Organ transplantation is one of the most important and effective solutions to save end-stage patients, who have one or more critical organ failures. However, the inadequate organs for transplantation to meet the demands has been the major issue. Even worse, the lack of accurate non-invasive assessment methods wastes 20% of donor organs every year. Currently, the most frequently used organ assessment methods are visual inspections and biopsy. Yet both methods are subjective: the assessment accuracy depends on the evaluator's experience. Moreover, repeating biopsies will potentially damage the organs. To reduce the waste of donor organs, online non-invasive and quantitative organ assessment methods are in great needs. Organ viability assessment is a challenging issue due to four reasons: 1) there are no universally accepted guidelines or procedures for surgeons to quantitatively assess the organ viability; 2) there is no easy-deployed and non-invasive biological in situ data to correlate with organ viability; 3) the organs viability is difficult to model because of heterogeneity among organs; 4) both visual inspection and biopsy can be applied only at present time, and how to forecast the viability of similar-but-non-identical organs at a future time is still in shadow. Motivated by the challenges, the overall objective of this dissertation is to develop online non-invasive and quantitative assessment methods to predict and forecast the organ viability. As a result, four data-driven modeling research tasks are investigated to achieve the overall objective: 1) Quantitative and qualitative models are used to jointly predict the number of dead cells and the liver viability based on features extracted from biopsy images. This method can quantitatively assess the organ viability, which could be used to validate the biopsy results from pathologists to increase the evaluation accuracy. 2) A multitask learning logistic regression model is applied to assess liver viability by using principal component analysis to extract infrared image features to quantify the correlation between liver viability and spatial infrared imaging data. This non-invasive online assessment method can evaluate the organ viability without physical contact to reduce the risk of damaging the organs. 3) A spatial-temporal smooth variable selection method is conducted to improve the liver viability prediction accuracy by considering both spatial and temporal effects from the infrared images without feature engineering. In addition, it provides medical interpretation based on variable selection to highlight the most significant regions on the liver resulting in viability loss. 4) A multitask general path model is implemented to forecast the heterogeneous kidney viability based on limited historical data by learning the viability loss paths of each kidney during preservation. The generality of this method is validated by tissue deformation forecasting in needle biopsy process to potentially improve the biopsy accuracy. In summary, the proposed data-driven methods can predict and forecast the organ viability without damaging the organ. As a result, the increased utilization rate of donor organs will benefit more end-stage patients by dramatically extending their life spans. / Doctor of Philosophy / Organ transplantation is the ultimate solution to save end-stage patients with one or more organ failures. However, the inadequate organs for transplantation to meet the demands has been the major issue. Even worse, the lack of accurate and non-invasive viability assessment methods wastes 20% of donor organs every year. Currently, the most frequently used organ assessment methods are visual inspections and biopsy. Yet both methods are subjective: the assessment accuracy depends on the personal experience of evaluator. Moreover, repeating biopsies will potentially damage the organs. As a result, online non-invasive and quantitative organ assessment methods are in great needs. It is extremely important because such methods will increase the organ utilization rate by saving more discarded organs with transplantation potential. The overall objective of this dissertation is to advance the knowledge on modeling organ viability by developing online non-invasive and quantitative methods to predict and forecast the viability of heterogeneous organs in transplantation. After an introduction in Chapter 1, four research tasks are investigated. In Chapter 2, quantitative and qualitative models jointly predicting porcine liver viability are proposed based on features from biopsy images to validate the biopsy results. In Chapter 3, a multi-task learning logistic regression model is proposed to assess the cross-liver viability by correlating liver viability with spatial infrared data validated by porcine livers. In Chapter 4, a spatial-temporal smooth variable selection is proposed to predict liver viability by considering both spatial and temporal correlations in modeling without feature engineering, which is also validated by porcine livers. In addition, the variable selection results provide medical interpretations by capturing the significant regions on the liver in predicting viability. In Chapter 5, a multitask general path model is proposed to forecast kidney viability validated by porcine kidney. This forecasting method is generalized to apply to needle biopsy tissue deformation case study with the objective to improve the needle insertion accuracy. Finally, I summarize the research contribution and discuss future research directions in Chapter 6. The proposed data-driven methods can predict and forecast organ viability without damaging the organ. As a result, the increased utilization rate of donor organs will benefit more patients by dramatically extending their life spans and bringing them back to normal daily activities.

