Ludzkie Ograniczenia Poznawcze. Szerokie, spójne, kliniczne zastosowanie zasad fizjologicznych będzie wymagało wsparcia decyzji | Jiotower

André Cournand, Werner Forssmann i Dickinson Richards otrzymali Nagrodę Nobla za wkład fizjologiczny, który umożliwił rozwój nowoczesnej kardiologii, Pulmonologii i opieki krytycznej . Wśród przełomowych wkładów ich grupy, relacje między zawartością gazu we krwi a ciśnieniem częściowym są wybitnymi koncepcjami dotyczącymi wielu ważnych decyzji klinicznych (1). Dlatego z przerażeniem odnotowałem brak świadomości tych pojęć na dwóch międzynarodowych spotkaniach w 2016 r.w Ameryce Północnej i Azji. Podczas dyskusji ktoś zapytał publiczność ekspertów, czy osoba na poziomie morza z tętniczym ciśnieniem tlenu (PaO2) 95 mm Hg i nasyceniem tlenem (SaO2) 95% może być hipoksemiczna. Jednolita odpowiedź brzmiała ” nie ” – żadna osoba nie zgłosiła się na ochotnika “obniżonej zawartości tlenu (stężenie tlenu w tętnicach)”, dopóki nie wspomniano o anemii. W tym momencie na obu spotkaniach publiczność rozpoznała związek między anemią a konsekwentnie zmniejszonym stężeniem tlenu w tętnicach. Ograniczenie interpretacji hipoksemii do SaO2 lub PaO2 prowadzi do fundamentalnej logicznej niespójności. Pacjent z prawidłowym PaO2 lub SaO2 i wysoką wydajnością niewydolności serca z powodu niskiej hemoglobiny cierpi na ciężką hipoksemię (niskie stężenie tlenu tętniczego), z end-organ (serce) niewydolność. Ograniczenie interpretacji do normalnego PaO2 lub SaO2 wskazuje, że pacjent nie ma hipoksemii. Logiczna niespójność jest: hipoksemia (niskie stężenie tlenu w tętnicach) = brak hipoksemii (normalny PaO2 lub SaO2), czyli “a = nie a”. wszystkie trzy odbicia O2 we krwi powinny zostać zbadane. Zmniejszenie któregokolwiek z nich (PaO2, SaO2 lub stężenie tlenu tętniczego) wskazuje na hipoksemię.

te dwa doświadczenia stanowią szczególne przykłady problemu na dużą skalę-niepowodzenia naszych systemów edukacyjnych, aby umożliwić szerokie zrozumienie podstawowych zasad fizjologicznych wśród klinicystów (2). Nacisk ostatnich kilkudziesięciu lat na naukę redukcjonistyczną, w tym różne gałęzie badań “omika”, prawdopodobnie przyczynił się do zmniejszenia zrozumienia podstawowych pojęć fizjologii stosowanej. Niektóre uczelnie, podobnie jak moje, zlikwidowały swoje wydziały fizjologii. Ta awaria systemu edukacyjnego sugeruje, że nie można oczekiwać od klinicystów konsekwentnego podejmowania decyzji klinicznych związanych z najlepszymi dowodami fizjologicznymi—wielkoskalowym problemem z wieloma determinantami (vide infra), który prawdopodobnie zostanie przynajmniej częściowo rozwiązany przez zastosowanie szczegółowych protokołów komputerowych, które obejmują logikę fizjologiczną dźwięku (3). Obecny pozorny dekoncentracja podstawowych zasad fizjologicznych wydaje się częścią większego problemu decyzji klinicznych—niepowodzenia klinicystów w konsekwentnym łączeniu swoich decyzji z najlepszymi dowodami (4, 5).

