Resource allocation model for public health planning. A case study of tuberculosis control: Introduction

INTRODUCTION Public health administrators are constantly faced with the need to decide on strategies that will ensure the most rational allocation of scarce resources. A precise evaluation of the costs and benefits of different courses of action is therefore essential. Unfortunately, the concepts underlying cost/benefit analysis in the health sector are highly complex. This study is an attempt to surmount some of the methodological hurdles involved, using a case study of tuberculosis control for purposes of illustration. Up to about 20 years ago tuberculosis epidemiology was mainly concerned with the routine collection of morbidity and mortality statistics from service programmes and the carrying out of a series of studies among contacts of human sources of infection. The findings of these studies provided the basis for broad truistic state- ments that tuberculosis was declining more or less rapidly in the developed countries, but they rarely, if ever, led to changes in programme emphasis: if anything, they promoted an epidemiologically unbalanced preoccupation with contact examinations. Then came an era in which the tuberculosis problem in developing countries was brought into prominence, and emphasis was placed on prevalence surveys among representative samples of the populations concerned. The data thus derived on the prevalence of infection and disease enabled certain rough comparisons to be drawn between the countries in question; but, apart from consistently demonstrating that tuberculosis was an important public health problem, they did not, as originally hoped, permit the allocation of international resources to individual countries on a priority basis according to the magnitude of the tuberculosis problem, nor did they greatly assist governments in making the most effective use of national resources for tuberculosis control. However, with the dramatic technological advances in immunization, chemo- therapy, and chemoprophylaxis, a few longitudinal studies were carried out in an attempt to elucidate the dynamics of the tuberculosis problem at various epidemio- logical stages in order to define those risk groups in which the application of individual control measures would produce the maximum epidemiological benefit. In the affluent countries a policy of unconstrained maximization was applied in order to achieve the ultimate goal of eradication, in contrast to the approach adopted in the poorer countries, where efforts were directed towards optimization, using severely constrained resources in money and trained manpower. Whereas in the former situation-with eradication as the objective-no impetus was given to the construc- tion of epidemetric models, in the latter, the absence of such models caused the decision-making process required by the optimization of resources to be largely governed by individual bias. The first model builders in tuberculosis met with considerable opposition from those who maintained that many essential parameters were not established with sufficient precision-although, paradoxically, those very opponents apparently had their own intuitive models on which to base highly assertive decisions. It was the virtue of the first models to challenge the tuberculosis specialist both to quantify his preconceived parameter estimates and to determine those parameters that required further epidemiological research. An important result of the first model simulations -5 was incidentally to demonstrate their relative insensitivity to rather widespread vari- ations in the epidemiological assumptions underlying the choice of technical and operational priorities for tuberculosis control. In other words, in the field of tuber- culosis it appeared that a high degree of predictive epidemiological accuracy was not a prerequisite for exploiting model methodology as a means of making far more rational public health decisions than could be arrived at through conventional knowledge. These first models, for instance, virtually disposed of the widespread notion that indiscriminate X-ray screening of the total population in developing countries every 10 or 20 years (at a prohibitive cost) would result in a spectacular reduction of the tuberculosis problem. However, the greatest public health contribution of the early models in tuber- culosis was that they generated a scientific attitude towards the whole decision- making process in control programmes by employing the techniques of systems analysis and cost/benefit analysis, thereby making the planner realize that medico- social, economic, and operational parameters were just as important to determine as epidemiological parameters in the formulation of an optimum tuberculosis pro- gramme. This instructive approach also made it possible for the physician with only a slender knowledge of mathematics to comprehend that decision-making within the complex system of a public health programme could not advance scientifically without the use of symbols and computers. The present study demonstrates the important progress made towards the successful theoretical application of linear programming techniques for the determina- tion of public health strategies, with quantifiable social and epidemiological objectives. Although a formidable task lies ahead in developing an adequate methodology for such a holistic approach to health planning, as well as in collecting relevant data to improve the sensitivity and accuracy of the model assumptions, it is of the utmost importance that the momentum gained should be preserved through the progressive application of model methodology to the decision process in service projects. Indeed, it would seem all too obvious that, if these techniques are not rapidly adopted for the broader purpose of general health planning, the highly promising efforts made in the field of tuberculosis, as reflected in this study, will soon take their place in the annals of public health as yet another empty academic exercise. HALFDAN MAHLER Assistant Director-General March 1973 -6 INTRODUCTION Les administrateurs de la sante publique se trouvent constamment devant la n6cessite de choisir des modalit6s d'action qui garantissent la r6partition la plus rationnelle de ressources limit6es. C'est pourquoi il est essentiel d'evaluer avec pr6- cision les co1ts et les ben6fices des differentes possibilit6s. Malheureusement, les concepts sur lesquels se fonde l'analyse cofit/b6n6fice dans le secteur sanitaire sont extremement complexes. Dans la pr6sente 6tude qui vise a