Alle berichten

Toekomstperspectief van bio-engineering en big data in gezondheidszorg

Introductie

Deze blog analyseert hoe de zorgkosten binnen Nederlandse ziekenhuiszorg verdeeld zijn. Aansluitend worden huidige wetenschappelijke ontwikkelingen beschreven op het gebied van big data en bio-engineering-technieken zoals 3D bio-printing. Ook wordt er stilgestaan bij de manier waarop deze nieuwe technieken de zorg kwalitatief beter en betaalbaarder kunnen maken.

Ontwikkeling zorgkosten

In het jaar 2017 zijn de totale zorgkosten in Nederland met ruim 2% gestegen ten opzichte van 2016 5. Met 97 miljard vertegenwoordigen deze maar liefst 13% van het Nederlandse bruto binnenlands product (5691,- euro per inwoner). Tabel 1 laat zien hoe de kosten in zorg zich hebben ontwikkeld tussen 2015 en 2017.

Totale zorgkosten per jaar

zorgkosten tussen 2015 en 2017

Tabel 1. Zorgkosten tussen 2015 en 2017. Bron: CBS, 2018

De toename van zorgkosten tussen 2016 en 2017 komt voor een gedeelte door 2,3% stijging in uitgaven aan medisch-specialistische zorg (ziekenhuiszorg)5. Het totaal uitgegeven bedrag in 2017 bestond voor maar liefst 28% uit ziekenhuiszorg en daarmee is het de grootste branche binnen de zorgsector. In dit licht is het interessant om verder in te zoomen op dit onderdeel van de zorg en te analyseren hoe de kosten op dit niveau verdeeld zijn. Hiervoor stelt de Nederlandse Zorgautoriteit zorg- en behandeldata beschikbaar die door Nederlandse ziekenhuizen is aangeleverd. Onder andere kan hier informatie opgehaald worden over de hoeveelheid patiënten die een bepaalde diagnose hebben en over de gemiddelde landelijke verkoopprijs van alle gedeclareerde zorgproducten.

Analyse kosten ziekenhuiszorg

omzet ziekenhuiszorg in 2017 per diagnose

Grafiek 1. Omzet in 2017 per diagnose/behandeling (top 10). Bron: NZa (2018)

Grafiek 1 laat de top 10 diagnoses zien die binnen ziekenhuiszorg voor de hoogste omzet zorgden in 2017. Als eerste valt op dat 34% van het totaalaantal patiënten verantwoordelijk is voor 50% van de uitgaven. Dit geeft aan dat de kosten per zorgproduct sterk verschillen en dat deze kosten niet evenredig over alle patiënten verdeeld zijn.

De diagnose met de hoogste omzet in 2017 was met 246 miljoen euro chronisch nierfalen. Het is een ernstige aandoening waar jaarlijks 1 op de 6 dialysepatiënten aan overlijdt 17. Doorgaans wordt nierfalen behandeld met hemodialyse waarbij een deel (10% tot 15%) van de nierfunctie wordt overgenomen door een hemodialysemachine. Het is een erg dure behandeling, waar volgens de Nierstichting (2018) jaarlijks maar liefst tussen 80.000.- en 120.000.- euro per patiënt aan besteed wordt. Grafiek 2 geeft weer hoe de gemiddelde kosten per patiënt en diagnose verdeeld zijn. Chronische hemodialyse springt hier duidelijk uit als verreweg de duurste behandeling per patiënt.

verhouding prijzen per patient

Grafiek 2. Verhouding prijzen per patiënt Bron: NZa (2018)

Top 10 doodsoorzaken in Nederland

Diagnoses die voor de hoogste omzet zorgen, resulteren niet alleen in hoge zorgkosten, maar hebben ook (ernstige) gevolgen voor het welzijn van de patiënten. Dit wordt geïllustreerd door grafiek 3. Van de top 10 diagnoses met de hoogste omzet in ziekenhuiszorg zijn er 7 die geschaard kunnen worden onder één van de belangrijkste doodsoorzaken in Nederland in 2017 5.

Specifiek, diagnoses die onder nieuwvormingen (in dit geval borstkanker), hart- en vaatziekten en endocriene- en stofwisselingsziekten (nierfalen) vallen, zorgen voor de hoogste omzet binnen ziekenhuiszorg én resulteren in hoge mortaliteit. Andere diagnoses uit de top 10, zoals cataract en artrose aan knie/heup/gewrichten zijn weliswaar niet direct levensbedreigend, maar hebben wel een significante negatieve impact op de kwaliteit van het leven 7,13.*

* Omdat cataract onder de categorie “ziekten van zenuwstelsel en zintuigen” geschaard kan worden, is deze diagnose toch meegenomen in de lijst met belangrijkste doodsoorzaken.

top 10 belangrijkste doodsoorzaken in 2017

Grafiek 3. Top 10 belangrijkste doodsoorzaken in Nederland in 2017 Bron: CBS (2018).

