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LEARNING CURVE NAS CIRURGIAS VIDEOLAPAROSCÓPICAS

PROF. GIÁCOMO BALBINOTTO NETOPPGE/UFRGS

VIII Congresso Brasileiro de Videocirurgia – SOBRASIL

Bento Gonçalves/RS – maio/2007

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COMO SE MEDE?

O QUE É ?

Curvas de AprendizagemCurvas de Aprendizagem

PARA QUE SERVE ?

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O Ponto Fundamental das Curvas de Aprendizagem

The basic theory of the learning curve is simple: a worker learns as he works; and the more often he repeats an operation, the more efficient he becomes, with the result that the direct labor input per unit declines. This holds true whether the industry is aircraft, metalworking, textile, or candy-making. What was not know until a decade ago is that the rate of improvement is regular enough to be predictable. It is this fact that makes what would otherwise be a rather commonplace observation the clue to abroader and more practicable concept for business.

Frank J. Andress (1954)

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O Que é Tecnologia em Saúde?

Segundo o Serviço Nacional de Saúde da Inglaterra (NHS), as tecnologias em saúde referem-se a intervenções usadas para a promoção, prevenção, diagnóstico ou tratamento de doenças; ou para promover reabilitação ou cuidados de longo prazo. Isso inclui medicamentos, equipamentos , procedimentos e protocolos médicos.

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Avaliação de Tecnologias em Saúde

ATS refere-se a uma avaliação sistemática das propriedades, efeitos e impactos da tecnologia de cuidados médicos.

Ela visa avaliar as conseqüências diretas e indiretas das tecnologias adotadas.

Seu objetivo principal é informar aos formuladores de políticas em saúde.

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Por que avaliar?(i) porque sem uma análise sistemática, é difícil identificar de modo claro as alternativas relevantes;

(ii) o ponto de vista assumido é importante na análise (paciente; hospital; grupo específico, ministério da saúde e fazenda; estado, país);

(iii) sem uma tentativa de medição, a incerteza a cerca das magnitudes pode ser crítica.

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Interdiciplinaridade

Economia

Estatística

Ciências da Saúde

ATS

Ética

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Origens da Curva de Aprendizagem

O estudo de Wright (1936) sobre a fabricação de aviões encontrou que o número de horas requeridas para produzir um avião (sem os aviônicos) era uma função decrescente da produção acumulada de um determinado tipo produzido.

As curvas de aprendizagem (learning curves) refletem um processo de aprender fazendo (learning-by-doing our learning-by-producing within a factory setting).

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Origens da Curva de Aprendizagem

O efeito de aprendizagem (Learning effect) foi notado primeiramente por T.P. Wright (1936) que criou um modelo matemático da curva de aprendizagem (learning curve) que foi usado para estimar os custos de produção de aviões na II GM.

A idéia básica da curva de aprendizagem é que, a medida em que as pessoas repetem uma tarefa, o tempo que elas levam para faze-la gradualmente se reduz devido a aprendizagem (learning).

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A Curva de Aprendizagem (The Learning Curve)

A curva de aprendizagem (learning curve) mede o impacto da experiência dos trabalhadores sobre os custos de produção.

Ela descreve a relação entre o produto cumulativo da firma e o montante de insumos necessários para produzir uma unidade de produto.

Exemplo: na linha de montagem de aviões. Os custos caem em torno de 20% por avião produzido a cada vez que o produto dobra.

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Learning Curve

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Learning Curve

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Learning Curve na Medicina

O conceito foi introduzido na medicina nos anos 1980, principalmente depois do advento da cirurgia minimamente invasiva.

[cf. Subrsmonian & Muir (2004), BUJ International]

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Learning Curve na Medicina

Os métodos para definir uma curva de aprendizado na cirurgia (surgical learning curve) são basicamente dois:

(i) o tempo que se leva e/ou

(ii) o número de procedimentos que um cirurgião médio necessita para ser capaz de desempenhar um procedimento independentemente com um resultado razoável. Isto pressupõe a capacidade de identificar um cirurgião médio.

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As Curvas de Aprendizagem

As learning curves (ou curvas de aprendizagem) referem-se as vantagens de custo que são obtidas através do acumulo de experiência no processo de produção, no caso aqui em questão, temos que o que é medido é o tempo das cirurgias e/ou o número de procedimentos realizados.

