Mänskliga Kognitiva Begränsningar. Bred, konsekvent, klinisk tillämpning av fysiologiska principer kommer att kräva beslutsstöd | Jiotower

Andr Bisexual Cournand, Werner Forssmann och Dickinson Richards fick Nobelpriset för fysiologiska bidrag som möjliggjorde utvecklingen av modern kardiologi, pulmonologi och kritisk vård. Bland de seminala bidragen från deras grupp är förhållandena mellan blodgasinnehåll och partiella tryck framträdande begrepp som är relevanta för många viktiga kliniska beslut idag (1). Därför noterade jag med bestörtning frånvaron av medvetenhet om dessa begrepp vid två internationella möten 2016 i Nordamerika och Asien. Under diskussionsperioderna frågade någon experternas publik om en person på havsnivå med arteriellt syretryck (PaO2) på 95 mm Hg och syremättnad (SaO2) på 95% kan vara hypoxemisk. Det enhetliga svaret var ” nej “- inte en person frivilligt” minskat syreinnehåll (arteriell syrekoncentration) ” tills anemi nämndes. Vid den tidpunkten i båda mötena erkände publiken sambandet mellan anemi och den följaktligen reducerade arteriella syrekoncentrationen. Att begränsa hypoxemi Tolkning till SaO2 eller PaO2 leder till en grundläggande logisk inkonsekvens. En patient med normal PaO2 eller SaO2 och hjärtsvikt med hög effekt på grund av lågt hemoglobin lider av svår hypoxemi (låg arteriell syrekoncentration), med slutorgan (hjärtsvikt). Att begränsa tolkningen till en normal PaO2 eller SaO2 indikerar att patienten inte har någon hypoxemi. Den logiska inkonsekvensen är: hypoxemi (låg arteriell syrekoncentration) = ingen hypoxemi (normal PaO2 eller SaO2), det vill säga “a = Inte a.” alla tre reflektioner av O2 i blodet bör undersökas. En minskning av någon av dem (PaO2, SaO2 eller arteriell syrekoncentration) indikerar hypoxemi.

dessa två erfarenheter representerar särskilda exempel på ett storskaligt problem-misslyckandet i våra utbildningssystem för att möjliggöra bred förståelse bland kliniker av grundläggande fysiologiska principer (2). Tyngdpunkten under de senaste decennierna på reduktionistisk vetenskap, inklusive de olika “omics” – grenarna av forskning, har sannolikt bidragit till en minskning av förståelsen för grundläggande tillämpade fysiologibegrepp. Vissa akademiska institutioner har, som mina egna, eliminerat sina avdelningar för fysiologi. Detta utbildningssystemfel tyder på att kliniker inte kan förväntas konsekvent fatta kliniska beslut kopplade till bästa fysiologiska bevis—ett storskaligt problem med flera determinanter (vide infra) som sannolikt kommer att lösas åtminstone delvis genom tillämpning av detaljerade datorprotokoll som inkluderar ljudfysiologisk logik (3). Den nuvarande uppenbara de-betoningen av kärnfysiologiska principer verkar vara en del av ett större kliniskt beslutsproblem—klinikernas misslyckande att konsekvent länka sina beslut till bästa bevis (4, 5).

