Menselijke Cognitieve Beperkingen. Brede, consistente, klinische toepassing van fysiologische principes vereist beslissingsondersteuning | Jiotower

André Cournand, Werner Forssmann en Dickinson Richards ontvingen de Nobelprijs voor fysiologische bijdragen die de ontwikkeling van moderne cardiologie, pulmonologie en kritieke zorg mogelijk maakten. Onder de fundamentele bijdragen van hun groep, de relaties tussen bloedgas inhoud en partiële druk zijn prominente Concepten relevant voor vele belangrijke klinische beslissingen vandaag (1). Daarom heb ik met ontzetting vastgesteld dat er op twee internationale bijeenkomsten in 2016 in Noord-Amerika en in Azië geen bewustzijn van deze concepten was. Tijdens de discussieperiodes vroeg iemand het publiek van deskundigen of een persoon op zeeniveau met arteriële zuurstofdruk (PaO2) van 95 mm Hg en zuurstofverzadiging (SaO2) van 95% hypoxemisch kon zijn. Het uniforme antwoord was ” nee “- niet een persoon vrijwillig” verminderd zuurstofgehalte (arteriële zuurstofconcentratie), ” totdat bloedarmoede werd genoemd. Op dat moment in beide vergaderingen, het publiek herkende het verband tussen bloedarmoede en de bijgevolg verminderde arteriële zuurstofconcentratie. Het beperken van hypoxemie interpretatie tot SaO2 of PaO2 leidt tot een fundamentele logische inconsistentie. Een patiënt met normaal PaO2 of SaO2 en hoog-output hartfalen als gevolg van lage hemoglobine lijdt aan ernstige hypoxemie (lage arteriële zuurstofconcentratie), met end-orgaan (hart) falen. Het beperken van de interpretatie tot een normale PaO2 of SaO2 geeft aan dat de patiënt geen hypoxemie heeft. De logische inconsistentie is: hypoxemie ( lage arteriële zuurstofconcentratie) = geen hypoxemie (normale PaO2 of SaO2), dat wil zeggen, “a = Niet a.” alle drie reflecties van O2 in het bloed moeten worden onderzocht. Een afname van een van hen (PaO2, SaO2, of arteriële zuurstofconcentratie) wijst op hypoxemie.

deze twee ervaringen zijn bijzondere voorbeelden van een grootschalig probleem-het falen van onze onderwijssystemen om een breed begrip onder clinici van de belangrijkste fysiologische principes mogelijk te maken (2). De nadruk van de afgelopen decennia op reductionistische wetenschap, met inbegrip van de verschillende “omics” takken van onderzoek, heeft waarschijnlijk bijgedragen tot een afname van het begrip van fundamentele Toegepaste Fysiologie Concepten. Sommige academische instellingen hebben, net als de mijne, hun afdelingen fysiologie geëlimineerd. Dit falen van het onderwijssysteem suggereert dat van clinici niet kan worden verwacht dat ze consequent klinische beslissingen nemen in verband met het beste fysiologische bewijs—een grootschalig probleem met meerdere determinanten (vide infra) dat waarschijnlijk ten minste gedeeltelijk zal worden opgelost door toepassing van gedetailleerde computerprotocollen die geluid fysiologische logica bevatten (3). De huidige schijnbare de-nadruk van kern fysiologische principes lijkt deel uit te maken van een groter klinisch beslissingsprobleem—het falen van clinici om consequent hun beslissingen te koppelen aan het beste bewijs (4, 5).

