A Multiple Criteria Approach to support Value-Based Health Care

March 31, 2026

Os sistemas de saúde a nível mundial estão a atravessar um processo de transformação profunda, impulsionado por mudanças demográficas e epidemiológicas, pela crescente prevalência das doenças cronicas, por pressões de sustentabilidade financeira, pela rápida inovação tecnológica e por uma complexidade organizacional crescente. Estas dinâmicas expandiram o conjunto de modelos de cuidados, tecnologias e arranjos organizacionais disponíveis, intensificando simultaneamente a dificuldade de tomar decisões coerentes, transparentes e orientadas para o valor ao longo de todo o ciclo de cuidados de saúde. Neste contexto, a Saúde Baseada em Valor (Value-Based Health Care – VBHC) emergiu como um paradigma estratégico orientado para a melhoria dos resultados em saúde em relação aos custos. No entanto, apesar do seu apelo conceptual e relevância em termos de política publica, a abordagem VBHC oferece orientações operacionais limitadas para estruturar e apoiar processos de decisão complexos, caracterizados por resultados multidimensionais, perspetivas heterogéneas dos diferentes intervenientes, incerteza e percursos de cuidados longitudinais. A resposta a esta lacuna exige enquadramentos avençados de apoio a decisão capazes de traduzir princípios orientados para o valor em orientações operacionais nos sistemas de saúde. Esta tese responde a este desafio através do desenvolvimento e da aplicação de ferramentas de apoio á decisão baseadas na Análise de Decisão Multicritério (Multiple Criteria Decision Analysis – MCDA), visando a operacionalização da VBHC em contextos complexos de cuidados de saúde, com especial incidência nas doenças cronicas. A investigação procura colmatar a distância entre objetivos estratégicos orientados para o valor e a sua implementação pratica, avançando ferramentas metodológicas que estruturam explicitamente compromissos, acomodam preferências imperfeitas e heterogéneas e apoiam processos de decisão consistentes. A investigação desenvolve-se através de uma sequência de estudos interligados. O primeiro estudo propõe um roteiro estruturado para a operacionalização de VBHC ao longo de todo o ciclo de cuidados de uma doença cronica, evidenciando como objetivos estratégicos dão origem a múltiplos contextos de decisão interdependentes que requerem suporte analítico distinto, mas coerente. Os estudos subsequentes centram-se em avanços metodológicos em MCDA, abordando limitações fundamentais relacionadas com a usabilidade, a modelação de preferências e a robustez. Em particular, são desenvolvidas novas abordagens para gerir inconsistências e informação imperfeita nos processos de eliciação de preferências, reduzir a carga cognitiva através de métodos baseados em desagregação, e modelar efeitos de interação entre critérios, preservando simultaneamente a transparência e a explicabilidade. Estas contribuições reforçam a aplicabilidade de modelos avançados de MCDA em contextos reais de cuidados de saúde, caracterizados por incerteza, informação limitada e diversidade de perspetivas dos intervenientes. O último estudo recorre a uma metodologia de benchmarking baseada em MCDA para a avaliação da qualidade hospitalar, visando analisar a evolução da qualidade dos hospitais públicos portugueses numa perspetiva longitudinal, bem como identificar as principais tendências observadas ao longo do tempo. Esta abordagem inclui um processo interativo com um especialista em saúde, de modo a incorporar as suas preferências no modelo de avaliação. De forma global, esta tese contribui para a ciência da decisão e para a gestão em saúde ao avançar metodologias de MCDA e ao enquadra-las numa perspetiva sistémica e centrada no doente, alinhada com a VBHC. Em vez de propor um único sistema unificado de apoio á decisão, a investigação clarifica de que forma diferentes abordagens de MCDA podem apoiar contextos de decisão distintos que emergem ao longo dos percursos de cuidados, viabilizando mecanismos de governação orientados para o valor, tais como a gestão baseada no desempenho e a contratualização e o financiamento associados a resultados. Ao combinar estudos aplicados com desenvolvimentos metodológicos motivados por necessidades reais de decisão em saúde, a tese estabelece uma base analítica estruturada para o desenvolvimento futuro de enquadramentos de apoio a decisão orientados para o valor em sistemas de saúde complexos. Healthcare systems worldwide are undergoing a profound transformation driven by demographic and epidemiological change, the growing burden of chronic conditions, financial sustainability pressures, rapid technological innovation, and increasing organizational complexity. These