Optimisation via Simulation for Healthcare Emergency Departments

Resumo

Actualment, molts dels sistemes de salut són entorns grans, complexos i molt dinàmics, en particular els serveis d'urgències hospitalaris (EDs per les sigles en anglès). Aquests obren i funcionen les 24 hores al dia durant tot l'any, amb recursos limitats. Els EDs solen estar a l'entrada principal de l'hospital i un component clau de tot el sistema de salut. La missió original dels EDs és atendre situacions d'emergència únicament. No obstant això, els usuaris d' EDs inclouen una àmplia gamma de malalties i lesions des de casos de veritable emergència, fins als no urgents. Com a resultat d'això, els EDs estan saturats. Per tant, és necessari l'ús ampli de simulacions de EDs a ordinador per avaluar les seves respostes a la demanda de serveis. L'elecció dels paràmetres de simulació òptims pot millorar el seu funcionament, però l'elecció d'una bona configuració segueix sent un gran desafiament. Aquesta millora es pot aconseguir mitjançant la modelització dels EDs basat en agents i la simulació. L'optimització a través de la simulació és un camp emergent que integra tècniques d'optimització en l'anàlisi de simulacions. En aquesta investigació es proposa una metodologia d'optimització de dues fases per a l'optimització d’EDs a través de la simulació. La primera fase és un enfocament de gra gruixut que consisteix en una etapa d'exploració global sobre tot l'espai de cerca. Aquesta fase identifica regions prometedores per a l'optimització basat en una estructura de veïnatge del problema. Aquesta fase fa servir ja sigui un enfocament pipeline d'un servei d'urgències o l'heurística de Monte Carlo més el mètode de K-means, o ambdós. Aquesta primera fase retorna una col•lecció de regions prometedores. La segona fase és un enfocament de gra fi, que consisteix en la recerca de la millor solució, ja sigui l'òptima o una sub-òptima mitjançant la realització d'una “recerca exhaustiva reduïda” en tals regions prometedores. En aquest treball s'optimitza la configuració del personal sanitari d'un ED existent. La configuració del seu personal inclou: metges, infermeres de triatge i d'urgències, personal d'admissió, i tècnics de raigs X, la quantitat i el tipus d'ells. La configuració del personal dels EDs és un problema combinatori, que pot consumir molt de temps a resoldre. Específicament tres índex diferents: temps d'estada del pacient al servei d'urgències, el nombre de pacients atesos per dia i un índex compost, el producte del cost del personal sanitari configuració pel temps d'estada del pacient. HPC s'utilitza per executar els experiments i s'han obtingut resultats encoratjadors. No obstant això, fins i tot amb una versió simplificada d'un ED utilitzada en aquest treball, l'espai de cerca és molt gran, per tant, quan augmenta la mida del problema, es requeriran més recursos de còmput per tal d'obtenir resultats en un temps raonable.