Limitaciones Cognitivas Humanas. La Aplicación Clínica Amplia y Consistente de los Principios Fisiológicos Requerirá Apoyo en la Toma de Decisiones | Jiotower

André Cournand, Werner Forssmann y Dickinson Richards recibieron el Premio Nobel por contribuciones fisiológicas que permitieron el desarrollo de la cardiología, la neumología y la atención crítica modernas. Entre las contribuciones seminales de su grupo, las relaciones entre el contenido de gases sanguíneos y las presiones parciales son conceptos prominentes pertinentes para muchas decisiones clínicas importantes en la actualidad (1). Por lo tanto, noté con consternación la falta de conocimiento de estos conceptos en dos reuniones internacionales en 2016 en América del Norte y Asia. Durante los períodos de discusión, alguien preguntó a la audiencia de expertos si una persona a nivel del mar con presión arterial de oxígeno (PaO2) de 95 mm Hg y saturación de oxígeno (SaO2) del 95% podría ser hipoxémica. La respuesta uniforme fue “no”, ni una sola persona ofreció voluntariamente” contenido reducido de oxígeno (concentración arterial de oxígeno)”, hasta que se mencionó la anemia. En ese momento, en ambas reuniones, las audiencias reconocieron el vínculo entre la anemia y la consiguiente reducción de la concentración de oxígeno arterial. Restringir la interpretación de la hipoxemia a SaO2 o PaO2 conduce a una inconsistencia lógica fundamental. Un paciente con PaO2 o SaO2 normal e insuficiencia cardíaca de alto rendimiento debido a una hemoglobina baja sufre hipoxemia grave (baja concentración de oxígeno arterial), con insuficiencia de órgano terminal (corazón). Restringir la interpretación a una PaO2 o SaO2 normal indica que el paciente no tiene hipoxemia. La inconsistencia lógica es: hipoxemia (baja concentración arterial de oxígeno) = sin hipoxemia (PaO2 o SaO2 normales), es decir, “a = no a”. Se deben examinar los tres reflejos de O2 en la sangre. Una disminución en cualquiera de ellos (PaO2, SaO2 o concentración arterial de oxígeno) indica hipoxemia.

Estas dos experiencias representan ejemplos particulares de un problema a gran escala: el fracaso de nuestros sistemas educativos para permitir una comprensión amplia entre los médicos de los principios fisiológicos básicos (2). El énfasis de las últimas décadas en la ciencia reduccionista, incluidas las diversas ramas de investigación “omicas”, probablemente ha contribuido a una disminución en la comprensión de los conceptos básicos de fisiología aplicada. Algunas instituciones académicas, como la mía, han eliminado sus departamentos de fisiología. Esta falla del sistema educativo sugiere que no se puede esperar que los médicos tomen decisiones clínicas de manera consistente vinculadas a la mejor evidencia fisiológica, un problema a gran escala con múltiples determinantes (vide infra) que probablemente se resolverá al menos parcialmente mediante la aplicación de protocolos informáticos detallados que incluyan una lógica fisiológica sólida (3). La aparente falta de énfasis actual de los principios fisiológicos centrales parece ser parte de un problema de decisión clínica más grande: la incapacidad de los médicos para vincular de manera consistente sus decisiones con la mejor evidencia (4, 5).

