DOI: https://doi.org/10.2196/42140
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38319701
تاريخ النشر: 2024-02-06
المؤلف: Cordelia Kwon وآخرون
الموضوع الرئيسي: أنظمة السجلات الصحية الإلكترونية
نظرة عامة
تبحث ورقة البحث في الانبعاثات البيئية المرتبطة بأنظمة السجلات الطبية الإلكترونية (EMR) مقارنةً بنظام حفظ السجلات الطبية التقليدي على الورق في منشأة رعاية العين ذات الحجم الكبير في جنوب الهند. باستخدام منهجية تقييم دورة الحياة وفقًا لمعايير ISO 14040، قامت الدراسة بتحليل البيانات من كلا النظامين، مع التركيز على إنتاج واستخدام والتخلص من المواد، بالإضافة إلى استهلاك الطاقة. تكشف النتائج أن نظام EMR ينبعث منه بشكل كبير غازات الدفيئة (GHGs)، بإجمالي 195,000 كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون (CO₂e) سنويًا، مقارنةً بـ 20,800 كجم CO₂e لنظام الورق. ومن الجدير بالذكر أن مصدر الكهرباء يلعب دورًا حاسمًا في هذه الانبعاثات؛ إذا استخدمت المنشأة الطاقة المتجددة، يمكن أن تنخفض انبعاثات EMR إلى 24,900 كجم CO₂e، مما يتماشى بشكل وثيق مع انبعاثات نظام الورق.
تؤكد الخاتمة على الإمكانات التحويلية للسجلات الطبية الإلكترونية في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط (LMICs) مع تسليط الضوء على ضرورة مراعاة تأثيرها البيئي في ظل القلق بشأن تغير المناخ. يدعو المؤلفون إلى اعتماد تقنيات كفاءة الطاقة وتطوير بروتوكولات الصيانة لتمديد عمر معدات EMR. بالإضافة إلى ذلك، يؤكدون على أهمية الاستثمار في استراتيجيات إزالة الكربون من الشبكات الكهربائية، مقترحين أن المبادرات المحلية، مثل تركيب الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، جنبًا إلى جنب مع السياسات الوطنية، يمكن أن تعزز استدامة توسيع الرعاية الصحية وتحسن الأداء البيئي للسجلات الطبية الإلكترونية على مستوى العالم.
مقدمة
تحدد مقدمة ورقة البحث السياق الأساسي وأهمية الدراسة. تسلط الضوء على الأهداف الرئيسية والأسئلة البحثية التي توجه التحقيق. يؤكد المؤلفون على صلة الموضوع ضمن المجال الأوسع، مشيرين إلى الأعمال السابقة وتحديد الفجوات التي تهدف أبحاثهم إلى معالجتها.
علاوة على ذلك، تهيئ المقدمة المسرح للمنهجية والإطار النظري المستخدمين في الدراسة، مشيرةً إلى كيف ستساهم هذه الأساليب في فهم الموضوع. كما يذكر المؤلفون بإيجاز الآثار المتوقعة لنتائجهم، مقترحين تطبيقات محتملة أو مساهمات في الأدبيات الحالية. بشكل عام، تعمل المقدمة على جذب القارئ وتأسيس أهمية البحث ضمن مجاله الأكاديمي.
الطرق
في هذه الدراسة، تم تطوير جرد دورة الحياة (LCI) باستخدام برنامج SimaPro (الإصدار 9.3.0.2) جنبًا إلى جنب مع قاعدة بيانات Ecoinvent (الإصدار 3.8)، والتي تُعتبر واحدة من أكثر قواعد البيانات شمولاً لتقييم دورة الحياة (LCA). استخدمت المنهجية نهج التخصيص والقطع حسب التصنيف، باستثناء عمليات إنتاج الأقلام والأقلام الرصاص. يتم تقديم معلومات مفصلة حول LCI والعمليات الوحدوية المختارة في الجدول S1 من الملحق المتعدد الوسائط 1.
