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. 2022 Aug 24;119(5):793–800. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20220002
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Raciocínio Clínico em Cardiologia: Passado, Presente e Futuro

Evandro Tinoco Mesquita 1,2, Mayara Gabriele Toledo 2, Rodrigo da Silva Garcia Prieto 2, Amanda Cunha Soares 3,4, Eduardo Thadeu de Oliveira Correia 2
PMCID: PMC9750203  PMID: 36074484

Resumo

O raciocínio clínico nasceu 2500 anos atrás com Hipócrates, tendo evoluído ao longo dos séculos, e se tornado uma mistura de arte e ciência. Várias personalidades ao longo da história contribuíram para melhorar a acurácia diagnóstica. Contudo, o erro diagnóstico é ainda comum e causa um grande impacto nos sistemas de saúde. Para lidar com esse desafio, vários modelos de raciocínio clínico surgiram para sistematizar o processo de pensamento clínico. Este artigo descreve a história do raciocínio clínico e os métodos atuais de raciocínio diagnóstico, propõe um novo modelo de raciocínio clínico chamado Raciocínio Integrativo, e traz perspectivas sobre o futuro do raciocínio clínico.

Keywords: Erros de Diagnóstico, Cardiologia, Sistema Cardiovascular, História da Medicina

Introdução

O diagnóstico clínico nasceu há 2500 anos com Hipócrates, tendo evoluído ao longo dos séculos, e se tornado uma mistura de arte e ciência. Muitas personalidades ao longo da história da medicina contribuíram para a melhoria da acurácia diagnóstica. Contudo, o erro diagnóstico ainda é muito comum, com estudos prévios com pacientes em tratamento ambulatorial nos EUA mostrando uma prevalência de 5% de erros. 1 , 2 Um relatório da Organização Mundial da Saúde (OMS) mostrou que cerca de 138 milhões de pessoas são afetadas por erros médicos todo ano, dos quais 2,6 milhões perderam suas vidas. 3

Sabe-se que a capacidade diagnóstica diferencial e a acurácia diagnóstica tendem a melhorar com a experiência clínica. 4 Estudos recentes, no entanto, mostram que é difícil para os médicos tomarem decisões assertivas. Esse fenômeno é agravado pelo fato de que o raciocínio clínico e os processos cognitivos envolvidos na tomada de decisão pelo médico não são bem abordados nos currículos das faculdades de medicina. 4 Médicos mais experientes normalmente necessitarão de menos dados para alcançar a mesma conclusão que profissionais menos experientes ou em treinamento. 4

Ensinar raciocínio clínico é desafiador, pelo fato de ser subjetivo e requerer múltiplas habilidades (p.ex., avaliação da história do paciente, exame físico, solicitação de exames complementares adequados, e análise de diagnósticos diferenciais). 5 Em cardiologia, o desafio é ainda maior, dada a sobreposição de sintomas de diferentes doenças cardiovasculares. 5 Recentemente, muitos autores sugeriram ferramentas para sistematizar o processo do pensamento clínico, reduzir erros diagnósticos, e facilitar o ensino a estudantes de graduação e médicos menos experientes. 6 Contudo, revisões que abordam de maneira abrangente o raciocínio clinico em cardiologia são escassas. Assim, este artigo descreve a história do raciocínio clínico e os métodos atuais de raciocínio diagnóstico, e propõe um novo modelo de raciocínio clínico chamado Raciocínio Integrativo, e traz perspectivas sobre o futuro do raciocínio clínico.

Passado

O raciocínio clínico é o processo mental utilizado pelos médicos para gerar hipóteses diagnósticas para uma doença. Tem um papel importante na capacidade médica em formular e testar hipóteses diagnósticas, resolver problemas, e tomar decisões assertivas. 7 Assim, o raciocínio clínico é considerado o centro da competência médica e uma parte integral da prática clínica, combinado com experiências acumuladas ao longo da carreira. 8 Portanto, o raciocínio clínico é um processo contínuo, não linear, extremamente complexo que requer processos cognitivos, aquisição de conhecimentos teóricos e práticos, capacidade de resolução de problemas, e metacognição. 9

Historicamente, o diagnóstico clínico surgiu com Hipócrates (há 2380 anos, em 370 a.c.). Muitos médicos deram importantes contribuições ao longo da história, com a descoberta de doenças e seus processos fisiopatológicos, e desenvolvimento de tecnologias para aprimorar o exame físico. 10 Particularmente para as doenças cardíacas, os desenhos de Andreas Vesalius e a descrição da circulação sanguínea e da fisiologia cardíaca por William Harvey foram os primeiros passos para a fundação da cardiologia moderna. 11 - 14 Anos depois, Giovanni Battista publicou seu grande trabalho: “ De Sedibus et Causis Morborum per Anatomen Indagatis ” (“Dos sítios e causas de doenças, por autópsia”), pelo qual foi marcado como fundador da anatomia patológica, o que permitiu a associação de autópsias com o estado clínico do paciente. 15 , 16

A escola francesa foi outro grande contribuidor para o nascimento da cardiologia moderna. Corvisart deu sua contribuição importante com a valorização de uma anamnese à beira do leito e exame físico detalhados. 17 Além disso, Corvisart reintroduziu e aperfeiçoou o método de percussão torácica no diagnóstico clínico, traduzindo o manuscrito de Leopold von Auenbrugger “Inventum Novum” do latim para o francês. 17 Tal fato levou ao seu reconhecimento como o fundador da cardiologia clínica. Ainda da escola francesa, René Théophile Hyacinthe Laennec inventou o estetoscópio, instrumento indispensável para se realizar um exame físico completo, capaz de trazer pontos chave ao processo cognitivo de formulação do diagnóstico. 18 Laennec inventou e descreveu vários termos utilizados até hoje, tais como “murmúrio vesicular”, “som bronquial”, “crepitações”, “ronco”, “pectoriloquia”, “atrito pleural”. 19 Outro membro da escola francesa, Marie-François-Xavier Bichat, descobriu a independência do coração em relação ao cérebro, o primeiro passo para se compreender o sistema de condução cardíaca. 20 , 21

Passando para a escola germânica, Rudolf Ludwig Karl Virchow e William Osler devem ser reconhecidos por sua importância na construção do pensamento médico no diagnóstico de doenças cardiovasculares. Virchow cunhou termos que são usados ainda hoje, como trombose, embolia, agenesia, cromatina, parênquima, mielina, leucocitose, leucemia, endarterite, amiloide, degeneração, e osteoide, além de descrever o mecanismo de formação de trombos nos vasos sanguíneos, conhecido como tríade de Virchow. 22 , 23 Osler destacou a importância da relação médico-paciente, da observação, e do rigor científico, e de avaliar o paciente e seus sintomas em detalhes, descrevendo cada alteração no exame físico. 24 Outra grande contribuição de seu trabalho foi a criança da residência médica, em defesa da educação médica continuada. 25 Osler também criou o a “Regra de Osler”, em que cada paciente deve receber apenas um diagnóstico que explique sua doença. Essa regra foi seguida até o século vinte, quando os pacientes apresentavam uma baixa expectativa de vida e por isso morriam antes de desenvolverem várias comorbidades. 25

Outro importante médico foi o Sir Arthur Ignatius Conan Doyle, da escola de Edimburgo. Sir Arthur Doyle, inspirado pela arte da dedução de seu professor Dr. Joseph Bell, criou o personagem Sherlock Holmes, descrito como um investigador meticuloso, o que mostra como Sir Doyle via a importância da construção de scripts na formulação do diagnóstico. 26 , 27