Los médicos no aplican la atención de manera consistente sobre la base de las mejores pruebas. Por ejemplo, en la actualidad, los médicos de cuidados intensivos no aplican de manera coherente el reconocido potencial de la ventilación mecánica para salvar vidas a pacientes con lesión pulmonar aguda (6) 16 años después de una publicación histórica (7). Los cardiólogos no aplican de manera consistente tratamientos basados en la evidencia para pacientes clínicos con insuficiencia cardíaca que parecen ser candidatos apropiados (8). De hecho, las opiniones de los médicos a menudo reflejan mal su desempeño real. Esta es una deficiencia humana generalizada (9). Los humanos suelen sobreestimar su rendimiento (9-11). Además, los médicos no logran realizar los niveles deseados al evaluar los datos cuantitativamente. Por ejemplo, un rastreo claro de presión de oclusión con balón de arteria pulmonar fue interpretado correctamente por enfermeras y médicos expertos solo la mitad de las veces (12-14). Incluso cuando los médicos están absolutamente seguros, su estimación del resultado es imperfecta. El dieciséis por ciento de los pacientes en unidades de cuidados intensivos, considerados por todos los médicos tratantes como incapaces de sobrevivir a su estancia en la unidad de cuidados intensivos, en realidad sobrevivieron (15). Se encontraron resultados similares en el estudio de Ibuprofeno en sepsis cuando se excluyó de la inclusión en el estudio a pacientes moribundos, con expectativas inequívocas de muerte (16). El trece por ciento de estos pacientes excluidos sobrevivieron (comunicación personal escrita, G. Bernard, 2012).

Nuestro fracaso en vincular las decisiones con la mejor evidencia se debe en parte a las limitaciones cognitivas de los tomadores de decisiones humanos, incluidos los tomadores de decisiones clínicos. Se estimó que la memoria humana a corto plazo o de trabajo se limitaba a 7 ± 2 variables en la década de 1950 (17). Una estimación más actual es de 4 ± 1 construcciones (18). La calidad de la decisión generalmente se degrada una vez que se supera este límite de cuatro construcciones (18). Debido a esta limitación, la mayoría de las decisiones clínicas se basan en una a tres variables. Esta limitación nos permite desarrollar reglas racionales para la toma de decisiones, porque cada decisión se basa en muy pocas variables de entrada (3). El límite de cuatro construcciones parece sorprendente para los humanos, que por lo general sobreestiman su rendimiento (10). Sin embargo, este límite de cuatro construcciones se refleja en comportamientos comunes. La espirometría se evalúa comúnmente con pantallas gráficas de dos pares de variables (curvas volumen–tiempo y flujo–volumen). A pesar de que la exhalación forzada solo involucra tres variables (flujo, volumen y tiempo), no solemos mostrar las tres variables en una gráfica tridimensional porque es demasiado difícil de interpretar para la mayoría de los espectadores. Una construcción fisiológica central asociada con la limitación del flujo y con el tamaño y la forma de múltiples estructuras de diferentes sistemas corporales implica solo cuatro presiones: entrada, salida, interior y exterior. Pinlet-Poutlet es la caída de presión resistiva al flujo asociada con los sistemas conductores que mueven el material de un punto a otro. Pinside-Poutside es la diferencia de presión transmural que determina el tamaño y la forma de un cuerpo tridimensional con propiedades elásticas. Estas cuatro presiones simples constituyen la base de comportamientos fisiológicos importantes de los vasos conductores en la vasculatura, las vías respiratorias y el tracto urogenital, entre otros. Una publicación de la American Physiological Society reconoció la dificultad para comprender este y otros principios fisiológicos básicos experimentados por estudiantes y profesionales clínicos. La publicación exploró estrategias para abordar este bajo nivel de comprensión de los principios fisiológicos básicos entre los médicos (2).

Los protocolos informáticos detallados sensibles al contexto pueden generar instrucciones de medicina personalizadas que se adaptan bien a las necesidades individuales del paciente a lo largo del tiempo (19-24). Desarrollamos los protocolos informáticos detallados iniciales sensibles al contexto para un ensayo clínico de eliminación extracorpórea de CO2 para pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda (19). Estos protocolos están asociados con resultados clínicos más favorables que los asociados con decisiones médicas sin ayuda (20). Los protocolos también pueden servir para traducir fácilmente los resultados de la investigación en la práctica clínica (23). Ya no se cuestiona la viabilidad de elaborar, validar y aplicar esos protocolos. Sin embargo, aún quedan preguntas importantes sin respuesta con respecto a la fracción de tareas y desafíos clínicos susceptibles de apoyo a la toma de decisiones de dicho protocolo, y la capacidad de escalar la implementación de dichos protocolos en instituciones grandes y entre instituciones. La aplicación generalizada probablemente sería un medio eficaz para garantizar una mejora continua de la calidad y lograr un sistema de atención de la salud de aprendizaje. También sería un medio de incorporar información fisiológica para la toma de decisiones y con fines educativos. Esto podría permitir una amplia distribución de las importantes contribuciones fisiológicas de Cournand, Richards, Riley y sus colegas a una comunidad de médicos.