clinici passen niet consequent de zorg toe op basis van het beste bewijs. Artsen in kritieke zorg passen op dit moment bijvoorbeeld het algemeen erkende levensreddende potentieel van mechanische beademing niet consequent toe op patiënten met acuut longletsel (6) 16 jaar na een belangrijke publicatie (7). Cardiologen passen niet consequent evidence-based behandelingen toe bij patiënten in de kliniek voor hartfalen die geschikte kandidaten lijken te zijn (8). In feite weerspiegelen de meningen van artsen vaak slecht hun werkelijke prestaties. Dit is een wijdverbreide menselijke tekortkoming (9). Mensen overschatten vaak hun prestaties (9-11). Bovendien presteren artsen niet op de gewenste niveaus bij het kwantitatief beoordelen van gegevens. Bijvoorbeeld, een duidelijke pulmonale arterie ballon occlusie druk tracing werd correct geïnterpreteerd door deskundige verpleegkundigen en artsen slechts de helft van de tijd (12-14). Zelfs als clinici absoluut zeker zijn, is hun inschatting van de uitkomst onvolmaakt. Zestien procent van de patiënten op de intensive care-afdelingen, waarvan alle behandelende artsen dachten dat ze hun verblijf op de intensive care-afdeling niet konden overleven, overleefde het (15). Vergelijkbare resultaten werden aangetroffen in het Ibuprofen in Sepsis-onderzoek toen stervende patiënten, waarvan ondubbelzinnig wordt verwacht dat ze sterven, werden uitgesloten van deelname aan het onderzoek (16). Dertien procent van deze uitgesloten patiënten overleefde (personal written communication, G. Bernard, 2012).

ons onvermogen om beslissingen te koppelen aan het beste bewijs is gedeeltelijk te wijten aan cognitieve beperkingen van menselijke besluitvormers, waaronder, clinician decision makers. Het menselijk kortetermijngeheugen of werkgeheugen werd in de jaren vijftig beperkt tot 7 ± 2 variabelen (17). Een meer actuele schatting is 4 ± 1 constructies (18). De beslissingskwaliteit wordt over het algemeen aangetast zodra deze limiet van vier constructies wordt overschreden (18). Vanwege deze beperking zijn de meeste klinische beslissingen gebaseerd op één tot drie variabelen. Deze beperking stelt ons in staat om rationele regels voor besluitvorming te ontwikkelen, omdat elke beslissing gebaseerd is op zo weinig inputvariabelen (3). De limiet van vier constructies lijkt verrassend voor mensen, die hun prestaties vaak overschatten (10). Echter, deze limiet van vier constructies wordt weerspiegeld in gemeenschappelijk gedrag. Spirometrie wordt gewoonlijk beoordeeld met grafische displays van twee paren variabelen (volume–tijd en flow–volume curves). Hoewel de geforceerde uitademing slechts drie variabelen omvat (flow, volume en tijd), geven we de drie variabelen niet vaak weer in een driedimensionale plot omdat het voor de meeste kijkers te moeilijk is om deze te interpreteren. Een fysiologische constructie van de kern die verband houdt met de beperking van de stroom en met de grootte en vorm van meerdere structuren van verschillende lichaamssystemen impliceert slechts vier drukken: inlaat, uitlaat, binnen, en buiten. Pinlet-Poutlet is de flow-resistieve drukval geassocieerd met geleidende systemen die materiaal verplaatsen van het ene punt naar het andere. Pinside-Poutside is het transmurale drukverschil dat de grootte en vorm van een driedimensionaal lichaam met elastische eigenschappen bepaalt. Deze vier eenvoudige drukken vormen de basis van belangrijke fysiologische gedragingen van het uitvoeren van schepen in de vasculatuur, de luchtwegen, en het urogenitale kanaal, onder anderen. Een publicatie van de American Physiological Society erkende de moeilijkheid in het begrijpen van deze en andere kern fysiologische principes ervaren door klinische studenten en beoefenaars. De publicatie onderzocht strategieën voor het aanpakken van dit lage niveau van begrip van de kern fysiologische principes onder clinici (2).

gedetailleerde contextgevoelige computerprotocollen kunnen gepersonaliseerde medicijninstructies genereren die goed zijn afgestemd op de individuele patiëntbehoeften in de loop van de tijd (19-24). We ontwikkelden de eerste contextgevoelige gedetailleerde computerprotocollen voor een klinisch onderzoek naar extracorporale CO2-verwijdering voor patiënten met acute respiratory distress syndrome (19). Dergelijke protocollen worden geassocieerd met gunstiger klinische resultaten dan die geassocieerd met niet-begeleide clinician beslissingen (20). De protocollen kunnen ook dienen om onderzoeksresultaten gemakkelijk te vertalen naar de klinische praktijk (23). De haalbaarheid van het ontwikkelen, valideren en uitvoeren van dergelijke protocollen staat niet langer ter discussie. Echter, nog steeds onbeantwoord zijn belangrijke vragen over de fractie van klinische taken en uitdagingen vatbaar voor dergelijke protocol besluitvorming ondersteuning, en het vermogen om Schaal implementatie van dergelijke protocollen over grote instellingen en tussen instellingen. Een wijdverspreide toepassing zou waarschijnlijk een doeltreffend middel zijn om een voortdurende kwaliteitsverbetering te waarborgen en een systeem van leergezondheidszorg tot stand te brengen. Het zou ook een middel zijn om fysiologische informatie te integreren voor zowel besluitvormings-als educatieve doeleinden. Dit zou een brede verspreiding van de belangrijke fysiologische bijdragen van Cournand, Richards, Riley en collega ‘ s aan een gemeenschap van clinici mogelijk kunnen maken.