بالنسبة لتقييم تأثير دورة الحياة (LCIA)، استخدم الباحثون أداة وكالة حماية البيئة الأمريكية لتقليل وتقييم المواد الكيميائية وغيرها من التأثيرات البيئية (TRACI؛ الإصدار 2.1). يتم تقديم النتائج من حيث انبعاثات غازات الدفيئة (GHG) المقاسة بالكيلوغرام من مكافئات ثاني أكسيد الكربون (CO₂e). يتم توثيق فئات انبعاث إضافية، بما في ذلك التحمض، والتخصيب، وتلوث الهواء، أيضًا في الملحق المتعدد الوسائط 1.
النتائج
تشير النتائج إلى أن نظام السجلات الطبية الإلكترونية (EMR) يتفوق بشكل كبير على نظام السجلات الطبية الورقية من حيث انبعاثات غازات الدفيئة (GHG)، ويرجع ذلك أساسًا إلى اعتماده على الكهرباء، التي تمثل 90% من انبعاثاته (175,800 كجم CO₂e سنويًا). في المقابل، تأتي انبعاثات نظام الورق تقريبًا بالكامل من إنتاج الورق (20,700 كجم CO₂e سنويًا). انبعاثات كل مريض هي 0.361 كجم CO₂e لنظام EMR و0.037 كجم CO₂e لنظام الورق. تكشف تحليلات الحساسية أن الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة، وخاصة الطاقة الشمسية، يمكن أن يقلل بشكل كبير من انبعاثات EMR بنسبة 87%، مما يجعلها أقرب إلى تلك الخاصة بنظام الورق، على الرغم من أن الأخير لا يزال أكثر كفاءة بشكل عام.
تظهر التحليلات الإضافية أنه تحت الطاقة الشمسية، يتغير توزيع الانبعاثات، حيث يصبح إنتاج أجهزة الكمبيوتر هو المصدر الأكبر بنسبة 41% من الانبعاثات (10,300 كجم CO₂e سنويًا). تسلط الدراسة أيضًا الضوء على أنه بينما تتداخل التأثيرات البيئية لنظام EMR أكثر مع نظام الورق عندما يتم تشغيله بالطاقة الشمسية، فإن نظام الورق يتفوق باستمرار على نظام EMR عبر فئات تأثير بيئي مختلفة، وخاصة في المقاييس المتعلقة بالمياه، حيث يتفوق في تقريبًا جميع جولات تحليل مونت كارلو (MCA). في الفئات المتعلقة بالهواء، يظهر نظام EMR انبعاثات أقل من نظام الورق في جزء صغير فقط من محاكاة MCA. بشكل عام، تشير النتائج إلى أنه بينما يمكن للطاقة المتجددة أن تخفف بعض انبعاثات نظام EMR، فإن نظام الورق يظل الخيار الأكثر صداقة للبيئة في معظم السيناريوهات التي تم تحليلها.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الانتقال الكبير من السجلات الطبية الورقية إلى السجلات الطبية الإلكترونية (EMRs) داخل أنظمة الرعاية الصحية، خاصة في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط (LMICs). تركز الدراسة على أنظمة رعاية العين أرافيند في الهند، التي انتقلت إلى EMRs في عام 2018، وتفحص انبعاثات غازات الدفيئة (GHG) المرتبطة بكلا النظامين. تشير النتائج إلى أن نظام EMR الخاص بأرافيند يولد حوالي 195,000 كجم CO₂e سنويًا، وهو أعلى بكثير من 20,800 كجم CO₂e التي ينتجها نظام الورق. ومع ذلك، تتأثر هذه التحليلات بمصادر الطاقة المستخدمة؛ يمكن أن يقلل الاعتماد على الطاقة المتجددة من انبعاثات EMR إلى مستويات قابلة للمقارنة مع سجلات الورق.
تؤكد المناقشة أيضًا على الفوائد الأوسع لـ EMRs بخلاف تأثيرها البيئي، مثل تحسين رعاية المرضى من خلال تعزيز تبادل البيانات وتقليل الأخطاء السريرية. سمح الانتقال لأرافيند باستعادة المساحة التي كانت تستخدم سابقًا لتخزين السجلات وإعادة تخصيص الموظفين للمهام الحرجة، مما زاد من كفاءة العمليات. علاوة على ذلك، تسهل EMRs الطب عن بُعد، مما يمكن أن يقلل من الانبعاثات المتعلقة بالنقل ويحسن الوصول إلى الرعاية للسكان النائيين. يخلص المؤلفون إلى أنه بينما يمكن أن تحول EMRs تقديم الرعاية الصحية في LMICs، يجب إدارة بصمتها البيئية بعناية من خلال اعتماد تقنيات كفاءة الطاقة واستراتيجيات إزالة الكربون من الشبكات الكهربائية، لضمان توسيع الرعاية الصحية بشكل مستدام.
