Technical efficiency of blood component preparation in blood centres of 10 European countries

Various reasons, such as ethical issues in maintaining blood resources, growing costs, and strict requirements for safe blood, have increased the pressure for efficient use of resources in blood banking. The competence of blood establishments can be characterized by their ability to predict the volume of blood collection to be able to provide cellular blood components in a timely manner as dictated by hospital demand. The stochastically varying clinical need for platelets (PLTs) sets a specific challenge for balancing supply with requests. Labour has been proven a primary cost-driver and should be managed efficiently. International comparisons of blood banking could recognize inefficiencies and allow reallocation of resources. Seventeen blood centres from 10 countries in continental Europe, Great Britain, and Scandinavia participated in this study. The centres were national institutes (5), parts of the local Red Cross organisation (5), or integrated into university hospitals (7). This study focused on the departments of blood component preparation of the centres. The data were obtained retrospectively by computerized questionnaires completed via Internet for the years 2000-2002. The data were used in four original articles (numbered I through IV) that form the basis of this thesis. Non-parametric data envelopment analysis (DEA, II-IV) was applied to evaluate and compare the relative efficiency of blood component preparation. Several models were created using different input and output combinations. The focus of comparisons was on the technical efficiency (II-III) and the labour efficiency (I, IV). An empirical cost model was tested to evaluate the cost efficiency (IV). Purchasing power parities (PPP, IV) were used to adjust the costs of the working hours and to make the costs comparable among countries. The total annual number of whole blood (WB) collections varied from 8,880 to 290,352 in the centres (I). Significant variation was also observed in the annual volume of produced red blood cells (RBCs) and PLTs. The annual number of PLTs produced by any method varied from 2,788 to 104,622 units. In 2002, 73% of all PLTs were produced by the buffy coat (BC) method, 23% by aphaeresis and 4% by the platelet-rich plasma (PRP) method. The annual discard rate of PLTs varied from 3.9% to 31%. The mean discard rate (13%) remained in the same range throughout the study period and demonstrated similar levels and variation in 2003-2004 according to a specific follow-up question (14%, range 3.8%-24%). The annual PLT discard rates were, to some extent, associated with production volumes. The mean RBC discard rate was 4.5% (range 0.2%-7.7%). Technical efficiency showed marked variation (median 60%, range 41%-100%) among the centres (II). Compared to the efficient departments, the inefficient departments used excess labour resources (and probably) production equipment to produce RBCs and PLTs. Technical efficiency tended to be higher when the (theoretical) proportion of lost WB collections (total RBC+PLT loss) from all collections was low (III). The labour efficiency varied remarkably, from 25% to 100% (median 47%) when working hours were the only input (IV). Using the estimated total costs as the input (cost efficiency) revealed an even greater variation (13%-100%) and overall lower efficiency level compared to labour only as the input. In cost efficiency only, the savings potential (observed inefficiency) was more than 50% in 10 departments, whereas labour and cost savings potentials were both more than 50% in six departments. The association between department size and efficiency (scale efficiency) could not be verified statistically in the small sample. In conclusion, international evaluation of the technical efficiency in component preparation departments revealed remarkable variation. A suboptimal combination of manpower and production output levels was the major cause of inefficiency, and the efficiency did not directly relate to production volume. Evaluation of the reasons for discarding components may offer a novel approach to study efficiency. DEA was proven applicable in analyses including various factors as inputs and outputs. This study suggests that analytical models can be developed to serve as indicators of technical efficiency and promote improvements in the management of limited resources. The work also demonstrates the importance of integrating efficiency analysis into international comparisons of blood banking.

