Computersimulaties voor acute beroertezorg: barrières en oplossingen Maarten M.H. Lahr, Ph.D. Senior onderzoeker, Afdeling Neurologie, Universitair Medisch Centrum Groningen Postdoctoraat onderzoeker, Healthy Ageing Team, Universitair Medisch Centrum Groningen Managing Director, SPRINT Center for Research Excellence, Research B.V., Universitair Medisch Centrum Groningen PhD student 1

Overzicht presentatie Introductie Organisatiemodellen Keten acute beroertezorg Computersimulaties Toekomstige ontwikkelingen

Beroerte: kan iedereen overkomen Joe Biden: vice president United Stated of America Marco Borsato: singer Fidel Castro: former Cuban president Rob Trip: 8 o’clock newsreader

Beroerte (CVA) Aandoening van de bloedvaten in de hersenen Paraplu term: ±85% ischemisch, ±15% bloeding Is geen ongeluk!! (cerebro-vascular-accident  aandoening! Ongeveer 125 mensen per dag krijgen een beroerte (46.000 per jaar)* Nummer 3 oorzaak van sterfte, nummer 1 oorzaak blijvende handicap op latere leeftijd The word accident implies that there is nothing you can do to prevent a stroke, which is not true! 100 ischemic stroke per day, approximately 40 000 each year Numbers are for the Netherlands *Netherlandse Hartstichting 2010

Herseninfarct Oorzaak: verstopping bloedvat Resultaat: geen zuurstof Geen zuurstof: hersenweefsel sterft af Hersenweefsel sterft af: verlies van lichaamsfuncties - Onvermogen om arm/been te bewegen - Verlies van spraakvermogen Ischemic stroke occurs when a blood vessel to the brain is blocked As a results the affected brain area is deprived from oxygen and starts to die out

‘Time is brain’: gekwantificeerd Zenuwcellen verloren Synapsen verloren Gemyeliniseerde vezels verloren Per beroerte 1.2 miljard 8.3 triljoen 7140 km Per uur 120 miljoen 830 miljard 714 km Per minuut 1.9 miljoen 14 miljard 12 km Saver J.L. Time is brain: quantified. Stroke 2009. These numbers emphasizes that human nervous tissue is rapidly lost as stroke progressess. Hence the need for rapid treatment. Comes from Benjamin Franklin´s phrase: time is money.

Acute behandeling herseninfarct Intraveneuze thrombolyse (actilyse) Clot buster Start behandeling binnen 4.5 uur Herstellen bloedtoevoer getroffen hersendeel Verbetert klinische uitkomst op 90 dagen (1/3 minder kans op ernstige handicap of sterfte) Dissolves the blockage, thereby restoring blood flow Damage control, sometimes complete recovery of symptoms

Elke minuut telt 300 ziekenhuizen 2775 patiënten Uitkomstmaat Onafhankelijk functioneren na 90 dagen Effectiviteit thrombolyse neemt exponentieel af naarmate de tijd vordert Necessity for rapid treatment is illustrated in this Figure OTT is the total process time, i,e, the time from stroke onset to treatment. Odds ratio: measure of effect size between two variables. In this care between time to treatment and patient independent functioning. Above the 1.0 there is benefit with treatment The benefit of thrombolysis decreases rapidly with time. Largest benefit treatment within 90 minutes. Outcome relates to the level of independent functioning of treated vs non-treated patients, meaning no or slight disability left. Hacke et al, 2004

Onderbehandeling Schatting behandelpercentages met thrombolyse Nederland (2014): 10% - 14% Veel variatie tussen ziekenhuizen en regio’s: 4%-26% Mondiaal: 4%-10%: met hogere behandelpercentages in gespecialiseerde centra (‘stroke centers’) Potentieel/optimaal: 25% - 30%

Generieke barrieres voor tijdige behandeling Pre-hospitaal Patiënt en/of familie herkennen de symptomen niet en schakelen te laat of geen hulp in Er wordt eerst contact opgenomen met de huisarts i.p.v. 112 Triage hulpdiensten resulteert niet in spoedtransport Intra-hospitaal Triage spoedeisende hulp classificeert CVA niet als urgent Vertragingen in CT-scan Vertragingen labonderzoek Andere barrières: actilyse niet beschikbaar, twijfel bij artsen (CSO) over toediening trombolyse Kwan et al, 2004; richtlijn beroerte, 2008