القيود
تحدد هذه القسم قيود الدراسة التي تقيم التأثيرات البيئية لنظام السجلات الطبية الإلكترونية (EMR) الذي نفذته أرافيند. أجريت الدراسة بعد عام من التنفيذ، وتقر بأن الممارسات المتبقية من النظام الورقي السابق قد لا تزال تؤثر على النتائج، حيث كان نموذج هجين من المواد الورقية والإلكترونية قيد الاستخدام. يجب أن تُوزن الفوائد البيئية المحتملة للانتقال الكامل إلى EMR، مثل تقليل تأثيرات إنتاج الورق والحبر، مقابل الزيادة في الانبعاثات الناتجة عن معدات الكمبيوتر واستخدام الكهرباء. يمكن أن يوفر المتابعة على المدى الطويل صورة أوضح لهذه التأثيرات البيئية بمجرد أن يصبح نظام EMR عمليًا بالكامل.
بالإضافة إلى ذلك، قد لا تكون نتائج الدراسة قابلة للتعميم بسبب تركيزها على مؤسسة واحدة، حيث قد يختلف إعداد EMR بشكل كبير عن الإعدادات الأخرى. على الرغم من إجراء تحليلات حساسية لمعالجة التباينات في الممارسة، تم استبعاد بعض العناصر من كل من أنظمة الورق وEMR من التحليل، مثل استخدام أجهزة الكمبيوتر والطباعة في نظام الورق. تعتمد الدراسة أيضًا على افتراضات بشأن عمر تقنيات EMR، واستهلاكها للطاقة، وعدد المستهلكات المستخدمة، والتي يمكن أن تغير بشكل كبير من ملفات انبعاثات كلا النظامين.
DOI: https://doi.org/10.2196/42140
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38319701
Publication Date: 2024-02-06
Author(s): Cordelia Kwon et al.
Primary Topic: Electronic Health Records Systems
Overview
The research paper investigates the environmental emissions associated with electronic medical record (EMR) systems compared to traditional paper medical record-keeping in a high-volume eye care facility in southern India. Utilizing life cycle assessment methodology as per ISO 14040 standards, the study analyzed data from both systems, focusing on production, use, and disposal of materials, as well as energy consumption. The findings reveal that the EMR system emits significantly more greenhouse gases (GHGs), totaling 195,000 kg CO₂ equivalents (CO₂e) annually, compared to 20,800 kg CO₂e for the paper system. Notably, the source of electricity plays a crucial role in these emissions; if the facility utilized renewable energy, EMR emissions could decrease to 24,900 kg CO₂e, aligning closely with the paper system’s emissions.
The conclusion emphasizes the transformative potential of EMRs in low- and middle-income countries (LMICs) while highlighting the necessity of considering their environmental impact amid climate change concerns. The authors advocate for the adoption of energy-efficient technologies and the development of maintenance protocols to extend the lifespan of EMR equipment. Additionally, they stress the importance of investing in strategies to decarbonize electric grids, suggesting that local initiatives, such as solar or wind installations, alongside national policies, could enhance the sustainability of healthcare expansion and improve the environmental performance of EMRs globally.
Introduction
The introduction of the research paper outlines the foundational context and significance of the study. It highlights the key objectives and the research questions that guide the investigation. The authors emphasize the relevance of the topic within the broader field, citing previous work and identifying gaps that their research aims to address.
Furthermore, the introduction sets the stage for the methodology and theoretical framework employed in the study, indicating how these approaches will contribute to the understanding of the subject matter. The authors also briefly mention the anticipated implications of their findings, suggesting potential applications or contributions to existing literature. Overall, the introduction serves to engage the reader and establish the importance of the research within its academic domain.