Luovutettua verta (kerätty kokoveri) ei enää sellaisenaan anneta potilaalle, vaan siitä valmistetaan verituotteita. Verituotteiden, punasolujen ja verihiutaleiden valmistukseen käytetään useaa eri menetelmää. Euroopassa on saanut sijaa BC- eli buffy coat menetelmä, jossa luovuttajasta otetusta verestä valmistetaan sentrifugoimalla punasolu- ja verihiutaletuotteita. Se on korvannut aiemmin laajalti käytössä olleen Platelet rich plasma menetelmän lähes kokonaan. USA:ssa verihiutaleet kerätään usein automatisoidulla soluerottelulaitteella (afereesi) suoraan luovuttajasta. Prosessoituja punasoluja ja verihiutaleita sanotaan veren komponenteiksi. Valmistusprosessin aikana tuhoutuu jonkin verran komponentteja, mutta niitä joudutaan hylkäämään myös vanhenemisen seurauksena. Punasolut vanhenevat veripalveluolosuhteissa noin 5-6 viikossa ja verihiutaleet noin viikossa. Hylättyjen verihiutaleiden (hukan) osuus voi olla jopa viidesosa tuotetuista. Verihiutaleita tarvitaan jatkuvasti pahanlaatuisten sairauksien merkittävänä tukihoitona. Verihiutaleiden lyhyt säilyvyysaika ja niiden käyttömäärien äkilliset muutokset potilaan henkeä pelastavana hoitona lisäävät veripalveluilta vaadittavia taloudellisia ja henkilöresursseja sekä vaikeuttavat sopivien valmistusmäärien ja valmiuksien arviointia. Vaikka tekniset suoritteet verikomponenttien jalostusprosesseissa ovat samankaltaisia ja tieteellisesti sekä teknisesti pitkälle kehitettyjä, eri maiden veripalvelujärjestelmät ovat varsin erilaisia. Veripalvelutoimintaa hoitavat sairaalat (veripankit), valtion organisoima keskitetty veripalveluverkosto tai paikallinen Punainen Risti. Euroopan Neuvoston helmikuussa 2005 voimaan tullut uusi direktiivi on lähentänyt veripalveluja toisiinsa yhtenäistämällä mm prosessien tuotoksista käytössä olevia määritelmiä. Terveystaloustieteellinen tehokkuusajattelu ja -työskentely ovat tulleet veripalvelualalla ajankohtaisiksi vasta viimeisten kymmenen vuoden kuluessa, kun valmistukseen on lisätty toimenpiteitä ja teknologiaa yhä turvallisempien verivalmisteiden tuottamiseksi. Veren keräyksen ja luovuttajien rekrytoinnin kustannukset ovat myös kasvaneet. Veren keräyksen ja verikomponenttien valmistuksen on arvioitu muodostavan 70% veripalvelun kustannuksista. Verivalmisteiden raaka-aineen hankinta eli verenluovutus on vapaaehtoista ja maksutonta kansalaistoimintaa, joka tuo veripalvelutyöhön voimakkaan eettisen näkökohdan. Valmistuksen tehokkuuden parantaminen vähentää kustannuksia sekä mahdollistaa luovuttajan arvokkaan lahjan hyödyntämisen optimaalisesti. Tämä tutkimus on ensimmäinen eurooppalainen monikeskustutkimus, jossa verituotteiden valmistuksen tehokkuutta analysoitiin DEA:lla (data envelopment analysis). Tutkimukseen osallistui 17 veripalvelua/veripankkia 10 maasta, ja aineisto kerättiin retrospektiivisesti Internet-kyselylomakkein vuosilta 2000-2002. Kohteena olivat verivalmisteiden tuotanto-osastot. Tutkimuksessa analysoitiin tuotannon tekijöiden vaikutusta (mm työtunnit, verenluovutusten määrä ja hylättyjen valmisteiden osuus) verituotteiden valmistuksen tekniseen tehokkuuteen ja työvoimatehokkuuteen. Kustannustehokkuutta testattiin kokeellisella DEA-mallilla. Päätulokset: Kokoveriluovutusten vuosimäärät vaihtelivat välillä 8,880-290,352, sekä valmistettujen verihiutaleiden välillä 2,708-104,622. Vuonna 2002, 73% kaikista verihiutaleista tuotettiin BC:llä, 23% afereesilla ja 4% PRP:llä. Veripalvelujen välillä oli odottamattoman suuria eroja sekä luovutetun veren hyödyntämisessä verihiutaletuotantoon, että hylättyjen verihiutaleiden osuudessa kaikista tuotetuista verihiutalevalmisteista. Verihiutaleiden vuosittainen hukkaprosentti vaihteli välillä 3,9%-31%, ja keskimääräinen hukkaprosentti (13%) pysyi samana myös vuosina 2003-2004 (14%; seurantakysymys). Punasoluja hukattiin keskimäärin 4,5%. Tekninen tehokkuus vaihteli suuresti (mediaani 60%, väli 41-100%). Vaihtelu oli merkittävää myös työvoimatehokkuudessa, välillä 25-100% (mediaani 47%), kun pelkkiä työtunteja käytettiin panoksina ja valmistettuja punasoluja + verihiutaleita tuotoksina. Kokeellisessa kustannustehokkuusmallissa panoksena käytettiin arvioituja kokonaiskustanuksia. Vaihtelu valmistusosastojen kustannustehokkuudessa oli huomattava, välillä 13-100%, ja tehokkuuspisteet yleisesti matalampia kuin työsvoimatehokkuudessa. Säästöpotentiaali (savings potential; havaittu tehottomuus) oli yli 50% kymmenessä tuotanto-osastoista. Keskimääräinen hukkakustannus (waste cost) oli korkeampi neljässä suurimmassa tuotantoyksikössä (mediaani 9,4%, väli 5,6-11,3%) kuin muissa (pienemmissä) (mediaani 6,6%, väli 3,4-12,4%). Tilastollista yhteyttä tuotanto-osaston koon ja tehokkuuden välillä (skaalaetu) ei voitu pienessä havaintojoukossa osoittaa. Kansainvälinen vertailu verituotteiden valmistuksen tehokkuudesta toi esiin huomattavia tehokkuuseroja. Pääsyynä tehottomuuteen olivat ylimitoitetut työtunnit suhteessa tuotantovolyymeihin. Suuret tuotantoyksiköt eivät näyttäneet olevan tehokkaampia. Verivalmisteiden hukkaantumisen syiden arviointi saattaa tarjota uudenlaisen näkökulman tutkia tehokkuutta. DEA-menetelmä osoittautui käytökelpoiseksi analyyseissa, joissa käytettiin erilaatuisia muuttujia. Kehitetyt analyyttiset mallit soveltuvat tehokkuusvertailuihin ja niitä voidaan käyttää parantamaan rajallisten resurssien manageerausta. Tämä tutkimus osoitti myös, että olisi tärkeää sisällyttää tehokkuusanalyysit veripalvelualan kansainvälisiin vertailututkimuksiin.