lekarze nie stosują konsekwentnie opieki na podstawie najlepszych dowodów. Na przykład klinicyści zajmujący się krytyczną opieką medyczną nie stosują obecnie konsekwentnie powszechnie uznanego, ratującego życie potencjału wentylacji mechanicznej u pacjentów z ostrym uszkodzeniem płuc (6) 16 lat po przełomowej publikacji (7). Kardiolodzy nie konsekwentnie stosują opartych na dowodach metod leczenia pacjentów kliniki niewydolności serca, którzy wydają się być odpowiednimi kandydatami (8). W rzeczywistości opinie klinicystów często słabo odzwierciedlają ich rzeczywiste wyniki. Jest to powszechna wada ludzka (9). Ludzie często przeceniają swoje wyniki (9-11). Ponadto klinicyści nie osiągają pożądanych wyników przy ocenie ilościowej danych. Na przykład wyraźne śledzenie ciśnienia okluzji tętnicy płucnej zostało poprawnie zinterpretowane przez pielęgniarki i lekarzy specjalistów tylko przez połowę czasu (12-14). Nawet jeśli lekarze są absolutnie pewni, ich ocena wyników jest niedoskonała. Szesnaście procent pacjentów na oddziałach intensywnej terapii, uważanych przez wszystkich klinicystów za niezdolnych do przeżycia pobytu na oddziale intensywnej terapii, przeżyło (15). Podobne wyniki uzyskano w badaniu Ibuprofen in Sepsis, w którym pacjenci umierający, jednoznacznie spodziewani śmierci, zostali wykluczeni z udziału w badaniu (16). Trzynaście procent tych wykluczonych pacjentów przeżyło (personal written communication, G. Bernard, 2012).

nasz brak powiązania decyzji z najlepszymi dowodami wynika po części z ograniczeń poznawczych decydentów ludzkich, w tym decydentów klinicystów. Szacuje się, że pamięć krótkotrwała lub robocza człowieka była ograniczona do 7 ± 2 zmiennych w latach 50. (17). Bardziej aktualna wartość szacunkowa wynosi 4 ± 1 (18). Jakość decyzji na ogół ulega pogorszeniu po przekroczeniu tego limitu czterech konstrukcji (18). Z powodu tego ograniczenia większość decyzji klinicznych opiera się na jednej do trzech zmiennych. To ograniczenie pozwala nam wypracować racjonalne zasady podejmowania decyzji, ponieważ każda decyzja opiera się na tak małej liczbie zmiennych wejściowych (3). Limit czterech konstrukcji wydaje się zaskakujący dla ludzi, którzy często przeceniają swoje osiągi (10). Jednak ta granica czterech konstrukcji znajduje odzwierciedlenie w powszechnych zachowaniach. Spirometria jest zwykle oceniana za pomocą graficznych wyświetlaczy dwóch par zmiennych (krzywe objętość–czas i przepływ–objętość). Chociaż wymuszony wydech obejmuje tylko trzy zmienne (przepływ, objętość i czas), zwykle nie wyświetlamy tych trzech zmiennych w trójwymiarowym wykresie, ponieważ większość widzów jest zbyt trudna do zinterpretowania. Podstawowa konstrukcja fizjologiczna związana z ograniczeniem przepływu oraz z wielkością i kształtem wielu struktur różnych układów ciała obejmuje tylko cztery ciśnienia: wlotowy, wylotowy, wewnętrzny i zewnętrzny. Pinlet-Poutlet to oporny na przepływ spadek ciśnienia związany z układami przewodzącymi, które przenoszą materiał z jednego punktu do drugiego. Pinside–Poutside to różnica ciśnienia transmuralnego, która określa rozmiar i kształt trójwymiarowego ciała o właściwościach sprężystych. Te cztery proste naciski stanowią podstawę ważnych fizjologicznych zachowań przewodzenia naczyń między innymi w naczyniach krwionośnych, drogach oddechowych i drogach moczowo-płciowych. Jedna z publikacji American Physiological Society przyznała, że trudności w zrozumieniu tych i innych podstawowych zasad fizjologicznych doświadczają studenci i praktycy kliniczni. W publikacji zbadano strategie rozwiązania tego niskiego poziomu zrozumienia podstawowych zasad fizjologicznych wśród klinicystów (2).

szczegółowe kontekstowe protokoły komputerowe mogą generować spersonalizowane instrukcje medyczne, które są dobrze dopasowane do indywidualnych potrzeb pacjenta w czasie (19-24). Opracowaliśmy wstępne kontekstowe szczegółowe protokoły komputerowe do badania klinicznego pozaustrojowego usuwania CO2 u pacjentów z zespołem ostrej niewydolności oddechowej (19). Takie protokoły są związane z korzystniejszymi wynikami klinicznymi niż te związane z decyzjami bez pomocy klinicysty (20). Protokoły mogą również służyć do łatwego przełożenia wyników badań na praktykę kliniczną (23). Nie kwestionuje się już możliwości opracowania, walidacji i wdrożenia takich protokołów. Jednak nadal bez odpowiedzi są ważne pytania dotyczące części zadań klinicznych i wyzwań, które mogą być związane z takim wsparciem decyzji protokołu, oraz możliwości skalowania wdrażania takich protokołów w dużych instytucjach i między instytucjami. Powszechne stosowanie byłoby prawdopodobnie skutecznym sposobem zapewnienia ciągłej poprawy jakości i osiągnięcia systemu uczenia się opieki zdrowotnej. Byłby to również sposób włączania informacji fizjologicznych zarówno do celów decyzyjnych, jak i edukacyjnych. Mogłoby to umożliwić szerokie rozpowszechnienie ważnego wkładu fizjologicznego Cournanda, Richardsa, Rileya i współpracowników w społeczność klinicystów.

