Constraint reasoning for differential models

The basic motivation of this work was the integration of biophysical models within the interval constraints framework for decision support. Comparing the major features of biophysical models with the expressive power of the existing interval constraints framework, it was clear that the most important inadequacy was related with the representation of differential equations. System dynamics is often modelled through differential equations but there was no way of expressing a differential equation as a constraint and integrate it within the constraints framework. Consequently, the goal of this work is focussed on the integration of ordinary differential equations within the interval constraints framework, which for this purpose is extended with the new formalism of Constraint Satisfaction Differential Problems. Such framework allows the specification of ordinary differential equations, together with related information, by means of constraints, and provides efficient propagation techniques for pruning the domains of their variables. This enabled the integration of all such information in a single constraint whose variables may subsequently be used in other constraints of the model. The specific method used for pruning its variable domains can then be combined with the pruning methods associated with the other constraints in an overall propagation algorithm for reducing the bounds of all model variables. The application of the constraint propagation algorithm for pruning the variable domains, that is, the enforcement of local-consistency, turned out to be insufficient to support decision in practical problems that include differential equations. The domain pruning achieved is not, in general, sufficient to allow safe decisions and the main reason derives from the non-linearity of the differential equations. Consequently, a complementary goal of this work proposes a new strong consistency criterion, Global Hull-consistency, particularly suited to decision support with differential models, by presenting an adequate trade-of between domain pruning and computational effort. Several alternative algorithms are proposed for enforcing Global Hull-consistency and, due to their complexity, an effort was made to provide implementations able to supply any-time pruning results. Since the consistency criterion is dependent on the existence of canonical solutions, it is proposed a local search approach that can be integrated with constraint propagation in continuous domains and, in particular, with the enforcing algorithms for anticipating the finding of canonical solutions. The last goal of this work is the validation of the approach as an important contribution for the integration of biophysical models within decision support. Consequently, a prototype application that integrated all the proposed extensions to the interval constraints framework is developed and used for solving problems in different biophysical domains.

O financiamento por capitação ajustada pelo risco em contexto de integração vertical de cuidados de saúde : a utilização dos consumos com medicamentos como proxy da carga de doença em ambulatório

RESUMO - Introdução - Com o presente projecto de investigação pretendeu-se estudar o financiamento por capitação ajustado pelo risco em contexto de integração vertical de cuidados de saúde, recorrendo particularmente a informação sobre o consumo de medicamentos em ambulatório como proxy da carga de doença. No nosso país, factores como a expansão de estruturas de oferta verticalmente integradas, inadequação histórica da sua forma de pagamento e a recente possibilidade de dispor de informação sobre o consumo de medicamentos de ambulatório em bases de dados informatizadas são três fortes motivos para o desenvolvimento de conhecimento associado a esta temática. Metodologia - Este trabalho compreende duas fases principais: i) a adaptação e aplicação de um modelo de consumo de medicamentos que permite estimar a carga de doença em ambulatório (designado de PRx). Nesta fase foi necessário realizar um trabalho de selecção, estruturação e classificação do modelo. A sua aplicação envolveu a utilização de bases de dados informatizadas de consumos com medicamentos nos anos de 2007 e 2008 para a região de Saúde do Alentejo; ii) na segunda fase foram simulados três modelos de financiamento alternativos que foram propostos para financiar as ULS em Portugal. Particularmente foram analisadas as dimensões e variáveis de ajustamento pelo risco (índices de mortalidade, morbilidade e custos per capita), sua ponderação relativa e consequente impacto financeiro. Resultados - Com o desenvolvimento do modelo PRx estima-se que 36% dos residentes na região Alentejo têm pelo menos uma doença crónica, sendo a capacidade de estimação do modelo no que respeita aos consumos de medicamentos na ordem dos 0,45 (R2). Este modelo revelou constituir uma alternativa a fontes de informação tradicionais como são os casos de outros estudos internacionais ou o Inquérito Nacional de Saúde. A consideração dos valores do PRx para efeitos de financiamento per capita introduz alterações face a outros modelos propostos neste âmbito. Após a análise dos montantes de financiamento entre os cenários alternativos, obtendo os modelos 1 e 2 níveis de concordância por percentil mais próximos entre si comparativamente ao modelo 3, seleccionou-se o modelo 1 como o mais adequado para a nossa realidade. Conclusão - A aplicação do modelo PRx numa região de saúde permitiu concluir em função dos resultados alcançados, que já existe a possibilidade de estruturação e operacionalização de um modelo que permite estimar a carga de doença em ambulatório a partir de informação relativa ao seu perfil de consumo de medicamentos dos utentes. A utilização desta informação para efeitos de financiamento de organizações de saúde verticalmente integradas provoca uma variação no seu actual nível de financiamento. Entendendo este estudo como um ponto de partida onde apenas uma parte da presente temática ficará definida, outras questões estruturantes do actual sistema de financiamento não deverão também ser olvidadas neste contexto. ------- ABSTRACT - Introduction - The main goal of this study was the development of a risk adjustment model for financing integrated delivery systems (IDS) in Portugal. The recent improvement of patient records, mainly at primary care level, the historical inadequacy of payment models and the increasing number of IDS were three important factors that drove us to develop new approaches for risk adjustment in our country. Methods - The work was divided in two steps: the development of a pharmacy-based model in Portugal and the proposal of a risk adjustment model for financing IDS. In the first step an expert panel was specially formed to classify more than 33.000 codes included in Portuguese pharmacy national codes into 33 chronic conditions. The study included population of Alentejo Region in Portugal (N=441.550 patients) during 2007 and 2008. Using pharmacy data extracted from three databases: prescription, private pharmacies and hospital ambulatory pharmacies we estimated a regression model including Potential Years of Life Lost, Complexity, Severity and PRx information as dependent variables to assess total cost as the independent variable. This healthcare financing model was compared with other two models proposed for IDS. Results - The more prevalent chronic conditions are cardiovascular (34%), psychiatric disorders (10%) and diabetes (10%). These results are also consistent with the National Health Survey. Apparently the model presents some limitations in identifying patients with rheumatic conditions, since it underestimates prevalence and future drug expenditure. We obtained a R2 value of 0,45, which constitutes a good value comparing with the state of the art. After testing three scenarios we propose a model for financing IDS in Portugal. Conclusion - Drug information is a good alternative to diagnosis in determining morbidity level in a population basis through ambulatory care data. This model offers potential benefits to estimate chronic conditions and future drug costs in the Portuguese healthcare system. This information could be important to resource allocation decision process, especially concerning risk adjustment and healthcare financing.