Após o período de estudos anatomopatológicos e análise meticulosa dos sintomas dos pacientes, novas ferramentas foram desenvolvidas para ajudar no diagnóstico em cardiologia, especialmente a eletrocardiografia (1902), pelo fisiologista holandês Willem Einthoven. Então, Dr. Paul Dudley White contribuiu para a descoberta de importantes achados eletrocardiográficos que ainda compõem as listas de problema hoje, com ênfase na descrição da síndrome de Wolff-Parkinson-White. 28 , 29

Outro importante nome na história do desenvolvimento do raciocínio clínico, Paul Hamilton Wood, é reconhecido como um ícone na transição da cardiologia antiga para a cardiologia moderna, assim como Paul Dudley White e Ignacio Chávez Sánchez. 30 , 31 Wood redefiniu a síndrome de Eisenmenger como um estado patológico atribuído à hipertensão pulmonar com um shunt bidirecional ou invertido, o que minimiza seus efeitos. Wood também descreveu que a hipertensão pulmonar é capaz de produzir vasoconstrição arterial pulmonar, 30 a qual pode ser revertida por injeção de acetilcolina na artéria pulmonar, e propôs que vasoconstrição arterial pulmonar agiria como um mecanismo protetor contra o edema pulmonar agudo. 31 , 32 Ignacio Chávez Sánchez contribuiu para a descrição dos achados clínicos da hipertensão pulmonar. Além de trazer a cardiologia mexicana à linha de frente, construiu as bases para a inclusão do humanismo como a principal força motriz por trás das ações médicas, o que é importante para o estabelecimento de uma boa relação médico-paciente, e favorece a coleta de informações na anamnese e no exame físico. 33 , 34 Finalmente, o cardiologista Eugene Braunwald, que desenvolveu um método de cálculo, que posteriormente se tornou conhecido como fração de ejeção, essencial na avaliação da condição de insuficiência cardíaca. 35 Em 1967, Eugene Braunwald e seu grupo identificaram os principais determinantes do consumo de oxigênio: o desenvolvimento de tensão, e a velocidade e frequência de contração. 36 Em 1984, ele criou o grupo de estudo TIMI ( Thrombolysis in Myocardial Infarction ), 37 que envolveu vários hospitais e comparou estreptoquinase, um antigo medicamento, com alteplase (TPA), demonstrando a superioridade do segundo, o que foi importante para a sua aprovação pelo Food and Drug Administration dos EUA. 36 Contribuições importantes para a fundação do raciocínio clínico em cardiologia estão descritas na Tabela 1 e Figura 1 .

Tabela 1. Séculos de trabalho para o entendimento do diagnóstico em cardiologia, descritos por médicos e suas principais contribuições.

Médicos Contribuições
Hipócrates Pioneiro na documentação e interpretação do estudo de caso 10
Andreas Vesalius A correlação anatomoclínica está eternizada no atlas de anatomia "De Humani Corporis Fabrica" 11
William Harvey Descrição do coração como uma bomba e do sistema circulatório como um circuito fechado 14
Giovanni Morgagni Definição de estenose mitral, angina pectoris, endocardite na obra "De Sedibus et Causis Morborum per Anatomen Indagatis" 15
Jean-Nicolas Corvisart-Desmarets Publicou o primeiro tratado em cardiologia e reintroduziu o método de Auenbrugger de percussão torácica para o diagnóstico clínico 17,19
René Theopphile Laennec Inventou o estetoscópio, descreveu conceitos de semiologia respiratória (De L'auscultation médiate) e sons cardíacos 17
Marie François Xavier Bichat Descoberta do automatismo cardíaco 20
Rudolf Virchow Descrição do mecanismo de formação de trombo, conhecido como “Tríade de Virchow”) 23
William Osler Criou regra de Osler, fundou a residência médica, e participou da descoberta das plaquetas 24,25
Arthur Conan Doyle Descreveu alterações vasomotoras da neurossífilis e defendeu a busca exaustiva por dados clínicos para o diagnóstico e, baseado nisso, criou o personagem Sherlock Holmes. 27
Paul Dudley White Participou da descoberta da Síndrome Wolff-Parkinson-White e da criação da American Heart Association , e defendeu a relação entre estilo de vida e doença arterial coronariana .29
Ignácio Chávez Sánchez Fundou o Instituto Nacional de Cardiologia no México e escreveu artigos sobre síncope, hipertensão essencial, hipertensão pulmonar, e doença cardíaca isquêmica associada a aterosclerose. 33,34
Paul Hamilton Wood Trabalhou com cardiopatia congênita, doença valvar reumática, e hipertensão pulmonar, e escreveu o livro "Diseases of the heart and circulation". 30
Eugene Braunwald Descreveu a relação entre níveis de lipoproteína de baixa densidade (LDL) e risco de ataque cardíaco; participou no grupo de estudo TIMI, que levou à aprovação da alteplase pela FDA para o tratamento de síndrome coronariana aguda. 37

FDA: Food and Drug Administration.

Figura 1. A maioria desses médicos descreveram suas descobertas em seus livros, listados na figura. 17 .

Figura 1

Presente

Hoje, o raciocínio clínico tem sido estudado por pesquisadores de várias áreas, tais como medicina, educação, psicologia clínica, e psicologia cognitiva. 38 - 40 Essas áreas investigam o processo de diferentes maneiras, mas são unânimes em destacar que é necessário habilidade para a tomada de decisão médica. 39 Nesse contexto, estudos em psicologia cognitiva sobre cognição trouxeram insights importantes aos processos mentais. 40 Essa área investiga questões tais como metacognição, memória, reconhecimento de padrão, percepção, atenção, criatividade, raciocínio, e resolução de problemas. 41 , 42 Nesse sentido, podemos afirmar que a psicologia cognitiva reúne a cognição estrutural com processos de raciocínio crítico, tais como raciocínio dedutivo e indutivo, o que gera o chamado pensamento sistêmico.

O raciocínio clínico é governado por dois sistemas de pensamento, conhecido como “sistema 1”, ou raciocínio clínico geral, e “sistema 2”, ou raciocínio clínico particular; a interação entre esses dois sistemas determina o pensamento. Tais sistemas baseiam-se no livro de Daniel Kahneman, “Rápido e devagar duas formas de pensar”. 43 O sistema 1 é rápido, automático, impulsivo, e intuitivo, e geralmente atua sem controle voluntário. Por outro lado, o sistema 2, é calculista, deliberado, e analítico, e responsável pelo raciocínio e tomada de decisão. Esse último sistema busca focar no objeto de interesse e evitar distrações para alcançar um objetivo. 43

Durante o processo de raciocínio clínico, o reconhecimento de padrão utiliza o sistema 1. Médicos experientes, após anos de prática e estudos de casos, tendem a formular o diagnóstico final principalmente pelo sistema 1, uma vez que o longo caminho de acúmulo de conhecimento os permitiu acumular uma série de padrões, conhecidos como scripts de doenças. O método usado por esses médicos mais experientes é também o que a Psicologia Cognitiva chama de “heurística”, que consiste em simplificar a busca de soluções de um problema, para minimizar o esforço da mente. 44 Por outro lado, estudantes e médicos que iniciaram recentemente suas carreiras tendem a usar o sistema 2, uma vez que o acúmulo de experiência e de conhecimento ocorre de forma gradual.

