Simulation and optimisation of emergency department operations

Abstract

Spoedgevallendiensten vormen een belangrijke schakel binnen de gezondheidszorg. Ze zijn een van de belangrijkste toegangspunten tot een ziekenhuis en bieden non-stop zorgverlening aan pati¨enten met verschillende medische behoeften. Vanuit een sociaal oogpunt is het cruciaal dat spoedgevallendiensten effici¨ent werken, aangezien een tijdige zorgverlening van hoge kwaliteit levens kan redden. Spoedgevallendiensten worden echter geconfronteerd met een toenemend aantal pati¨enten, hoofdzakelijk veroorzaakt door de vergrijzende bevolking en de tendens om gebruik te maken van spoedgevallendiensten voor niet-spoedeisende hulp. Doordat de budgetten (en dus capaciteit) van de gezondheidszorg niet proportioneel kunnen toenemen met de vraag, worden spoedgevallendiensten wereldwijd geconfronteerd met overbevolking. Overbevolking heeft negatieve gevolgen voor zowel pati¨enten, personeel, als het ziekenhuis. Enkele voorbeelden zijn lange wachttijden voor pati¨enten, hogere risico’s voor de pati¨entveiligheid, stress en ontevredenheid bij het personeel, en financi¨ele verliezen voor het ziekenhuis. Om deze negatieve gevolgen te ondervangen, zijn ziekenhuismanagers voortdurend op zoek naar mogelijkheden om de werking van een spoedgevallendienst te verbeteren. Vanwege de strenge zorgbudgetten ligt de nadruk op het verbeteren van de operationele effici¨entie, maar met behoud van een hoge zorgkwaliteit. Doordat spoedgevallendiensten geconfronteerd worden met een tekort aan middelen om aan de vraag naar spoedeisende hulp te voldoen, kan een effici¨enter gebruik van deze middelen bijdragen aan het reduceren van het probleem van overbevolking. Artsen vormen een belangrijke bottleneck en zijn een grote kostenpost voor een spoedgevallendienst. Bijgevolg is het belangrijk om artsen zo effici¨ent mogelijk in te zetten. De algemene doelstelling van deze doctoraatsthesis is daarom geformuleerd als “Het analyseren en optimaliseren van de effici¨entie van een spoedgevallendienst aan de hand van een realistisch simulatiemodel, met een focus op arts-gerelateerde processen”. Simulatie is een veelgebruikte techniek voor het analyseren en optimaliseren van de operationele werking van een spoedgevallendienst, aangezien een simulatiemodel toestaat om een complex en stochastisch systeem op een realistische manier na te bootsen. Bijgevolg bestaat er een grote verscheidenheid aan literatuur omtrent het analyseren en optimaliseren van de werking van een spoedgevallendienst met behulp van simulatietechnieken. Een eerste bijdrage van deze doctoraatsthesis bestaat uit het structureren van de bestaande literatuur omtrent simulatie van spoedgevallendiensten. Door de bestaande literatuur te classificeren op basis van de gebruikte kritieke prestatie-indicatoren en de verbetermogelijkheden die worden aangereikt, worden verscheidene mogelijkheden voor toekomstig simulatieonderzoek van spoedgevallendiensten aangereikt. De veelvuldigheid aan personeelsgerelateerde verbetermogelijkheden die besproken worden in de bestaande literatuur, en de grotendeels positieve impact van deze verbetermogelijkheden op de werking van een spoedgevallendienst, bevestigen de cruciale rol van personeel bij het reduceren van de negatieve gevolgen van overbevolking. Een tweede bijdrage van deze doctoraatsthesis is de identificatie van verbetermogelijkheden om de effici¨entie van arts-gerelateerde processen in een spoedgevallendienst te verhogen. Overbevolking zorgt ervoor dat artsen geconfronteerd worden met een hoge en onevenwichtige werkdruk. Dit kan een negatieve invloed hebben op de werking van een spoedgevallendienst, waardoor artsen frequent ge¨ıdentificeerd