Caracterização da utilização da urgência pediátrica num hospital da área metropolitana de Lisboa

RESUMO - Introdução: Actualmente o uso excessivo dos serviços de Urgência Pediátrica hospitalares constitui uma das preocupações de gestores e administradores hospitalares. Esta má utilização pode contribuir para o aumento descomedido dos custos uma vez que a procura não é adequada para este tipo de serviço. A procura de respostas rápidas aos problemas de saúde contribui para a afluência exagerada e por vezes injustificada por parte da população. Objectivo: O objectivo deste estudo foi efectuar a caracterização da utilização da urgência pediátrica num hospital da área metropolitana de Lisboa, no sentido de compreender se existe, ou não, procura injustificada de cuidados de saúde. Material e métodos: Foi utilizado como suporte metodológico uma abordagem quantitativa, num estudo descritivo - correlacional. Foram analisados 36932 episódios de Urgência Pediátrica ocorridos num período de 6 meses (Julho 2010 a Janeiro 2011). Resultados: A amostra é constituída por 53,6% utentes do sexo masculino e por 46,4% do sexo feminino; onde o intervalo de idades mais representativo situa-se entre o 1 ano e 5 anos de idade. O concelho de Sintra apresenta 61% dos episódios, no entanto proporcionalmente o concelho de Amadora recorre mais à Urgência Pediátrica com 7,48% dos episódios. O dia com maior afluência é Segunda-feira com 17% dos episódios; 75% dos epsiódios ocorre entre as 8h - 20h, periodo de funcionamento dos Centros de Saúde. Foram considerados como não urgentes, 54,9% dos episódios, 88,8% destes são encaminhados para o Centro de Saúde. São não referenciados 90% dos episódios. Existe evidência de utilização injustificada do Serviço de Urgência Pediátrica por 49,5% dos utentes. Verifica-se que a utilização do serviço de urgência depende da residência dos utentes (p=0,001), a população da Amadora recorre mais à urgência. Existe evidência de relação entre o dia da semana e o acesso injustificado (p <0,001), quinta-feira apresenta 17,3% dos episódios não justificados. A recorrência injustificada ao serviço de urgência não depende do género (p=0,137). Existe relação entre a idade e a recorrência justificada, sendo estatisticamente significativa (p=0,006). Conclusão: Pode concluir-se que a “sobre utilização” e “inadequação” da procura são fenómenos presentes no Serviço de Urgência Pediátrica. Assim urgem medidas de contenção da utilização indevida, passando estas provavelmente por uma consciencialização e educação da população. - ABSTRACT - Introduction: Currently the overuse of Pediatric Emergency hospital services is a major concern of managers and hospital administrators. This misure may contribute to increased costs because of the inordinate demand is not appropriate for this type of service. The demand for rapid response to health problems contributing to the influx exaggerated and sometimes unjustified by the population. Objective: The aim of this study was carried out to characterize the use of emergency pediatric hospital in the metropolitan area of Lisbon, in order to understand whether there is or not unjustified demand for health care. Methods: We used it as a methodological support a quantitative approach, a descriptive study - correlation. We analyzed 36,932 episodes of pediatric emergency occurring in a period of six months (July 2010 to January 2011). Results: The sample consists of 53.6% of male users and 46.4% female, where the most representative age range is between 1 and 5 years old. The Municipality of Sintra has 61% of the episodes, but the proportion of the county Amadora Pediatric Emergency appeals more to the 7.48% of the episodes. Monday 17% of the episodes is the busiest day, 75% of episodes occurs between 8 am - 20 h period of operation of the Health Centres were considered non-urgent, 54.9% of episodes, 88.8 % of these are referred to the Health Center They are not referenced 90% of episodes. There is evidence of unjustified use of the Pediatric ER for 49.5% of users. It appears that the use of emergency service depends on the residence of users (p = 0.001), the population of Amadora uses more urgency. There is evidence of a relationship between the day of the week and unjustified access (p <0.001), Thursday shows 17.3% of the episodes are not justified. Recurrence unjustified the emergency room does not depend on gender (p = 0.137). There is a relationship between age and recurrence justified statistically significant (p = 0.006). Conclusion: It can be concluded that "on use" and "inadequacy" of demand phenomena are present in the Pediatric ER. So urge measures to curb misuse, these probably passing an awareness and education of the population.