A heurística é um modelo de raciocínio rápido, não analítico e intuitivo para se estabelecer, de maneira não consciente, a relação entre a apresentação do paciente e padrões de doença armazenados na memória de longo prazo. A heurística é caracterizada pela rapidez com que o médico levanta hipóteses diagnósticas. 44 , 45 Essa atividade é acionada no modelo tradicional de raciocínio científico chamado método hipotético-dedutivo, que consiste em encontrar uma solução a um problema utilizando tentativas (conjeturas, hipóteses, teorias), e eliminando erros. 46 Esse método nasceu na epistemologia científica, o resultado de discussões sobre método indutivo versus método dedutivo. 47 De acordo com esse pensamento, o médico busca por uma solução para um problema (doença) por meio de possíveis respostas, em um processo de tentativas, conjunturas, e refutação. 47 O conjunto de dados obtidos sobre um problema do paciente é registrado, e inclui a primeira impressão médica, a história, e o exame físico do paciente. 48 As hipóteses encontradas são divididas em hipóteses principais e alternativas. O médico testa as hipóteses até encontrar um grau de probabilidade que será usado para confirmar o diagnóstico e excluir outros, e guiar o plano terapêutico individualizado. 37 Nesse modelo de raciocínio, a experiência do médico em compreender as doenças é colocado como um determinante da probabilidade de um diagnóstico correto. Nesse sentido, pesquisadores começaram a questionar como podemos compreender o padrão de raciocínio usado pelo médico experiente e apresentá-lo ao médico iniciante. 49 A pesquisa nessa área começou a se intensificar nos anos 70, quando estudos sobre o raciocínio clínico mostraram que o que diferenciava estudantes dos médicos experientes não era o modelo cognitivo, e sim a assertividade e a qualidade das hipóteses. Assim, com base nesse ponto de vista, a acurácia da hipótese inicial prediz a acurácia do diagnóstico. 50

Os scripts de doença são dados armazenados na memória do médico, acessados mediante apresentação do paciente, bem no início do processo de raciocínio clínico. 51 Os scripts são construídos de acordo com a experiência vivida pelos médicos e estudantes, ou seja, são organizados com base nos padrões de doenças analisadas ao longo de suas trajetórias. Quanto maior a frequência com que esses padrões são vistos e discutidos, mais refinados se tornam os scripts. Contudo, a formação e o estabelecimento de scripts de doença por um profissional se dão não somente com sua experiência prática, mas também com estudos e conhecimento teórico. 51 , 52

Após aprender e acumular muitos scripts, ao ser apresentado a uma doença de um paciente, o médico acessa diagnósticos memorizados e escolhe a doença que rapidamente vem à mente devido a suas características muito similares às encontradas naquela ocasião. 44 Esse processo muito rápido e intuitivo envolve o chamado “viés cognitivo”, caracterizado pelo uso de atalhos que levam a uma direção para simplificar o pensamento, i.e ., um viés é uma tendência ou uma distorção a favor ou contra algo. 45 Isso pode levar a um diagnóstico incorreto, e consequente transmissão de informação inapropriada ao paciente, e início de terapia inadequada. Existem vários tipos de vieses e, na Tabela 2 , descrevemos os cinco principais tipos na prática clínica, e como reduzir seu impacto sobre o raciocínio diagnóstico. O conhecimento desses vieses pode levar a estratégias analíticas para corrigi-los, reduzindo, provavelmente a ocorrência de erros diagnósticos. 38 , 53

Tabela 2. Principais vieses na prática clínica e como reduzir seu impacto sobre o raciocínio clínico.

Vieses cognitivos Descrição
Encerramento prematuro Parar de considerar diagnósticos diferenciais após atingir o diagnóstico inicial. 46 É o tipo mais comum de viés no erro diagnóstico segundo o artigo "Diagnostic error in internal medicine" 63,64
Disponibilidade Quando um diagnóstico é definido com a hipótese mais fácil de ser lembrada, sem se pensar muito no caso. 63,64
Confirmação Maior apreciação dos fatos que confirmam o diagnóstico que daqueles que o refutam. 63,65
Moldura/enquadramento A maneira como os dados são apresentados ao médico tem influência no raciocínio e pode levar a erro. 63,65
Ancoragem O diagnóstico mais provável é aquele justificado pela história clínica do paciente. O ponto inicial do raciocínio clínico passa a ser a comorbidade do paciente, reduzindo as possiblidades de outros diagnósticos. 63,64

De maneira similar, o chamado “ruído” também pode contribuir para a ocorrência de erros diagnósticos. Esse conceito foi abordado no livro “ Noise: a flaw in human judgment ”, também de Daniel Kahenman, que define o conceito como a “variabilidade nos julgamentos que deveriam ser idênticos”. 40 Ainda, o livro apresenta dois tipos principais de ruídos, o ruído ocasional, quando fatores externos influenciam as decisões de um indivíduo ou um grupo. E o ruído sistêmico, que descreve a variabilidade indesejada que ocorre quando um grupo de experts tentam avaliar, separadamente, eventos similares. Ter opiniões diferentes é saudável e importante para a medicina e construção do conhecimento. No entanto, quando há variabilidade nos julgamentos que deveriam ser idênticos, o processo de raciocínio torna-se confuso e ainda mais propenso a erro. 40 Assim, de acordo com Kahneman, quando uma combinação de vieses e ruídos ocorre, erros complexos ocorrem. 40

Raciocínio Integrativo

Com base em evidências de teorias cognitivas, modelos contemporâneos de diagnóstico clínico e análise dos erros mencionados neste artigo, estruturamos uma proposta para abordar o raciocínio clínico que nós chamamos Raciocínio Integrativo, que engloba os passos detalhados na Figura 2 . O primeiro contato com o paciente consiste em uma história clínica e um exame físico detalhados. Em seguida, o médico deve organizar os dados mais importantes, formulando um quadro de sintomas e uma lista de problemas. Essa etapa é essencial para transformar as queixas trazidas pelos pacientes em qualificadores semânticos e um resumo de casos. Após analisar essa última etapa, passamos para a formulação de hipóteses baseada no conhecimento prévio e padrões aprendidos, e já pensamos em possíveis diagnósticos diferenciais, considerando a epidemiologia. No mínimo, três diagnósticos diferenciais devem ser listados. Se necessário, exames complementares são solicitados, sendo que podem ser necessários testes de custo baixo, médio ou alto. É importante enfatizar que, no modelo proposto, quando as hipóteses diagnósticas são feitas de maneira assertiva, os exames solicitados serão apenas os estritamente necessários. Após essas etapas, o diagnóstico final é alcançado, mas o processo de metacognição deve ser realizado. Quando necessário, o médico pode retornar à coleta de dados da história do paciente, gerar novas hipóteses, e/ou solicitar novos exames. Dessa forma, o médico pode adicionar ou remover novos dados da lista de problemas e gerar novas hipóteses e diagnósticos diferenciais. Retornar aos processos já aplicados envolve metacognição, a qual é definida como a capacidade humana em monitorar e autorregular processos cognitivos, e é baseada na característica humana de estar consciente de suas ações e pensamentos. A metacognição é importante não só para a formulação do diagnóstico final, como também para médicos e estudantes reconhecerem suas limitações, e principalmente para perderem o medo de pedir uma segunda opinião. Esse processo é essencial para o diagnóstico de doenças, uma vez que o pensamento recorrente durante o raciocínio clínico pode conter vieses, ruído, e levar ao erro diagnóstico. 40 , 45 A falha no diagnóstico ocorre quando um diagnóstico correto para um problema de saúde não é dado em tempo apropriado (o que pode ser fatal) ou quando esse fato não é explicado ao paciente. 54 Outro fator que contribui para se evitar erros diagnósticos é o estímulo de se aprender os processos mentais do raciocínio clínico precocemente durante o treinamento médico. Para isso, desde o início do curso de medicina, os estudantes devem ser encorajados a estabelecerem uma boa relação médico-paciente, juntamente com uma coleta de dados detalhada, envolvimento do paciente e dos familiares no diagnóstico, e revisão cuidadosa dos resultados dos exames. 54 , 55 Obter uma história médica completa é de extrema importância para o raciocínio clínico. Em seguida, discussões sobre os casos devem ser realizadas, e o processo proposto acima seguido. Deve-se enfatizar a importância de se formular diagnósticos diferenciais, e revisar dados coletados e as hipóteses propostas. Além disso, os estudantes devem ser encorajados a praticar pedir ajuda a outros profissionais para discutirem o caso, analisarem exames complementares, e formulares o diagnóstico final. 41 Ainda, a discussão sobre vieses de ruído e erros diagnósticos deve ser constantemente promovida durante o treinamento. A falha em qualquer ponto do pensamento mental durante o raciocínio clínico pode gerar erros diagnósticos. 56 , 57 Além disso, com o avanço de tecnologias, o uso de aplicativos e websites que ajudam na formulação de diagnósticos diferenciais e hipóteses é inevitável e positivo. No entanto, algumas faculdades de medicina, principalmente as mais tradicionais, ainda apresentam certa recusa em estimular tais ferramentas, o que consiste em uma barreira que deve ser superada na melhoria do processo mental do raciocínio clínico tanto do estudante como do médico. 50 , 57

Figura 2. Fluxograma do raciocínio clínico diagnóstico em cardiologia; DDx: diagnósticos diferenciais. 62 .