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A Curva de Aprendizagem (The Learning Curve)

Os benefícios da aprendizagem se manifestam, eles próprios, em menores custos, alta qualidade e menores preços.

A magnitude dos benefícios da aprendizagem são expressos em termos da inclinação da curva de custos médios de longo prazo.

A inclinação para um dado processo produtivo é calculado pelo exame de como ou quão rápido os custos médios declinam á medida em que a produção acumulada dobra, por exemplo.

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A Inclinação da Curva de Aprendizagem

A inclinação da curva de aprendizagem (the learning curve) é o tamanho relativo do custo médio quando o produto cumulativo dobra.

A inclinação de of 0.9 indica que o custo médio de longo prazo irá declinar em 10% quando o produto cumulativo dobra.

A curva de aprendizagem torna-se plana al longo do tempo e a inclinação torna-se igual a 1.

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A curva de aprendizagem na figura abaixo é baseada na seguinte relação:

N = é o número de unidades cumulativas de produto fabricados; L= é o insumo trabalho por unidade de produto; A, B e são constantes, sendo A e B positivos e situa-se entre 0 e 1.

BNAL

As mudanças dinâmicas nos custos – a curva de aprendizagem (The Learning

Curve)

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Curve)

Se N =1, L=(A +B), de modo que (A+B) medirá o insumo trabalho necessário para a produção da primeira unidade de produto.

Quando = 0, o insumo trabalho por unidade de produto permanecerá o mesmo a medida em que o nível de produção cumulativa aumentar, portanto não haverá aprendizagem

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Curve)

Quando for positivo e N aumentar cada vez mais, L ficará arbitrariamente próximo de A, de tal forma que A representará o mínimo insumo trabalho por unidade de produto, depois que toda a aprendizagem já tiver ocorrido.

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Curve)

Quanto maior for , mais significativo será o efeito da aprendizagem. Quando for, por exemplo, 0,5, o insumo trabalho por unidade de produto cai na proporção da raiz quadrada da produção acumulada.

O grau de aprendizagem pode reduzir substancialmente os custos de produção da empresa à medida em que aumenta a experiência

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The Learning Curve

Número cumulativo de lotes produzidos

Horas de mão- de-obra por lote

10 20 30 40 500

2

4

6

8

10

31.0

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As Diferenças Entre as Economias de Escala e as Curvas de Aprendizagem

As economias de escala referem-se as vantagens de custo que são obtidas da produção de uma grande quantidade de produto a um dado ponto do tempo.

As learning curves (ou curvas de aprendizagem) referem-se as vantagens de custo que são obtidas através do acumulo de experiência no processo de produção.

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Economias de Escala e Aprendizado

Produto

Custo ($ por unidade de produto)

AC1B

Economias de escala

A

AC2Aprendizado

C

0

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Linhas de montagem de aviões (1925-57): 80%Calculadoras eletrônicas

(1975-78): 74%

Transplantes de coração (1985-88): 79%

© 1995 Corel Corp.

© 1995 Corel Corp.

As Curvas de AprendizagemVariam Segundo a Indústria

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Exemplos de Curvas de Aprendizagem

Exemplo Parametro de melhoria

Parâmetro cumulativo

Inclinação da curva de

aprendizagem (%)

Período de análise

1. Produção do Modelo -T Ford

Preço Unidades produzidas

86 1910-1926

2.Aircraft assembly

Horas-trabalho diretas por unidade

de produto

Unidades produzidas

80 1925-1957

3. Manutenção dos Equipamentos na GE

Tempo médio para substituir um grupo

de partes.

Número de substituições

76 Por volta de 1957

4. Produção de aço

Horas trabalhador por unidade produzida

Unidades produzidas

79 1920-1955

5.Circuitos Integrados

Preço médio por unidade

Unidades produzidas

72* 1964-1972

6.Calculadores de mão

Preço médio de venda na fábrica.