Zusammenfassung der Habilitationsschrift: Untersuchungen zum Einfluss von Mycophenolat Mofetil auf die Transplantat-Vaskulopathie nach allogener Aorten-Transplantation im Primaten-Modell Ein Hauptmerkmal der chronischen Rejektion nach allogener Organtransplantation ist die Transplantat-Vaskulopathie. Durch eine konzentrische Intimahyperplasie in den Arterien und Arteriolen des Transplantates, hervorgerufen durch eine Proliferation von glatten Muskelzellen und Fibroblasten, kommt es zu einer Minderperfusion des Organs und letztendlich zu einem chronisch fortschreitenden Transplantatversagen. Mycophenolat Mofetil (MMF) zeigt neben seiner Eigenschaft akute Rejektionen zu verhindern, auch eine antiproliferative Wirksamkeit auf glatte Muskelzellen, die eine Schlüsselrolle in der Entwicklung der chronischen Rejektion spielen. In mehreren Tierexperimenten konnte im Rattenmodell gezeigt werden, dass MMF die Entwicklung der Intimaproliferation hemmen kann. In der hier vorgestellten Studie wurde nun der Effekt von MMF auf eine fortgeschrittene, bereits etablierte Transplantat-Vaskulopathie im Primatenmodell geprüft. Nachdem in mehreren Vorstudien die Dosis, das Dosierungsintervall und der Applikationsweg getestet wurde, konnte MMF in einer maximal tolerierten Dosis Cynomolgus Affen verabreicht werden. Diese Tiere dienten jeweils als Spender und Empfänger eines 3 cm langen, infrarenalen Aortensegmentes. Um sicher zu stellen, dass sich eine Transplantat-Vaskulopathie etablieren konnte, erhielten die Tiere in den ersten 6 Wochen nach Transplantation keinerlei Immunsuppression. Erst ab Tag 45 wurde mit der MMF Therapie begonnen. Die Entwicklung der Intimahyperplasie wurde mit intravaskulären Ultraschalluntersuchungen dokumentiert und mit einer unbehandelten Kontrollgruppe verglichen. Während sich in der Kontrollgruppe die Intimahyperplasie ungebremst entwickelte, kam es in der Therapiegruppe zu einer Verlangsamung des Intimawachstums. Auch wenn der Unterschied zwischen den Gruppen am Versuchsende nicht signifikant war, so zeigte sich eine hohe Korrelation zwischen der verabreichten MMF Dosis und der sich entwickelten Transplantat-Vaskulopathie: Tiere, welche die MMF Therapie gut tolerierten, zeigten eine signifikant geringer Intimahyperplasie als Tiere der Kontrollgruppe. Bei den Tieren, bei denen die MMF Dosis aufgrund von Nebenwirkungen reduziert werden musste, entwickelte sich die Intimaproliferation ungehindert. Ferner konnte gezeigt werden, dass pharmakodynamische Messungen, welche die unterschiedlichen Medikamenten-Sensibilität der Tiere widerspiegelten, ebenfalls mit der Transplantat-Vaskulopathie korrelierten. / Evaluation of the influence of mycophenolate mofetil on graft vascular disease after allogenic aortic transplantation in non-human primates Graft vascular disease is pathognomonic for chronic rejection after solid organ transplantation. By inhibiting smooth muscle cell proliferation Mycophenolate Mofetil (MMF) has theoretically a beneficial effect on graft vascular disease and in rodent models MMF was able to halt graft vascular disease progress. To evaluate the efficacy of MMF on advanced graft vascular disease, a study was performed in non-human primates. Aortic allografts were exchanged between MLR mismatched, blood group compatible cynomolgus monkeys. 6 control animals received no immunosuppression, 6 animals were treated with MMF from day 45 after transplantation on in an individual maximal tolerated dose, which was determined in elaborative pre-studies in rodents and non-human primates. Until day 45 the animals did not receive any immunosuppressive treatment. The progression of graft vascular disease was quantified by intravascular ultrasound as changes in intimal area in the midsegments of all grafts every 3 weeks until day 105 when the animals were euthanized and the grafts have been harvested for histopathological analysis. Pharmacokinetik and pharmacodynamic monitoring was used to optimize the immunosuppressive efficacy. While in grafts from the control animals intimal hyperplasia developed unhindered, the increase of intimal areas over time was attenuated in the treatment group. Although this effect was not statistically significant, there was a high correlation between the daily MMF dose administered and the intimal proliferation in the treated animals. Animals which tolerated high doses of MMF showed significant lower graft vascular disease than animals of the control group. In two animals with MMF toxicity and dose reduction, high intimal hyperplasia was observed. In this demanding model evaluating advanced graft vascular disease in non-human primates MMF was able to halt GVD when given in a high maximal tolerated dose. In case of toxicity and individual necessary dose reduction, progress of GVD was not altered.

A tese trata de questões referentes à economia dos transplantes renais, enfocando os mecanismos institucionais e de incentivos relacionados à captação de órgãos no Brasil, bem como a eficiência dos estados brasileiros que captam e realizam tais transplantes. A questão investigada na tese por meio dos ensaios foi analisar os efeitos e as implicações da estrutura de incentivos sobre o número de órgãos (inclusive rim) captados, ou seja, sobre o comportamento do sistema público de transplantes. Buscou-se também avaliar a eficiência desse sistema e sua tendência de comportamento ao longo do período 2006-2011. Foi conduzida inicialmente uma apresentação de alguns fatos estilizados para a possível elaboração de estratégias referente ao problema de pesquisa, entre os quais se destacaram: i) o tamanho e o tempo de espera nas filas por transplante de órgãos, no período recente, vêm apresentando uma tendência crescente; ii) o Brasil ocupa o segundo lugar no número absoluto de transplantes renais, atrás apenas dos Estados Unidos; iii) o país apresenta o maior programa público de transplantes de órgãos sólidos; iv) o processo de captação de órgãos tem-se apresentado uma atividade com elevada variabilidade entre os estados brasileiros, gerando um desequilíbrio entre a oferta e a demanda por órgãos e v) o sistema de transplante renal é classificado como uma modalidade terapêutica eficiente. No segundo ensaio da tese, analisaram-se os mecanismos de incentivos oferecidos aos hospitais que realizam a captação de rim para transplantes no Brasil. A abordagem teórica usada foi o modelo Principal-Agente, num contexto de informação assimétrica. No modelo, o SUS foi classificado como o Principal (receptor de órgãos captados) e os hospitais captadores, como Agentes. O SUS, por meio de um contrato, busca maximizar o seu objetivo de obter o maior número de órgãos para transplante e, para atingi-lo, delega ações aos hospitais. Os Agentes decidem se lhes interessam criar uma estrutura e condições para a captação de tal órgão. De acordo com os resultados do modelo Agente-Principal, verificou-se que o SUS (Principal) tem adotado diversas medidas de incentivos aos hospitais que realizam a captação de órgãos, tais como: criação de um fundo específico para financiamento dos transplantes (FAEC - Fundo de Ações Estratégicas e Compensação); pagamento uniforme para hospitais universitários e não universitários; expansão dos tipos de procedimentos hospitalares a serem pagos pelo SUS; reajuste frequente das remunerações pagas por procedimento da Tabela de Procedimentos do