Organisatiemodellen Centraal versus decentraal

Organisatiemodellen Centraal model Decentraal model Thrombolyse (%) 62/283 (21.9%) 113/801 (14.1%)* Arriveert binnen 4.5 uur in het ziekenhuis (%) 124/283 (43.8%) 227/801 (28.3%)* Binnen 4.5 uur en behandeld (%) 62/124 (50.0%) 113/227 (49.8%) Tijd pre-hospitaal traject (min) 84 72 Tijd intra-hospitaal traject (min) 35 47* Tijd totale traject, onset-to-treatment (min) 124 120 * p<0.05

Vervolg onderzoek Volgende stappen: Hoe komen ziekenhuizen en regio’s tot een optimaal organisatiemodel? Zijn er nog procesverbeteringen door te voeren in de keten, en zo ja wat levert dit op? Welke organisatiemodel levert optimale zorg? Welke onderzoekstechnieken hebben we om deze vragen te beantwoorden? Hoe kan bijvoorbeeld een gecentraliseerd thrombolyse model verder verbeterd worden? Wat heeft een regio te winnen als de acute CVA zorg gecentraliseerd zou worden? Hoe verhoudt zich dat tot de winst als er in alle decentraal opererende klinieken bepaalde verbeteringen zouden worden doorgevoerd zonder centralisatie van zorg

Randomized controlled trials (RCTs) Duur en tijdrovend Lage opbrengst: 1.0% – 1.5% winst in interventiegroep Alternatieven? Benaderingen om implementatie trombolyse te verbeteren. Bekendste is de gerandomiseerde klinische trial (RCT). Gefragmenteerde benadering, delen van de keten. Duur studies: Dirks 2 jaar, Scott 1 jaar. Richten ze zich op hospitale factoren die onderbehandeling zouden kunnen verklaren. Mede hierdoor beweegt implementatie van trombolyse zich in een laag tempo. Dirks et al, 2011; Scott et al, 2013

Simulatie als methode Alternatieve benadering onderbehandeling trombolyse Gebruik simulatiemodel = hypothetische weergave van een systeem Verder verbeteren stroke keten op basis van simulatiestudies (Discrete Event Simulation) gevoed met empirische data en observaties uit literatuur Keuze voor interventies: waar in de keten ingrijpen? Voorbeelden: Monks et al, 2012

De acute beroertezorg keten 93 min 10 min 21 min 16 min 32 min 2 min 5 min 12 min 12 min Main elements: Patient delay, the time between the onset of stroke symptoms and call for help (is the number one reason for delayed hospital arrival) First responder: general practitioner, emergency medical services. First responders use field tests (FAST test) to recognize symptoms as being a stroke. In case of suspected stroke, this must lead to urgent ambulance transport (in order words with ‘blue lights and sirene’) to the hospital. Delays within the hospital Lahr et al, 2013

Van empirie naar computermodel

Video computersimulatie

Analyse prestatie/ barrieres

Voorbeelden toepassen computersimulaties 1. Scoop and run ambulancepersoneel Tijd ambulancepersoneel bij patient verkorten 2. Point of care Verkorten tijd tot laboratorium bepaling Gebruik makend van een simulatiemodel kunnen deze hypothetische interventies worden doorgevoerd. De resultaten kunnen worden geschat op het % patienten behandeld met trombolyse, en de total procestijd (onset-to-treatment) Dit kan je a priori een indicatie opleveren van de mogelijk te behalen gezondheidswinst (meer en snellere trombolyse leiden tot gezondheidswinst bij de patient)

Totale procestijd (minuten) Scoop and run Gebruik prospectieve data Baseline meting: 20.5 minuten Scenario scoop and run: 50% reductie (10.3 minuten) % tPA Totale procestijd (minuten) tPA 0-90 minuten tPA 91-180 minuten tPA 181-270 minuten Centraal model 21.8% 128.6 16.9% 70.9% 12.2% Simulatiemodel 23.7% (+1.9%) 115.5 (-13.1 min) 31.0% (+14.1%) 59.5% (-11.4%) 9.4% (-2.8%) tPA 0-90 minuten: odds op gunstige uitkomst (mRS 0-1): 2.84 tPA 91-180 minuten: odds op gunstige uitkomst (mRS 0-1): 1.52 tPA 181-270 minuten: odds op gunstige uitkomst (mRS 0-1): 1.32 Referentie: Lees et al, 2010. Lancet. 50% reductie op basis van expert opinion en observaties in de literatuur Deze interventie zou dus een kwantitatieve (meer pt behandeld met tPA) en kwalitatieve verbetering (meer mensen sneller behandeld) De kwalitatieve verbetering is het belangrijkst, want levert een 3x zo grote kans op een gunstige functionele uitkomst op voor de patient. Atkins et al, 2009