om één bron van overbelasting van clinici te onderzoeken, telde ik het aantal variabele categorieën voor een patiënt op de intensive care, ondersteund met mechanische beademing. Ik beperkte de telling tot die variabelen die gemakkelijk te identificeren zijn in het medisch dossier, en negeerde notities van artsen, notities van verpleegkundigen, notities van therapeuten, notities van consultants, alle beeldvorming en pathologie rapporten, en andere bronnen van informatie. Ik telde 236 variabele categorieën worden beschouwd door de intensive care unit clinici. Beslissingen over sepsis-geïnduceerde acute respiratory distress syndrome kunnen bijvoorbeeld betrekking hebben op meerdere mechanische ventilatie, arteriële oxygenatie, bloedsomloop, renale, farmacologische en intraveneuze infusie variabelen, naast meerdere consultant suggesties. Hoewel informatie-overload van artsen al meer dan een eeuw wordt erkend (25, 26), zien velen dat artsen in de geneeskunde altijd enorme hoeveelheden gegevens moesten verwerken en dat het vermogen om complexiteit te beheren goede artsen onderscheidt van de rest (27). Het lijkt correct, op het eerste gezicht, dat het hebben van een grotere capaciteit om meerdere items op korte termijn of werkgeheugen zal bijdragen aan superieure prestaties. Werkgeheugencapaciteit is verantwoordelijk voor een grote component (een derde tot de helft) van de algemene intelligentie (28). Niettemin is de werkgeheugencapaciteit van zelfs die artsen met superieure prestaties zeer klein in verhouding tot het aantal variabelen waarmee klinische besluitvormers in gemeenschappelijke complexe klinische omgevingen worden geconfronteerd. Zelfs de beste artsen maken fouten en presteren inconsistent (4).