Sistema de Informações Hospitalares do Sistema Único de Saúde; cursos e/ou encontros com os profissionais da saúde que atuam no processo de doação-transplante e criação de novos incentivos financeiros para hospitais que realizam transplantes na rede pública. Portanto, se os profissionais recebem maiores incentivos, esses podem agir com eficiência no processo de captação do órgão e, consequentemente, contribuem para que ocorra uma redução no tempo e nas filas de espera por transplantes. Objetivando avaliar a eficiência dos estados brasileiros no sistema de transplante renal e a produtividade deles ao longo do tempo, fez-se uso do ferramental da Análise Envoltória de Dados-DEA e do Índice de Malmquist e suas decomposições (efeito Emparelhamento e Deslocamento de Fronteira). Utilizou-se uma amostra de 22 estados no período 2006-2011. O método DEA com Retornos Variáveis de Escala (BCC) orientado no sentido do produto foi aplicado nesse estudo. Cada estado foi considerado como Unidade de Tomada de Decisão (DMU). Os dados classificados como inputs (recursos) foram os seguintes: gastos (nominal) totais com transplantes renais, gastos (nominais) com serviços hospitalares e gastos (nominais) com serviços dos profissionais relacionados ao setor. Como output (produto) foi usado o número de rins transplantados. Os resultados indicaram que existe entre os estados brasileiros uma discrepância significativa em relação à captação e o número de transplantes de rins. Isso gerou uma ineficiência no sistema de transplante renal no país e pode estar ocorrendo em virtude do funcionamento não adequado da gestão; do não seguimento das regras nacionais (como por exemplo, vinculação das equipes a centros transplantadores; distribuição adequada de imunossupressores; encaminhamento de órgãos não aproveitados para estados próximos; execução da tipagem HLA de toda a lista de espera de rim) que causam prejuízos aos pacientes; das comissões intra-hospitalares não ativas e das equipes hospitalares sobrecarregadas. Portanto, alguns estados que participam do processo de captação e doação de rins para transplante estão apresentando ineficiência em termos de ordem administrativa e operacional. / The thesis is about the economy of kidney transplants, focusing on the institutional mechanisms and incentives related to organ harvesting in Brazil, as well as the efficiency of the Brazilian states that perform such transplants. The essays investigated the effects and implications of the incentives structure on the number of organs (including kidney) harvested by the transplants public system. The efficiency of this system and its performance over the 2006-2011 period was also evaluated. Firstly some stylized facts related to the subject were presented, among which stand out: i) the size of queues and waiting times for organ transplantation in recent years have grown; ii) Brazil ranks second in the absolute number of kidney transplants, behind only the United States, iii) the country has the largest public program for solid organs transplantation, iv) the process of organ harvesting has high variability among Brazilian states, creating an imbalance between supply and demand for organs and v) the kidney transplantation system is as an effective therapeutic modality. In the second essay the mechanisms of incentives offered to hospitals that perform kidney harvesting in Brazil were analyzed. The theoretical model used was the Principal-Agent in a context of asymmetric information. In the model, SUS was rated as the Principal (receptor of harvested organs) and the harvesting hospitals, as agents. SUS seeks to maximize the number of organs for transplantation in a contract through which it delegates the harvesting to hospitals. Agents decide whether they are interested in creating a framework and conditions for harvesting organs. The results of the Principal-Agent model indicate that SUS (the Principal) has adopted various incentives to hospitals that perform organ harvesting, such as creating a specific fund to finance transplants (FCSA - Fund for Compensation and Strategic Actions); same payment for university and non-university hospitals, expanding the types of hospital procedures to be paid by SUS; frequent remuneration raises of the amount paid by the procedures in Table of Procedures of the Hospital Information System of the Unified Health System; courses and / or meetings with health professionals working in the donation-transplantation process and creation of new financial incentives to hospitals that perform transplants for the public system. So, if the professional receives stronger incentives, he will act more effectively in the organ harvesting and will thereby contribute to a reduction in waiting lines for transplantation. In order to evaluate the efficiency of the Brazilian states in kidney transplant and their productivity over time, the Data Envelopment Analysis-DEA was used and the Malmquist index and its decomposition (Pairing effect and Boundary Displacement) to a sample of 22 states over five years (2006-2011). The DEA model with variable returns to scale (BCC) directed towards the product was applied in this study. Each state was considered a Decision Making Unit (DMU). Data classified as inputs (resources) were the following: total amount spent (nominal) with kidney transplants, amount spent (nominal) with hospital services and amount spent (nominal) with the professional services related to that sector. As output (product) was used the number of transplanted kidneys. The results indicated that there is a significant discrepancy among the Brazilian states in harvesting and transplanting kidneys. This fact has led to inefficiency in the country’s kidney transplant system and it may be so due to inadequate management, to ignoring natiimmunosuppressants; forwarding not used organs to nearby states, implementation of HLA exam to the entire waiting list for kidney transplant) causing harm to patients; to inactive in-hospital committees and to overloaded hospital staff. Therefore, some states in the process of kidney harvesting and transplantation are showing operational and managerial inefficiencies.onal directives (eg, vinculating teams to transplant centers; proper distribution of immunosuppressants; forwarding not used organs to nearby states, implementation of HLA exam to the entire waiting list for kidney transplant) causing harm to patients; to inactive in-hospital committees and to overloaded hospital staff. Therefore, some states in the process of kidney harvesting and transplantation are showing operational and managerial inefficiencies.