Totale procestijd (minuten) Point of care Gebruik prospectieve data Baseline meting: 32.5 minuten (centraal laboratorium) Scenario point of care: <1.0 minuten (literatuur) % tPA Totale procestijd (minuten) tPA 0-90 minuten (%) tPA 91-180 minuten (%) tPA 181-270 minuten (%) Centraal model 21.8 128.6 16.9% 70.9% 12.2% Simulatiemodel 27.9 (+6.1%) 94.7 (-33.9 min) 52.1% (+35.2%) 41.4% (-29.5%) 6.5% (-5.7%) tPA 0-90 minuten: odds op gunstige uitkomst (mRS 0-1): 2.84 tPA 91-180 minuten: odds op gunstige uitkomst (mRS 0-1): 1.52 tPA 181-270 minuten: odds op gunstige uitkomst (mRS 0-1): 1.32 Referentie: Lees et al, 2010. Lancet. < 1 minuut is alleen op basis van observaties in de literatuur Deze interventie zou dus een kwantitatieve (meer pt behandeld met tPA) en kwalitatieve verbetering (meer mensen sneller behandeld) De kwalitatieve verbetering is het belangrijkst, want levert een 3x zo grote kans op een gunstige functionele uitkomst op voor de patient. Rizos et al, 2009

Voordelen simulatie Relatief goedkoop en snel uit te voeren Snel inzicht mogelijke verbeterpunten Stroke keten in zijn geheel bekijken (elimineren gefragmenteerde benadering) Robuuste analyses/ Valide testen Ondersteuning praktijkvoering en beleid/besluitvorming Simulatie: Fine-tuning Gerichter onderzoeken Opzet en duur studie op deze manier minimaliseren

Toekomstige ontwikkelingen Prioriteit organiseren acute spoedzorg in Nederland Zorgverzekeraars Nederland (ZN) Onderzoeksagenda (Hartstichting)

Media aandacht

Toekomstige ontwikkelingen Implementatie studies (point-of-care) 2 concepten: Focus op logistiek, i.e. de hele keten ‘Time is brain’ Kans op behandeling maximaliseren Innovatieve concepten Prehospitale thrombolyse Hoogwaardige diagnostiek Biomarkers

Prehospitale thrombolyse Mobiele stroke unit Videoconferencing 50% kortere procestijd (hulp inschakelen-tot-behandel beslissing) Medische voordelen, beste setting? Kosteneffectiviteit? Specialized ambulance: perform neurological examination, CT scan, and laboratory analysis. Treatment at the location of the patient Walter et al, 2012

Take home message Verdenking beroerte? Act FAST!

Onderzoeksgroep Gert-Jan Luijckx¹, M.D., Ph.D. Patrick C.A.J.Vroomen¹, M.D., Ph.D. Durk-Jouke van der Zee² , Ph.D. Erik Buskens³ , M.D., Ph.D. ¹Afdeling Neurologie, Universitair Medisch Centrum Groningen, Universiteit van Groningen ² Afdeling Operations, Faculteit Economie en Bedrijfskunde, Universiteit van Groningen ³ Medical Technology Assessment, Afdeling Epidemiologie, Universitair Medisch Centrum Groningen, Universiteit van Groningen

Literature and link Nederlandse hartstichting. www.hartstichting.nl Saver JL. Time is brain – quantified. Stroke. 2006 Jan;37(1):263-6. Hacke et al, 2004. Association of outcome with early stroke treatment: pooled analysis of ATLANTIS, ECASS, and NINDS rt-PA stroke trials. Lancet. 2004 Mar 6;363(9411):768-74. Lahr 2012: Lahr MM, Luijckx GJ, Vroomen PC, van der Zee DJ, Buskens E. Proportion of patients treated with thrombolysis in a centralized versus a decentralized acute stroke care setting. Stroke . 2012;43:1336-1340. Dirks M 2011. Promoting thrombolysis in acute ischemic stroke. Stroke. 2011 May;42(5):1325-30 Scott P 2013. A multilevel intervention to increase community hospital use of alteplase for acute stroke (INSTINCT): a cluster-randomised controlled trial. Lancet Neurol. 2013 Feb;12(2):139-48 Monks T. Maximizing the population benefit from thrombolysis in acute ischemic stroke: a modeling study of in-hospital delays. Stroke. 2012 Oct;43(10):2706-11 Lahr M 2013. A simulation-based approach for improving utilization of thrombolysis in acute brain infarction. Med Care. 2013 Dec;51(12):1101-5 Walter S. Diagnosis and treatment of patients with stroke in a mobile stroke unit versus in hospital: a randomised controlled trial. Lancet Neurol. 2012 May;11(5):397-404 Dissertatie: http://dissertations.ub.rug.nl/faculties/medicine/2013/m.m.h.lahr/ Ter info