dynamics have expanded the set of available care models, technologies, and organizational arrangements, while simultaneously intensifying the difficulty of making coherent, transparent, and value-oriented decisions across the healthcare continuum. In this context, Value-Based Health Care (VBHC) has emerged as a strategic paradigm aimed at improving health outcomes relative to costs. However, despite its conceptual appeal and policy relevance, VBHC provides limited operational guidance for structuring and supporting complex decisionmaking processes characterized by multidimensional outcomes, heterogeneous stakeholder perspectives, uncertainty, and longitudinal care pathways. Addressing this gap requires advanced decision-support frameworks capable of translating value-based principles into actionable guidance across healthcare systems. This thesis addresses this challenge by developing and applying Multiple Criteria Decision Analysis (MCDA)–based decision-support frameworks to operationalize VBHC in complex healthcare environments, with a particular focus on chronic conditions. The research seeks to bridge the gap between strategic value-based objectives and their practical implementation by advancing methodological tools that explicitly structure trade-offs, accommodate imperfect and heterogeneous preferences, and support consistent decision-making. The research unfolds through a sequence of interconnected studies. The first study proposes a comprehensive roadmap for operationalizing VBHC across the full cycle of care for a chronic condition, highlighting how strategic objectives give rise to multiple, interdependent decision contexts requiring distinct yet coherent analytical support. Subsequent studies focus on methodological advancements in MCDA, addressing key limitations related to usability, preference modeling, and robustness. In particular, novel approaches are developed to manage inconsistency and imperfect information in preference elicitation, to reduce cognitive burden through disaggregation-based methods, and to model interaction effects between criteria while preserving transparency and explainability. These contributions enhance the applicability of advanced MCDA models in real-world healthcare settings characterized by uncertainty, limited information, and diverse stakeholder perspectives. The last study applies an MCDA-based benchmarking methodology to the assessment of hospital quality, with the objective of examining the evolution of Portuguese public hospital quality from a longitudinal perspective and identifying its most significant trends. This approach includes an interactive process with a healthcare expert in order to incorporate their preferences into the evaluation model. Overall, this thesis contributes to decision science and healthcare management by advancing MCDA methodologies and positioning them within a systemic, patient-centered perspective aligned with VBHC. Rather than proposing a single unified decision-support system, the research clarifies how different MCDA approaches can support distinct decision contexts arising along care pathways, thereby enabling value-oriented governance mechanisms such as performance-based management and outcome-linked contracting and reimbursement. By combining applied studies with methodological developments motivated by real healthcare decision needs, the thesis establishes a structured analytical foundation for the future development of value-oriented decision-support frameworks in complex healthcare systems.

Authors in the community:

• 

  A

  Alexandre Miguel Amaral Vilar Ricardo

  ist196969

Supervisors of this institution:

• 

  L

  Luís António de Castro Valadares Tavares

  ist10683

• 

  J

  José Rui De Matos Figueira

  ist14525

101700199

Doutoramento em Engenharia e Gestão

other-engineering-and-technologies - Other engineering and technologies

Keywords

• Multiple Criteria Decision Analysis
• Value-Based Health Care
• Preference Modeling
• Healthcare Performance Assessment
• Robustness Analysis
• Analise de Decisão Multicritério
• Saúde Baseada em Valor
• Modelação de Preferências
• Avaliação do Desempenho em Saúde
• Analise de Robustez

eng - English

Instituto Superior Técnico

Financing entity

Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Title of the project, award or grant: A Multicriteria Approach to Sustainable and Innovative Value Based Health Care VBHC Contracting

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Funding Stream: Doctoral scholarship grant

Identifier for the funding entity: https://doi.org/10.13039/501100001871

Type of identifier of the funding entity: Crossref Funder

Number for the project, award or grant: UI/BD/153083/2022