surmonter quelques-uns des obstacles m6thodologiques auxquels on se heurte, on a pris comme exemple la lutte antituberculeuse. Jusqu'a il y a une vingtaine d'ann6es, l'6pid6miologie de la tuberculose consistait surtout a rassembler syst6matiquement les donnees statistiques sur la morbidit6 et la mortalite fournies par les programmes de lutte et a mettre en aeuvre une s6rie d'6tudes parmi les contacts de sources humaines d'infection. On s'est fond6 sur les r6sultats de ces etudes pour 6noncer des truismes vagues, a savoir que la tuberculose r6gresse plus ou moins vite dans les pays d6veloppes, mais ils n'ont que rarement- et peut- etre meme jamais - modifie l'orientation des programmes: tout au plus contri- buaient-ils 'a augmenter l'attention portee a l'examen des contacts, ce qui 6tait une erreur du point de vue epidemiologique. Puis est venue l'epoque oiu le probleme de la tuberculose dans les pays en voie de developpement a pris une importance de plus en plus grande et oiu les efforts se sont concentres sur les enquetes de pr6valence parmi des 6chantillons representatifs des populations concernees. Les donn6es ainsi obtenues ont permis d'etablir certaines comparaisons superficielles entre les pays consideres, mais si elles ont constamment demontre que la tuberculose 6tait un probleme de sante publique important, elles n'ont pas permis, comme on l'avait d'abord esper6, de r6partir les ressources inter- nationales entre les pays en fonction de la gravit6 de ce probleme dans chacun d'entre eux. Ces etudes n'ont pas non plus beaucoup aid6 les gouvernements a utiliser au mieux les ressources nationales affectees a la lutte antituberculeuse. Cependant, sous l'influence des progres techniques spectaculaires realis6s dans les domaines de l'immunisation, de la chimioth6rapie et de la chimioprophylaxie, quelques etudes longitudinales ont ete entreprises pour resoudre la dynamique du probleme de la tuberculose aux divers stades epidemiologiques, l'objectif final 6tant de determiner les groupes <#exposes * dans lesquels l'application de mesures indivi- duelles de lutte antituberculeuse aurait le maximum d'effets du point de vue epid6- miologique. Dans les pays favorises, on a appliqu6 une politique d'utilisation de tous les moyens disponibles, en vue de parvenir a l'6radication de la maladie; par contre, dans les pays moins favorises, les efforts ont tendu vers l'utilisation optimale de ressources en argent et en personnel qualifie extremement restreintes. Alors que dans le premier cas- oiu l'6radication 6tait l'objectif- on n'a pas encourag6 la construc- tion de modeles 6pid6miom6triques, dans le second, l'absence de tels modeles a eu pour consequence de faire dependre de choix individuels le processus de prise de decision requis pour l'utilisation optimale des ressources. Ceux qui ont construit les premiers modeles 6pid6miologiques pour la tuber- culose se sont heurtes a une tres forte opposition de la part de ceux qui affirmaient -7 que beaucoup de parametres essentiels n'6taient pas etablis avec une precision suffisante. Et pourtant, ce qui est paradoxal, ces memes opposants avaient apparem- ment leurs propres modeles fondes sur l'intuition d'apres lesquels ils prenaient des decisions cat6goriques. Les premiires applications de ces modeles ont eu le m6rite d'obliger les sp6cialistes de la tuberculose d'une part a chiffrer les relations entre les parametres importants et, d'autre part, a d6terminer ceux qui exigeaient que l'on poursuive des recherches 6pid6miologiques. Les premieres applications de modeles ont eu incidemment une consequence importante: elles ont d6montr6 que le choix des priorites techniques et op6rationnelles en matiere de lutte antituberculeuse 6tait relativement insensible a des variations assez importantes des hypotheses epide- miologiques. Autrement dit, il semble que dans le domaine de la tuberculose, une tres grande exactitude des pr6visions 6pidemiologiques n'est pas indispensable pour que l'on puisse employer la methodologie des modeles comme moyen de prendre en ce qui conceme la sante publique des d6cisions beaucoup plus rationnelles que celles auxquelles on parvient par les moyens classiques. Ces premiers modeles, par exemple, ont pratiquement fait disparaitre la notion tres r6pandue selon laquelle en radio- graphiant systematiquement la population enti&e des pays en voie de developpement tous les dix ou vingt ans (ce qui represente des frais prohibitifs), on obtiendrait une regression spectaculaire de la tuberculose. Cependant, le plus grand merite du point de vue de la santh publique des pre- miers modeles pour la tuberculose est d'avoir suscit6, en recourant aux techniques de l'analyse des systemes et de l'analyse des colits et des benefices, une attitude scientifique a l'6gard de tout le processus qui aboutit aux decisions concernant les programmes de lutte antituberculeuse. Ainsi, le planificateur a pris conscience de ce qu'il 6tait tout aussi important de d6terminer les parametres m6dico-sociaux, eco- nomiques et op6rationnels que les parametres 6pid6miologiques, lors de la mise au point d'un programme optimal de lutte antituberculeuse. Cette voie d'approche a 6galement permis aux m6decins n'ayant que peu de connaissances en mathematiques de comprendre que, dans le systeme complexe que constitue un programme de sante publique, on ne pouvait ameliorer du point de vue scientifique les decisions prises sans utiliser des symboles et des ordinateurs. La presente 6tude apporte la preuve de l'important progr6s r6alis6 dans la voie de l'application th6orique des techniques de programmation lineaire pour la deter- mination des strategies de sant6 publique, avec des objectifs 6pidemiologiques et sociaux susceptibles d'etre exprim6s en chiffres. Bien qu'il reste un travail 6norme A accomplir avant qu'une m6thodologie parfaitement adapthe a une telle approche de la planification sanitaire soit au point et avant que ne soient rassembl6es Jes donnees necessaires pour ameliorer la sensi- bilite et la precision des modeles, il est d'une importance primordiale que l'lan acquis soit conserv6 durant l'application progressive de la methodologie des modeles au processus de prise de decision dans les projets de lutte. En v6rite, il ne parait que trop 6vident que si ces techniques ne sont pas rapidement adoptees pour l'ensemble de la planification sanitaire, les efforts si prometteurs deployes dans le domaine de la tuberculose et que nous d6crit la pr6sente 6tude viendront s'ajouter, dans les annales de la sante publique, a d'autres projets rest6s purement th6oriques. HALFDAN MAHLER Sous-Directeur g6nfral Mars 1973 -8