Cost-Utility Analysis of a Home Care Program for Peritoneal Dialysis Patients in a Tertiary Care Hospital

Abstract

"Background: A wide array of digital health technologies was rapidly adopted during the coronavirus disease (COVID-19) pandemic. The Ministry of Health and Welfare of Korea has initiated a home care program to increase access to care to improve quality of life. The program includes a face-to-face educational consultation and remote patient monitoring using telephone calls or bidirectional messenger services. In this study, we focused on patients with end-stage renal disease (ESRD) on peritoneal dialysis (PD). Although PD consists of the lowest proportion (3.9%) of the ESRD population in Korea, many studies address the clinical benefits of home-based dialysis, and it is widely considered a cost-effective alternative. This new home care program should be evaluated to verify its long-term clinical and economic effectiveness. Methods: Clinical effectiveness analyses A retrospective cohort study was designed as a pre-post study and conducted to analyze the clinical impact of a home care program for patients undergoing PD in a single tertiary care hospital. A total of 186 subjects on PD from June 2017 to May 2022 were the study subjects. Five-year data was used to identify the clinical changes after program implementation by analyzing the changes in peritonitis incidence and laboratory test results (hemoglobin, Hb; calcium-phosphorus product, Ca x P; potassium, K; and intact parathyroid hormone, iPTH). A chi-square (χ2) tests, unpaired Student’s t-test, and the interrupted time series (ITS) analyses with ordinary least square (OLS) linear regression were used in the analyses. Cost-utility analysis A Markov model was constructed to evaluate the lifetime cost-effectiveness of the PD home care program. Cohorts of 1,000 patients aged 50 years started from the PD health state and were simulated to make a state transition at each cycle (one-year in length). With the effectiveness variable as quality-adjusted life years (QALY), a cost-utility analysis was conducted with a limited societal perspective. A willingness to pay (WTP) threshold was set to KRW 40,043,036 (1 GDP) per increasing 1 QALY and the discount rate of 4.5% was applied for both QALYs and costs. A half-cycle correction was reflected, and the main outcomes were the incremental cost-effectiveness ratio (ICER) and incremental net monetary benefit (INMB). Scenario analyses, sensitivity analysis, and expected value of perfect information (EVPI) were performed to reflect the uncertainty. Results: Clinical effectiveness analyses The incidence of peritonitis was reduced in the most parsimonious model. The baseline value was 8.345 cases per 1,000 patient months (SE = 3.181, P = 0.012), and it continuously increased by 0.480 cases per 1,000 patient months (P-value for baseline trend = 0.018). After program initiation, the incidence trend significantly decreased by 0.886 cases per 1,000 patient months (P-value for trend change = 0.015). With the one-year cumulative value, it has decreased to 20.93% from 27.31% (counterfactual). The clinical laboratory test results also showed improvement. The proportion of individuals reaching the target range has increased in Hb (5.2%p, P = 0.002), maintained in Ca x P (1.1%p, P = 0.428) and K (-1.6%p, P = 0.200), while it decreased in iPTH (-11.0%p, P = 0.000). Cost-utility analysis In the base-case analysis, the ICER was calculated as KRW 4,571,500 per QALY, which is in the range of the WTP threshold. Regardless of the scenarios, the results of the base case analyses were in the range of the WTP threshold. A one-way sensitivity analysis was performed, and the most sensitive parameters were the costs of PD (home care) and PD (usual care) in every scenario. For the outcome of the Monte Carlo simulation (10,000 iterations), the home care group was an optimal overall strategy, with probabilities of 62.05% in Scenario 1, 59.95% in Scenario 2, 61.70% in Scenario 3, and 89.41% in Scenario 4. The WTP threshold where the probabilities of the home care group were optimal at above 50% was KRW 7,380,000. Finally, EVPI was measured, showing an additional KRW 14,818,960 per patient gained when all parameter information was obtained without uncertainty. Conclusion: This study evaluated the clinical effectiveness and cost-effectiveness of a novel home care program for PD patients in Korea. We found that this program reduced the incidence of peritonitis, improved laboratory test results, and demonstrated cost-effectiveness, as the ICER was under the WTP threshold. Therefore, our study suggests that conducting a home care program for PD patients is clinically effective and may be cost-effective.