Unidades produzidas

74 1975-1978

7. Disk memory drives

Preço médio por bit Número de bits 76 1975-1978

8. Transplantes de coração

Taxa de desfechos (mortes) depois

de 1 ano

Transplantes completados

79 1985-1988

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Habilidades dos trabalhadores

FerramentasDesenho do

produto

Material

Curva deaprendizagem

Métodos de Trabalho

Melhoria contínua dos métodos de

produção

Processo de desenho

Fatores que afetam a curva de aprendizagem

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Fatores que afetam a curva de aprendizagem as cirurgias

videolaparoscópicas

(i) habilidade manual do cirurgião;

(ii) bagagem de conhecimento da anatomia cirúrgica;

(iii) treinamento em caixa preta (box training);

(iv) treinamento em animais;

(v) presença de esquemas estruturados de treinamento.

[cf. Subramonian & Muir (2004)]

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Eficiência da mão-de-obra- os cirurgiões tornam-se fisicamente mais hábeis e tornam-se mais habilidosos.

Eles tornam-se mentalmente confiantes e gastam menos tempo hesitando, aprendendo, experimentando ou cometendo erros.

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Padronização, especialização e melhoria nos métodos de produção – a medida em que o processo de produção ocorre e os criam-se protocolos e a eficiência tende a aumentar.

Quando os cirurgiões se especializam num limitado conjunto de tarefas e cirurgias, eles ganham mais experiência com aquelas tarefas e operam a uma taxa mais rápida.

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Shared experience effects – os efeitos da curva de experiência são reforçados quando dois ou mais produtos dividem uma atividade comum ou recurso. Qualquer eficiência aprendida em um setor ou especialidade pode ser aplicada em outros campos.

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Métodos de trabalho e produção - Os cirurgiões aprendem a programar o processo produtivo com maior eficácia.

Os cirurgiões, por exemplo, acabam adquirindo experiência suficiente que lhes permite fazer inovações no desenho dos equipamentos, possibilitando reduções de custos sem aumento de defeitos. Além disso podem ser criadas ferramentas e técnicas para lidar com problemas específicos a cirugia.

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As curvas de aprendizagem dependem também da freqüência com que os procedimentos são realizados num período específico. Estudos sugerem que as taxas de complicação são inversamente proporcionais ao volume de cirurgias realizadas.

[cf. Hu, Gold, Pashos, Mehta, Litwin (2003)]

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A inclinação de uma curva de aprendizagem depende da natureza do procedimento.

Têm-se postulado que as curvas de aprendizagem para procedimentos minimamente invasivos é mais longo do que para procedimentos abertos.

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A Medição da Curva de Aprendizagem

Abordagens usadas:

(i) medidas do resultado do paciente (incidência de complicações e sobrevivência);

(ii) medidas do processo clínico ou eficiência de sua execução (tempo de cirurgia ou hospitalização).

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Vários Métodos estatísticos tem sido usados, mas poucos usam uma análise multi-variada tal como a regressão logística e regressão múltipla para controlar outros fatores.

[cf. Ramsay (2001, HAT)

Contribuições da econometria da saúde podem ser muito úteis.

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Há significativas dificuldades em medir as curvas de aprendizagem.

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Implicações Práticas da Literatura da Curva de Aprendizagem Aplicadas ao Treinamento

Cirúrgico em Videolaparoscopia

(i) aumentar facilidades para treinamento e prática cirúrgica;

(ii) aumentar treinamento em caixa preta e animais;

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O Formato da Curva de Aprendizagem

O efeito das curvas de experiência (the experience curve effect) podem sofrer uma parada abrupta. Graficamente a curva é truncada.

Processos existentes tornam-se obsoletos e a firma deve se atualizar para permanecer competitiva. A atualização irá significar que a antiga curva de experiência irá ser substituída por uma nova. Isto ocorre quando:

(i) Os competidores introduzem novos produtos ou processos aos quais se deve responder;

(ii) A mudanças tecnológicas que requeiram mudanças nos processo produtivos.

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Wright's Cumulative Average Model ou Modelo Linear de Coordenadas Logaritmicas - No modelo de Wright, função da curva de aprendizagem é definida como:

-b

Y = AX

onde: Y = tempo cumulativo médio ou custo unitário; X = número cumulativo de unidades produzidas; A= tempo ou custos requeridos para produzir a primeira unidade; b= inclinação da função quando plotada em termo

logaritmos; = taxa de aprendizagem

n= taxa de aprendizagem [log() /log of 2] (1- ) taxa de progresso.

