Emergency Department Crowding. Objective Modelling based on Workload

Abstract

Emergency Departments (ED) have a central role in modern healthcare, providing emergent care regardless of complaint 24/7. However, EDs are often characterized by long waiting times for patients and a stressful working environment for staff. These are features or a resource and demand mismatch, internationally known as ED crowding. Although several reports and news articles have indicated that ED crowding is a problem in Sweden, there is no systematic work to assess it, nor a validated method to measure it. These things are essential to understand both the severity and extent of the problem, and to evaluate initiatives to alleviate crowding. With this thesis, I aim to begin this process by looking at different aspects of crowding assessment.
The thesis is built upon four studies, each providing a different perspective on how to measure ED crowding. In the first paper we derived a model that can measure crowding, defined by ED staff, based on data from the digital information system in the ED. The model was derived in 5 EDs in the county of Skåne in Sweden and validated in 2 of these EDs. We propose a model that includes the number of patients in the ED, their waiting times and acuity, and that shows promising ability to measure crowding both in the derivation and validation; The Skåne Emergency Department Assessment of Patient Load (SEAL) model. Paper II investigates the prevalence of crowding and boarding, ie when patients are waiting for an inhospital bed in the ED, on a national level in Sweden. The results suggest that crowding is prevalent on a national level in Sweden, with 37% of the survey EDs reporting high occupancy rate during the 24 hour study period. Based on the data collected in paper II, the third paper in the thesis explores the relation between crowding, assessed by staff, and the ratio of patients to treatment beds, also known as the Occupancy Rate. The analysis in paper III indicates that high occupancy rates may not predict crowding as assessed by staff equally between EDs, and that crowding may be influenced by the organisation of the ED. This highlights the importance of systematic measurements of crowding adjusted for ED-specific features, like number of treatment beds. The last paper in the thesis examines the association between crowding and mortality. The results indicate an association between high levels of crowding, measured by a modified SEAL model, and an increased 7-day mortality, confirming that ED crowding is a real threat to the safety of our patients.
This thesis indicates that ED crowding is prevalent on a national level in Sweden and associated with increased mortality for our patients. We would therefore strongly encourage a systematic assessment of crowding as an essential part of the regular quality insurance work, both locally and on a national level. Given the complexity of both crowding and the care in the ED, the assessment should likely include multiple different measures. We suggest using the modified SEAL model since it is a validated measure of crowding with good predictive value and an ability to identify situations where crowding is associated with increased mortality. Further studies should focus on predicting imminent crowding and on methods to reduce its impact on patients and staff.

Abstract (Swedish)