Figura 2

Futuro

Muitas ferramentas são promissoras em melhorar a acurácia diagnóstica e auxiliar médicos a chegarem a um diagnóstico final. Por exemplo, a inteligência artificial e o Big Data certamente irão exercer um papel na seleção de doenças com alta probabilidade em cada apresentação de caso. Este é o caso do Isabel Healthcare, 58 uma ferramenta médica que ajuda médicos a chegarem a diagnósticos diferenciais, e o estudo CHAMPION que demonstrou a eficácia clínica do sistema de monitoramento hemodinâmico para melhorar o manejo clínico dos pacientes com insuficiência cardíaca sintomática. Esses aparelhos variam desde simples braceletes ou relógios que medem saturação de oxigênio, pressão arterial e frequência cardíaca, até aparelhos hemodinâmicos invasivos que registram o status de volume em pacientes com insuficiência cardíaca. 59 Os aparelhos de telemedicina também auxiliarão a coletar dados e direcionar a tomada de decisão à distância. Por fim, a impressão 3D poderá um dia ser usada para orientar cirurgiões cardíacos no planejamento de cirurgias com precisão, evitando desfechos indesejáveis. 60 , 61

Conclusões

O desenvolvimento do raciocínio clínico iniciou-se séculos atrás, e ainda está em progresso constante. No entanto, esse tema não é muito explorado em faculdades e residências médicas. Conforme apresentado neste artigo, o modelo de raciocínio integrativo serve como um modelo em etapas para o raciocínio diagnóstico e remoção de ruídos e vieses, servindo tanto para médicos experientes como para estudantes em treinamento. Estudos futuros são necessários para validar esse modelo.

Agradecimentos

Gostaríamos de agradecer ao blog Clinical Reasoning por fomentar e enriquecer o raciocínio clínico no Brasil e no mundo por anos, de modo gratuito e facilmente acessível.

Vinculação acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Fontes de financiamento: O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Referências