Análise comparativa de sistemas de classificação de doentes de reabilitação

RESUMO - Caracterização do problema: A inadequação e ineficácia do sistema de financiamento ―por diária‖ dos cuidados de reabilitação resultaram na necessidade de criação de sistemas de classificação de doentes de reabilitação em regime de internamento, em muitos países. Também em Portugal é necessário implementar um sistema de financiamento, baseado num sistema de classificação de doentes, ajustado pela complexidade e necessidade de cuidados destes doentes. Objectivos: Caracterização dos cuidados de reabilitação em Portugal, e do actual sistema de financiamento destes doentes; realização de uma revisão de literatura dos sistemas de classificação de doentes de reabilitação já existentes, de modo a compreender quais as variáveis de agrupamento utilizadas e qual a capacidade de previsão dos custos destes mesmos sistemas; perceber a importância da implementação de um dos sistemas de classificação em Portugal, e quais as suas vantagens. Metodologia: Da revisão de literatura efectuada, foram encontrados quatro sistemas de classificação de doentes implementados e/ou em vias de serem implementados como base para um sistema de financiamento, nos EUA, Austrália e Canadá. Foi efectuada uma extensa caracterização e análise crítica dos mesmos. Conclusões: Podemos concluir, que dos poucos sistemas de classificação de doentes de reabilitação existentes, optou-se pelo estudo de uma possível adopção do sistema norte-americano para a realidade portuguesa, por ser o único sistema de classificação já utilizado para fins de financiamento para todos os doentes de reabilitação desde 2002, o que inclui mais variáveis de decisão na classificação dos doentes, e o que permite a maior previsão dos custos dos doentes em termos percentuais.

Analysis of chromium behaviour and speciation during the electrodialytic process

The interest in chromium (Cr) arises from the widespread use of this heavy metal in various industrial processes that cause its release as liquid, solid and gaseous waste into the environment. The impact of Cr on the environment and living organisms primarily depends on its chemical form, since Cr(III) is an essential micronutrient for humans, other animals and plants, and Cr(VI) is highly toxic and a known human carcinogen. This study aimed to evaluate if the electrodialytic process (ED) is an appropriate treatment for Cr removal, through a critical overview of Cr speciation, before and after the ED experiments, to assess possible Cr(III)-Cr(VI) interconversions during the treatment. ED was the treatment technique applied to two types of matrices containing Cr: chromate copper arsenate (CCA) contaminated soil and municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash. In order to study Cr remediation, three EDR set-ups were used: a new set-up, the combined cell (2/3C or 3/2C), with three compartments, alternating current between two anodes and different initial experimental conditions, one set-up with three compartments (3C cell) and the other set-up with two compartments (2C cell). The Cr removal rates obtained in this study were between 10-36% for the soil, and 1-13% for the fly ash. The highest Cr removal rates were achieved in the 26 days experiments: 36% for the soil, 13% for the fly ash. Regarding the 13 days experiments, the highest Cr removal rates were attained with the 2/3C set-up: 24% for the soil, 5% for the fly ash. The analysis of Cr(VI) was performed before and after ED experiments to evaluate eventual changes in Cr speciation during the treatment. This analysis was conducted by two methods: USEPA Method 3060A, for the extraction of Cr(VI); and Hach Company Method 8023, for the detection of Cr(VI). Despite the differences in Cr total concentration, both matrices presented a similar speciation, with Cr(III) being the main species found and Cr(VI) less than 3% of Cr total, before and after the treatment. For fly ash, Cr(VI) was initially below the detection limit of the method and remained that way after the treatment. For soil, Cr(VI) decreased after the treatment. Oxidation of Cr(III) to Cr(VI) did not occur during the ED process since there was no increase in Cr(VI) in the matrices after the treatment. Hence, the results of this study indicate that ED is an appropriate technique to remediate matrices containing Cr because it contributes to Cr removal, without causing Cr(III)-Cr(VI) interconversions.