A tese trata de questões referentes à economia dos transplantes renais, enfocando os mecanismos institucionais e de incentivos relacionados à captação de órgãos no Brasil, bem como a eficiência dos estados brasileiros que captam e realizam tais transplantes. A questão investigada na tese por meio dos ensaios foi analisar os efeitos e as implicações da estrutura de incentivos sobre o número de órgãos (inclusive rim) captados, ou seja, sobre o comportamento do sistema público de transplantes. Buscou-se também avaliar a eficiência desse sistema e sua tendência de comportamento ao longo do período 2006-2011. Foi conduzida inicialmente uma apresentação de alguns fatos estilizados para a possível elaboração de estratégias referente ao problema de pesquisa, entre os quais se destacaram: i) o tamanho e o tempo de espera nas filas por transplante de órgãos, no período recente, vêm apresentando uma tendência crescente; ii) o Brasil ocupa o segundo lugar no número absoluto de transplantes renais, atrás apenas dos Estados Unidos; iii) o país apresenta o maior programa público de transplantes de órgãos sólidos; iv) o processo de captação de órgãos tem-se apresentado uma atividade com elevada variabilidade entre os estados brasileiros, gerando um desequilíbrio entre a oferta e a demanda por órgãos e v) o sistema de transplante renal é classificado como uma modalidade terapêutica eficiente. No segundo ensaio da tese, analisaram-se os mecanismos de incentivos oferecidos aos hospitais que realizam a captação de rim para transplantes no Brasil. A abordagem teórica usada foi o modelo Principal-Agente, num contexto de informação assimétrica. No modelo, o SUS foi classificado como o Principal (receptor de órgãos captados) e os hospitais captadores, como Agentes. O SUS, por meio de um contrato, busca maximizar o seu objetivo de obter o maior número de órgãos para transplante e, para atingi-lo, delega ações aos hospitais. Os Agentes decidem se lhes interessam criar uma estrutura e condições para a captação de tal órgão. De acordo com os resultados do modelo Agente-Principal, verificou-se que o SUS (Principal) tem adotado diversas medidas de incentivos aos hospitais que realizam a captação de órgãos, tais como: criação de um fundo específico para financiamento dos transplantes (FAEC - Fundo de Ações Estratégicas e Compensação); pagamento uniforme para hospitais universitários e não universitários; expansão dos tipos de procedimentos hospitalares a serem pagos pelo SUS; reajuste frequente das remunerações pagas por procedimento da Tabela de Procedimentos do Sistema de Informações Hospitalares do Sistema Único de Saúde; cursos e/ou encontros com os profissionais da saúde que atuam no processo de doação-transplante e criação de novos incentivos financeiros para hospitais que realizam transplantes na rede pública. Portanto, se os profissionais recebem maiores incentivos, esses podem agir com eficiência no processo de captação do órgão e, consequentemente, contribuem para que ocorra uma redução no tempo e nas filas de espera por transplantes. Objetivando avaliar a eficiência dos estados brasileiros no sistema de transplante renal e a produtividade deles ao longo do tempo, fez-se uso do ferramental da Análise Envoltória de Dados-DEA e do Índice de Malmquist e suas decomposições (efeito Emparelhamento e Deslocamento de Fronteira). Utilizou-se uma amostra de 22 estados no período 2006-2011. O método DEA com Retornos Variáveis de Escala (BCC) orientado no sentido do produto foi aplicado nesse estudo. Cada estado foi considerado como Unidade de Tomada de Decisão (DMU). Os dados classificados como inputs (recursos) foram os seguintes: gastos (nominal) totais com transplantes renais, gastos (nominais) com serviços hospitalares e gastos (nominais) com serviços dos profissionais relacionados ao setor. Como output (produto) foi usado o número de rins transplantados. Os resultados indicaram que existe entre os estados brasileiros uma discrepância significativa em relação à captação e o número de transplantes de rins. Isso gerou uma ineficiência no sistema de transplante renal no país e pode estar ocorrendo em virtude do funcionamento não adequado da gestão; do não seguimento das regras nacionais (como por exemplo, vinculação das equipes a centros transplantadores; distribuição adequada de imunossupressores; encaminhamento de órgãos não aproveitados para estados próximos; execução da tipagem HLA de toda a lista de espera de rim) que causam prejuízos aos pacientes; das comissões intra-hospitalares não ativas e das equipes hospitalares sobrecarregadas. Portanto, alguns estados que participam do processo de captação e doação de rins para transplante estão apresentando ineficiência em termos de ordem administrativa e operacional. / The thesis is about the economy of kidney transplants, focusing on the institutional mechanisms and incentives related to organ harvesting in Brazil, as well as the efficiency of the Brazilian states that perform such transplants. The essays investigated the effects and implications of the incentives structure on the number of organs (including kidney) harvested by the transplants public system. The efficiency of this system and its performance over the 2006-2011 period was also evaluated. Firstly some stylized facts related to the subject were presented, among which stand out: i) the size of queues and waiting times for organ transplantation in recent years have grown; ii) Brazil ranks second in the absolute number of kidney transplants, behind only the United States, iii) the country has the largest public program for solid organs transplantation, iv) the process of organ harvesting has high variability among Brazilian states, creating an imbalance between supply and demand for organs and v) the kidney transplantation system is as an effective therapeutic modality. In the second essay the mechanisms of incentives offered to hospitals that perform kidney harvesting in Brazil were analyzed. The theoretical model used was the Principal-Agent in a context of asymmetric information. In the model, SUS was rated as the Principal (receptor of harvested organs) and the harvesting hospitals, as agents. SUS seeks to maximize the number of organs for transplantation in a contract through which it delegates the harvesting to hospitals. Agents decide whether they are interested in creating a framework and conditions for harvesting organs. The results of the Principal-Agent model indicate that SUS (the Principal) has adopted various incentives to hospitals that perform organ harvesting, such as creating a specific fund to finance transplants (FCSA - Fund for Compensation and Strategic Actions); same payment for university and non-university hospitals, expanding the types of hospital procedures to be paid by SUS; frequent remuneration raises of the amount paid by the procedures in Table of Procedures of the Hospital Information System of the Unified Health System; courses and / or meetings with health professionals working in the donation-transplantation process and creation of new financial incentives to hospitals that perform transplants for the public system. So, if the professional receives stronger incentives, he will act more effectively in the organ harvesting and will thereby contribute to a reduction in waiting lines for transplantation. In order to evaluate the efficiency of the Brazilian states in kidney transplant and their productivity over time, the Data Envelopment Analysis-DEA was used and the Malmquist index and its decomposition (Pairing effect and Boundary Displacement) to a sample of 22 states over five years (2006-2011). The DEA model with variable returns to scale (BCC) directed towards the product was applied in this study. Each state was considered a Decision Making Unit (DMU). Data classified as inputs (resources) were the following: total amount spent (nominal) with kidney transplants, amount spent (nominal) with hospital services and amount spent (nominal) with the professional services related to that sector. As output (product) was used the number of transplanted kidneys. The results indicated that there is a significant discrepancy among the Brazilian states in harvesting and transplanting kidneys. This fact has led to inefficiency in the country’s kidney transplant system and it may be so due to inadequate management, to ignoring natiimmunosuppressants; forwarding not used organs to nearby states, implementation of HLA exam to the entire waiting list for kidney transplant) causing harm to patients; to inactive in-hospital committees and to overloaded hospital staff. Therefore, some states in the process of kidney harvesting and transplantation are showing operational and managerial inefficiencies.onal directives (eg, vinculating teams to transplant centers; proper distribution of immunosuppressants; forwarding not used organs to nearby states, implementation of HLA exam to the entire waiting list for kidney transplant) causing harm to patients; to inactive in-hospital committees and to overloaded hospital staff. Therefore, some states in the process of kidney harvesting and transplantation are showing operational and managerial inefficiencies.