  • 1.Singh H, Meyer AN, Thomas EJ. The Frequency of Diagnostic Errors in Outpatient Care: Estimations from Three Large Observational Studies Involving US Adult Populations. BMJ Qual Saf. 2014;23(9):727–731. doi: 10.1136/bmjqs-2013-002627. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Giardina TD, Sarkar U, Gourley G, Modi V, Meyer AN, Singh H. Online Public Reactions to Frequency of Diagnostic Errors in US Outpatient Care. Diagnosis (Berl) 2016;3(1):17–22. doi: 10.1515/dx-2015-0022. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.World Health Organization . Patient Safety. Geneva: WHO; 2019. [cited 2021 Sep 27]. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/patient-safety [Google Scholar]
  • 4.Gunderson CG, Bilan VP, Holleck JL, Nickerson P, Cherry BM, Chui P, et al. Prevalence of Harmful Diagnostic Errors in Hospitalised Adults: A Systematic Review and Meta-analysis. BMJ Qual Saf. 2020;29(12):1008–1018. doi: 10.1136/bmjqs-2019-010822. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Melo M, Scarpin DJ, Amaro E, Jr, Passos RB, Sato JR, Friston KJ, et al. How Doctors Generate Diagnostic Hypotheses: A Study of Radiological Diagnosis with Functional Magnetic Resonance Imaging. PLoS One. 2011;6(12):e28752. doi: 10.1371/journal.pone.0028752. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Melo M, Gusso GDF, Levites M, Amaro E, Jr, Massad E, Lotufo PA, et al. How Doctors Diagnose Diseases and Prescribe Treatments: An fMRI Study of Diagnostic Salience. 1304Sci Rep. 2017;7(1) doi: 10.1038/s41598-017-01482-0. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.Pelaccia T, Tardif J, Triby E, Charlin B. An Analysis of Clinical Reasoning Through a Recent and Comprehensive Approach: The Dual-process Theory. Med Educ Online. 2011;16 doi: 10.3402/meo.v16i0.5890. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Thomson OP, Petty NJ, Moore AP. Clinical reasoning in osteopathy–more than just principles? Int J Osteopath Med. 2011;14(2):71–76. doi: 10.1016/j.ijosm.2010.11.003. [DOI] [Google Scholar]
  • 9.Delany C, Golding C. Teaching Clinical Reasoning by Making Thinking Visible: An Action Research Project with Allied Health Clinical Educators. 20BMC Med Educ. 2014;14 doi: 10.1186/1472-6920-14-20. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Cheng TO. Hippocrates and Cardiology. Am Heart J. 2001;141(2):173–183. doi: 10.1067/mhj.2001.112490. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 11.Power D. A Revised Chapter in the Life of Dr. William Harvey, 1636. Proc R Soc Med. 1917;10(Sect Hist Med):33–59. doi: 10.1177/003591571701001502. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 12.Porto MA. A circulação do sangue, ou o movimento no conceito de movimento. Hist Cienc Saude Manguinhos. 1994;1(1):19–34. [PubMed] [Google Scholar]
  • 13.Rebollo RA. A Difusão da Doutrina da Circulação do Sangue: A Correspondência entre William Harvey e Caspar Hoffmann em Maio de 1636. Hist Cienc Saude Manguinhos. 2002;9(3):479–513. doi: 10.1590/s0104-59702002000300002. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 14.Ribatti D. William Harvey and the discovery of the circulation of the blood. J Angiogenesis Res. 2009;1(1):3. doi: 10.1186/2040-2384-1-3. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 15.Öncel Ç, Baser S. Giovanni Battista Morgagni (1682-1771) J Neurol. 2016;263(5):1050–1052. doi: 10.1007/s00415-015-7936-8. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 16.van den Tweel JG, Taylor CR. A brief History of Pathology: Preface to a Forthcoming Series that Highlights Milestones in the Evolution of Pathology as a Discipline. Virchows Arch. 2010;457(1):3–10. doi: 10.1007/s00428-010-0934-4. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 17.Karamanou M, Vlachopoulos C, Stefanadis C, Professor Androutsos G. Jean-Nicolas Corvisart des Marets (1755-1821): Founder of Modern Cardiology. Hellenic J Cardiol. 2010;51(4):290–293. [PubMed] [Google Scholar]
  • 18.Donoso FA, Arriagada SD. René Théophile Hyacinthe Laënnec (1781-1826). Two Hundred Years of the Stethoscope. A Brief Overview. Arch Argent Pediatr. 2020;118(5):444–448. doi: 10.5546/aap.2020.eng.e444. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 19.Reichert P. A History of the Development of Cardiology as a Medical Specialty. Clin Cardiol. 1978;1(1):5–15. doi: 10.1002/clc.4960010102. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 20.Shoja MM, Tubbs RS, Loukas M, Shokouhi G, Ardalan MR. Marie-François Xavier Bichat (1771-1802) and his Contributions to the Foundations of Pathological Anatomy and Modern Medicine. Ann Anat. 2008;190(5):413–420. doi: 10.1016/j.aanat.2008.07.004. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 21.van den Tweel JG, Taylor CR. A brief History of Pathology: Preface to a Forthcoming Series that Highlights Milestones in the Evolution of Pathology as a Discipline. Virchows Arch. 2010;457(1):3–10. doi: 10.1007/s00428-010-0934-4. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 22.Saracci R. Virchow, a Model for Epidemiologists. J Epidemiol Community Health. 2009;63(3):185. doi: 10.1136/jech.2008.083204. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 23.Ventura HO. Profiles in Cardiology. Rudolph Virchow and Cellular Pathology. Clin Cardiol. 2000;23(7):550–552. doi: 10.1002/clc.4960230717. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 24.Young P, Finn BC, Bruetman JE, Emery JD, Buzzi A. William Osler: El Hombre y sus Descripciones. Rev Med Chil. 2012;140(9):1218–1227. doi: 10.4067/S0034-98872012000900018. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 25.Stone MJ. The Wisdom of Sir William Osler. Am J Cardiol. 1995;75(4):269–276. doi: 10.1016/0002-9149(95)80034-p. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 26.Pai-Dhungat JV, Parikh F. Sir Arthur Conan Doyle (1859 -1930) J Assoc Physicians India. 2015;63(3):86–87. [PubMed] [Google Scholar]
  • 27.Ball D. Sir Arthur Conan Doyle 1859-1930. Practitioner. 1975;215(1287):359–368. [PubMed] [Google Scholar]
  • 28.Tan SY, Kwock E. Paul Dudley White (1886-1973): Pioneer in Modern Cardiology. Singapore Med J. 2016;57(4):215–216. doi: 10.11622/smedj.2016075. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 29.White PD, Sattler RR. The Effect of Digitalis on the Normal Human Electrocardiogram, with Especial Reference to a-v Conduction. J Exp Med. 1916;23(5):613–629. doi: 10.1084/jem.23.5.613. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 30.Humphreys JD, Young P. Paul Hamilton Wood (1907-1962): El Máximo Exponente de la Cardiología Clínica Británica del Siglo XX. Rev Med Chil. 2012;140(1):121–124. [PubMed] [Google Scholar]
  • 31.Camm J. The Contributions of Paul Wood to Clinical Cardiology. Heart Lung Circ. 2003;12(Suppl 1):10–14. doi: 10.1046/j.1444-2892.12.s1.1.x. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 32.Katz AM. Icons of Cardiology: Paul Hamilton Wood: Clinician - Scientist. Dialog Cardio Med. 2004;9:117–120. [Google Scholar]
  • 33.Hurst WJ, Fye BW, Martinez-Ríos MA. Professor Ignacio Chávez. Clin Cardiol. 2000;23(12):929. [Google Scholar]
  • 34.Pérez-Riera AR, Femenía F, Baranchuk A, Valdivia ME. Professor Dr. Ignacio Chávez Sánchez (1897-1979): Pioneer of Latin American Cardiology. Cardiol J. 2011;18(4):469–472. [PubMed] [Google Scholar]
  • 35.Braunwald E. Featuring: Eugene Braunwald. Eur Cardiol. 2019;14(2):130–133. doi: 10.15420/ecr.2019.14.2.CM1. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 36.Braunwald E. On the Frontiers of Cardiology: An Interview with Eugene Braunwald. Interview by Elaine Musgrave. Clin Transl Sci. 2010;3(6):275–278. doi: 10.1111/j.1752-8062.2010.00244.x. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 37.Braunwald E, Nicholls M. Leaders in Cardiovascular Medicine. Eugene Braunwald MD: An Icon of the 20th Century Still Going Strong. Eur Heart J. 2015;36(22):1350–1351. doi: 10.1093/eurheartj/ehv101. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 38.Elstein AS. Thinking About Diagnostic Thinking: A 30-Year Perspective. Adv Health Sci Educ Theory Pract. 2009;14(Suppl 1):7–18. doi: 10.1007/s10459-009-9184-0. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 39.Higgs J, Jones M. Higgs J, Jones MA, Loftus S, Christensen N.editors . Clinical Reasoning in Health Professions. Amsterdam: Elsevier; 2008. Clinical decision making and multiple problem spaces; pp. 4–19. [Google Scholar]
  • 40.Kahneman D, Sibony O, Sunstein CR. Noise: a flaw in human judgment. New York: Little, Brown Spark; 2021. [Google Scholar]
  • 41.Gurat MG. Metacognitive Strategy Knowledge Use through Mathematical Problem Solving amongst Pre-service Teachers. Am J Ed Res. 2016;4(2):170–189. doi: 10.12691/education-4-2-5. CTM Jr. [DOI] [Google Scholar]
  • 42.Mendonca VS, Gallagher TH, Oliveira RA. The Function of Disclosing Medical Errors: New Cultural Challenges for Physicians. HEC Forum. 2019;31(3):167–175. doi: 10.1007/s10730-018-9362-7. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 43.Kahneman D. Rápido e devagar duas formas de pensar. São Paulo: Objetiva; 2002. [Google Scholar]
  • 44.Luz PM, Nadanovsky P, Leask J. How Heuristics and Cognitive Biases Affect Vaccination Decisions. Cad Saude Publica. 2020;36(Suppl 2):e00136620. doi: 10.1590/0102-311X00136620. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 45.Saposnik G, Redelmeier D, Ruff CC, Tobler PN. Cognitive Biases Associated with Medical Decisions: A Systematic Review. 138BMC Med Inform Decis Mak. 2016;16(1) doi: 10.1186/s12911-016-0377-1. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 46.Pichardo-Rodríguez R, Cordova-Cueva LB, Saavedra-Velasco M. Critical Reading Of Clinical Studies. Practical Bases For The Resident Doctor Of Clinical Specialties. Rev la Fac Med Humana. 2021;21(3):630–637. doi: 10.25176/RFMH.v21i1.3166. [DOI] [Google Scholar]
  • 47.Popper K. The Logic of Scientific Discovery. Mansfield Centre CT: Martino Publishing; 2014. [Google Scholar]
  • 48.Réa A., Neto Raciocínio Clínico--o Processo de Decisão Diagnóstica e Terapêutica. Rev Assoc Med Bras (1992) 1998;44(4):301–311. doi: 10.1590/s0104-42301998000400009. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 49.Mamede S, Figueiredo-Soares T, Santos SME, Faria RMD, Schmidt HG, van Gog T. Fostering Novice Students’ Diagnostic Ability: The Value of Guiding Deliberate Reflection. Med Educ. 2019;53(6):628–637. doi: 10.1111/medu.13829. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 50.Mamede S, van Gog T, van den Berge K, Rikers RM, van Saase JL, van Guldener C, et al. Effect of Availability Bias and Reflective Reasoning on Diagnostic Accuracy Among Internal Medicine Residents. JAMA. 2010;304(11):1198–1203. doi: 10.1001/jama.2010.1276. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 51.Charlin B, Boshuizen HP, Custers EJ, Feltovich PJ. Scripts and Clinical Reasoning. Med Educ. 2007;41(12):1178–1184. doi: 10.1111/j.1365-2923.2007.02924.x. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 52.Cox M, Irby DM. Educational Strategies to Promote Clinical Diagnostic Reasoning. Surv Anesthesiol. 2007;51(2):75. [Google Scholar]
  • 53.Garcia NAP. Erro Médico: Estudo da Responsabilidade Civil Dirigido ao Profissional da Saúde. Medical Error: Civil Liability Study Addressed to the Health Professional. Botucatu: UNESP; 2020. [cited 2022 Mar 31]. https://repositorio.unesp.br/handle/11449/192233 Internet. [Google Scholar]
  • 54.Graber ML, Franklin N, Gordon R. Diagnostic Error in Internal Medicine. Arch Intern Med. 2005;165(13):1493–1499. doi: 10.1001/archinte.165.13.1493. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 55.Singh H, Giardina TD, Meyer AN, Forjuoh SN, Reis MD, Thomas EJ. Types and Origins of Diagnostic Errors in Primary Care Settings. JAMA Intern Med. 2013;173(6):418–425. doi: 10.1001/jamainternmed.2013.2777. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 56.Gaetani M, Parshuram C. The Error-berg: Reconceptualizing Medical Error as a Tool for Quality and Safety. Anesthesiology. 2019 Jul;131(1):154. doi: 10.1097/ALN.0000000000002707. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 57.Croskerry P. The Importance of Cognitive Errors in Diagnosis and Strategies to Minimize Them. Acad Med. 2003;78(8):775–780. doi: 10.1097/00001888-200308000-00003. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 58.Isabel Health Care . The Isabel Story. Ann Arbor: Isabel Health Care; 2021. [cited 2021Sep 27]. https://www.isabelhealthcare.com/ internet. [Google Scholar]
  • 59.Adamson PB, Abraham WT, Aaron M, Aranda JM, Jr, Bourge RC, Smith A, et al. CHAMPION Trial Rationale and Design: The Long-term Safety and Clinical Efficacy of a Wireless Pulmonary Artery Pressure Monitoring System. J Card Fail. 2011;17(1):3–10. doi: 10.1016/j.cardfail.2010.08.002. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 60.Farooqi KM, Smerling J, Jorde UP. Application of 3D Printing Technology in Heart Failure. Heart Fail Clin. 2022;18(2):325–333. doi: 10.1016/j.hfc.2021.11.002. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 61.Mehta NJ, Khan IA. Cardiology’s 10 Greatest Discoveries of the 20th Century. Tex Heart Inst J. 2002;29(3):164–171. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 62.de la Calzada CS. A Framework for Clinical Reasoning in Adult Cardiology. Adv Med Educ Pract. 2015;6:489–495. doi: 10.2147/AMEP.S84708. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 63.Croskerry P, Singhal G, Mamede S. Cognitive Debiasing 1: Origins of Bias and Theory of Debiasing. BMJ Qual Saf. 2013;22(Suppl 2):58–64. doi: 10.1136/bmjqs-2012-001712. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 64.Wellbery C. Flaws in Clinical Reasoning: A Common Cause of Diagnostic Error. Am Fam Physician. 2011;84(9):1042–1048. [PubMed] [Google Scholar]
  • 65.O’Sullivan ED, Schofield SJ. Cognitive Bias in Clinical Medicine. J R Coll Physicians Edinb. 2018;48(3):225–232. doi: 10.4997/JRCPE.2018.306. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
Arq Bras Cardiol. 2022 Aug 24;119(5):793–800. [Article in English]