aby zbadać Jedno źródło przeciążenia informacji o klinicystach, policzyłem liczbę zmiennych kategorii dla pacjenta na oddziale intensywnej terapii z wentylacją mechaniczną. Ograniczyłem liczbę do tych zmiennych łatwo zidentyfikowanych w dokumentacji medycznej i zignorowałem notatki lekarzy, notatki pielęgniarek, notatki terapeutów, notatki konsultantów, wszystkie raporty obrazowania i patologii oraz inne źródła informacji. Naliczyłem 236 zmiennych kategorii rozważanych przez klinicystów oddziału intensywnej terapii. Decyzje dotyczące zespołu ostrej niewydolności oddechowej wywołanej sepsą mogą obejmować na przykład wielokrotną wentylację mechaniczną, natlenienie tętnic, zmienne dotyczące wlewów krążeniowych, nerkowych, farmakologicznych i dożylnych, a także wiele sugestii konsultantów. Chociaż nadmiar informacji wśród klinicystów jest rozpoznawany od ponad wieku (25, 26), wielu uważa, że medycyna zawsze wymagała od lekarzy obsługi ogromnych ilości danych, a umiejętność zarządzania złożonością odróżnia dobrych lekarzy od reszty (27). Wydaje się poprawne, na wartość nominalną, że posiadanie większej zdolności do obsługi wielu elementów w pamięci krótkotrwałej lub roboczej przyczyni się do doskonałej wydajności. Pojemność pamięci roboczej stanowi duży składnik (od jednej trzeciej do połowy) ogólnej inteligencji (28). Niemniej jednak, pojemność pamięci roboczej nawet tych klinicystów o doskonałej wydajności jest bardzo mała w stosunku do liczby zmiennych, z którymi mierzą się decydenci kliniczni w powszechnych złożonych warunkach klinicznych. Nawet najlepsi lekarze popełniają błędy i działają niezgodnie (4).

gdyby zmiany w podejmowaniu decyzji przez klinicystę nie miały wpływu na wyniki pacjentów, powyższe obserwacje byłyby nieistotne. Jednakże, błąd medyczny jest szacowany przez Instytut Medycyny jako odpowiedzialny za więcej zgonów niż są produkowane przez wiele kategorii chorób lub urazów (5). Najnowsze szacunki są jeszcze wyższe (29), a jeden raport ocenia błąd medyczny jako trzecią główną przyczynę śmierci w Stanach Zjednoczonych (30). Co gorsza, Instytut Medycyny szacuje, że jedna trzecia naszych 3 bilionów dolarów krajowych wydatków na opiekę zdrowotną jest wydatkowana na niepotrzebną lub nieskuteczną opiekę. To wydatek w wysokości około 1 biliona dolarów, czyli około 1,4 Raza naszego całkowitego budżetu obrony narodowej. Wysiłki mające na celu ograniczenie lub wyeliminowanie nieuzasadnionych różnic w opiece powinny zatem być priorytetem krajowym (31, 32). W rzeczywistości jest ona przedmiotem wielu strategii procesów biznesowych, mających na celu złagodzenie tego zestawu problemów i wyzwań (33). Niestety, powszechnie stosowane strategie procesów biznesowych, które obejmują ciągłą poprawę jakości, całkowitą poprawę jakości, zero szkód dla pacjentów, Six Sigma i inne, nie obejmują podstawowego problemu wspierania i odciążania ograniczonego poznawczo decydenta klinicysty. W związku z tym nie rozwiązują one podstawowego problemu w opiece zdrowotnej: decydenci klinicystów są głównym wyznacznikiem wydatków na opiekę zdrowotną. Można podejrzewać, że omawiane problemy zostaną złagodzone poprzez ustanowienie zintegrowanego systemu z jednym płatnikiem (w Stanach Zjednoczonych nie mamy zintegrowanego systemu opieki zdrowotnej). Na uwagę zasługuje raport Canadian Institute for Health Information wskazujący na podobne (około 30%) wydatki na niewłaściwą opiekę w kanadyjskim systemie opieki zdrowotnej z pojedynczym płatnikiem (34, 35). Tak więc organizacja systemu opieki zdrowotnej i struktura płatności nie wydają się być czynnikiem decydującym. To podobieństwo wyników USA kanadyjskie systemy dotyczące niewłaściwych wydatków na opiekę zdrowotną są zgodne z interpretacją, że główny problem spoczywa na decydentach klinicystów. Nie znam jednak żadnego systematycznego programu ukierunkowanego na badanie rygorystycznego naukowego zastosowania szczegółowych protokołów komputerowych, które mogłyby odciążyć informacje-przeciążeni lekarze, wywołać spójne decyzje związane z dowodami, zapewnić spójne stosowanie prawidłowych zasad fizjologicznych, a nawet automatycznie kontrolować urządzenia, takie jak mechaniczne wentylatory lub pozaustrojowe Maszyny do zastępowania nerek. Część klinicznego podejmowania decyzji podlegająca zamkniętej pętli (automatycznej) lub otwartej pętli (klinicysta przegląda i akceptuje lub odrzuca instrukcję) pozostaje niezbadana.