서론: 코로나바이러스 감염증(COVID-19) 대유행 이후 다양한 디지털 헬스 기술이 빠르게 도입되었다. 여러 종류의 솔루션 중 한국의 보건복지부는 환자들의 의료접근성을 높여 궁극적으로는 삶의 질을 향상시키기 위하여 재택의료 사업을 시작했다. 이 사업은 대면 교육상담과 전화 또는 양방향 메신저를 활용한 비대면 환자 모니터링을 포함하고 있다. 본 연구에서는 복막투석을 시행하고 있는 말기신부전 환자를 대상으로 재택의료 사업을 평가한다. 복막투석 환자는 국내 말기신부전 환자의 3.9%에 불과하지만, 재택에서 투석을 하는 것에 대한 임상적 이점을 다룬 연구가 많다. 또한 의료비 부담이 증가함에 따라 복막투석은 다른 신대체요법에 비해 비용-효과적인 대안으로 간주된다. 복막투석에 대한 관심이 높아지면서, 새롭게 시작한 재택의료 사업의 장기적인 임상적, 경제적 효과를 검증하기 위한 연구가 필요하다. 연구방법: (임상효과분석) 복막투석 재택의료 사업의 사전-사후 임상적 효과를 평가하기 위하여 단일 상급종합병원에서 후향적 코호트 연구를 설계하였다. 2017년 6월부터 2022년 5월까지 총 186명의 복막투석 환자가 연구대상으로 선정되었다. 5년 간의 데이터는 재택의료 사업 시행 후 복막염 발생과 임상검사결과 (Hb, Ca x P, K, iPTH) 변화와 같은 임상적 변화 분석에 사용되었다. 분석방법으로는 카이제곱검정, 독립표본 t-검정, 시계열분석(ITS)을 사용하였다. (비용-효용분석) 재택의료 사업의 평생(lifetime) 비용-효과성을 평가하기 위해 마콥모형을 설계하고, 재택관리군과 기존 였다. 50세 복막투석 환자 1,000명을 포함한 가상의 코호트를 구축하고 모두 복막투석 단계에서 시작하여 매 1년 주기마다 상태(state) 전이를 확인하였다. 효과 변수는 질보정수명(QALY)으로 설정하고 제한적 사회적 관점으로 비용-효용분석을 수행했다. 1 QALY 당 지불의사(WTP) 임계치로는 1 GDP에 해당하는 40,043,036원으로 설정하였고, 비용과 효과(QALY) 데이터에 모두 4.5%의 할인율을 반영하였다. 반주기보정 후 주요 결과인 ICER와 INMB를 산출하였다. 불확실성이 큰 경제성평가의 제한점을 보완하기 위해 시나리오분석, 민감도분석 및 완벽한 정보의 기대값(EVPI)을 활용하여 결과의 변화를 확인하였다. 결과: (임상효과분석) 재택의료 사업 이후 복막염 발생이 감소했다. 1,000명의 환자-월 당 8.345건 발생(SE = 3.181, P = 0.012)하던 기준값은 매월 0.480건씩 증가하던 추세였다 (P = 0.018). 재택의료 사업 도입 후 복막염 발생 추이는 매월 0.886건 감소하는 추세로 변하였다 (P = 0.015). 1년 간 누적 발생으로 산출하면, 이는 27.31%의 발생이 20.93%로 감소한 것과 같다. 임상검사결과 분석 역시 개선되었다. 목표 수치에 도달한 비율이 Hb은 5.2%p 증가 (P = 0.002), Ca x P (1.1%p, P = 0.428) 및 K (-1.6%p, P = 0.200)는 유지된 반면, iPTH는 감소하였다 (-11.0%p, P = 0.000). (비용-효용분석) 기본분석에서 ICER는 1 QALY 당 4,571,500원으로 본 연구에서 설정한 WTP 임계치 이내에 속했으며, 시나리오에 관계없이 모든 기본분석 결과는 WTP 임계치를 벗어나지 않았다. 일원민감도분석을 시행하였고, 모든 시나리오에서 가장 민감한 변수는 복막투석비용 (재택사업)과 복막투석비용 (기존)으로 확인하였다. 10,000회의 몬테카를로 시뮬레이션 분석 결과, 재택의료 사업이 최적의 대안일 확률은 시나리오 1에서 62.05%, 시나리오 2에서 59.95%, 시나리오 3에서 61.70%, 시나리오 4에서 89.41%인 것으로 나타났고, 재택의료 사업이 최적의 대안일 확률이 50%를 넘는 WTP 임계치는 7,380,000원이었다. 마지막으로 EVPI를 측정하였고, 불확실성 없이 모든 변수에 대한 완벽한 정보를 가지고 있는 상황이라면 환자당 14,818,960원을 추가로 얻을 수 있다. 결론: 본 연구는 국내 최초로 복막투석 환자를 위한 재택의료 사업의 임상적 효과와 비용-효과를 평가하였다. 연구에서 복막염 발생 감소와 임상검사결과 개선의 임상적 효과성을 확인하였고, ICER가 WTP 임계치 미만이라는 점에서 비용-효과성을 확인하였다. 따라서 연구진은 복막투석 재택의료 사업이 임상적으로 효과적이며, 비용-효과적일 가능성이 높음을 시사하는 바이다."