Clinical Reasoning in Cardiology: Past, Present and Future

Evandro Tinoco Mesquita 1,2, Mayara Gabriele Toledo 2, Rodrigo da Silva Garcia Prieto 2, Amanda Cunha Soares 3,4, Eduardo Thadeu de Oliveira Correia 2

Abstract

Clinical reasoning was born 2,500 years ago with Hippocrates, having evolved over the centuries, becoming a mixture of art and science. Several personalities throughout history have contributed to improving diagnostic accuracy. Nonetheless, diagnostic error is still common and causes a severe impact on healthcare systems. To face this challenge, several clinical reasoning models have emerged to systematize the clinical thinking process. This paper describes the history of clinical reasoning and current diagnostic reasoning methods, proposes a new clinical reasoning model, called Integrative Reasoning, and brings perspectives about the future of clinical reasoning.

Keywords: Diagnostic Errors, Cardiology, Cardiovascular System, History of Medicine

Introduction

Clinical diagnosis was born 2,500 years ago with Hippocrates, having evolved over the centuries, and become a mixture of art and science. Many personalities throughout the history of medicine have contributed to improving diagnostic accuracy. However, diagnostic error is still very common, with previous studies in outpatient clinics in the USA showing a 5% prevalence of errors.1 , 2 Furthermore, a report from the World Health Organization (WHO) showed that about 138 million people are affected by medical errors annually, of which 2.6 million have lost their lives.3 It is known that the differential diagnostic capacity and diagnostic accuracy tend to improve with clinical experience.4 Recent studies however have shown that it is difficult for physicians to make assertive decisions. This phenomenon is further aggravated by the fact that clinical reasoning and cognitive processes involved in the physician’s decision-making process are not well covered in medical schools’ curricula.4 Typically, more experienced doctors will need less data to reach the same conclusion as less experienced doctors or doctors in training.4

Teaching clinical reasoning is challenging, since it is subjective and requires multiple skills (e.g. history taking, physical examination, to order appropriate complement tests, and to think about differential diagnoses).5 In cardiology, the challenge is even greater, due to the overlap of symptoms between different cardiovascular diseases.5 Recently, many authors have suggested tools to systematize the clinical thinking process, reduce diagnostic errors and facilitate teaching to undergraduate students and less experienced physicians.6 Nonetheless, reviews that address clinical reasoning in cardiology in a comprehensive manner are scarce. Therefore, this paper describes the history of clinical reasoning and current diagnostic reasoning methods, and proposes a new clinical reasoning model, called Integrative Reasoning, and brings perspectives about the future of clinical reasoning.

Past

Clinical reasoning is the mental process used by physicians to generate diagnostic hypotheses for a disease. It plays an important role in the medical ability to formulate and test diagnostic hypothesis, solve problems, and make assertive decisions.7 Thus, it is considered the center of medical competence and an integral part of clinical practice, coupled with the experiences accumulated throughout one’s career.8 Therefore, clinical reasoning is a continuous, non-linear, extremely complex process that requires cognitive processes, acquisition of theoretical and practical knowledge, problem-solving capacity, and metacognition.9

Historically, clinical diagnosis has emerged with Hippocrates (2,380 years ago, in 370 B.C.). Many physicians have made significant contributions over the history, with the discovery of diseases and their pathophysiological processes, and development of technologies to improve physical examination.10 Particularly for heart disease, the drawings of Andreas Vesalius and the description of blood circulation and cardiac physiology by William Harvey were the first steps towards the foundation of modern cardiology.11 - 14 Years later, Giovanni Battista Morgagni published his great work: “ De Sedibus et Causis Morborum per Anatomen Indagatis ” (Of the sites and causes of disease, investigated by autopsy ) , for which he was marked as the founder of pathological anatomy, which allowed the association of autopsies with patient’s clinical status.15 , 16

The French school was another great contributor to the birth of modern cardiology. Importantly, Corvisart with the valorization of a detailed bedside anamnesis and physical examination.17 Beyond that, Corvisart reintroduced and perfected the method of chest percussion in clinical diagnosis, translating Leopold von Auenbrugger’s manuscript “Inventum Novum” from Latin into French.17 This fact led to his recognition as the founder of clinical cardiology. Still from the French school, René Théophile Hyacinthe Laennec invented the stethoscope, an indispensable instrument to perform a thorough physical examination, capable of bringing key points for the cognitive process of formulating the diagnosis.18 Laennec coined and described several terms used until today, such as “vesicular murmur”, “bronchial sounds”, “crackling”, “snoring”, “pectoriloquy”, “egophony” and “pleural friction rub”.19 Another member of the French School, Marie-François-Xavier Bichat discovered the independence of the heart from the brain, the first step to understand the cardiac conduction system.20 , 21

