[論文レビュー] Pathways to Good Healthcare Services and Patient Satisfaction: An Evolutionary Game Theoretical Approach

Zainab Alalawi, The Anh Han+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2019

Evolutionary Game Theory and Cooperation参考文献 30被引用数 2

ひとこと要約

本稿は、イギリスのNHSにおける公的医療機関、民間医療機関、患者の間の協力ダイナミクスを分析するため、進化的ゲーム理論モデルを提案する。患者主導の費用を伴う罰則を導入し、協力を促進するメカニズムを提示する。結果として、罰則は協力を顕著に向上させるが、79.6％の時間において完全協力（CCC）に達する一方で、経済的にも高コストであり、大幅な生産性向上が見込める場合を除き、実用的実現可能性は限定的である。

ABSTRACT

Spending by the UK's National Health Service (NHS) on independent healthcare treatment has been increased in recent years and is predicted to sustain its upward trend with the forecast of population growth. Some have viewed this increase as an attempt not to expand the patients' choices but to privatize public healthcare. This debate poses a social dilemma whether the NHS should stop cooperating with Private providers. This paper contributes to healthcare economic modelling by investigating the evolution of cooperation among three proposed populations: Public Healthcare Providers, Private Healthcare Providers and Patients. The Patient population is included as a main player in the decision-making process by expanding patient's choices of treatment. We develop a generic basic model that measures the cost of healthcare provision based on given parameters, such as NHS and private healthcare providers' cost of investments in both sectors, cost of treatments and gained benefits. A patient's costly punishment is introduced as a mechanism to enhance cooperation among the three populations. Our findings show that cooperation can be improved with the introduction of punishment (patient's punishment) against defecting providers. Although punishment increases cooperation, it is very costly considering the small improvement in cooperation in comparison to the basic model.

研究の動機と目的

• 進化的ゲーム理論を用いて、イギリスのNHSにおける公的医療機関、民間医療機関、患者の間の動的相互作用をモデル化すること。
• 患者の意思決定参加と費用を伴う罰則メカニズムが、協力水準に与える影響を調査すること。
• 評判、治療効果、患者満足度の影響を戦略的行動に定量化すること。
• 患者が課す罰則のコストパフォーマンスを評価し、長期的な協力促進に有効であるかを検証すること。

提案手法

• 三者（公的医療機関、民間医療機関、患者）から成る、一回限りの進化的ゲームモデルを構築。
• 患者の利益（bP）、評判利益（bR）、治療コスト（cT）、罰則コスト（u）および罰則価値（v）をパラメータとして、報酬行列を定義する。
• 患者による破綻した医療機関への費用を伴うペア制裁（例：苦情）を導入し、戦略的抑止力としてモデル化する。
• 患者満足度と医療機関の評判に基づく確率的戦略更新を用い、進化的ダイナミクスをシミュレートする。
• 10,000回のサンプルを用いたシミュレーションベースの分析により、パラメータ範囲における戦略の定常分布を計算する。
• 頻度依存選択および社会的学習ルールを用い、有限集団における戦略の受容と進化をモデル化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 患者が課す費用を伴う罰則の導入が、公的および民間医療機関、および患者間の協力水準に与える影響は何か？
• RQ2 患者満足度が、三者集団における協力の進化的ダイナミクスに果たす役割は何か？
• RQ3 罰則が存在しない場合と存在する場合の両方において、協力（CCC）が支配的戦略となる条件は何か？
• RQ4 患者の利益（bP）と評判利益（bR）の変動が、協力行動の長期的安定性に与える影響は何か？
• RQ5 患者による罰則は、公的・民間医療提携における協力の向上に、コストパフォーマンスに優れたメカニズムと見なせるか？

主な発見

• 罰則なしの基本モデルでは、患者の評判利益（bR）が低い場合、裏切り戦略（DDD）が支配的となり、集団の99％がこれを採用する。
• 患者による罰則が導入されると、協力（CCC）が支配的となり、患者利益（bP）が1を超えると、少なくとも79.6％の集団がこれを採用する。
• 罰則の存在は協力を顕著に向上させるが、そのメカニズム自体は高コストであり、苦情の実施に伴うコストに対して、純利益は限定的である。
• 低患者満足度であっても、基本モデルでは完全協力（CCC）は達成可能であるが、罰則が導入されたモデルに比べて安定性が低い。
• パラメータ変動に対してモデルは頑健であり、10,000回のシミュレーションにおいて、罰則モデルの協力水準が一貫して高い。
• シミュレーション結果は、高い患者利益（bP）と評判利益（bR）が、特に効果的な罰則メカニズムと併せることで、持続的協力の主要因であることを確認した。