A tese trata de questões referentes à economia dos transplantes renais, enfocando os mecanismos institucionais e de incentivos relacionados à captação de órgãos no Brasil, bem como a eficiência dos estados brasileiros que captam e realizam tais transplantes. A questão investigada na tese por meio dos ensaios foi analisar os efeitos e as implicações da estrutura de incentivos sobre o número de órgãos (inclusive rim) captados, ou seja, sobre o comportamento do sistema público de transplantes. Buscou-se também avaliar a eficiência desse sistema e sua tendência de comportamento ao longo do período 2006-2011. Foi conduzida inicialmente uma apresentação de alguns fatos estilizados para a possível elaboração de estratégias referente ao problema de pesquisa, entre os quais se destacaram: i) o tamanho e o tempo de espera nas filas por transplante de órgãos, no período recente, vêm apresentando uma tendência crescente; ii) o Brasil ocupa o segundo lugar no número absoluto de transplantes renais, atrás apenas dos Estados Unidos; iii) o país apresenta o maior programa público de transplantes de órgãos sólidos; iv) o processo de captação de órgãos tem-se apresentado uma atividade com elevada variabilidade entre os estados brasileiros, gerando um desequilíbrio entre a oferta e a demanda por órgãos e v) o sistema de transplante renal é classificado como uma modalidade terapêutica eficiente. No segundo ensaio da tese, analisaram-se os mecanismos de incentivos oferecidos aos hospitais que realizam a captação de rim para transplantes no Brasil. A abordagem teórica usada foi o modelo Principal-Agente, num contexto de informação assimétrica. No modelo, o SUS foi classificado como o Principal (receptor de órgãos captados) e os hospitais captadores, como Agentes. O SUS, por meio de um contrato, busca maximizar o seu objetivo de obter o maior número de órgãos para transplante e, para atingi-lo, delega ações aos hospitais. Os Agentes decidem se lhes interessam criar uma estrutura e condições para a captação de tal órgão. De acordo com os resultados do modelo Agente-Principal, verificou-se que o SUS (Principal) tem adotado diversas medidas de incentivos aos hospitais que realizam a captação de órgãos, tais como: criação de um fundo específico para financiamento dos transplantes (FAEC - Fundo de Ações Estratégicas e Compensação); pagamento uniforme para hospitais universitários e não universitários; expansão dos tipos de procedimentos hospitalares a serem pagos pelo SUS; reajuste frequente das remunerações pagas por procedimento da Tabela de Procedimentos do Sistema de Informações Hospitalares do Sistema Único de Saúde; cursos e/ou encontros com os profissionais da saúde que atuam no processo de doação-transplante e criação de novos incentivos financeiros para hospitais que realizam transplantes na rede pública. Portanto, se os profissionais recebem maiores incentivos, esses podem agir com eficiência no processo de captação do órgão e, consequentemente, contribuem para que ocorra uma redução no tempo e nas filas de espera por transplantes. Objetivando avaliar a eficiência dos estados brasileiros no sistema de transplante renal e a produtividade deles ao longo do tempo, fez-se uso do ferramental da Análise Envoltória de Dados-DEA e do Índice de Malmquist e suas decomposições (efeito Emparelhamento e Deslocamento de Fronteira). Utilizou-se uma amostra de 22 estados no período 2006-2011. O método DEA com Retornos Variáveis de Escala (BCC) orientado no sentido do produto foi aplicado nesse estudo. Cada estado foi considerado como Unidade de Tomada de Decisão (DMU). Os dados classificados como inputs (recursos) foram os seguintes: gastos (nominal) totais com transplantes renais, gastos (nominais) com serviços hospitalares e gastos (nominais) com serviços dos profissionais relacionados ao setor. Como output (produto) foi usado o número de rins transplantados. Os resultados indicaram que existe entre os estados brasileiros uma discrepância significativa em relação à captação e o número de transplantes de rins. Isso gerou uma ineficiência no sistema de transplante renal no país e pode estar ocorrendo em virtude do funcionamento não adequado da gestão; do não seguimento das regras nacionais (como por exemplo, vinculação das equipes a centros transplantadores; distribuição adequada de imunossupressores; encaminhamento de órgãos não aproveitados para estados próximos; execução da tipagem HLA de toda a lista de espera de rim) que causam prejuízos aos pacientes; das comissões intra-hospitalares não ativas e das equipes hospitalares sobrecarregadas. Portanto, alguns estados que participam do processo de captação e doação de rins para transplante estão apresentando ineficiência em termos de ordem administrativa e operacional. / The thesis is about the economy of kidney transplants, focusing on the institutional mechanisms and incentives related to organ harvesting in Brazil, as well as the efficiency of the Brazilian states that perform such transplants. The essays investigated the effects and implications of the incentives structure on the number of organs (including kidney) harvested by the transplants public system. The efficiency of this system and its performance over the 2006-2011 period was also evaluated. Firstly some stylized facts related to the subject were presented, among which stand out: i) the size of queues and waiting times for organ transplantation in recent years have grown; ii) Brazil ranks second in the absolute number of kidney transplants, behind only the United States, iii) the country has the largest public program for solid organs transplantation, iv) the process of organ harvesting has high variability among Brazilian states, creating an imbalance between supply and demand for organs and v) the kidney transplantation system is as an effective therapeutic modality. In the second essay the mechanisms of incentives offered to hospitals that perform kidney harvesting in Brazil were analyzed. The theoretical model used was the Principal-Agent in a context of asymmetric information. In the model, SUS was rated as the Principal (receptor of harvested organs) and the harvesting hospitals, as agents. SUS seeks to maximize the number of organs for transplantation in a contract through which it delegates the harvesting to hospitals. Agents decide whether they are interested in creating a framework and conditions for harvesting organs. The results of the Principal-Agent model indicate that SUS (the Principal) has adopted various incentives to hospitals that perform organ harvesting, such as creating a specific fund to finance transplants (FCSA - Fund for Compensation and Strategic Actions); same payment for university and non-university hospitals, expanding the types of hospital procedures to be paid by SUS; frequent remuneration raises of the amount paid by the procedures in Table of Procedures of the Hospital Information System of the Unified Health System; courses and / or meetings with health professionals working in the donation-transplantation process and creation of new financial incentives to hospitals that perform transplants for the public system. So, if the professional receives stronger incentives, he will act more effectively in the organ harvesting and will thereby contribute to a reduction in waiting lines for transplantation. In order to evaluate the efficiency of the Brazilian states in kidney transplant and their productivity over time, the Data Envelopment Analysis-DEA was used and the Malmquist index and its decomposition (Pairing effect and Boundary Displacement) to a sample of 22 states over five years (2006-2011). The DEA model with variable returns to scale (BCC) directed towards the product was applied in this study. Each state was considered a Decision Making Unit (DMU). Data classified as inputs (resources) were the following: total amount spent (nominal) with kidney transplants, amount spent (nominal) with hospital services and amount spent (nominal) with the professional services related to that sector. As output (product) was used the number of transplanted kidneys. The results indicated that there is a significant discrepancy among the Brazilian states in harvesting and transplanting kidneys. This fact has led to inefficiency in the country’s kidney transplant system and it may be so due to inadequate management, to ignoring natiimmunosuppressants; forwarding not used organs to nearby states, implementation of HLA exam to the entire waiting list for kidney transplant) causing harm to patients; to inactive in-hospital committees and to overloaded hospital staff. Therefore, some states in the process of kidney harvesting and transplantation are showing operational and managerial inefficiencies.onal directives (eg, vinculating teams to transplant centers; proper distribution of immunosuppressants; forwarding not used organs to nearby states, implementation of HLA exam to the entire waiting list for kidney transplant) causing harm to patients; to inactive in-hospital committees and to overloaded hospital staff. Therefore, some states in the process of kidney harvesting and transplantation are showing operational and managerial inefficiencies.

