Ewch i’r prif gynnwys

Gwella canlyniadau cleifion a lleihau costau gofal iechyd

Mae ein hymchwilwyr yn yr Ysgol Mathemateg wedi helpu i wella canlyniadau cleifion yn y sector gofal iechyd yn y DU a’r Almaen. Gan ddefnyddio dulliau mathemategol, cafwyd cynnydd mewn effeithlonrwydd mewn ysbytai ac wrth ddarparu gofal iechyd meddwl.

Mae pwysau cynyddol ar systemau gofal iechyd yn gofyn am ddulliau arloesol o reoli adnoddau er mwyn gwella canlyniadau cleifion tra'n parhau i fod yn gost-effeithiol. Mae ein hymchwil i dechnegau modelu mathemategol wedi cael ei defnyddio gan fyrddau iechyd GIG Cymru i wella canlyniadau cleifion a’r gwasanaethau a ddarperir.

Drwy gydweithio’n agos drwy raglen ymchwilwyr preswyl arloesol Caerdydd a GIG Cymru, a thrwy bartneriaeth ryngwladol ag Ysbyty Prifysgol Munich, bu modd cynllunio ysbytai’n effeithlon, gwella effeithlonrwydd ac effeithiolrwydd timau allgymorth iechyd meddwl, a lleihau briwiau pwyso. Arweiniodd hyn at arbedion cost sylweddol yn y GIG yn y DU ac yn system gofal iechyd yr Almaen.

Ymchwil

Mae systemau gofal iechyd fel arfer yn gweithredu mewn amgylcheddau o ansicrwydd ac amrywioldeb o fewn rhwydweithiau hynod gymhleth a chysylltiedig. Gall cannoedd o gleifion fynd drwy wahanol lwybrau gofal bob dydd, ac mae angen adnoddau amrywiol ar bob un ohonynt i'w trin yn effeithlon ac yn effeithiol. Mae ein grŵp Ymchwil Weithredol wedi defnyddio modelu mathemategol i wella canlyniadau iechyd a’r gwasanaethau a ddarperir. Defnyddir ein gwaith modelu i ragweld galw, llunio amserlenni clinigau, cyfrifo maint y gweithlu sydd ei angen a’r cymysgedd o sgiliau wrth lunio amserlenni staff, llunio amserlenni theatrau llawdriniaeth a neilltuo llawfeddygon, a lleihau amseroedd aros a chansladau.

Diwallu anghenion gofal iechyd

Gall llwybrau cleifion drwy systemau gofal iechyd gael eu cynrychioli gan rwydweithiau o giwiau sydd wedi'u cyfyngu gan yr adnoddau sydd ar gael. Mae dull modelu ein tîm yn nodi anghenion adnoddau a rhagfynegyddion risg sy'n galluogi rhagfynegiad gwell o amseroedd gwasanaeth mewn lleoliadau gofal iechyd. Mae ymchwil bellach gan ein tîm hefyd wedi helpu i bennu maint y gweithlu sydd ei angen a’r cymysgedd sgiliau i lunio amserlenni staff ac adnoddau’n gywir drwy amcangyfrif hyd arhosiad cleifion a chapasiti o ran adnoddau.

Gwnaethom hefyd optimeiddio’r defnydd o offer mewn lleoliadau gofal iechyd gydag offeryn cefnogi penderfyniadau strategol. Mae defnyddio ein modelu yn golygu y gall cynllunwyr ysbytai gyflawni prosesau'n gyflym, yn effeithlon ac mewn ffordd ecogyfeillgar heb feddu ar arbenigedd penodol iawn.

E-HOSPITAL

Mae angen gwneud penderfyniadau ar bob lefel mewn lleoliadau gofal iechyd, o benderfyniadau strategol ynghylch lefelau staffio ac offer, i frysbennu cleifion yn effeithiol o ddydd i ddydd. Mae ein grŵp ymchwil weithredol, mewn cydweithrediad â darparwyr gofal iechyd ym Mwrdd Iechyd Prifysgol Aneurin Bevan, wedi gweithio'n helaeth ers 2014 i ddatblygu pecyn meddalwedd sy'n gallu mynd i'r afael ag anghenion cymhleth darparwyr gofal iechyd. Estynnwyd ein hymchwil drwy greu platfform modelu cynhwysfawr newydd o'r enw E-HOSPITAL sy'n cyfuno lefelau penderfyniadau strategol, tactegol a gweithredol ar gyfer gweithrediadau gofal iechyd.

