Des chercheurs de l'Université de Kingston à Londres ont utilisé un modèle mathématique connu sous le nom de théorie des jeux pour explorer comment le défi de garantir des niveaux suffisants d'équipements de protection individuelle (EPI) vitaux pour les travailleurs de la santé pendant le pic de la pandémie de COVID-19 aurait pu être atténué.

La nécessité de protéger le personnel de première ligne et les travailleurs clés du coronavirus a créé une demande extraordinaire d'EPI à travers le monde au début de 2020, entraînant des prix gonflés alors que les pays se faisaient concurrence pour obtenir d'énormes commandes de masques chirurgicaux, des lunettes de protection, écrans faciaux, blouses et gants. En novembre, un rapport du National Audit Office a révélé que le gouvernement britannique avait dépensé près de 12,5 milliards de livres sterling pour 32 milliards de pièces d'EPI entre février et juillet 2020, par rapport à l'achat de 1,3 milliard d'articles achetés pour un coût de seulement 28,9 millions de livres sterling au cours de la même période. un an plus tôt.

Dans une nouvelle étude publiée dans une revue scientifique en libre accès PLOS UN , des chercheurs de l'Université de Kingston et de l'Université Hamad Bin Khalifa au Qatar ont utilisé la théorie des jeux - l'étude mathématique de la façon dont les individus ou les groupes interagissent et prennent des décisions - pour modéliser l'impact économique qu'aurait pu avoir un stockage plus précoce et une capacité de stockage accrue, ainsi que la manière dont le modèle pourrait être appliqué pour prendre des décisions concernant les futurs préparatifs en cas de pandémie.

L'équipe, dirigé par le Dr Luluwah Al-Fagih de l'Université de Kingston, en collaboration avec des collègues de la Faculté des sciences, Professeur Jean-Christophe Nebel, collègue d'ingénierie et d'informatique, a utilisé une approche de théorie des jeux « centralisée/décentralisée » initialement développée par un ancien doctorat de l'Université de Kingston. étudiant Dr Matthias Pilz, un co-auteur sur le papier. Leur objectif était de voir s'il pouvait être appliqué pour aider les services de santé à gérer efficacement l'approvisionnement en EPI pendant la période de pointe d'une pandémie, travailler aux côtés de Ph.D. l'étudiant Khaled Abedrabboh de l'université Hamad Bin Khalifa.

"La théorie des jeux est utilisée dans un large éventail de domaines, de l'énergie à l'économie et à la cybersécurité, mais ce travail démontre vraiment son potentiel d'utilisation dans la gestion des fournitures médicales, " Dr Al-Fagih, qui est actuellement basé au Collège des sciences et de l'ingénierie de l'Université Hamad Bin Khalifa, mentionné. "Nous savons qu'il y a eu une réelle pénurie d'EPI lors de la première vague de COVID-19 au Royaume-Uni, ce qui a entraîné d'énormes problèmes de chaîne d'approvisionnement et nous voulions voir si cette approche pouvait apporter une solution non seulement pour faire face aux pénuries mais aussi pour une meilleure gestion des stock d'une manière rentable."

L'équipe a mis en place un modèle dans lequel un portail central fixait le coût des EPI en fonction du prix du marché et des commandes exécutées soumises par les trusts du National Health Service (NHS) du Royaume-Uni sur une base régionale, qui étaient motivés pour optimiser leurs calendriers et capacités de stockage afin de minimiser les coûts. La consommation d'EPI au cours de la première vague de la pandémie a été estimée à l'aide des données du NHS accessibles au public sur les lits d'hôpitaux occupés dans les sept régions du NHS England.

Dans l'étude, les chercheurs ont simulé une variété de scénarios basés sur cinq dates de début différentes pour lesquelles le stockage aurait pu être initié entre janvier et mars. Ceux-ci comprenaient lorsque le premier cas de COVID-19 au Royaume-Uni a été confirmé, lorsque l'Union européenne a proposé un programme d'achat en gros au Royaume-Uni et lorsque COVID-19 a été déclaré pandémie mondiale, avec diverses augmentations de la capacité de stockage jusqu'à 20 fois supérieures au niveau de base estimé.

Les résultats ont montré qu'une combinaison d'un stockage précoce et d'une forte augmentation de la capacité de stockage aurait permis de réaliser d'importantes économies, avec le modèle offrant une économie de 38%, le stockage a commencé le 7 février - la date à laquelle l'Organisation mondiale de la santé a mis en garde contre les pénuries d'EPI - et la capacité de stockage a été multipliée par dix. Cependant, si la capacité de stockage dans les fiducies régionales du NHS n'était pas augmentée, le stockage précoce n'a eu qu'un impact négligeable sur les coûts. À chacune des dates simulées de début de stockage, the team found that increasing PPE storage capacity by a factor of 15 would be required to considerably lower peak demand and effectively minimize the pressure on the NHS.

"We had expected the data to show us how early stockpiling alleviates some of the pressures, but a particularly interesting finding was the importance of the role storage capacity can play in enabling Trusts to manage their demand in a way that really helps reduce the national cost of sourcing protective equipment, " Dr. Al-Fagih said. "It may be that investing in temporary storage facilities when storage space is limited at regional NHS sites could prove cost-effective during the course of a pandemic peak."

As well as exploring how cost-savings could have been made earlier in the pandemic, the team also looked at how the model could be used to plan for the peak of future waves of the pandemic to prevent the same issues arising again.

This included modelling of several scenarios around a second wave peak, ranging from October 2020 to February 2021, which demonstrated how the model could be used to save costs should a third wave once again put pressure on PPE supply, Professor Nebel said.

"Our model offers a way to provide an optimal system of ordering additional supply that could massively reduce costs by managing demand through a cooperative approach, " he said. "While we haven't seen reports of PPE shortages in the UK so far during the second wave, should a third wave result in stocks becoming stretched, we believe this game theory approach could be applied to manage supplies and keep costs down.

"This could potentially result in cost savings of between 25 and 45 percent if a third peak could be delayed and enough storage capacity made available."