Moving on to the German school, Rudolf Ludwig Karl Virchow and William Osler must be acknowledged for their prominence in building medical thinking in the diagnosis of cardiovascular disease. Virchow coined terms that are still used today, such as thrombosis, embolism, agenesis, chromatin, parenchyma, myelin, leukocytosis, leukemia, endarteritis, amyloid, degeneration, and osteoid, in addition to performing the description of the mechanism of thrombus formation in blood vessels, known as Virchow’s triad.22 , 23 Osler highlighted the importance of the physician-patient relationship, observation, and scientific rigor, and of assessing the patient and symptoms in detail, describing each change in the physical examination.24 Another major contribution of his work was the creation of medical residency, in defense of continuous medical education.25 Osler also created the so-called “Osler’s Rule” - each patient should be given only one diagnosis that explains his disease - which was followed until the 20th century when patients had a low life expectancy and therefore died before they developed multiple comorbidities.25

Another physician of importance was Sir Arthur Ignatius Conan Doyle, of the Edinburgh school. Sir Arthur Doyle, inspired by the art of deduction of his teacher Dr. Joseph Bell, created the character Sherlock Holmes, described as a meticulous investigator, which shows how Sir Doyle viewed the importance of constructing scripts in the formulation of diagnosis.26 , 27

After the period of anatomopathological studies and meticulous analysis of patients’ symptoms, new tools to aid diagnosis in cardiology were developed, especially the electrocardiogram (1902), by the Dutch physiologist Willem Einthoven. Then, Dr. Paul Dudley White contributed to the discovery of important electrocardiographic findings that are still part of problem lists today, with emphasis on the description of the Wolff-Parkinson-White Syndrome.28 , 29

Another important name in the history of the development of clinical reasoning, Paul Hamilton Wood, is recognized as an icon in the transition from ancient to modern cardiology, as are Paul Dudley White and Ignacio Chávez Sánchez.30 , 31 Wood redefined the Eisenmenger Complex as a pathological state attributed to pulmonary hypertension with an inverted or bidirectional shunt, which would minimize its effects. He also described that pulmonary hypertension is capable of producing pulmonary arterial vasoconstriction,30 which can be reversed by injection of acetylcholine into the pulmonary artery, and drafted that pulmonary arterial vasoconstriction would act as a protective mechanism against acute pulmonary edema.31 , 32 Ignacio Chávez Sánchez contributed to the description of the clinical findings of pulmonary hypertension. In addition to bringing Mexican cardiology to the forefront, he laid the foundation to include humanism as the great driving force behind medical actions; this is important for the establishment of a good doctor-patient relationship and favors the collection of information in the anamnesis and physical examination.33 , 34 Finally, the cardiologist Eugene Braunwald, who developed a calculation method that later became known as the ejection fraction, which became essential to evaluate the condition of heart failure.35 In 1967 Eugene Braunwald and his study group identified the main determinants of oxygen consumption: the development of tension, and the velocity and frequency of contraction.36 In 1984, he created the TIMI (Thrombolysis in Myocardial Infarction) Study Group,37 which involved several hospitals and compared streptokinase, an old drug, with alteplase, demonstrating the superiority of the latter, which was important for the approval of alteplase by the US Food and Drug Administration.36 Important contributions to the foundation of clinical reasoning in cardiology are described in Table 1 and Figure 1 .

Table 1. Centuries of work for the understanding of diagnosis in cardiology, described by physicians and their main contributions.

Doctors Contributions
Hippocrates Pioneer in case study documentation and interpretation10
Andreas Vesalius Anatomical-clinical correlation is eternalized in the anatomy atlas "De Humani Corporis Fabrica".11
William Harvey Description of the heart as a pump and of the circulatory system as a closed circuit14
Giovanni Morgagni Definition of mitral stenosis, angina pectoris, endocarditis in the work "De Sedibus et Causis Morborum per Anatomen Indagatis"15
Jean-Nicolas Corvisart-Desmarets Published the first modern treatise on cardiology and reintroduced Auenbrugger's method of chest percussion for clinical diagnosis.17,19
René Theopphile Laennec Invented the stethoscope, described concepts of respiratory semiology (De L'auscultation médiate) and heart sounds17
Marie François Xavier Bichat Discovery of cardiac automatism20
Rudolf Virchow Description of the thrombus formation mechanism, known as the "Virchow Triad"23
William Osler Created the Osler's rule, founded the medical residency, and participated in the discovery of platelets.24,25
Arthur Conan Doyle Described vasomotor changes in Tabes Dorsalis and advocated the exhaustive search for clinical data leading to diagnosis, and based on this, created the character, Sherlock Holmes.27
Paul Dudley White Participated in the discovery of Wolff-Parkinson-White Syndrome and the creation of the American Heart Association, as well as advocated the relationship between lifestyle and coronary artery disease.29
Ignácio Chávez Sánchez Founded the Mexican National Cardiology Institute and authored papers on syncope, essential hypertension, pulmonary hypertension, and ischemic heart disease associated with atherosclerosis.33,34
Paul Hamilton Wood Worked with congenital heart diseases, rheumatic valve disease, and pulmonary hypertension, and wrote the book "Diseases of the heart and circulation".30
Eugene Braunwald Described the relationship between circulating LDL level and risk of heart attack; participated in the TIMI study group that led to FDA approval of alteplase for treatment of acute coronary syndrome.37

TIMI: Thrombolysis in Myocardial Infarction; FDA: U.S. Food and Drug Administration.

Figure 1. Most of these doctors have left their discoveries described in their books, which are mentioned in the figure. 17.

Figure 1

Present

Today, clinical reasoning has been studied by researchers from various fields, such as medicine, education, clinical psychology, and cognitive psychology.38 - 40 These fields investigate the process in different ways, but are unanimous in noting that it is necessary skill for medical decision-making.39 In this context, cognitive psychology studies on cognition have brought important insights into mental processes.40 This area investigates issues such as metacognition, memory, pattern recognition, perception, attention, creativity, reasoning, and problem-solving.41 , 42 In this sense, we can state that cognitive psychology unites structural cognition with critical reasoning processes such as deductive and inductive reasoning, which generates the so-called systems thinking.

Clinical reasoning is governed by two systems of thought, known as “system 1” or general clinical reasoning, and “system 2” or clinical reasoning in particular; the interaction between these two systems determines the thinking. These systems are based on Daniel Kahneman’s book, “Thinking, Fast and Slow”.43 System 1 is fast, automatic, impulsive, and intuitive, and often acts without voluntary control. System 2, on the other hand, is calculating, deliberate, and analytical, and is responsible for reasoning and decision making. This last system seeks to focus on the object of interest and avoid distractions to achieve a goal.43

During the clinical reasoning process, pattern recognition resorts to system 1. Experienced physicians, after years of practice and case studies, tend to formulate the final diagnosis mainly through system 1, since the long journey of accumulating knowledge has allowed them to store a series of patterns, known as disease scripts. The method used by these more experienced doctors is also what Cognitive Psychology calls “heuristics”, which consists in simplifying the search for solutions when faced with a problem to save the mind effort.44 On the other hand, students and doctors who have just started their careers tend to use mainly system 2, since accumulation of experience and knowledge is gradual.