Methods
In this study, the Life Cycle Inventory (LCI) was developed using SimaPro software (version 9.3.0.2) alongside the Ecoinvent database (version 3.8), which is recognized as one of the most comprehensive databases for Life Cycle Assessment (LCA). The methodology employed an allocation and cut-off by classification approach, with the exception of the production processes for pens and pencils. Detailed information regarding the LCI and the selected unit processes is provided in Table S1 of Multimedia Appendix 1.
For the Life Cycle Impact Assessment (LCIA), the researchers utilized the US Environmental Protection Agency’s Tool for Reduction and Assessment of Chemicals and Other Environmental Impacts (TRACI; version 2.1). The results are presented in terms of greenhouse gas (GHG) emissions measured in kilograms of carbon dioxide equivalents (CO₂e). Additional emission categories, including acidification, eutrophication, and air pollution, are also documented in Multimedia Appendix 1.
Results
The results indicate that the Electronic Medical Record (EMR) system significantly outperforms the paper medical record system in terms of greenhouse gas (GHG) emissions, primarily due to its reliance on electricity, which accounts for 90% of its emissions (175,800 kg CO₂e annually). In contrast, the paper system’s emissions are almost entirely from paper production (20,700 kg CO₂e per year). Per patient emissions are 0.361 kg CO₂e for the EMR system and 0.037 kg CO₂e for the paper system. Sensitivity analyses reveal that transitioning to renewable energy sources, particularly solar power, could drastically reduce EMR emissions by 87%, bringing them closer to those of the paper system, although the latter still remains more efficient overall.
Further analysis shows that under solar power, the distribution of emissions changes, with the production of computers becoming the largest source at 41% of emissions (10,300 kg CO₂e per year). The study also highlights that while the EMR system’s environmental impacts overlap more with the paper system when powered by solar energy, the paper system consistently outperforms the EMR system across various environmental impact categories, particularly in water-related metrics, where it excels in nearly all Monte Carlo Analysis (MCA) runs. In air-related categories, the EMR system shows lower emissions than the paper system in only a small fraction of the MCA simulations. Overall, the findings suggest that while renewable energy can mitigate some of the EMR system’s emissions, the paper system remains the more environmentally friendly option in most scenarios analyzed.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant transition from paper-based medical records to electronic medical records (EMRs) within healthcare systems, particularly in low- and middle-income countries (LMICs). The study focuses on Aravind Eye Care Systems in India, which transitioned to EMRs in 2018, and examines the greenhouse gas (GHG) emissions associated with both systems. The findings indicate that Aravind’s EMR system generates approximately 195,000 kg CO₂e annually, significantly higher than the 20,800 kg CO₂e produced by the paper system. However, this analysis is influenced by the energy sources used; reliance on renewable energy could reduce EMR emissions to levels comparable to those of paper records.
The discussion also emphasizes the broader benefits of EMRs beyond their environmental impact, such as improved patient care through enhanced data sharing and reduced clinical errors. The transition has allowed Aravind to reclaim space previously used for record storage and reallocate staff to critical tasks, thereby increasing operational efficiency. Furthermore, EMRs facilitate telemedicine, which can reduce transportation-related emissions and improve access to care for remote populations. The authors conclude that while EMRs can transform healthcare delivery in LMICs, their environmental footprint must be carefully managed through the adoption of energy-efficient technologies and strategies to decarbonize electric grids, ensuring sustainable healthcare expansion.
Limitations
This section outlines the limitations of the study evaluating the environmental impacts of the Electronic Medical Record (EMR) system implemented by Aravind. Conducted one year post-implementation, the study acknowledges that residual practices from the previous paper-based system may still influence results, as a hybrid model of paper and electronic materials was in use. The potential environmental benefits of a complete transition to EMR, such as reduced paper and toner production impacts, must be weighed against the increased emissions from computer equipment and electricity usage. A longer-term follow-up could provide a clearer picture of these environmental impacts once the EMR system is fully operational.
Additionally, the study’s findings may not be generalizable due to its focus on a single institution, where the EMR setup may differ significantly from other settings. Although sensitivity analyses were conducted to address variations in practice, certain elements of both the paper and EMR systems were excluded from the analysis, such as the use of computers and printing in the paper system. The study also relies on assumptions regarding the lifespan of EMR technologies, their energy consumption, and the number of consumables used, which could significantly alter the emissions profiles of both systems.