indien de resultaten van de patiënt niet beïnvloed werden door variaties in de besluitvorming in de clinicus, zouden bovengenoemde observaties onbelangrijk zijn. Medische fouten worden echter door het Instituut voor Geneeskunde geschat als de oorzaak van meer sterfgevallen dan veroorzaakt door veel gevreesde ziekte-of letselcategorieën (5). Meer recente schattingen zijn nog hoger (29), met een rapport waarin medische fouten worden geschat als de derde belangrijkste doodsoorzaak in de Verenigde Staten (30). Om de zaken nog erger te maken, schat het Instituut voor geneeskunde dat een derde van onze 3 biljoen dollar nationale uitgaven voor gezondheidszorg wordt uitbetaald voor onnodige of ineffectieve zorg. Dat is een uitgave van ongeveer $ 1 biljoen, of ongeveer 1,4 keer ons totale nationale defensiebudget. Inspanningen om ongerechtvaardigde verschillen in zorg te verminderen of weg te nemen moeten daarom een nationale prioriteit zijn (31, 32). In feite is het het doel van een aantal business process strategieën, bedoeld om deze set van problemen en uitdagingen te verbeteren (33). Helaas, de op grote schaal toegepaste business process strategieën die continue kwaliteitsverbetering omvatten, totale kwaliteitsverbetering, zero patiënt harm, Six Sigma, en anderen niet omarmen het kernprobleem van het ondersteunen en ontlasten van de cognitief beperkte clinician decision-maker. Zij slagen er dan ook niet in een kernprobleem in de gezondheidszorg aan te pakken: besluitvormers van clinici zijn een belangrijke determinant van de uitgaven voor gezondheidszorg. Men zou kunnen vermoeden dat de problemen die ter discussie staan zouden worden verbeterd door het opzetten van een geïntegreerd systeem met één betaler (we hebben geen geïntegreerd gezondheidszorgsysteem in de Verenigde Staten). Van belang is een rapport van het Canadian Institute for Health Information dat wijst op een vergelijkbare (ongeveer 30%) uitgaven voor Ongeschikte zorg in het single-payer Canadian health care system (34, 35). De organisatie van het gezondheidszorgsysteem en de betalingsstructuur lijken dus niet de bepalende factor te zijn. Deze gelijkenis van de prestaties van de VS en Canadese systemen met betrekking tot ongepaste uitgaven voor gezondheidszorg zijn in overeenstemming met de interpretatie dat het kernprobleem bij de besluitvormers van artsen ligt. Toch ken ik geen systematisch programma gericht op het verkennen van de rigoureuze wetenschappelijke toepassing van gedetailleerde computerprotocollen die informatie-overbelaste clinici zouden kunnen ontlasten, consistente beslissingen in verband met bewijsmateriaal zouden kunnen induceren, consistente toepassing van geluid fysiologische principes verzekeren, en zelfs automatisch apparaten zoals mechanische ventilatoren of extracorporale niervervangende machines zouden kunnen controleren. De fractie van klinische besluitvorming die vatbaar is voor closed-loop (automatische) controle of open-loop controle (een clinicus beoordeelt en accepteert of weigert een instructie) blijft onontgonnen.Ik vraag me af waarom de uitgebreide fysiologische modellering van het menselijk lichaam niet op grote schaal in dergelijke protocollen wordt omarmd in een systematische nationale inspanning, aangezien het haalbaar lijkt om dit te doen (19, 20, 24, 36-39). Gezien de de-nadruk van fysiologie training voor clinici en het lage niveau van begrip van fysiologische kernprincipes (2), lijkt dit een logische stap voor de klinische en fysiologie gemeenschappen. Voor een systematische inspanning zouden echter besluiten van meerdere leiderschappen en financiering door nationale agentschappen nodig zijn. Ik zie geen bewijs dat dit in de nabije toekomst zal gebeuren. Het vereist erkenning van de cognitieve beperkingen van de mens, aanvaarding van de noodzaak om een fysiologisch sterke beslissingsondersteuning na te streven voor klinisch onderzoek en klinische zorg, en herstructurering van de retentie-en promotieinfrastructuur in de academische wereld om geïnteresseerde jonge artsen in staat te stellen een leidende rol te spelen in deze inspanning. Jonge artsen die toezicht houden op de curatie van een gedetailleerd computerprotocol dat gepersonaliseerde klinische instructies geeft, kunnen, vermoed ik, weinig publicaties per jaar hebben, in vergelijking met hun tegenhangers in reductionistische wetenschapslaboratoria. Curation zou waarschijnlijk vereisen dat de literatuur wordt gevolgd met aandacht voor alle gerelateerde publicaties; herziening van de logica wanneer nieuwe informatie Dit aangeeft; testen, in silico, van de nieuwe logica aan de hand van gevalideerde inputgegevens en protocol outputs; herziening van het herziene protocol met een geschikte kleine groep deskundigen; testen en valideren van herziene protocolveiligheid in een klinische omgeving die kan functioneren als een laboratorium voor menselijke klinische resultaten; en tot slot publiceren van de herziening, ter vervanging van bestaande webkopieën van de vorige versie. Dit is een grote inzet die gegarandeerde financiering en een grote culturele verandering in de gezondheidszorg gemeenschap zou vereisen. Centraal in deze culturele verandering zou een erkenning zijn dat onze gezondheidszorgdoelstellingen waarschijnlijk niet zullen worden bereikt door te blijven aandringen op het Hippocratische (zonder hulp deskundige, autoritaire) clinician model. Integendeel, hoewel we deskundigen zullen blijven nodig hebben, moeten die deskundigen worden geholpen door gedetailleerde computerprotocollen die kern fysiologische constructies omarmen en gepersonaliseerde klinische instructies leveren. Deze protocollen kunnen zorgen voor een effectieve voortgezette medische opleiding door de logica en fysiologische constructies in de protocolregels weer te geven, op het juiste moment voor onderwijs—wanneer de clinician decision-maker informeert over een protocolinstructie. Dergelijk onderwijs zou de fysiologische bijdragen van Cournand, Richards, en collega ‘ s rechtstreeks aan klinische besluitvormers binnen de brede gezondheidszorg gemeenschap brengen.