Assessing the influence of personal and organizational factors on surgeon's performance: a Human Reliability Analysis (HRA) approach

The primary objective of this research project is the identification and assessment of factors that can influence surgeon’s performance, and the integration of this knowledge into Human Reliability Analysis - HRA - approaches suitable for healthcare applications. Nowadays the benefits of transferring and applying risk analysis methods, traditionally implemented in high-risk industry, to healthcare services are fully recognized in the patient safety literature. Nevertheless, healthcare organizations are still characterized by a predominant reactive culture in their approach to patient safety. In fact, safety improvements are often made after the analysis of an adverse event or periodical audits and patient records reviews. The evidence that the human errors reduction in healthcare is still an urgent priority is underlined by a recent study (Makary and Daniel, 2016) which estimated medical errors as the third biggest cause of death in hospitalizations in the United States. Many scholars, who investigated patient safety issues in healthcare, proposed the application of HRA recognizing the contribution that HRA brought to high-risk industries in terms of human errors reduction and safety improvement by means of its predictive pattern. The literature review of HRA applications in healthcare led to the identification of several methodological limitations. In particular, the investigation of influencing factors - IFs - in surgery remains an issue of major concern for scholars. This aspect emphasized the need of a deep adaptation and translation of these techniques, originally designed for the industrial contexts, to the healthcare environment. On the basis of literature gaps and the general state-of-the-art in Human Reliability Analysis in healthcare, especially in surgical context, the specific research objectives set forth in this thesis are: i) designing a taxonomy of IFs for surgery; ii) assessing the perceived influence of the validated IFs on surgeons’ performance; iii) testing the proposed taxonomy of IFs and their assessed influence into an HRA application in surgery. The research methodology is based on multi-phase and mixed method approach which allowed achieving three main results. Firstly, through literature review, field study in robotic surgery, along with focus groups and individual interviews with surgical experts, the ad hoc taxonomy of IFs for surgery has been defined; secondly, the ranking of these IFs, based on their criticality, has been achieved through questionnaire method; and thirdly, the degree of coverage of Error Promoting Conditions -EPCs- (IFs in the specific HRA technique - HEART - chosen for the application) in HRA application in surgery has been investigated through HRA application using the designed taxonomy of IFs. By proposing an ad hoc taxonomy of IFs, the thesis contributes to overcoming a limitation in current literature where the number of HRA studies in healthcare implementing IFs is still scanty; although this is a peculiar component in several HRA techniques and largely adopted in HRA studies in industrial contexts. The thesis fosters the diffusion of HRA applications in healthcare, in particular in surgery, where the diffusion of advanced technological solutions adds further complexity and, consequently, possible new error paths. In terms of managerial implications, it addresses the concerns of many practitioners (surgeons, risk managers and technology providers) regarding the nature and role of IFs on surgeon’s performance. In this direction, possible future applications of the taxonomy are in the areas of training, ergonomic design of medical devices, and surgical safety checklists. This dissertation originates from a research development process that was carried out by the author continuously facing and collaborating with both the healthcare and the scientific communities. The aim was to provide an innovative piece of research that not only proposes an original contribution to scientific knowledge but also provides useful insights to healthcare practitioners for their daily professional activity.