Heuristics is a model of rapid, non-analytical, intuitive reasoning to unconsciously establish the relationship between patient presentation and disease patterns stored in long-term memory. Heuristics are characterized by the rapidity with which the physician raises diagnostic hypotheses.44 , 45 This activity is required in the traditional model of scientific reasoning called hypothetico-deductive reasoning, which consists of finding a solution to a problem using attempts (conjectures, hypotheses, theories) and eliminating errors.46 This method was born in scientific epistemology, the result of discussions about inductive versus deductive methods.47 According to this thinking, the doctor looks for a solution for a problem (disease) through possible answers, in a process of attempts, conjectures, and refutations.47 The set of data obtained about the patient’s problem is recorded and includes the first medical impression, the history, and the physical examination of the patient.48 The hypotheses found for the case are divided into main and alternative hypotheses. The physician tests the hypotheses until finding a degree of probability that will be used to confirm the diagnosis and exclude others and guide the individualized therapeutic plan.37 In this model of reasoning, the physician’s experience in understanding diseases is placed as a determinant of the probability of a correct diagnosis. In this sense, researchers have begun to question how we can understand the reasoning pattern used by the experienced physician and bring it to the novice physician.49 The intensification of research in this area began in the 1970s when studies involving clinical reasoning showed that what differentiated students from experienced physicians was not the cognitive model, but the assertiveness and quality of the hypotheses. Therefore, according to this view, the accuracy of the initial hypothesis predicts the accuracy of the diagnosis.50

Illness scripts are the data stored in the memory, accessed when the physician is faced with a picture presented by a patient at the very beginning of the clinical reasoning process.51 The scripts are formed according to the experience lived by doctors and students, that is, they are organized based on the patterns of diseases analyzed along their trajectory. The more often the patterns are seen and discussed, the more refined the scripts become. However, the formation and establishment of illness scripts by the practitioner occur not only with the practical experience of but with studies and theoretical knowledge.51 , 52

After learning and accumulating many scripts, when presented to a patient’s disease, the physician uses of memorized diagnoses and picks the disease that quickly comes to mind because of its very similar characteristics with those seen at the occasion.44 This quick and very intuitive process involves the so-called “cognitive bias”, which is characterized by the use of shortcuts that lead in one direction to simplify thinking, i.e . a bias is a tendency or a distortion in favor or against something.45 This may lead to an incorrect diagnosis, and consequent transmission of inappropriate information to the patient, and initiation of inadequate therapy. There are several types of biases, and in Table 2 we describe the five most important ones in clinical practice and how to reduce their impact on diagnostic reasoning. Awareness of these biases can evoke analytic strategies to correct it, probably reducing the occurrence of diagnostic errors.38 , 56

Table 2. The most important biases in clinical practice and how to reduce their impact on diagnostic reasoning.

Cognitive biases Description
Premature closure Stopping to think about differential diagnoses after reaching an initial diagnosis.46It is the most common type of bias in diagnostic error according to the article "Diagnostic error in internal medicine"63,64
Availability When the diagnosis is established by the easiest hypothesis to remember, with little thought devoted to the case.63,64
Confirmation Greater appreciation of facts that confirm the diagnostic hypothesis than those that refute it.63,65
Framing The way data is presented to the doctor influences reasoning and can lead to error.63,65
Anchoring The most likely diagnosis is the one that is justified by the patient's history of disease. The starting point for clinical reasoning becomes the patient's comorbidity, reducing the possibilities of other diagnoses.63,64

Similarly, the so-called “noise” is also likely to contribute to the occurrence of diagnostic errors. This concept was addressed in the book “Noise: a flaw in human judgment”, also by Daniel Kahneman, who defines this concept as “variability in judgments that should be identical.40 Furthermore, the book brings two main types of noise, the occasion noise, when external factors influence the decisions of an individual or a group, and the systemic noise, which describes the unwanted variability that happens when a group of experts tries to separately evaluate similar events. Having different opinions is healthy and important for medicine and knowledge building. However, when there is variability in judgments that should be identical, the diagnostic reasoning process becomes fuzzy and even more error-prone.40 Thus, according to Kahneman, when a combination of biases and noise occurs, complex errors occur.40

Integrative Reasoning

Based on evidence from cognitive theories, contemporary models of clinical diagnosis, and analysis of the errors mentioned in this article, we structured a proposal to approach clinical reasoning that we named Integrative Reasoning, which encompasses the steps detailed in Figure 2 . The first contact with the patient consists of a detailed history and physical examination. Next, the physician must organize the most important data, formulating a symptom chart and a problem list. This step is essential to transform the complaints brought by the patients into semantic qualifiers and a case summary. After analyzing this last step, we proceed to the formulation of hypotheses based on previous knowledge and learned patterns, and we already think about possible differential diagnoses, considering the epidemiology. At least three differential diagnoses should be listed. If necessary, complementary exams are requested, and low, medium or high-cost tests may be required. It is important to emphasize that, in the proposed model, when the diagnostic hypotheses are assertively made, the tests ordered will be those that are strictly necessary. After these steps, the final diagnosis is reached, but the process of metacognition must be carried out. When necessary, the physician can return to collection of data from patient’s history, generate new hypotheses, and/or request new tests. In this way, the physician can add or remove new data from the problem list and generate new hypotheses and differential diagnoses. Returning to the processes already applied involves metacognition, which is defined as the human ability to monitor and self-regulate cognitive processes and is based on the human characteristic of being aware of one’s actions and thoughts. Metacognition is important not only for the formulation of the final diagnosis, but also for doctors and students to recognize their limitations and difficulties, and especially to lose the fear of asking for a second opinion. This process is essential for the diagnosis of diseases, because the recurrent thinking during clinical reasoning may contain biases, noise, and lead to diagnostic error.40 , 45 Misdiagnosis is defined as the failure to establish a correct diagnosis at the appropriate time for a health problem (which may be life-threatening) or to communicate this explanation to the patient.54 Another factor that contributes to avoiding diagnostic errors is the encouragement of learning the mental processes of clinical reasoning early on during medical training. To this end, from the beginning of medical school, students should be encouraged to establish a good doctor-patient relationship in conjunction with detailed data collection, involvement of patient and family in the diagnosis, and careful review of test results.54 , 55 A complete medical history is of paramount importance for clinical reasoning. Then, discussions of the cases should be carried out and the process proposed above be followed. It is worth emphasizing the importance of formulating differential diagnoses, and reviewing the data collected and the proposed hypotheses. Also, students should be encouraged to practice asking for help from other professionals to discuss the case, understand the complementary exams, and formulate the final diagnosis.41 Moreover, the discussion of noise biases and diagnostic errors should be constantly promoted during training, and failure at any point of mental thinking during clinical reasoning can generate diagnostic errors.56 , 57 Furthermore, with the advance of technologies, the use of applications and websites that help in the formulation of differential diagnoses and hypotheses is inevitable and positive. However, some medical schools, especially the more traditional ones, still present a refusal to encourage these tools, and this is a barrier that must be overcome to improve the mental process of clinical reasoning of both students and physicians.50 , 57

Figure 2. Flowchart of medical reasoning in cardiology. CV: cardiovascular; Hx: history; PE: physical examination; DDx: differential diagnoses. 65.

Figure 2

Future

Many tools hold promise on improving diagnostic accuracy and helping physicians to reach a final diagnosis. For example, artificial intelligence and Big Data will certainly play a role in selecting diseases with higher likelihood in each case presentation. This is the case of Isabel Healthcare,58 a medical tool that helps doctors to come up differential diagnoses and the CHAMPION study that demonstrated the clinical effectiveness of the CardioMEMS hemodynamic monitoring system to improve clinical management of patients with symptomatic heart failure. These devices can range from simple bracelets and watches to measure oxygen saturation, blood pressure, and heartbeat, to invasive hemodynamic devices to register volume status in heart failure patients.59 Telemedicine devices will also help to collect data and guide decision making from distance. Finally, 3D printing may one day be used to guide cardiac surgeons to plan surgeries with precision, avoiding undesirable outcomes.60 , 61

Conclusions

The development of clinical reasoning began centuries ago and is still in constant progression. However, this subject is not well explored by medical schools and residencies. As presented in this paper, the integrative reasoning model may serve as a simple and stepwise framework for diagnostic reasoning and removal of noise and biases, serving both experienced physicians and students in training. However, future studies are needed to validate this model.

Acknowledgments

We would like to thank the Clinical Reasoning blog for fostering and enriching clinical reasoning in Brazil and the world for years in a free and easily accessible way.

Footnotes

Study Association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

Sources of Funding: There were no external funding sources for this study.


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