Development of a decision support system for home health care management: the Portuguese and Brazilian cases

Tese de Doutoramento Doutoramento em Engenharia Industrial e de SistemasOs serviços de saúde domiciliar, designados por Cuidados de Saúde ao Domicílio (CSD), constituem um complemento ou alternativa aos serviços tradicionais de prestação de cuidados de saúde em regime de internamento, em centros de saúde e hospitais. Em países desenvolvidos, com taxas crescentes de envelhecimento das suas populações, este tipo de serviço tem vindo a assumir particular complexidade e relevância, no contexto dos serviços de saúde. Os Cuidados de Saúde ao Domicílio são, em norma, baseados numa rede de prestação de serviços de saúde a utentes em suas casas, e realizados por equipas multidisciplinares que se organizam de forma a garantir um serviço de qualidade. Vários são os problemas logísticos que estes serviços enfrentam no planeamento e operacionalização da sua atividade assistencial. No entanto, a literatura na área é escassa, em particular na resolução de problemas de natureza mais estratégica, como é o caso da organização do território em zonas a atribuir às diferentes equipas. Adicionalmente, não foram encontrados na literatura trabalhos que caracterizem e comparem as abordagens em países distintos. Esse projeto de investigação pretende inicialmente realizar um estudo comparativo dos serviços de CSD entre Portugal e Brasil, em particular nas abordagens aos diferentes problemas logísticos. Já o segundo objetivo pretende desenvolver um sistema de suporte à decisão (SSD), capaz de resolver problemas de zonamento para as equipas de CSD. A análise comparativa dos dois sistemas de CSD permite identificar as principais diferenças entre os dois sistemas e as boas práticas que poderão ser adotadas. O desenvolvimento de um novo SSD permite explorar e testar abordagens que suportam a resolução de um dos problemas de natureza estratégica que é crítico para o sucesso deste tipo de atividade assistencial: a definição do zonamento. O SSD incorpora um modelo multiobjectivo na definição de zonas e um módulo de simulação de rotas que permite estimar os custos logísticos que resultam desse zonamento. O modelo multiobjectivo combina três dimensões diferentes: a eficiência do serviço, o balanceamento da carga de trabalho das equipas e a contiguidade e compacidade das zonas. O modelo, resolvido com o método de escalarização Tchebycheff pesado, é testado numa instância de pequena dimensão baseada num caso real. Adicionalmente, são realizadas aplicações do SSD a um conjunto de casos (equipas de CSD) portugueses e brasileiros. O resultado obtido por meio desta comparação demonstrou que, em ambos os países, há necessidades de melhorias dos CSD, principalmente porque a maior parte dos respetivos problemas logísticos ainda são resolvidos de forma empírica. Adicionalmente, foi possível identificar as boas práticas na gestão dos problemas de cada país. A utilização do SSD e a respetiva abordagem metodológica mostrou ser aplicável a diferentes contextos reais. Em particular, os resultados evidenciam que será possível obter ganhos operacionais associados às soluções produzidas, tais como reduzir os custos de operação na ordem dos 14% no caso das equipas portuguesas, e cerca de 2% no caso das equipas brasileiras. Os planos de zonamento com as maiores poupanças são os do ACES Cávado I (Portugal) e da cidade Curitiba (Brasil), representando cerca de 58% do total das poupanças obtidas no conjunto de casos estudados dos dois países.Home health services or Home Health Care (HHC), are a complement or alternative to traditional inpatient health care services in health centers and hospitals. In developed countries, with increasing rates of aging of their populations, this type of service has taken on complexity and relevance in the context of health services. These HHC are usually based on a network of providing health services to users in their homes. This medical care is provided by multidisciplinary teams that are organized to ensure a quality service. There are several logistical problems that these services face in the planning and operationalization of their care activity. However, literature in the area is scarce, particularly in solving problems of a more strategic nature, such as the organization of the territory in districts to be assigned to the different teams. Additionally, no studies were found in the literature that characterize and compare these approaches in different countries. This research project intends to make a comparative study of HHC services between Portugal and Brazil, in the approaches to different logistical problems. The second objective focused on the development of a decision support system (DSS) capable of solving districting problems for HHC teams. Comparative analysis of the two HHC systems allows us to identify the main differences between the two systems and the best practices that could be adopted. The development of a new DSS allows exploring and testing approaches that support the resolution of one of the strategic problems that is critical to the success of this type of care activity: the definition of districting.This DSS incorporates a multi-objective district definition model and a route simulation module that allows you to estimate the logistics costs that result from this districting plan. The multi-objective model combines three different dimensions: service efficiency, team workload balancing and districts contiguity and compactness. The model, solved with the augmented weighted Tchebycheff method, was tested on a small instance based on a real case. Additionally, DSS applications were made to a set of cases, both in Portugal and in Brazil. The result obtained through this comparison showed that in both countries there is a need for HHC improvements, mainly because most of their logistical problems are still empirically solved, it was also possible to detect best practice in managing the problems of each country. The use of DSS and its methodological approach is applicable to different real contexts. In particular, the results show that it will be possible to achieve operational gains associated with the solutions produced, such as reducing operating costs by 14% for Portuguese teams, and about 2% for Brazilian teams. The districting plans with the largest savings were those of ACES Cávado I (Portugal) and Curitiba (Brazil), representing together about 58% of the total savings obtained in both countries. This was due to the high rates of workload deviation in the current districting plans of both cases.O presente trabalho foi realizado com apoio do CNPq, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Brasil – Modalidade Doutorado Pleno no Exterior (GDE)