Så länge människan existerat har den haft behov av hjälp och vård i samband med olyckor och sjukdom, även om den medicinska förmågan genom årtusenden varit väldigt varierande. I dagens samhälle står akutmottagningen för kunskapen, resurserna och förmågan att hjälpa människor med många akuta medicinska behov. Välfungerande akutmottagningar har därför en central roll i det moderna samhället. Den enda förbehållet för vård på en akutmottagning är att behovet uppstått akut och kräver behandling eller ytterligare utredning. Detta breda, ospecifika, krav tillsammans med den inneboende svårigheten att förutsäga akuta händelser innebär att behovet som akutmottagningar behöver tillgodose kan variera kraftigt. Samtidigt kräver det moderna samhället en viss förutsägbarhet i planeringen av resurser. Scheman för personal, antalet behandlingsplatser, EKG-apparater etc går inte att anpassa i den hastigheten som behovet förändras på akuten. När resurserna inte motsvarar behovet vid ett givet tillfälle resulterar detta i hög arbetsbelastning, eller crowding, på akutmottagningen.
Hög arbetsbelastning har, ur ett historiskt perspektiv, varit relativt sällsynt på svenska akutmottagningar jämfört med rapporter från Australien och USA. Huruvida detta berott på att det alltid har funnits resurser för att matcha behovet eller för att man inte har rapporterat det är svårt att veta. Det saknas nämligen övergripande statistik för både behov och resurser på svenska akutmottagningar. Socialstyrelsen har gett ut enstaka rapporter de senaste åren som huvudsakligen undersökt belastningen på akutmottagningarna utifrån genomsnittlig total vistelsetid och väntetid till läkare. Även om detta ger en viss indikation på hur våra akutmottagningar fungerar och sannolikt speglar andra aspekter av akutmottagningarnas funktion är det svårt att dra några närmare slutsatser kring belastningen utifrån den här typen av data.
Omkring 2010 började det komma rapporter i media om hög arbetsbelastning på flera av landets akutmottagningar. Under en period avlöste dessa varandra och det blev också ett antal anmälningar till arbetsmiljöverket från skyddsombud kring arbetsmiljön på dessa akutmottagningar. Samtidigt fanns det få verktyg för att mäta arbetsbelastningen och både nyhetsrapporteringen och verksamheterna var begränsade till personalens vittnesmål. Det var utifrån den här situationen som denna avhandlingen tar avstamp. Syftet var främst att förse personal och akutmottagningar med verktyg för att systematiskt kunna mäta och motarbeta hög arbetsbelastning. Samtidigt som vi ville undersöka utbredningen av hög arbetsbelastning i Sverige och eventuella negativa effekter av hög arbetsbelastning hos våra patienter.
Vi har angripit dessa frågor genom fyra olika studier. I den första studien tar vi fram en modell för att mäta arbetsbelastning och jämför den med internationella mått på arbetsbelastning. I delstudie II undersöker vi förekomsten av hög arbetsbelastning på akutmottagningar i Sverige. Studie III undersöker vi skillnader i två olika mått på arbetsbelastning och några av orsakerna till hög arbetsbelastning. Slutligen tittar vi på eventuella samband mellan hög belastning och död inom sju dagar hos patienter som vistats på akutmottagningen vid hög arbetsbelastning i studie IV.
Den första studien genomfördes på fem olika akutmottagningar i Skåne. Under tre veckor samlade vi in skattningar av ledningsansvarig sjuksköterska och ledningsläkare vid total 233 tillfällen fördelade på de olika akutmottagningarna. Vi samma tidpunkter samlade vi in data för ett antal olika fördefinierade variabler som mätte olika aspekter av belastningen, från akutmottagningarnas ledningssystem. Genom en linjär regressionsanalys selekterade vi sedan fram fyra variabler som tillsammans korrelerade väldigt bra mot den skattade arbetsbelastning. Dessa variabler mätte antalet patienter, dess vistelsetid på akuten senaste timme, väntetid till läkare och andelen högprioriterade patienter enligt det triagesystem som majoriteten av akutmottagningar i Sverige använder för att bedöma allvarlighetsgraden i patienternas akuta tillstånd. Resultaten från den första insamlingen valideras sedan i en efterföljande insamling på två akutmottagningar i Skåne och bekräftade att vår modell sannolikt kunde mäta arbetsbelastning på ett reproducerbart sätt.
Utbredningen av hög belastning på akutmottagningar i Sverige undersöktes i delstudie II. Vi skickade ut förfrågan om att samla in data på antalet patienter, belastning, personal och behandlingsplatser till alla 72 registrerade akutmottagningar i Sverige. Totalt 37 akutmottagningar skickade in komplett data från samtliga fem tidpunkter (00:00, 06:00, 12:00, 18:00, 23:59) under 25:e April 2018. På 12 av akutmottagningarna (37.5 %), vid totalt 31 tidpunkter (18.2%), var antalet patienter högre än antalet behandlingsplatser vilket är ett internationellt vedertaget mått på belastning. Beläggningen var generellt högre på universitetssjukhusen och de större länssjukhusen jämfört med länsdelssjukhusen. Den skattade arbetsbelastning var hög vid 14 (8.2%) av tidpunkterna.. Slutsatserna begränsas av den korta tidsperiod som insamlingen skedde, men utifrån den relativt breda täckningen över landet bedömer vi att resultaten indikerar att hög belastning är ett problem på flera akutmottagningar i Sverige.