Mae’r bartneriaeth unigryw ac arloesol hon wedi cael effaith sylweddol wrth ddatblygu a chymhwyso dulliau Ymchwil Weithredol ar gyfer gwella ein gwasanaethau GIG a chanlyniadau cleifion
P R Harper Cyfarwyddwr Canolfan Modelu Iechyd Cymru

Ein heffaith

Unedau modelu pwrpasol ym Myrddau Iechyd y GIG

Rydym wedi sefydlu Uned Modelu Mathemategol yn Uned Gwelliant Parhaus Aneurin Bevan (ABCi), yn ogystal â hyfforddi staff y GIG ar sut i gymhwyso modelau ymchwil weithredol i ddatblygu a phrofi dulliau amgen o reoli gofal iechyd.

At hynny, sefydlodd Canolfan Modelu Iechyd Cymru  y rhaglen ymchwilwyr preswyl newydd mewn partneriaeth â GIG Cymru, gan gefnogi Byrddau Iechyd Prifysgol Aneurin Bevan a Chaerdydd a’r Fro, sydd gyda’i gilydd yn gwasanaethu dros 1.1 miliwn o bobl. Ymgorfforodd y rhaglen hon dechnegau modelu yn y gwaith gwella a wnaed yn y byrddau iechyd ac mae wedi helpu i roi cyngor ar anghenion capasiti, lleihau amseroedd aros, cyfrannu at gynllunio uned frys symudol yng nghanol dinas Caerdydd ac mae hefyd wedi helpu i ddatblygu teclyn cloddio drwy destun i ddadansoddi ôl-groniad o fwy na hanner miliwn o lythyrau cleifion allanol. Heb ddefnyddio mathemateg mewn modd arloesol, byddai mewnbynnu data â llaw wedi bod yn ganlyniad sydd nid yn unig yn gostus ond hefyd yn fwy tueddol o arwain at wallau. Yn 2015, cafodd y fenter gydweithredol rhwng ymchwil Caerdydd a gwaith y GIG ei gydnabod yn Times Higher Education Awards, gan ennill y wobr am 'Gyfraniad Rhagorol i Arloesedd a Thechnoleg.' Yn fwy diweddar, yn 2021 dyfarnwyd medal effaith Lyn Thomas y Gymdeithas Ymchwil Weithredol i'r fenter gydweithredol.

Gwella cynlluniau a gweithrediad ysbytai

Cysylltodd ACBi â’n hymchwilwyr yn yr Ysgol Mathemateg yn 2016 i ofyn am gymorth modelu mathemategol ar gyfer cynllun cyfnod cynnar ysbyty newydd arfaethedig ger Cwmbrân yn ne Cymru, a fyddai’n gwasanaethu poblogaeth o dros 600,000. Defnyddiwyd patrymau cynllunio a ddatblygwyd yn fframwaith E-HOSPITAL i asesu capasiti posibl a’r galluoedd sydd eu hangen yr ysbyty ac optimeiddio’r llif cleifion, lleihau achosion diangen o ganslo llawdriniaethau, lleihau amseroedd aros, a chynllunio ar gyfer gofal diogel.

Daeth y cynllun arfaethedig, gan gynnwys y newidiadau strwythurol a argymhellwyd gan ein hymchwilydd, yn gynlluniau a gadarnhawyd ar gyfer Ysbyty Athrofaol y Faenor, ysbyty newydd â 470 o welyau a gefnogir gan fuddsoddiad o £350m gan Lywodraeth Cymru. Agorodd yr ysbyty yn gynt na’r disgwyl ar 17 Tachwedd 2020 i gynorthwyo ymateb de Cymru i COVID-19 a phwysau iechyd y gaeaf.