Para explorar una fuente de sobrecarga de información clínica, conté el número de categorías variables para un paciente de la unidad de cuidados intensivos apoyado con ventilación mecánica. Limité el recuento a aquellas variables fácilmente identificadas en el registro médico e ignoré las notas de los médicos, las notas de las enfermeras, las notas de los terapeutas, las notas de los consultores, todos los informes de diagnóstico por imágenes y patología y otras fuentes de información. Conté 236 categorías variables consideradas por los médicos de la unidad de cuidados intensivos. Las decisiones sobre el síndrome de distrés respiratorio agudo inducido por sepsis pueden, por ejemplo, involucrar múltiples variables de ventilación mecánica, oxigenación arterial, circulatoria, renal, farmacológica e infusión intravenosa, además de múltiples sugerencias de consultores. Aunque la sobrecarga de información de los médicos se ha reconocido durante más de un siglo (25, 26), muchos perciben que la medicina siempre requería que los médicos manejaran enormes cantidades de datos y que la capacidad de manejar la complejidad distingue a los buenos médicos del resto (27). Parece correcto, a primera vista, que tener una mayor capacidad para manejar varios elementos en memoria de trabajo o a corto plazo contribuirá a un rendimiento superior. La capacidad de memoria de trabajo representa un componente grande (de un tercio a la mitad) de la inteligencia general (28). Sin embargo, la capacidad de memoria de trabajo, incluso de los médicos con un rendimiento superior, es muy pequeña en relación con el número de variables a las que se enfrentan los responsables de la toma de decisiones clínicas en entornos clínicos complejos comunes. Incluso los mejores médicos cometen errores y funcionan de manera inconsistente (4).

Si los resultados de los pacientes no se vieran influenciados por las variaciones en la toma de decisiones de los médicos, las observaciones mencionadas no tendrían importancia. Sin embargo, el Instituto de Medicina estima que el error médico es responsable de más muertes que las producidas por muchas categorías temidas de enfermedades o lesiones (5). Las estimaciones más recientes son aún más altas (29), con un informe que estima que el error médico es la tercera causa de muerte en los Estados Unidos (30). Para empeorar las cosas, el Instituto de Medicina estima que un tercio de nuestros 3 billones de dólares de gasto nacional en atención médica se desembolsa para atención innecesaria o ineficaz. Eso es un gasto de aproximadamente 1 billón de dólares, o aproximadamente 1,4 veces nuestro presupuesto total de defensa nacional. Por consiguiente, los esfuerzos por reducir o eliminar las variaciones injustificadas en la atención deberían ser una prioridad nacional (31, 32). De hecho, es el objeto de una serie de estrategias de procesos de negocio, destinadas a mejorar este conjunto de problemas y desafíos (33). Desafortunadamente, las estrategias de procesos de negocio ampliamente aplicadas que incluyen la mejora continua de la calidad, la mejora total de la calidad, cero daños al paciente, Six Sigma y otras no abarcan el problema central de apoyar y aliviar la carga de la toma de decisiones del médico clínico con limitaciones cognitivas. Por lo tanto, no abordan un problema central en la atención de la salud: los tomadores de decisiones de los médicos son un factor determinante importante de los gastos de atención de la salud. Uno podría sospechar que los problemas en discusión se mejorarían estableciendo un sistema integrado con un solo pagador (no tenemos un sistema de atención médica integrado en los Estados Unidos). Cabe destacar un informe del Instituto Canadiense de Información Sanitaria que indica un gasto similar (alrededor del 30%) en atención inadecuada en el sistema canadiense de atención de la salud de pagador único (34, 35). Por lo tanto, la organización del sistema de salud y la estructura de pago no parecen ser el factor determinante. Esta similitud de desempeño de los EE.UU. y los sistemas canadienses con respecto al gasto inadecuado en atención médica son consistentes con la interpretación de que el problema central recae en los tomadores de decisiones de los médicos clínicos. Sin embargo, no conozco ningún programa sistemático dirigido a explorar la aplicación científica rigurosa de protocolos informáticos detallados que puedan descargar la información, sobrecargar a los médicos, inducir decisiones consistentes vinculadas a la evidencia, garantizar la aplicación consistente de principios fisiológicos sólidos e incluso controlar automáticamente dispositivos como ventiladores mecánicos o máquinas de reemplazo renal extracorpóreo. La fracción de la toma de decisiones clínicas susceptible de control de bucle cerrado (automático) o control de bucle abierto (un médico revisa y acepta o rechaza una instrucción) permanece inexplorada.