Utifrån resultaten i delstudie II observerade vi två grupperingar av akutmottagningar utifrån beläggning. Det fanns ett antal akutmottagningar men hög beläggning vid samtliga tidpunkter som samtidigt skattade arbetsbelastningen på samma nivå som akutmottagningar med betydligt lägre beläggning. Detta blev startpunkten för delstudie III som tittade närmare på detta samband. När vi studerade antalet behandlingsplatser, en viktig aspekt av beläggning, var det stora skillnader mellan akutmottagningarna där vissa behövde rotera 2.1 patienter per behandlingsplats och dygn medan ett sjukhus behövde omsätta 9.2 patienter per behandlingsplats och dygn. Medel för samtliga akutmottagningar var 4 patienter per plats och dygn. Denna stora skillnad i antalet behandlingsplatser i relation till antalet besök per dag korrelerade starkt till beläggningen, akutmottagningar med få behandlingsplatser att generellt betydligt högre beläggning. När vi justerat för antal sjuksköterskor, läkare, sjukhustyp, beläggning och tidpunkt på dygnet indikerade fortfarande våra resultat att skillnaderna i omsättning påverkade den skattade arbetsbelastningen, även om resultaten inte kunde säkerställas statistiskt. Utifrån våra resultat bör man ta hänsyn till skillnader i behandlingsplatser när man jämför belastningen mellan sjukhus, i synnerhet mätt som beläggningsgrad.
I den sista studien undersökte vi sambandet mellan hög belastning, mätt enligt vår modell från studie I, och dödsfall inom sju dagar hos patienter som vårdats på någon av de akutmottagningar som ingick i studien. Totalt inkluderades ca 170 000 besök av 132 000 patienter från tre akutmottagningar i Region Östergötland och tre akutmottagningar i Skåne under första halvåret 2017. Vi undersökte sambandet med Cox Regressionsmodell, justerat för tidpunkt, akutmottagning, ålder, kön, sjukhusinläggning, sökorsak och medicinsk allvarlighetsgrad. Våra resultat indikerar en statistisk säkerställd ökad risk för död inom 7 dagar om patienten kom till akutmottagningen vid en tidpunkt med mycket hög belastning. Det fanns även en signal för ökad risk för död vid 1 dag och 30 dagar efter akutbesöket även som dessa resultat inte kunde säkerställas statistiskt. Hög belastning har associerats med ökad risk för död i andra studier och våra resultat bekräftar dessa och indikerar att vår modell har möjlighet att identifiera när dessa situationer uppstår.
Sammanfattningsvis har vi i denna avhandling tagit fram ett förslag till modell för att mäta arbetsbelastning på svenska akutmottagningar. Modellen förefaller vara reproducerbar över flera olika typer av akutmottagningar i flera regioner i Sverige och visa samstämmiga resultat jämfört med internationella mått på belastning. Vidare indikerar resultaten från avhandlingen att hög arbetsbelastning är ett problem på flera akutmottagningar runt om i Sverige. Utifrån delstudie IV förefaller hög arbetsbelastning också vara förenat med ökad risk för allvarliga negativa konsekvenser för våra patienter, i form av ökad risk för död inom sju dagar.
Baserat på dessa resultat rekommenderar vi att man skall mäta och arbeta aktivt för att motverka hög arbetsbelastning som en del av det systematiska kvalitetsarbetet på akutmottagningar i Sverige. T.ex. genom att man kontinuerligt och automatiskt rapporterar data till det svenska akutsjukvårdsregistret (SVAR) och regelbundet mäta och agerar på hög arbetsbelastning på sin akutmottagning. Denna avhandling lägger grunden för denna typ av arbete genom om ta fram ett mått på arbetsbelastning i delarbete I och även validera ytterligare ett mått, beläggningsgrad, för mätning av hög belastning.
Framöver ser vi ett behov av undersöka metoder för att minska belastningen på akutmottagningarna, dels generellt men också i samband med hög belastning. För att förebygga situationer med hög belastning bör man även undersöka förutsättningarna och förmågan att kunna förutspå hög arbetsbelastning.

• author: Wretborn, Jens
• supervisor: Ulf Ekelund; Daniel B Wilhelms
• opponent: MD, Visiting Senior Fellow Boyle, Adrian, Cambridge University
• organization: Medicine, Lund
• alternative title: Belastning på akutmottagningar : Objective modellering baserad på arbetsbelastning
• publishing date: 2021
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Other Clinical Medicine; Health Care Service and Management, Health Policy and Services and Health Economy
• keywords: Crowding, Emergency Department, Overcrowding, Arbetsbelastning, Akutmottagning, Akutsjukvård, Belastning
• in: Lund University, Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
• issue: 2021:49
• pages: 70 pages
• defense location: Segerfalksalen, BMC A10, Sölvegatan 17 i Lund. Join by Zoom: https://lu-se.zoom.us/j/61607203235
• defense date: 2021-05-29 09:00:00
• ISSN: 1652-8220
• ISBN: 978-91-8021-055-3
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 944600fb-ed38-4656-a7aa-064bd9d57a31
• date added to LUP: 2021-05-07 16:02:50
• date last changed: 2021-05-19 11:54:59