Big data en bio-engineering

Zoals eerder besproken, wordt nierfalen behandeld met hemodialyse. Het is een erg dure behandeling waarbij de levensverwachting ook nog eens erg laag is (van nierpatiënten die starten met hemodialyse tussen hun 45ste en 65ste levensjaar is de levensverwachting +5 jaar). Het huidige alternatief voor hemodialyse is niertransplantatie, waarbij de levensverwachting een stuk hoger ligt dan bij hemodialyse (een 20-jarige patiënt met een donornier heeft een levensverwachting van 40 jaar). Daarnaast levert een transplantatie kostenbesparing op van 1.151.000 euro over een periode van 25 jaar 2. Helaas is het aantal (geschikte) donors beperkt (wachttijd voor een geschikte donor is ongeveer 2,5 jaar) 17. Ook heeft een donornier een beperkte “houdbaarheidsdatum” (gemiddeld 20 tot 25 jaar). Huidige ontwikkelingen op het gebied van bio-engineering, zoals 3D bio-printing en datamining, bieden mogelijk effectievere én goedkopere alternatieven die toegepast zouden kunnen worden binnen een grote range aan geneeskundige vakgebieden 8,21.

Bio-engineering

3D bio-printing is een techniek waarbij zeer complexe biologische structuren gecreëerd kunnen worden zoals werkende nieren, hart en hartkleppen en tal van andere organen voor bijvoorbeeld orgaantransplantatie, chirurgische voorbereiding, en (medicijn)onderzoek 21,10,21. Voordeel hierbij is dat met 3D bio-printing het in de toekomst mogelijk is om lichaamseigen weefsel te maken, waardoor afstoting van organen door immuunrespons van het lichaam, zoals dit wel het geval is bij donororganen, verleden tijd zal zijn 3,10,14,22. Een ander belangrijk voordeel van 3D-printing is dat deze techniek erg kosteneffectief is en dus de zorgkosten sterk kan gaan verlagen, zeker als er in de toekomst op grotere schaal 3D bio-geprint zal gaan worden 4,19,23.

Zo kan 3D bio-printing al effectief toegepast worden bij bijvoorbeeld oogoperaties en orthopedische ingrepen (nummer 2 en 4 op de lijst met duurste diagnoses, zie figuur 1)18. In 2018 heeft het UMC Maastricht 3D bio-printing toegepast om knieprotheses te maken bij patiënten met knie-artrose. De genoemde voordelen van bio-geprinte knieprotheses zijn dat deze 1) veel preciezer passen op de knie en 2) de pre-chirurgische voorbereidingen voor de artsen vergemakkelijken, wat veel tijdswinst en betere kwaliteit oplevert 12.

Bio-engineering staat momenteel nog wel in kinderschoenen en er is veel onderzoek en ontwikkeling nodig om deze technologie goedkoop en toepasbaar te kunnen maken. Desondanks is er wel een wetenschappelijke consensus wat betreft het toekomstpotentieel. Zo omschrijven Bishopab, Mostafac et al., (2017) 3D bio-printing als een technologie die behoefte aan donororganen sterk zal verminderen en de sleutelrol zal gaan spelen in gepersonaliseerde regeneratieve geneeskunde.

Big data

Big data en technieken zoals datamining zullen in de toekomst ook veel meer gebruikt gaan worden binnen de zorg en volgens menig onderzoeker zal dit leiden tot grote kwaliteitsverbeteringen en kostenbesparingen8. Zo heeft, volgens Rumsfeld, Joynt et al., (2016), big data het potentieel om cardiovasculaire zorg sterk te verbeteren, door toepassing van modellen waarbij op basis van risicofactoren voorspellingen gemaakt kunnen worden over een kans op een bepaalde aandoening. Daarnaast kunnen datamining-tools artsen helpen om sneller en preciezer een diagnose te kunnen stellen bij bijvoorbeeld pasgeborenen op de intensive care 6,9,15. Dit laatste is interessant, aangezien zorg voor pasgeborenen op plek 3 staat van duurste behandelingen binnen ziekenhuiszorg (zie grafiek 1). Ook kan big data toegepast worden om medisch onderzoek te kunnen verbeteren, wat bijvoorbeeld kan helpen om de kwaliteit van staaroperaties te vergroten. Ook kan men zo effectievere diagnostisering, behandelingen en strategieën ontwikkelen bij het bestrijden van kanker, de nummer 1 doodsoorzaak in Nederland 1,9,24.

“Hiding within those mounds of data is knowledge that could change the life of a patient, or change the world.” – Atul Butte, Director, Institute for Computational Health Sciences, UCSF.