worden als de bottleneck in een spoedgevallendienst. In de meeste spoedgevallendiensten is een arts tegelijkertijd verantwoordelijk voor meerdere pati¨enten om de hoeveelheid inactieve tijd te beperken. Echter, cognitieve beperkingen van artsen en het tijdsverlies gerelateerd aan het omschakelen tussen pati¨enten zorgen voor productiviteitsverlies als het aantal pati¨enten per arts toeneemt. Bovendien kan een te hoge werkdruk een negatieve invloed hebben op de kwaliteit van de zorg. Daarom is een interessante en vernieuwende verbetermogelijkheid om de effici¨entie van een spoedgevallendienst te verhogen, de herziening van het toewijzingsproces van pati¨enten aan artsen door een beperking in te voeren op (1) het maximale aantal pati¨enten dat tegelijkertijd aan een arts mag worden toegewezen, of (2) de maximale werkbelasting per arts. Daarnaast worden pati¨enten toegewezen aan artsen zodat de werkbelasting gelijkmatig verdeeld wordt over artsen door (1) het aantal pati¨enten per arts gelijkmatig te verdelen, of (2) de werkbelasting over artsen te balanceren. Deze verbetermogelijkheid wordt gedefinieerd als een case manager benadering en wordt onderzocht door middel van een realistisch simulatiemodel, gebaseerd op de spoedgevallendienst van een universitair ziekenhuis in West-Europa. De resultaten van een simulatiestudie resulteren meestal in aanbevelingen voor ziekenhuismanagers, maar deze zijn enkel betrouwbaar als het simulatiemodel een realistische weergave is van de werkelijke spoedgevallendienst. Gegevens uit elektronische pati¨entendossiers worden in toenemende mate gebruikt als basis voor de ontwikkeling van simulatiemodellen in de gezondheidszorg. De kwaliteit van deze gegevens heeft een directe invloed op de betrouwbaarheid van de simulatiestudie. Aangezien de correctheid van gegevens die worden geregistreerd in elektronische pati¨entendossiers niet altijd gegarandeerd kan worden, is het belangrijk om de kwaliteit van de gegevens te beoordelen voordat deze gebruikt worden als input voor de ontwikkeling van een simulatiemodel. Daarom is de derde bijdrage van deze doctoraatsthesis de ontwikkeling van een uitgebreid raamwerk en bijhorende beoordelingstechnieken om de gegevenskwaliteit van elektronische pati¨entendossiers te evalueren alvorens deze gegevens te gebruiken voor simulatiedoeleinden. Aan de hand van het ontwikkelde, realistische simulatiemodel kan de werking van een spoedgevallendienst onder de case manager benadering beoordeeld worden. Om de werking van een spoedgevallendienst te evalueren, wordt gebruik gemaakt van een combinatie van twee kritieke prestatie-indicatoren die frequent gebruikt worden in bestaande literatuur, namelijk de deur-tot-dokter tijd en de totale verblijfsduur op de spoedgevallendienst van een pati¨ent. Er bestaat een grote verscheidenheid aan kritieke prestatie-indicatoren voor een spoedgevallendienst en de volledige werking van een spoedgevallendienst kan moeilijk worden samengevat in een enkele prestatiemaatstaf. Ondanks dat het gebruik van een multi-objective benadering als superieur wordt aanzien, is het aantal toepassingen van deze benadering in de bestaande literatuur beperkt. De resultaten van de simulatiestudie tonen aan dat de werking van een spoedgevallendienst statistisch significant verbeterd kan worden door gebruik te maken van een case manager benadering. Beide interpretaties van deze benadering resulteren in een verbeterde werking van de spoedgevallendienst in termen van deur-tot-dokter tijd en totale verblijfsduur van pati¨enten. De effici¨entie van artsgerelateerde processen kan dus verbeterd worden door het aantal pati¨enten per arts te beperken en de werkbelasting onder artsen in balans te brengen.