Cafodd ein gwaith modelu ei ganmol nid yn unig am y gwelliant mewn effeithlonrwydd o ran costau ariannol ond hefyd am gynnal y lefel gwasanaeth arfaethedig i’r boblogaeth leol er gwaethaf y gostyngiad yn nifer y theatrau llawdriniaeth.

Defnyddiodd ein tîm dechnegau rhaglennu mathemategol hefyd i ddod o hyd i arbedion cost ac i gynnig cymysgedd mwy ecogyfeillgar o endosgopau yn Ysbyty Athrofaol Munich. Roedd y platfform yn gallu nodi'r cymysgedd a’r chasgliad gorau posibl o ddyfeisiau broncosgopi tafladwy ac ailddefnyddiadwy, gan leihau'n sylweddol yr angen am ddyfeisiau broncosgopi tafladwy untro. Mae allyriadau CO2 hefyd wedi'u lleihau'n sylweddol ynghyd ag arbediad cost sylweddol.

Cefnogi timau allgymorth iechyd meddwl

Mae ein hymchwil wedi cefnogi darpariaeth gwasanaethau iechyd meddwl ar draws de Cymru, gan ganolbwyntio ar Dimau Allgymorth Dyfal (AOTs). Mae AOTs yn wasanaeth newydd a arweinir gan gleifion sy'n galluogi gweithwyr iechyd meddwl proffesiynol i nodi ac ymateb yn fwy parod i anghenion oedolion â salwch meddwl difrifol, gan eu rhoi ar lwybr gofal priodol i osgoi sefyllfa lle mae cyflwr claf yn datblygu i'r pwynt lle mae'n rhaid iddo fynd i'r ysbyty. Ym Mwrdd Iechyd Prifysgol Aneurin Bevan, fodd bynnag, roedd AOTs yn cael eu gweld fel gwasanaeth costus ac nid oedd llawer yn deall eu buddion; roeddent yn mynd i gael eu torri.

Fe wnaeth gwaith modelu a dadansoddi ystadegol gan ein hymchwilwyr fesur y buddion o gael AOTs, a oedd yn cefnogi’r achos busnes a gyflwynwyd i’r bwrdd iechyd i barhau i ariannu’r timau hyn. Datblygodd ein tîm ddull rheoli llwyth achosion, a oedd yn ymgorffori ffactorau clinigol, demograffig a staffio, megis hanes meddygol, anghenion cleifion penodol, cymysgedd sgiliau staff, lefelau adnoddau ac argaeledd, a galw geo-ofodol ac amseroedd teithio, ac o ganlyniad i hyn bu modd i AOTs gydgysylltu llwythi achosion cymhleth yn well.

Mae manteision pellach i gleifion a’r bwrdd iechyd yn cynnwys:

  • Gwell canlyniadau i gleifion wedi'u mesur gan ostyngiad o 51% ar gyfartaledd yn Asesiad Anghenion Camberwell Oedolion (CANSAS) fesul claf. Mae CANSAS yn mesur anghenion difrifol oedolion â salwch meddwl ar draws ystod o ffactorau ffisiolegol a seicolegol, megis trallod seicolegol, hunanofal, ac iechyd corfforol.
  • Gostyngiad o 79% mewn derbyniadau acíwt aneffeithiol a diangen i ysbytai. Derbyniadau acíwt yw'r rhai lle mae angen profion diagnostig, triniaeth a gofal dilynol.
  • Gostyngiad o 65% yn yr amser a gymerwyd i ffwrdd o'r gwaith gan gleifion oherwydd pyliau difrifol o iechyd meddwl gwael.