L’obiettivo principale di questo progetto di ricerca è quello di identificare e valutare i fattori che possono influenzare la performance del chirurgo secondo l’approccio teorico dell’analisi di affidabilità umana (Human Reliability Analysis - HRA) per favorirne l’applicazione in sanità e in particolare in chirurgia. Attualmente, nell’ambito della letteratura della sicurezza del paziente, sono ampiamente riconosciuti i benefici dell’applicazione dei metodi di analisi di rischio in sanità, fortemente sviluppati e strutturati nell’ambito dell’industria ad alto rischio. Nonostante questo, nelle organizzazioni sanitarie prevale ancora una cultura reattiva alla sicurezza del paziente. Infatti, i miglioramenti relativi alla sicurezza avvengono spesso dopo l’analisi di eventi avversi, audit periodici ed analisi di registri ospedalieri. A confermare quanto la riduzione degli errori umani in sanità sia ancora oggi un’urgente priorità, è uno studio recente (Makary and Daniel, 2016) che stima gli errori medici come la terza causa di morte durante i ricoveri ospedalieri negli Stati Uniti. Questo giustifica ulteriormente l’interesse di molti studiosi che hanno proposto l’utilizzo dell’analisi di affidabilità umana a supporto dell’investigazione dei problemi relativi alla sicurezza del paziente, riconoscendo il contributo che questa disciplina, grazie al suo intrinseco carattere predittivo, ha apportato all’industria ad alto rischio in termini di riduzione degli errori umani e miglioramenti della sicurezza. La più rilevante limitazione metodologica, emersa dall’analisi di letteratura delle applicazioni di analisi di affidabilità umana in sanità, riguarda l’indagine dei fattori influenzanti (Influencing Factors - IFs) in chirurgia, aspetto che evidenzia la necessità di una adeguata traduzione e di un profondo adattamento di queste tecniche, progettate ad hoc per contesti industriali, al contesto sanitario e chirurgico. Sulla base dei limiti identificati nella letteratura preesistente, gli obiettivi specifici di questa ricerca sono: I) la progettazione della tassonomia di fattori influenzanti la performance del chirurgo; II) la valutazione dell’impatto dei fattori influenzanti sulla performance del chirurgo secondo la percezione degli esperti; III) il test della tassonomia proposta in un’applicazione di analisi di affidabilità umana in chirurgia robotica. Per il raggiungimento dei tre suddetti obiettivi, la metodologia di ricerca è stata definita seguendo un approccio misto, in cui metodi di tipo qualitativo sono affiancati da analisi quantitative. In primo luogo, la tassonomia dei fattori influenzanti è stata sviluppata attraverso analisi di letteratura, ricerca sul campo in chirurgia robotica, focus group e interviste individuali ad esperti di chirurgia. In secondo luogo, lo sviluppo di un questionario ha permesso la valutazione della criticità di questi fattori. Infine, il grado di copertura degli Error Promoting Conditions (definizione dei fattori influenzanti secondo la tecnica HEART- scelta per l’applicazione) è stato investigato attraverso l’implementazione della tassonomia proposta, nella tecnica HRA applicata al caso specifico (HRA applicata alla procedura chirurgica di prostatectomia radicale in contesto robotico). Proponendo una tassonomia di fattori influenzanti ad hoc per la chirurgia, questo lavoro offre un contributo per colmare alcuni limiti identificati in letteratura inerenti al ridotto numero di studi di HRA che integrano i fattori influenzanti, rispetto all’ambito industriale, dove la considerazione di tassonomonie ad hoc di IFs è un aspetto peculiare delle tecniche di HRA. Questo studio promuove le applicazioni di HRA in sanità e in particolare in chirurgia, ambiente in cui la diffusione di soluzioni tecnologicamente avanzate aggiunge ulteriore complessità e conseguentemente nuovi possibili percorsi di errore umano. In termini di implicazioni manageriali, la tesi indirizza i professionisti (chirurghi, risk manager, fornitori di tecnologia) verso la comprensione della natura e del ruolo dei fattori che influenzano la performance del chirurgo. In questa direzione, possibili future applicazioni della tassonomia sviluppata risiedono nell’ambito del training chirurgico, design ergonomico di dispositivi medici e checklist per la sicurezza chirurgica. Questo progetto nasce da un processo di ricerca in cui l’autore ha continuamente collaborato sia con le comunità scientifiche sia con le organizzazioni sanitarie. Lo scopo è quello di fornire non solo un originale contributo alla conoscenza scientifica, ma anche quello di apportare indicazioni utili al personale sanitario per la loro quotidiana attività professionale.