kliniker tillämpar inte konsekvent vård på grundval av bästa bevis. Till exempel tillämpar kliniker för kritisk vård för närvarande inte konsekvent den allmänt erkända livräddningspotentialen för mekanisk ventilation till patienter med akut lungskada (6) 16 år efter en landmärkepublikation (7). Kardiologer tillämpar inte konsekvent evidensbaserade behandlingar för patienter med hjärtsvikt som verkar vara lämpliga kandidater (8). Faktum är att klinikernas åsikter ofta återspeglar deras faktiska prestanda. Detta är en utbredd mänsklig brist (9). Människor överskattar vanligtvis deras prestanda (9-11). Dessutom misslyckas kliniker att utföra på önskade nivåer vid bedömning av data kvantitativt. Till exempel en tydlig lungartär ballong ocklusion tryckspårning tolkades korrekt av experter sjuksköterskor och läkare endast hälften av tiden (12-14). Även när kliniker är helt säkra är deras uppskattning av resultatet ofullkomligt. Sexton procent av patienterna i intensivvårdsavdelningar, trodde av alla behandlande kliniker att de inte kunde överleva sin intensivvårdsavdelning, överlevde faktiskt (15). Liknande resultat påträffades i Ibuprofen i Sepsis Studie NÄR döende patienter, entydigt förväntas dö, uteslöts från inskrivning i studien (16). Tretton procent av dessa uteslutna patienter överlevde (personlig skriftlig kommunikation, G. Bernard, 2012).

vårt misslyckande att länka beslut med bästa bevis beror delvis på kognitiva begränsningar hos mänskliga beslutsfattare, inklusive kliniker beslutsfattare. Mänskligt korttids-eller arbetsminne uppskattades vara begränsat till 7 2-variabler i 1950-talet (17). En mer aktuell uppskattning är 4 konstruktion av 1 till 18 (18). Beslutskvaliteten försämras i allmänhet när denna gräns på fyra konstruktioner överskrids (18). På grund av denna begränsning baseras de flesta kliniska beslut på en till tre variabler. Denna begränsning gör det möjligt för oss att utveckla rationella regler för beslutsfattande, eftersom varje beslut bygger på så få inmatningsvariabler (3). Gränsen för fyra konstruktioner verkar överraskande för människor, som vanligtvis överskattar deras prestanda (10). Denna gräns på fyra konstruktioner återspeglas dock i vanliga beteenden. Spirometri utvärderas vanligtvis med grafiska skärmar av två par variabler (volym–tid och flödesvolymkurvor). Även om den tvingade utandningen endast omfattar tre variabler (flöde, volym och tid), visar vi vanligtvis inte de tre variablerna i en tredimensionell plot eftersom det är för svårt för de flesta tittare att tolka. En kärnfysiologisk konstruktion associerad med flödesbegränsning och med storlek och form av flera strukturer i olika kroppssystem involverar endast fyra tryck: inlopp, utlopp, inuti och utanför. Pinlet-Poutlet är det flödesresistiva tryckfallet associerat med ledande system som flyttar material från en punkt till en annan. Pinside-Poutside är den transmurala tryckskillnaden som bestämmer storleken och formen på en tredimensionell kropp med elastiska egenskaper. Dessa fyra enkla tryck utgör grunden för viktiga fysiologiska beteenden för att leda kärl i kärl, luftvägarna och urogenitalkanalen, bland andra. En publikation från American Physiological Society erkände svårigheten att förstå detta och andra grundläggande fysiologiska principer som upplevs av kliniska studenter och utövare. Publikationen undersökte strategier för att ta itu med denna låga nivå av förståelse för grundläggande fysiologiska principer bland kliniker (2).

detaljerade kontextkänsliga datorprotokoll kan generera personliga medicininstruktioner som är väl anpassade till individuella patientbehov över tid (19-24). Vi utvecklade de initiala kontextkänsliga detaljerade datorprotokollen för en klinisk prövning av extrakorporeal CO2-borttagning för patienter med akut andningsbesvärssyndrom (19). Sådana protokoll är associerade med mer gynnsamma kliniska resultat än de som är associerade med obesvarade kliniska beslut (20). Protokollen kan också tjäna till att lätt översätta forskningsresultat till klinisk praxis (23). Möjligheten att utveckla, validera och implementera sådana protokoll är inte längre ifrågasatt. Men fortfarande obesvarade är viktiga frågor om fraktionen av kliniska uppgifter och utmaningar som är mottagliga för sådant protokollbeslutstöd och förmågan att skala genomförandet av sådana protokoll över stora institutioner och mellan institutioner. Utbredd tillämpning skulle sannolikt vara ett effektivt sätt att säkerställa kontinuerlig kvalitetsförbättring och uppnå ett lärande hälso-och sjukvårdssystem. Det skulle också vara ett sätt att införliva fysiologisk information för både beslutsfattande och utbildningsändamål. Detta skulle kunna möjliggöra en bred fördelning av de viktiga fysiologiska bidrag Cournand, Richards, Riley, och kollegor till en gemenskap av kliniker.

