter, alle billeddannelses-og patologirapporter og andre informationskilder. Jeg tællede 236 variable kategorier, der blev overvejet af intensivafdelingens klinikere. Beslutninger om sepsis-induceret akut respiratorisk nødsyndrom kan for eksempel involvere multipel mekanisk ventilation, arteriel iltning, kredsløbs -, nyre -, farmakologisk og intravenøs infusionsvariabler ud over flere konsulentforslag. Selvom informationsoverbelastning af klinikere er blevet anerkendt i over et århundrede (25, 26), opfatter mange, at medicin altid krævede, at læger skulle håndtere enorme mængder data, og at evnen til at styre kompleksitet adskiller gode læger fra resten (27). Det forekommer korrekt, på pålydende værdi, at det at have en større evne til at håndtere flere genstande i kortvarig eller arbejdshukommelse vil bidrage til overlegen ydelse. Arbejdshukommelseskapacitet tegner sig for en stor komponent (en tredjedel til halvdelen) af generel intelligens (28). Ikke desto mindre er arbejdshukommelseskapaciteten hos selv de klinikere med overlegen ydeevne meget lille i forhold til antallet af variabler, som kliniske beslutningstagere står over for i fælles komplekse kliniske indstillinger. Selv de bedste klinikere laver fejl og udfører inkonsekvent (4).

hvis patientresultaterne ikke blev påvirket af variationer i klinikerens beslutningstagning, ville de førnævnte observationer være uvæsentlige. Imidlertid vurderes medicinsk fejl af Institute of Medicine at være ansvarlig for flere dødsfald, end der produceres af mange frygtede sygdoms-eller skadekategorier (5). Nyere skøn er endnu højere (29), hvor en rapport estimerer medicinsk fejl at være den tredje førende dødsårsag i USA (30). For at gøre tingene værre vurderer Institute of Medicine, at en tredjedel af vores $3 billioner nationale sundhedsudgifter udbetales til unødvendig eller ineffektiv pleje. Det er en udgift på omkring $1 billioner, eller omkring 1,4 gange vores samlede nationale forsvarsbudget. Bestræbelser på at reducere eller eliminere uberettiget variation i pleje bør derfor være en national prioritet (31, 32). Faktisk er det genstand for en række forretningsprocesstrategier, der har til formål at forbedre dette sæt problemer og udfordringer (33). Uheldigvis, de bredt anvendte forretningsprocesstrategier, der inkluderer kontinuerlig kvalitetsforbedring, total kvalitetsforbedring, nul patientskade, seks Sigma, og andre omfavner ikke kerneproblemet med at støtte og afhjælpe den kognitivt begrænsede kliniker beslutningstager. De undlader derfor at løse et kerneproblem inden for sundhedsvæsenet: klinikernes beslutningstagere er en vigtig faktor for sundhedsudgifterne. Man kunne have mistanke om, at de problemer, der diskuteres, ville blive forbedret ved at etablere et integreret system med en enkelt betaler (vi har ikke et integreret sundhedssystem i USA). 30%) udgifter til uhensigtsmæssig pleje i det canadiske sundhedssystem (34, 35). Sundhedsvæsenets organisation og betalingsstruktur ser således ikke ud til at være den afgørende faktor. Denne lighed i udførelsen af USA. og canadiske systemer vedrørende uhensigtsmæssige sundhedsudgifter er i overensstemmelse med den fortolkning, at kerneproblemet hviler hos klinikernes beslutningstagere. Endnu, jeg kender intet systematisk program rettet mod at udforske den strenge videnskabelige anvendelse af detaljerede computerprotokoller, der kunne belaste informationsbelastede klinikere, fremkalde konsistente beslutninger knyttet til bevis, sikre konsekvent anvendelse af sunde fysiologiske principper, og endda automatisk styre enheder såsom mekaniske ventilatorer eller ekstrakorporale nyreudskiftningsmaskiner. Fraktionen af klinisk beslutningstagning, der er tilgængelig for lukket kredsløb (automatisk) kontrol eller åben kredsløbskontrol (en kliniker gennemgår og accepterer eller afviser en instruktion) forbliver uudforsket.

jeg spekulerer på, hvorfor den omfattende fysiologiske modellering af den menneskelige krop ikke omfavnes bredt i sådanne protokoller i en systematisk national indsats, da det synes muligt at gøre det (19, 20, 24, 36-39). I betragtning af de-vægt på fysiologiuddannelse for klinikere og det lave niveau af forståelse af fysiologiske kerneprincipper (2) synes dette et logisk skridt for de kliniske og fysiologiske samfund. En systematisk indsats ville imidlertid kræve beslutninger truffet af flere lederskaber og finansiering fra nationale agenturer. Jeg kan ikke se tegn på, at dette vil komme i den nærmeste fremtid. Det ville kræve anerkendelse af menneskelige kognitive begrænsninger, accept af nødvendigheden af at forfølge fysiologisk stærk beslutningsstøtte til klinisk forskning og klinisk plejeformål og omstrukturering af vedligeholdelses-og promoveringsinfrastrukturen i den akademiske verden for at gøre det muligt for interesserede unge læger at tage førende roller i denne indsats. Unge læger, der fører tilsyn med kurationen af en detaljeret computerprotokol, der giver personlige kliniske instruktioner, kan, jeg formoder, har få publikationer om året, i forhold til deres kolleger i reduktionistiske videnskabslaboratorier. Kuration vil sandsynligvis kræve overvågning af litteraturen med opmærksomhed på alle relaterede publikationer; revision af logik, når ny information indikerer det; test, in silico, den nye logik mod validerede inputdata og protokoludgange; gennemgang af den reviderede protokol med en passende lille gruppe eksperter; test og validering af revideret protokolsikkerhed i et klinisk miljø, der kan fungere som et laboratorium for humane kliniske resultater; og endelig offentliggøre revisionen, udskiftning af eksisterende internetkopier af den tidligere version. Dette er et stort engagement, der kræver sikker finansiering og en større kulturel ændring i sundhedsvæsenet. Centralt i denne kulturelle ændring ville være en anerkendelse af, at vores sundhedsmål sandsynligvis ikke vil blive nået ved fortsat insistering på den hippokratiske (uden hjælp ekspert, autoritær) klinikermodel. Hellere, selvom vi fortsat har brug for eksperter, disse eksperter skal hjælpes med detaljerede computerprotokoller, der omfavner kernefysiologiske konstruktioner og leverer personlige kliniske instruktioner. Disse protokoller kunne give effektiv efteruddannelse ved at afspejle de logiske og fysiologiske konstruktioner, der er indeholdt i protokolreglerne, på det passende tidspunkt for uddannelse—når klinikerens beslutningstager spørger om en protokolinstruktion. En sådan uddannelse kunne bringe de fysiologiske bidrag fra Cournand, Richards og kolleger direkte til kliniske beslutningstagere inden for det brede sundhedsvæsen.