A predictive microsimulation approach for modelling the burden of mental disorders in Austria

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse der Wege von psychisch erkrankten Patienten durch das Gesundheitssystem. Die dabei gewonnenen Informationen sollen dazu dienen, entsprechende Kapazitäten in den Spitälern bereitzustellen und Anpassungen bezüglich Veränderungen der Bevölkerungsstruktur vorzunehmen. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der Analyse der Verrechnungsdaten der Patienten und auf der Parametrisierung eines Mikrosimulationsmodells. Weiters werden regionale Unterschiede zwischen der niederösterreichischen und der gesamtösterreichischen Bevölkerung untersucht. Die verwendeten Datensätze enthalten Informationen über Eigenschaften der Patienten sowie die Zeiten der Wiederaufnahmen, der ambulanten Psychiaterkontakte und Todeszeitpunkte. Ausgewählte Methoden der Ereigniszeitanalyse (engl. survival analysis) und zur Modellauswahl (engl. model selection) werden verglichen und im Folgenden herangezogen, um die Wiederaufnahmezeiten in Abhängigkeit der Patientenparameter zu bestimmen. Die Cox-Regression und die Modellauswahlmethoden werden zusätzlich verwendet, um die signifikanten Parameter für das Simulationsmodell zu eruieren. Die Hazardraten der einzelnen Ereignisse in der Simulation werden mit einer Erweiterung der Cox-Regression geschätzt. Unter Verwendung dieser Resultate wird ein Mikrosimulationsmodell zur Simulation der Wege von psychisch erkrankten Patienten erstellt. Die untersuchten Ereignisse sind Wiederaufnahmen, ambulante Kontakte zu Psychiatern und der Tod. Jeder Patient besitzt bestimmte Eigenschaften und befindet sich zu jedem Zeitpunkt der Simulation in einem von mehreren vordefinierten und voneinander abgegrenzten Zuständen. Die Ereignisse sind als Zustandswechsel implementiert. Um die Auswirkungen der Verfügbarkeit der Daten auf die Qualität der Ergebnisse zu untersuchen, werden drei Szenarien definiert, die die Daten zu unterschiedlichen Detailgraden verwenden. Im ersten Szenario werden ausschließlich Daten der ersten Wiederaufnahmen verwendet, im zweiten Daten aller Wiederaufnahmen ohne Reihenfolge, während im dritten Daten aller Wiederaufnahmen mit Reihenfolge herangezogen werden. Alle Simulationen und Auswertungen werden mit R durchgeführt. Den Simulationen liegt eine fixe Kohorte zugrunde. Die Gesamtanzahl und die Zeitpunkte der Ereignisse der Patienten sowie die Anzahl der Ereignisse pro Patient werden analysiert. Um eine detailliertere Analyse zu ermöglichen, werden typische Patientenpfade definiert. Die Unterschiede in den Resultaten der einzelnen Szenarien und Subpopulationen werden herausgearbeitet. Weitere Analysen zum Zusammenhang zwischen ambulanten Psychiaterkontakten und Wiederaufnahmen werden durchgeführt. Abschließend wird eine Interventionsstrategie mit verpflichtenden ambulanten Psychiaterkontakten getestet.

This work aims to analyze the pathways of patients with mental diseases through the health care system. The prediction of the burden of disease is necessary to provide sufficient capacities in the hospitals and to adjust for changes in the structure of the population. In this work emphasis is put on the analysis of reimbursement data of affected people and on the parametrization of a microsimulation model. Also, regional differences of Lower Austria compared to the entire Austrian population are analyzed. The available data sets contain information about patient attributes as well as times of admissions to hospitals, ambulant contacts to psychiatrists and deaths. Selected methods from survival analysis and model selection are compared and used to analyze the given data in terms of the readmission times depending on patient parameters. The Cox regression and the model selection methods are used to determine significant parameters for the simulation model. The hazard rates of the particular events in the simulation are estimated using an extension of the Cox model for multiple events. Using the previous results, a microsimulation model is built to simulate the pathways of mentally ill patients. The considered events are readmissions to hospital, contacts to an ambulant psychiatrist and death. Every patient is classified according to a particular set of parameters and can be in one of several predefined, exclusive states. The events are implemented as state changes. Three scenarios of simulations are defined to test the consequences of using differently detailed patient-level data on result quality. The first one only takes data of the first readmissions of a patient into account, the second scenario takes all readmissions into account but without any order and the third takes all readmissions into account with order. All simulations and analyses of the results are performed in R. The simulations are based on a fixed cohort and the duration is a fixed time span. The overall numbers and times of patients events are analyzed as well as the number of events per patient. Typical pathways of patients are defined to make a more detailed analysis possible. The differences between the results for the different scenarios and for the various subpopulations regarding patient parameters are pointed out. Further analyses regarding the connection between ambulant contacts and readmissions to the hospital are performed. Finally, an intervention strategy with compulsory ambulant contacts is examined.