Lleihau briwiau pwyso

Mae briwiau pwyso, a all ddigwydd pan fydd cleifion yn treulio amser sylweddol yn y gwely, yn boenus, yn amharu ar symudedd, ac yn lleihau ansawdd bywyd claf. Mae morâl isel staff wedi’i nodi fel ffactor sy’n achosi diffygion mewn gofal, gan arwain at achosion cynyddol o friwiau pwyso (ymhlith canlyniadau anfwriadol eraill), sydd wedyn yn lleihau morâl staff ymhellach, gan greu cylch adborth negyddol. Mae briwiau pwyso hefyd yn gostus i fyrddau iechyd; er enghraifft, mae briwiau pwyso yn costio mwy na £500,000 y flwyddyn i Fwrdd Iechyd Prifysgol Aneurin Bevan mewn iawndaliadau i gleifion yr effeithir arnynt.

Aethom i’r afael â’r broblem hon drwy ddatblygu model efelychu (deinameg system) cynhwysfawr o system Gofal Heb ei Drefnu y bwrdd iechyd. Roedd hwn yn modelu lles staff a'i effaith ar berfformiad clinigol ac yn nodi na fyddai'r mesurau a oedd yn cael eu rhoi ar waith gan yr Ymddiriedolaeth yn ddigon i leihau nifer yr achosion o friwiau pwyso yn Ysbyty Brenhinol Gwent.

I fynd i’r afael â’r problemau hyn defnyddiodd ein hymchwilwyr y model i:

  • Nodi cylchoedd adborth negyddol
  • Cynnal sesiynau dysgu ar y cyd i helpu Staff Gofal Heb ei Drefnu i ddeall deinameg gymhleth y system iechyd
  • Datblygu dulliau monitro gyda Seicolegydd Clinigol i olrhain lles staff

Helpodd yr ymyriadau hyn i atal cylchoedd adborth negyddol a thrawsnewid gofal cleifion o fod yn ofal â risg o fod yn niweidiol i fod yn ofal diogel. O ganlyniad, o fewn dwy flynedd, llwyddodd hyd at ddeg tîm rheng flaen atal (o leiaf) 265 o friwiau pwyso ac osgoi mwy na £1.5 miliwn mewn costau tra'n sicrhau gofal o ansawdd gwell i gleifion a phrofiad gwell i gleifion. Enillodd y dull hwn Wobr GIG Cymru 2019 yn y categori Gwella Diogelwch Cleifion.

Mae gwaith yr uned fodelu wedi arwain at waith cynllunio a dadansoddi gwell: mae penderfyniadau llawer gwell yn cael eu gwneud o ganlyniad i fewnbwn y modelwyr.
Judith Paget Prif Weithredwr Bwrdd Iechyd Prifysgol Aneurin Bevan

Cyhoeddiadau

Harper PR, Knight VA and Marshall AH (2012). ‘Discrete Conditional Phase-type Models Utilising Classification Trees: Application to Modelling Health Service Capacities’. European Journal of Operational Research 219(3): 522-530. doi: 10.1016/j.ejor.2011.10.035.

Harper PR, Powell NP and Williams JE (2009). ‘Modelling the Size and Skill-mix of Hospital Nursing Teams’. Journal of the Operational Research Society 61(5): 768-779. doi: 10.1057/jors.2009.43.

Gartner D and Padman R (2019). ‘Flexible Hospital Wide Elective Patient Scheduling’. Journal of the Operational Research Society, 71 (6): 878-892. doi: 10.1080/01605682.2019.1590509.

Gartner D, Zhang Y and Padman R (2019). ‘Reducing clinical workload in the care prescription process: Optimization of order sets’. IMA Journal of Management Mathematics 30(3): 305-321. doi:10.1093/imaman/dpy018.

Edenharter GM, Gartner D and Pförringer D (2017). ‘Decision Support for the Capacity Management of Bronchoscopy Devices: Optimizing the Cost-Efficient Mix of Reusable and Single-Use Devices Through Mathematical Modelling’. Anesthesia & Analgesia, 124(6):1963– 1967. doi: 10.1213/ANE.0000000000001729.

Gartner D and Padman R (2017). ‘E-HOSPITAL – A Digital Workbench for Hospital Operations and Services Planning Using Information Technology and Algebraic Languages.’ Studies in Health Technology and Informatics 245: 84-88. PMID: 29295057.