Introdução: O processo de doação de órgãos envolve assistência aos potenciais doadores e aos seus familiares. A humanização nesse contexto requer o envolvimento dos profissionais que participam das diversas atividades desenvolvidas e, dentre eles, os enfermeiros de Unidades de Terapia Intensiva. Objetivo: Conhecer a percepção de enfermeiros de unidades de terapia intensiva sobre a humanização no processo de doação de órgãos para transplante. Método: Trata-se de um estudo exploratório, descritivo e de abordagem qualitativa. Para a coleta de dados, após a autorização da instituição e aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa, foram entrevistados 32 enfermeiros atuantes em Unidades de Terapia Intensiva e que possuíam experiência profissional com potenciais doadores de órgãos. Para a realização das entrevistas foram utilizadas as seguintes questões norteadoras: 1.O que você entende por humanização no processo de doação de órgãos?; 2.Como acontece a humanização no processo de doação de órgãos? e 3.O que você sugere para o aprimoramento da humanização no processo? Os discursos foram analisados segundo a análise de conteúdo proposta por Bardin. Resultados: Emergiram cinco categorias: 1) Significado da humanização no processo de doação de órgãos; 2) Percepção do processo de doação de órgãos; 3) Sentimento de não inserção no processo de doação de órgãos; 4) Fatores dificultadores para humanizar o processo de doação de órgãos e 5) Sugestões para aprimorar a humanização no processo de doação de órgãos. Foi evidenciado que os participantes percebem a humanização no processo de doação de órgãos como respeito ao doador e à família, referindo que a assistência deve ser sempre humanizada, independente do paciente estar em morte encefálica ou não, e de ser um potencial doador de órgãos ou não. Os enfermeiros evidenciam, também, um sentimento de não inserção no processo, referindo uma participação rápida e pontual, o que faz com que atribuam aos profissionais da Organização de Procura de Órgãos a responsabilidade de atuar mais ativamente com as famílias dos potenciais doadores. Relatam, como fatores que dificultam a humanização no processo de doação, a inadequação do espaço físico, a falta de tempo para darem atenção à família, a dinâmica de internação do paciente e a dinâmica da unidade. Apresentam sugestões para aprimorar a humanização no processo, como: informar as pessoas sobre a temática da doação de órgãos para melhorar a compreensão e clareza do conceito de morte encefálica, estimular a discussão sobre o assunto entre as famílias e proporcionar a elas um acompanhamento psicológico. Conclusões: A humanização no processo de doação de órgãos é percebida como sendo de muita importância, mas apresenta dificuldades e contradições e requer aprimoramento, tanto no que tange à humanização da assistência ao potencial doador, quanto na inserção do enfermeiro nesse processo. / Introduction: The process of organ donation involves assisting the potential donors and their families. Humanization in this context requires the involvement of professionals who participate in the various activities that are developed and, among them, the nurses of the Intensive Care Units. Objective: To get to know the perception of nurses in intensive care units on the humanization in the donation of organs for a transplantation process. Method: This was an exploratory descriptive study of qualitative approach. The data was collected after an authorization of the institution and approved by the Research Ethics Committee. 32 respondents were nurses working in intensive care units and with professional experience with potential organ donors. For the interviews the following guiding questions were used: 1.What do you understand about the humanization of the organ donation process? 2.How does the humanization in the organ donation process happen? 3.What would you suggest to improve the humanization in the process? The reports were analyzed according to content analysis proposed by Bardin. Results: Five categories emerged: 1) Meaning of humanization in the organ donation process 2) Perception of the organ donation process 3) Feeling of non-inclusion in the organ donation process 4) Difficulty factors to humanize the process of organ donation and 5) Suggestions to improve the humanization of the organ donation process. It was shown that participants realize the importance of the humanization of organ donation in respect of the donor and family proceedings stating that the assistance must always be humane, to be independent of patient brain death or not, and being or not a potential organ donor. Nurses show a feeling of participation in the process, referring to a quick and timely participation which makes the professionals assign to the Organization of Organ Procurement the responsibility to act more actively with families of potential donors. Difficulty factors on humanization in the donation process were reported as the inadequacy of physical space, the lack of time to pay attention to the family, the dynamics of patient hospitalization and of the unit. Suggestions were made to improve the humanization of the process such as informing people about the issue of organ donation to improve understanding and clarity of the concept of brain death, stimulating discussion on the subject between families and providing psychological counseling. Conclusions: The humanization of the organ donation process is perceived as being of great importance but presents difficulties and contradictions. It requires improvement regarding the humanization of the potential donor as well as the inclusion of nurses in this process.