för att utforska en källa till överbelastning av kliniker räknade jag antalet variabla kategorier för en intensivvårdspatient som stöds med mekanisk ventilation. Jag begränsade räkningen till de variabler som lätt identifierades i journalen och ignorerade läkarnas anteckningar, sjuksköterskors anteckningar, terapeuternas anteckningar, konsulternas anteckningar, alla bild-och patologirapporter och andra informationskällor. Jag räknade 236 variabla kategorier som övervägs av intensivvårdsklinikerna. Beslut om sepsis-inducerat akut andningsbesvärssyndrom kan till exempel innebära flera mekaniska ventilations -, arteriell syresättning, cirkulations -, njur -, farmakologiska och intravenösa infusionsvariabler, förutom flera konsultförslag. Även om informationsöverbelastning av kliniker har erkänts i över ett sekel (25, 26), uppfattar många att medicin alltid krävde läkare att hantera enorma mängder data och att förmågan att hantera komplexitet skiljer bra läkare från resten (27). Det verkar korrekt, på nominellt värde, att ha en större förmåga att hantera flera objekt på kort sikt eller arbetsminne kommer att bidra till överlägsen prestanda. Arbetsminneskapacitet står för en stor komponent (en tredjedel till hälften) av allmän intelligens (28). Ändå är arbetsminneskapaciteten hos även de kliniker med överlägsen prestanda mycket liten i förhållande till antalet variabler som kliniska beslutsfattare står inför i vanliga komplexa kliniska miljöer. Även de bästa klinikerna gör fel och utför inkonsekvent (4).

om patientresultaten inte påverkades av variationer i klinikens beslutsfattande skulle de ovannämnda observationerna vara obetydliga. Medicinska fel uppskattas dock av Institute of Medicine att vara ansvarig för fler dödsfall än vad som produceras av många fruktade sjukdoms-eller skadekategorier (5). Nyare uppskattningar är ännu högre (29), Med en rapport som uppskattar medicinskt fel för att vara den tredje ledande dödsorsaken i USA (30). För att göra saken värre uppskattar Institute of Medicine att en tredjedel av våra $3 biljoner nationella hälsovårdsutgifter betalas ut för onödig eller ineffektiv vård. Det är en utgift på cirka 1 biljon dollar, eller cirka 1,4 gånger vår totala nationella försvarsbudget. Insatser för att minska eller eliminera omotiverad variation i vården bör därför vara en nationell prioritering (31, 32). Det är faktiskt föremål för ett antal affärsprocessstrategier, avsedda att förbättra denna uppsättning problem och utmaningar (33). Tyvärr omfattar de allmänt tillämpade affärsprocessstrategierna som inkluderar kontinuerlig kvalitetsförbättring, Total kvalitetsförbättring, noll patientskada, sex Sigma och andra inte kärnproblemet med att stödja och avlasta den kognitivt begränsade beslutsfattaren för kliniker. De misslyckas därför med att ta itu med ett kärnproblem inom hälso-och sjukvården: kliniker beslutsfattare är en viktig faktor för hälso-och sjukvårdskostnaderna. Man kan misstänka att problemen som diskuteras skulle förbättras genom att inrätta ett integrerat system med en enda betalare (vi har inte ett integrerat hälsovårdssystem i USA). Observera är en rapport från Canadian Institute for Health Information som indikerar en liknande (cirka 30%) utgifter för olämplig vård i det enskilda betalarens kanadensiska hälsovårdssystem (34, 35). Således verkar hälso-och sjukvårdssystemets organisation och betalningsstruktur inte vara den avgörande faktorn. Denna likhet av prestanda i USA. och kanadensiska system om olämpliga hälso-och sjukvårdskostnader överensstämmer med tolkningen att kärnproblemet ligger hos kliniker beslutsfattare. Ändå känner jag till inget systematiskt program som syftar till att utforska den rigorösa vetenskapliga tillämpningen av detaljerade datorprotokoll som kan avlasta informationsöverbelastade kliniker, inducera konsekventa beslut kopplade till bevis, säkerställa konsekvent tillämpning av sunda fysiologiska principer och till och med automatiskt styra enheter som mekaniska ventilatorer eller extrakorporeala njurersättningsmaskiner. Fraktionen av kliniskt beslutsfattande som är mottagligt för sluten slinga (automatisk) kontroll eller öppen slinga (en kliniker granskar och accepterar eller avvisar en instruktion) förblir outforskad.