Conclusie

Deze blog heeft laten zien dat de zorgkosten in Nederland blijven stijgen. Sommige ziekenhuisbehandelingen zijn relatief erg duur en niet altijd even effectief, met hoge sterftecijfers als gevolg (zoals bij nierfalen en hart- en vaataandoeningen).

Wel zijn er veelbelovende ontwikkelingen op het gebied van bio-engineering en big data die toegepast zouden kunnen worden (en in sommige gevallen al toegepast worden) binnen een groot aantal aan geneeskundige vakgebieden. Het potentieel van deze ontwikkelingen is erg groot en volgens vele onderzoekers kunnen deze nieuwe ontwikkelingen leiden tot grote kostenbesparingen binnen medisch-specialistische zorg en ook tot verbeterde kwaliteit van de geleverde zorg.

Bronnen

  1. Anne Louise Coleman (2015) How Big Data Informs Us About Cataract Surgery: The LXXII Edward Jackson Memorial Lecture. American Journal of Ophthalmology
  2. Bernadette Haase (2014) https://www.transplantatiestichting.nl/nieuws/wat-te-doen-dialyse-transplantatie
  3. Bin Duan (2017) State-of-the-Art Review of 3D Bioprinting for Cardiovascular Tissue Engineering. Anals of biomedical engineering
  4. Lee Ventola (2014) Medical Applications for 3D Printing: Current and Projected Uses Pharmacy and Therapeutics
  5. Centraal Bureau voor de Statistiek. (2018). Zorguitgaven; Kerncijfers https://opendata.cbs.nl/statline/#/CBS/nl/dataset/84047NED/table?ts=1546699222719
  6. Chaurasia, V., & Pal, S. (2014). Data mining approach to detect heart diseases.
  7. Daniel Morris,1 Scott G Fraser (2007) Cataract surgery and quality of life implications. Clinical interventions in aging
  8. David W. Bates, Suchi Saria, Lucila Ohno-Machado, Anand Shah, and Gabriel Escobar (2014). Big Data In Health Care: Using Analytics To Identify And Manage High-Risk And High-Cost Patients Health affairs
  9. Deepali Chandna (2014) Diagnosis of Heart Disease Using Data Mining Algorithm. International Journal of Computer Science and Information Technologies
  10. Combellack, Z.M. Jessop (2018). The commercial 3D bioprinting industry. 3D Bioprinting for Reconstructive Surgery
  11. Elliot S.Bishopab, Sami Mostafac Mikhail Pakvasa 3-D bioprinting technologies in tissue engineering and regenerative medicine: Current and future trends (2017). Genes and Diseases
  12. ICT and Health (2018) https://www.icthealth.nl/nieuws/3d-printing-ingezet-bij-knieprothese-in-maastricht-umc/
  13. Ivan Luis Andrade Araujo, Martha Cavalcante Castro (2016) Quality of Life and Functional Independence in Patients with Osteoarthritis of the Knee. Knee surgery and related research
  14. L A Hockaday, K H Kang (2012). Rapid 3D printing of anatomically accurate and mechanically heterogeneous aortic valve hydrogel scaffolds. Biofabrication
  15. McGregor, C. (2013). Big data in neonatal intensive care. Computer, 46(6), 54-59.
  16. Nederlandse Zorgautoriteit (2018). https://www.opendisdata.nl/
  17. Nierstichting (2018), retrieved from: https://www.nierstichting.nl/leven-met-een-nierziekte/feiten-en-cijfers/
  18. Parker E Ludwig, Trevor J Huff, Jorge M Zuniga (2018). The potential role of bioengineering and three-dimensional printing in curing global corneal blindness. Journal of tissue engineering
  19. Philip TackEmail, Jan Victor (2016). 3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review. Journal of biotechnology
  20. Rumsfeld, Joynt KE, Maddox (2016). Big data analytics to improve cardiovascular care: promise and challenges. Nature reviews cardiology
  21. Sanjairaj Vijayavenkataraman, Wei-Cheng Yan (2018) 3D bioprinting of tissues and organs for regenerative medicine. Advanced Drug Delivery Reviews
  22. Ted Welman,1 Sebastian Michel, 2015) Bioengineering for Organ Transplantation: Progress and Challenges. Bioengineered
  23. Ventola, C. Lee. “Medical Applications for 3D Printing: Current and Projected Uses.” Pharmacology and Therapeutics 39.10 (2014). Print.
  24. Murdoch, T. B., & Detsky, A. S. (2013). The inevitable application of big data to health care. Jama, 309(13), 1351-1352.

Ivan Shelep

Junior Consultant - AP Support

Nieuws

Gerelateerd nieuws

Lees meer >