Bakgrund: Organtransplantation är ett livräddande ingrepp som genomförs när inga andra behandlingsalternativ finns. Patienten står inför en livslång behandling med immunsänkande läkemedel för att minska risken för avstötning. Det är en emotionellt krävande upplevelse för patienterna och deras familjer som gör att de är i behov av stöd av sjuksköterskan. Syfte: Syftet var att beskriva patienters emotionella upplevelser före och efter organtransplantation. Metod: En litteraturstudie som baseras på kvalitativa omvårdnadsvetenskapliga artiklar. Resultat: Fyra kategorier identifierades, Tacksamhet och skuld på samma gång, Upplevelse av stöd, Känslomässig berg- och dalbana och Oro med tillhörande underkategorier. Slutsats: Organtransplantation var överlag en omtumlande upplevelse som var unik för varje patient. Sjuksköterskan behöver mer kunskap för att bidra till god vård då patienters upplevelser före och efter organtransplantation är relativt outforskat. Nyckelord: Livserfarenhet, mottagare, organtransplantation, patient, upplevelse. / Background: Organ transplantation is a life-saving intervention that is carried out when no other treatment options exist. The patient is facing a lifelong treatment with immunosuppressive drugs to reduce the risk of rejection. It is an emotionally demanding experience for the patients and their families are in need of support from the nurse. Aim: The purpose was to describe patients' emotional experiences before and after organ transplantation. Method: A literature study based on qualitative nursing science articles. Result: Four categories were identified, Gratitude and guilt at the same time, Experience of support, Emotional roller coaster and Concern with associated subcategories. Conclusion: Organ transplantation was generally a tumultuous experience unique to each patient. The nurse needs more knowledge to contribute to good care since patients' experiences before and after organ transplantation are relatively unexplored. Keywords: Life experience, recipient, organ transplantation, patient, experience.

Bakgrund: I Sverige genomförs ca 700 organtransplantationer årligen. Organ kan doneras från levande och avliden donator. Antalet möjliga donatorer har ökat men är inte tillräckligt för att tillgodose behovet. Att vänta på ett organ innebär stor ovisshet och leder till att relationer förändras. Personerna känner hopp och är förväntansfulla inför livet efter transplantationen. Personer som är levande donatorer ångrar inte sitt beslut att donera efteråt. Sjuksköterskor som arbetar med patienter som väntar på en organtransplantation skapar en nära relation till patienten, arbetet kan vara mycket psykiskt påfrestande men också givande.  Syfte: Att beskriva personers upplevelser efter en organtransplantation.  Metod: Beskrivande litteraturstudie baserat på 10 kvalitativa artiklar.  Resultat: Första tiden efter en organtransplantation upplever personerna isolering och begränsningar. Oro för avstötning och för framtiden förekommer och personerna anpassar sig på olika sätt. Personerna upplever brist på förståelse, svårigheter att leva upp till förväntningar och beskriver behov av stöd. Relationen till familj och vänner förändras. Känslor av tacksamhet och skuld har betydelse.  Slutsats: Tiden efter en organtransplantation upplevs isolerande och kantas av känslor som oro, tacksamhet och skuld. Personerna behöver göra anpassningar genom en förändrad livsstil och upplever en ny vardag. Det är svårt att leva upp till andras förväntningar, relationer förändras och personer upplever brist på förståelse och ett behov av stöd. Att hjälpa personerna se mening i sina upplevelser, och att styra de hälsofrämjande insatserna till att stödja personernas egna förmågor och resurser är en viktig del av sjuksköterskans arbete. / Background: Approximately 700 organ transplantations are undertaken in Sweden every year. Organs can be donated from both living and deceased donors. The number of possible donors has increased but is not enough to accommodate the need. Waiting for an organ means living with great uncertainty. It also changes relationships with family and friends. People waiting for an organ are hopeful for the future and are anticipating normalcy after the transplantation. Living donors do not regret their decision to donate. Nurses caring for people waiting for an organ establish close relations to the patient, their work can be mentally demanding but also rewarding.  Aim: To describe people´s experiences after an organ transplantation.  Method: Descriptive literature review based on 10 qualitative articles.  Result: Time after an organ transplantation is experienced as isolating and restrictive. There are experiences of anxiety of organ rejection and worry about the future and people adapt in different ways. People feel a lack of understanding from others and find it hard to meet expectations. There is a need for support and relations alter. Feelings of gratitude and guilt are of significance.  Conclusion: Time after an organ transplantation is isolating and there are feelings of anxiety, gratitude and guilt. People adapt by making lifestyle changes and experiences a new living. Meeting others expectations is difficult and relationships alter. People experiences lack of understanding and need for support. Helping people find meaning in their experiences and guiding them to use their abilities and resources is an important aspect of nursing.