jag undrar varför den omfattande fysiologiska modelleringen av människokroppen inte omfamnas i stor utsträckning i sådana protokoll i en systematisk nationell ansträngning, eftersom det verkar möjligt att göra det(19, 20, 24, 36-39). Med tanke på betoning av fysiologiutbildning för kliniker och den låga förståelsen av fysiologiska kärnprinciper (2) verkar detta vara ett logiskt steg för de kliniska och fysiologiska samhällena. En systematisk insats skulle dock kräva beslut av flera ledare och finansiering från nationella byråer. Jag ser inga belägg för att detta kommer att ske inom en snar framtid. Det skulle kräva erkännande av mänskliga kognitiva begränsningar, acceptans av nödvändigheten att bedriva fysiologiskt starkt beslutsstöd för klinisk forskning och klinisk vård och omstrukturering av retentions-och marknadsföringsinfrastrukturen i akademin för att göra det möjligt för intresserade unga läkare att ta ledande roller i detta arbete. Unga läkare som övervakar kurationen av ett detaljerat datorprotokoll som ger personliga kliniska instruktioner kan, misstänker jag, ha få publikationer per år i förhållande till sina motsvarigheter i reduktionistiska vetenskapslaboratorier. Curation skulle sannolikt kräva övervakning av litteraturen med uppmärksamhet på alla relaterade publikationer; revidera logiken när ny information indikerar det; testa, i silico, den nya logiken mot validerade inmatningsdata och protokollutgångar; granska det reviderade protokollet med en lämplig liten grupp experter; testa och validera reviderad protokollsäkerhet i en klinisk miljö som kan fungera som ett mänskligt kliniskt resultatlaboratorium; och slutligen publicera revisionen och ersätta befintliga webbkopior av den tidigare versionen. Detta är ett stort åtagande som skulle kräva säker finansiering och en stor kulturell förändring i hälso-och sjukvårdssamhället. Centralt för denna kulturella förändring skulle vara ett erkännande av att våra hälsovårdsmål inte sannolikt kommer att uppnås genom fortsatt insisterande på den hippokratiska (obesvarade expert, auktoritära) klinikermodellen. Snarare, även om vi kommer att fortsätta att behöva experter, bör dessa experter få hjälp av detaljerade datorprotokoll som omfattar kärnfysiologiska konstruktioner och levererar personliga kliniska instruktioner. Dessa protokoll kan ge effektiv fortsatt medicinsk utbildning genom att återspegla de logiska och fysiologiska konstruktionerna i protokollreglerna, vid lämplig tidpunkt för utbildning—när klinikens beslutsfattare frågar om en protokollinstruktion. Sådan utbildning kan ge de fysiologiska bidragen från Cournand, Richards och kollegor direkt till kliniska beslutsfattare inom det breda hälsovårdssamhället.