zastanawiam się, dlaczego szeroko zakrojone modelowanie fizjologiczne ludzkiego ciała nie jest szeroko uwzględnione w takich protokołach w systematycznym wysiłku Narodowym, ponieważ wydaje się to wykonalne (19, 20, 24, 36-39). Biorąc pod uwagę de-nacisk szkolenia fizjologii dla klinicystów i niski poziom zrozumienia podstawowych zasad fizjologicznych (2), wydaje się to logicznym krokiem dla społeczności klinicznych i fizjologicznych. Systematyczne wysiłki wymagałyby jednak decyzji podejmowanych przez wiele liderów i finansowania ze strony agencji krajowych. Nie widzę dowodów na to, że nastąpi to w najbliższej przyszłości. Wymagałoby to uznania ludzkich ograniczeń poznawczych, zaakceptowania konieczności podjęcia silnego fizjologicznie wsparcia decyzji dla celów badań klinicznych i opieki klinicznej oraz restrukturyzacji infrastruktury utrzymania i promocji w środowisku akademickim, aby umożliwić zainteresowanym młodym lekarzom objęcie wiodącej roli w tych wysiłkach. Młodzi lekarze nadzorujący tworzenie szczegółowego protokołu komputerowego, który zapewnia spersonalizowane instrukcje kliniczne, mogą, jak podejrzewam,mieć niewiele publikacji rocznie, w porównaniu do swoich odpowiedników w laboratoriach naukowych. Kuracja wymagałaby prawdopodobnie monitorowania literatury ze zwróceniem uwagi na wszystkie Powiązane publikacje; przeglądu logiki, gdy wskazują na to nowe informacje; testowania, in silico, nowej logiki pod kątem zweryfikowanych danych wejściowych i wyników protokołu; przeglądu zmienionego protokołu z odpowiednią małą grupą ekspertów; Testowanie i Walidacja poprawionego bezpieczeństwa Protokołu w środowisku klinicznym, które może funkcjonować jako laboratorium wyników klinicznych u ludzi; i wreszcie opublikowanie wersji, zastępując istniejące kopie poprzedniej wersji w Internecie. Jest to duże zobowiązanie, które wymagałoby zapewnienia finansowania i poważnej zmiany kulturowej w środowisku opieki zdrowotnej. Kluczowe dla tej zmiany kulturowej byłoby uznanie, że nasze cele w zakresie opieki zdrowotnej prawdopodobnie nie zostaną osiągnięte przez ciągłe naleganie na Hipokratesa (bez pomocy eksperta, autorytarnego) modelu klinicysty. Raczej, chociaż nadal będziemy potrzebować ekspertów, eksperci powinni być wspomagani przez szczegółowe protokoły komputerowe, które obejmują podstawowe konstrukcje fizjologiczne i dostarczają spersonalizowanych instrukcji klinicznych. Protokoły te mogą zapewnić skuteczną kontynuację edukacji medycznej poprzez odzwierciedlenie logiki i konstrukcji fizjologicznych zawartych w zasadach Protokołu, w odpowiednim czasie dla edukacji—kiedy decydent klinicysta pyta o instrukcję protokołu. Taka edukacja mogłaby przynieść fizjologiczny wkład Cournanda, Richardsa i współpracowników bezpośrednio decydentom Klinicznym w szerokim środowisku opieki zdrowotnej.