Os objetivos deste trabalho foram: (1) identificar os estressores vivenciados pelos familiares no processo de doação de órgãos e tecidos para transplante; (2) determinar o momento mais desgastante; (3) identificar as facilidades e dificuldades que os familiares tiveram para decidir sobre a doação e (4) verificar a associação das variáveis de interesse com a experiência dos familiares no processo de doação. A amostra constituiu-se de 16 familiares que realizaram a doação de órgãos na Organização de Procura de Órgãos do Hospital das Clínicas em 2007. As entrevistas foram realizadas nos meses de março a junho de 2008. Para a coleta de dados utilizou-se um instrumento estruturado que constou de duas partes: na primeira, buscaram-se as características sociodemográficas dos familiares, os perfis demográficos e epidemiológicos dos doadores falecidos e na segunda, questões versando sobre a experiência e avaliação dos familiares, desde a internação até a liberação do corpo. Para verificar o grau das associações entre as variáveis de interesse, utilizou-se o coeficiente phi () e o coeficiente de contingência (CC). Os seguintes estressores foram identificados: insatisfação com atendimento prestado à família e ao doador, durante a internação (31,25%); receber a notícia da morte encefálica (ME) de forma intranqüila (62,50%); dificuldades para a tomada de decisão quanto à doação (31,25%); medo e desconfiança de forjar o quadro clínico da ME e a sensação de assinar a morte do familiar (18,75%); não conhecer os receptores dos órgãos (12,50%) e a demora para a liberação do corpo (62,50%). Constatou-se que a liberação do corpo foi o momento mais desgastante vivenciado pelos familiares (31,25%). Os principais facilitadores para a tomada de decisão quanto à doação de órgãos incluíram: o altruísmo e a participação de toda a família favorável (62,50%) e o conhecimento do desejo do doador em vida (31,25%). As dificuldades encontradas para decidir pela doação foram: familiares contrários à doação (18,75%), indecisão quanto à ME (12,50%) e nenhuma (68,75%). Na análise estatística, verificou-se associação de fraca à moderada entre as variáveis de interesse e a experiência dos familiares no processo de doação / The objectives of this work were: (1) identify the stressors experienced by the family on the organs and tissues donation process for transplant; (2) to determine the hardest moment; (3) identify the facilities and difficulties the family had to decide about the donation and (4) verify the association of the interest variables with the experience of the family on the organs donation process. The sample was constituted by 16 (sixteen) families that made donation of organs in the Search of Organ Procurement Organization of Hospital das Clínicas, São Paulo - Brazil, in 2007. The interviews were done between March and June of 2008. To collect the information it was used a structured instrument that consisted of two parts: in the first one, we studied the sociodemographic characteristics of the family, the demographics and epidemiologic profile of the dead donor and in the second, questions about the experience and evaluation of the family since the admission until the liberation of the body. To verify the degree of associations between the interest variables, it was used the phi coefficient () and the contingency coefficient (CC). The following stressors were identified: dissatisfaction with the attending provided to the family and the donor, during the hospitalization (31,25%); to receive the information of the brain death in an inappropriate way (62,50%); difficulties to take the decision about the donation (31,25%); fear and suspicion of forging the clinical state of the brain death and the feeling of killing the person (18,75%); do not know the organ receivers (12,50%) and the delay to the body liberation (62,50%). It was noticed that the body liberation was the hardest moment experienced by the family (31,25%). The main facilitators to take the decision about the organs donation included: the altruism and the participation of the whole family in favor of it (62,50%) and the knowledge of the wish of the donor in life (31,25%). The difficulties found to decide for the donation were: family against the donation (18,75%), indecision about the brain death (12,50%) and none (68,75%). In the statistic analysis, it was verified a weak to moderate association between the interest variables and the experience of the family on the organs donation process

Os objetivos deste trabalho foram: (1) identificar os estressores vivenciados pelos familiares no processo de doação de órgãos e tecidos para transplante; (2) determinar o momento mais desgastante; (3) identificar as facilidades e dificuldades que os familiares tiveram para decidir sobre a doação e (4) verificar a associação das variáveis de interesse com a experiência dos familiares no processo de doação. A amostra constituiu-se de 16 familiares que realizaram a doação de órgãos na Organização de Procura de Órgãos do Hospital das Clínicas em 2007. As entrevistas foram realizadas nos meses de março a junho de 2008. Para a coleta de dados utilizou-se um instrumento estruturado que constou de duas partes: na primeira, buscaram-se as características sociodemográficas dos familiares, os perfis demográficos e epidemiológicos dos doadores falecidos e na segunda, questões versando sobre a experiência e avaliação dos familiares, desde a internação até a liberação do corpo. Para verificar o grau das associações entre as variáveis de interesse, utilizou-se o coeficiente phi () e o coeficiente de contingência (CC). Os seguintes estressores foram identificados: insatisfação com atendimento prestado à família e ao doador, durante a internação (31,25%); receber a notícia da morte encefálica (ME) de forma intranqüila (62,50%); dificuldades para a tomada de decisão quanto à doação (31,25%); medo e desconfiança de forjar o quadro clínico da ME e a sensação de assinar a morte do familiar (18,75%); não conhecer os receptores dos órgãos (12,50%) e a demora para a liberação do corpo (62,50%). Constatou-se que a liberação do corpo foi o momento mais desgastante vivenciado pelos familiares (31,25%). Os principais facilitadores para a tomada de decisão quanto à doação de órgãos incluíram: o altruísmo e a participação de toda a família favorável (62,50%) e o conhecimento do desejo do doador em vida (31,25%). As dificuldades encontradas para decidir pela doação foram: familiares contrários à doação (18,75%), indecisão quanto à ME (12,50%) e nenhuma (68,75%). Na análise estatística, verificou-se associação de fraca à moderada entre as variáveis de interesse e a experiência dos familiares no processo de doação / The objectives of this work were: (1) identify the stressors experienced by the family on the organs and tissues donation process for transplant; (2) to determine the hardest moment; (3) identify the facilities and difficulties the family had to decide about the donation and (4) verify the association of the interest variables with the experience of the family on the organs donation process. The sample was constituted by 16 (sixteen) families that made donation of organs in the Search of Organ Procurement Organization of Hospital das Clínicas, São Paulo - Brazil, in 2007. The interviews were done between March and June of 2008. To collect the information it was used a structured instrument that consisted of two parts: in the first one, we studied the sociodemographic characteristics of the family, the demographics and epidemiologic profile of the dead donor and in the second, questions about the experience and evaluation of the family since the admission until the liberation of the body. To verify the degree of associations between the interest variables, it was used the phi coefficient () and the contingency coefficient (CC). The following stressors were identified: dissatisfaction with the attending provided to the family and the donor, during the hospitalization (31,25%); to receive the information of the brain death in an inappropriate way (62,50%); difficulties to take the decision about the donation (31,25%); fear and suspicion of forging the clinical state of the brain death and the feeling of killing the person (18,75%); do not know the organ receivers (12,50%) and the delay to the body liberation (62,50%). It was noticed that the body liberation was the hardest moment experienced by the family (31,25%). The main facilitators to take the decision about the organs donation included: the altruism and the participation of the whole family in favor of it (62,50%) and the knowledge of the wish of the donor in life (31,25%). The difficulties found to decide for the donation were: family against the donation (18,75%), indecision about the brain death (12,50%) and none (68,75%). In the statistic analysis, it was verified a weak to moderate association between the interest variables and the experience of the family on the organs donation process