Me pregunto por qué el modelado fisiológico extensivo del cuerpo humano no se incluye ampliamente en dichos protocolos en un esfuerzo nacional sistemático, ya que parece factible hacerlo (19, 20, 24, 36-39). Dada la falta de énfasis en la formación en fisiología para los médicos y el bajo nivel de comprensión de los principios básicos fisiológicos (2), este parece un paso lógico para las comunidades clínica y fisiológica. Sin embargo, un esfuerzo sistemático requeriría decisiones de múltiples direcciones y financiación de organismos nacionales. No veo pruebas de que esto se produzca en un futuro próximo. Requeriría el reconocimiento de las limitaciones cognitivas humanas, la aceptación de la necesidad de buscar un apoyo fisiológico sólido para la toma de decisiones con fines de investigación clínica y atención clínica, y la reestructuración de la infraestructura de retención y promoción en el mundo académico para permitir que los médicos jóvenes interesados asuman roles de liderazgo en este esfuerzo. Sospecho que los médicos jóvenes que supervisan la curación de un protocolo informático detallado que proporciona instrucciones clínicas personalizadas pueden tener pocas publicaciones por año, en comparación con sus homólogos en laboratorios de ciencias reduccionistas. La conservación probablemente requeriría monitorear la literatura con atención a todas las publicaciones relacionadas; revisar la lógica cuando la nueva información lo indique; probar, in silico, la nueva lógica contra datos de entrada validados y productos de protocolo; revisar el protocolo revisado con un pequeño grupo de expertos apropiado; probar y validar la seguridad del protocolo revisado en un entorno clínico que pueda funcionar como un laboratorio de resultados clínicos en humanos; y finalmente publicar la revisión, reemplazando las copias web existentes de la versión anterior. Este es un gran compromiso que requeriría financiamiento asegurado y un cambio cultural importante en la comunidad de atención médica. Un elemento central de este cambio cultural sería el reconocimiento de que nuestros objetivos de atención médica probablemente no se alcanzarán mediante la insistencia continua en el modelo clínico hipocrático (experto sin ayuda, autoritario). Más bien, aunque seguiremos necesitando expertos, esos expertos deben contar con la ayuda de protocolos informáticos detallados que adopten construcciones fisiológicas básicas y ofrezcan instrucciones clínicas personalizadas. Estos protocolos podrían proporcionar una educación médica continua efectiva al reflejar las construcciones lógicas y fisiológicas contenidas en las reglas del protocolo, en el momento oportuno para la educación, cuando el responsable de la toma de decisiones del médico clínico pregunta sobre una instrucción del protocolo. Tal educación podría llevar las contribuciones fisiológicas de Cournand, Richards y colegas directamente a los tomadores de decisiones clínicas dentro de la amplia comunidad de atención médica.