Pesquisadores da Kingston University London usaram um modelo matemático conhecido como teoria dos jogos para explorar como o desafio de garantir níveis suficientes de equipamentos de proteção pessoal (PPE) vitais para profissionais de saúde durante o pico da pandemia COVID-19 poderia ter sido mitigado.

A necessidade de proteger o pessoal da linha de frente e os principais trabalhadores contra o coronavírus criou uma demanda extraordinária de PPE em todo o mundo no início de 2020, resultando em preços inflacionados à medida que os países competiam entre si para garantir grandes pedidos de máscaras cirúrgicas, óculos, protetores faciais, vestidos e luvas. Em novembro, um relatório do National Audit Office revelou que o governo do Reino Unido gastou quase £ 12,5 bilhões em 32 bilhões de peças de imobilizado entre fevereiro e julho de 2020 - em comparação com a compra de 1,3 bilhão de itens comprados a um custo de apenas £ 28,9 milhões no mesmo período. ano antes.

Em um novo estudo publicado em revista científica de acesso aberto PLOS ONE , pesquisadores da Kingston University e da Hamad Bin Khalifa University no Qatar usaram a teoria dos jogos - o estudo matemático de como os indivíduos ou grupos interagem e tomam decisões - para modelar o impacto na redução de custos que o armazenamento anterior e o aumento da capacidade de armazenamento poderiam ter causado, e também como o modelo pode ser aplicado para tomar decisões sobre os preparativos para uma pandemia futura.

O time, liderado pelo Dr. Luluwah Al-Fagih da Kingston University trabalhando com um colega da Faculdade de Ciências, O colega de Engenharia e Computação, Professor Jean-Christophe Nebel, usou uma abordagem de teoria dos jogos 'centralizada / descentralizada' inicialmente desenvolvida pelo ex-Ph.D. da Kingston University. aluno Dr. Matthias Pilz, um co-autor no artigo. O objetivo era ver se isso poderia ser aplicado para ajudar os serviços de saúde a gerenciar com eficácia o fornecimento de EPI durante o período de pico de uma pandemia, trabalhando ao lado de Ph.D. estudante Khaled Abedrabboh da Universidade Hamad Bin Khalifa.

"A teoria dos jogos está sendo usada em uma ampla gama de áreas, desde energia até economia e segurança cibernética, mas este trabalho realmente demonstra seu potencial para uso na gestão de suprimentos médicos, "Dr. Al-Fagih, que atualmente trabalha na Faculdade de Ciências e Engenharia da Universidade Hamad Bin Khalifa, disse. "Sabemos que houve uma escassez real de PPE durante a primeira onda de COVID-19 no Reino Unido, que levou a enormes problemas de cadeia de abastecimento e queríamos ver se esta abordagem poderia fornecer uma solução não apenas para abordar a escassez, mas também a melhor gestão de estoque de maneira econômica. "

A equipe criou um modelo no qual um portal central define o custo do EPI com base no preço de mercado e cumpre os pedidos enviados pelos Trusts do Serviço Nacional de Saúde do Reino Unido (NHS) em uma base regional, que foram motivados a otimizar suas programações de armazenamento e recursos para minimizar custos. O consumo de PPE durante a primeira onda da pandemia foi estimado usando dados do NHS disponíveis publicamente em leitos hospitalares ocupados nas sete regiões do NHS Inglaterra.

No estudo, os pesquisadores simularam uma variedade de cenários com base em cinco datas de início diferentes para quando o armazenamento poderia ter sido iniciado entre janeiro e março. Estes incluíram quando o primeiro caso COVID-19 do Reino Unido foi confirmado, quando a União Europeia propôs um esquema de compra a granel para o Reino Unido e quando COVID-19 foi declarada uma pandemia global, com vários aumentos na capacidade de armazenamento até 20 vezes maior do que o nível de base estimado.

Os resultados mostraram que uma combinação de estocagem antecipada e um grande aumento na capacidade de armazenamento teria resultado em economias de custo significativas, com o modelo proporcionando uma economia de 38%, o estoque começou em 7 de fevereiro - data em que a Organização Mundial da Saúde alertou sobre a escassez de EPI - e a capacidade de armazenamento aumentou dez vezes. Contudo, if storage capacity at regional NHS trusts was not increased, early stockpiling only had a negligible impact on cost. Across each of the simulated dates for beginning stockpiling, the team found that increasing PPE storage capacity by a factor of 15 would be required to considerably lower peak demand and effectively minimize the pressure on the NHS.

"We had expected the data to show us how early stockpiling alleviates some of the pressures, but a particularly interesting finding was the importance of the role storage capacity can play in enabling Trusts to manage their demand in a way that really helps reduce the national cost of sourcing protective equipment, " Dr. Al-Fagih said. "It may be that investing in temporary storage facilities when storage space is limited at regional NHS sites could prove cost-effective during the course of a pandemic peak."

As well as exploring how cost-savings could have been made earlier in the pandemic, the team also looked at how the model could be used to plan for the peak of future waves of the pandemic to prevent the same issues arising again.

This included modelling of several scenarios around a second wave peak, ranging from October 2020 to February 2021, which demonstrated how the model could be used to save costs should a third wave once again put pressure on PPE supply, Professor Nebel said.

"Our model offers a way to provide an optimal system of ordering additional supply that could massively reduce costs by managing demand through a cooperative approach, " he said. "While we haven't seen reports of PPE shortages in the UK so far during the second wave, should a third wave result in stocks becoming stretched, we believe this game theory approach could be applied to manage supplies and keep costs down.

"This could potentially result in cost savings of between 25 and 45 percent if a third peak could be delayed and enough storage capacity made available."