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A equação acima pode ser descrita sob a forma logarítmica como:

Log Y = Log A – b logX

A taxa de aprendizagem é expressa em termos percentuais e é obtida a partir da inclinação da reta logarítmica de aprendizagem, b:

-bL = 2

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O modelo Stanford B assume que nas primeiras repetições de uma atividade produtiva, a aprendizagem pouco se faz sentir. Porém, é provável que a experiência anterior das equipes de trabalho em atividades semelhantes contribuam para uma ligeira melhoria na produtividade nessas repetições iniciais.

Com o intuito de considerar-se este gato, o modelo Stanford B assume que, mantendo-se para as de aprendizagem constante.

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Equação do Modelo Stanford B

-bY = A (X + B)

B é um fator que representa as experiências das equipes de trabalho, e as restantes variáveis o mesmo significado anterior. Para uma equipe inexperiente, B deve ser tomado como igual a zero.

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O modelo cúbico foi desenvolvido por Carlson (1973) e é uma extensão do modelo anterior no qual leva-se em conta uma certa desaceleração da produtividade nas últimas repetições. Assim, neste modelo a taxa de aprendizagem é variável.

2 3

log Y = log A – n1log X + C (logX) + D(log X)

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As curvas de aprendizagem podem ser descritas na forma exponencial como:

-kxy = c – ae

c, a e k > 0

A função acima cresce rapidamente no começo, nivela-se e então aproxima-se de sua assíntota em y =c, ando atinge –se sua eficiência máxima.

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O Formato da Curva de AprendizagemHackert (1983)

Modelo Whiltshire n

xi

yi = c - ke

Modelo log -1

log yi = b – (c+gxi)

Modelo Cumulativo

yi = [b + (ni -1) / 1 + a (ni – 1)]

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Curva de Experiência

P(t) = P(0)•[q(t)/q(0)]-b

Onde:

P(t) é o preço médio de um produto no período t;q(t) é a quantidade acumulada de produção no período t;b é o coeficinete de aprendizagem;

PR = 2-b

Where:PR = taxa de prograsso. Cada vez que a produção

acumulada dobra, o custo marginal se reduz em (1-PR)%.

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Modelo de tempo constante

-t t/

yi = Yc + Yf (1 - e )

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Modelo de Gompertz xi

byi = ka

DeJong Model

-nyi = B – Axi

Modelo de Segunda Ordem - woti

Yi = Yc + Yf [-1(1+ woti)]e

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0

c

x

(o, c-a)

y

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Tipos de Curva de Aprendizagem

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Kondo et ali (2006). Curva de aprendizado na fundoplicatura laparoscópica durante a residência médica em cirurgia geral.

OBJETIVO: busca evidenciar a existência a curva de aprendizado durante a Residência Médica em Cirurgia Geral.

MÉTODO: Foi realizada uma análise retrospectiva de 60 pacientes submetidos à fundoplicatura laparoscópica. As variáveis analisadas incluíram: tempo operatório, taxa de conversão, complicações e tempo de hospitalização.

CONCLUSÃO: A curva de aprendizado foi demonstrada, avaliando-se principalmente, o tempo operatório do procedimento

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The Impact of Video Games on Training Surgeons in the 21st Century ; Rosser et al.,

Arch Surg. 2007;142:181-186.

Conclusions: Video game skill correlates with laparoscopic surgical skills. Training curricula that include video games may help thin the technical interface between surgeons and screen-mediated applications, such as laparoscopic surgery. Video games may be a practical teaching tool to help train surgeons.

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Administrando a Curva de Aprendizagem (learning curve) –

Simulações em Saúde

Principais vantagens (Kneebone 2003):

Agenda estruturada para as necessidades do aluno e não do paciente;Ambiente seguro para falhas (optimal anxiety)Mensuração do desenvolvimento das habilidades;Feedback para um aprendizado colaborativo.Declinio da aceitação do uso de animais.Incorporação de dados de pacientes reais.

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Links de Interesse

Learning curve calculator - NASAhttp://cost.jsc.nasa.gov/learn.html

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Referênciahttp://www.hta.nhsweb.nhs.uk/pdfexecs/summ512.pdf

FIM

PROF. GIÁCOMO BALBINOTTO NETOPPGE/UFRGS

[email protected]/giacomo

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