Моделирование деятельности медицинских организаций на эвакуационном направлении

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

При функционировании медицинских организаций создание достоверной и подробной модели с распределением ресурсов и кадров делает возможным заранее подготовиться к предстоящим нагрузкам. И поэтому основной целью моделирования является создание такой модели, результаты работы которой будут максимально приближены к реальным данным, получаемым при проведении практических мероприятий — различных видов медицинских манипуляций, учений и т. д. [1]. После этого, создавая модель потока пациентов различных категорий, целесообразно определить наиболее узкие места в работе военно-медицинских организаций, оптимальную загруженность специалистов и оптимизировать потоки пациентов с учетом сбалансированного распределения сил и средств медицинской службы.

Цель — создание системы анализа и визуализации данных, используемых для оптимизации принятия решения о распределении сил и средств медицинской службы на эвакуационном направлении с использованием имитационного моделирования.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Использовались данные литературы, схемы развертывания этапов медицинской эвакуации, хронометраж лечебно-эвакуационных мероприятий, мощность и структура потоков раненых и больных. Имитационное моделирование осуществлялось в программе Anylogic.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Для формализации потоков раненых, больных и пораженных изучены структура и функциональное предназначение медицинских организаций, что позволило разделить эти потоки как в пределах одного этапа, так и на эвакуационном направлении в целом [2, 3].

Дискретно-событийная модель построена на базе математического аппарата и расчетных задач, которые используются для оценки временных показателей выполнения лечебно-эвакуационных мероприятий [4–6]. К ним относятся время начала оказания медицинской помощи, средняя длительность ожидания оказания помощи раненым и больным, находящимся в очереди, и другие показатели.

Временные параметры в модели задавались в виде треугольного распределения между минимальными, максимальным и наиболее часто встречающимися значениями. Данные были получены в результате анализа справочных материалов и в ходе проведения тактико-специальных учений в учебном центре Военно-медицинской академии.

При создании структурно-логической схемы (рис. 1) движения раненых по эвакуационному направлению потребовалось разделение на блоки, представляющие собой отдельные медицинские организации [7–9]. Агентами служили конкретные пациенты или медицинские работники. Для работы модели требуются выход агента из одного блока и его вход в следующий. Каждый агент движется по собственному пути, который может завершаться выходом из конкретного блока или проходом всех этапов медицинской эвакуации и достижением конечной точки последнего блока [3, 10].

 

Рис. 1. Структурно-логическая схема имитационной модели

 

Входные потоки пациентов характеризовались мощностью и структурой, которые задавались при моделировании старшим медицинским командиром (начальником) в виде числовых значений (табл. 1).

 

Таблица 1. Вводные данные

Степень тяжести ранения	Медицинская рота бригады (поток 1)	Медицинская рота бригады (поток 2)	Медицинская рота бригады (поток 3)
Легкораненые	40	50	45
Раненые средней степени тяжести	35	40	40
Тяжелораненые	20	25	30

 

Характеристики потоков определялись видом планируемых боевых действий или рассмотрением вариантов их течения, возможностью корректирования вводных данных в ходе выполнения модели для достижения большей сходимости [1, 7]. Представленная модель может принимать различные вводные данные, определяющие интенсивность потоков раненых, а также распределение сил и средств медицинской службы, которые необходимы для обеспечения эффективного и сбалансированного проведения лечебно-диагностических мероприятий на различных этапах эвакуации.

Представленная имитационная модель дает возможность выводить информацию о нагрузке на отдельные этапы эвакуации (рис. 2), что позволяет оперативно оценить общую нагрузку на направление и принять высокоэффективное решение о переброске сил и средств медицинской службы в более нагруженный участок эвакуационного направления [11–13].

 

Рис. 2. Примеры выводимой статистической информации

 

Представленные выше диаграммы позволяют оценить статистические данные, получаемые в ходе выполнения модели, путем математического анализа нагрузки на подразделения этапов эвакуации. Полученные данные дают возможность медицинскому специалисту органа управления выбрать такой вариант распределения сил и средств медицинской службы, при котором показатели будут находиться в пределах так называемых «нормальных» значений [3, 13].

Дискретно событийное моделирование позволяет создать алгоритм, связывающий этапы эвакуации, и прогнозировать нагрузку и интенсивность потока через их взаимодействие. Появляется возможность оценить эффективность медицинского транспорта для перемещения раненых в развернутый отдельный медицинский отряд для дальнейшего оказания помощи (рис. 3). При построении маршрутов перемещения транспорта модель может учитывать особенности местности благодаря привязыванию моделируемых объектов к топографическим данным.

 

Рис. 3. Движение транспорта между этапами на карте местности

 

Происходит расчет оптимального пути движения от одного этапа к другому с учетом сведений о существующих маршрутах на данной местности и характеристик транспорта, вводимых при старте модели [9, 11].

Программа позволяет создать удобный интерфейс взаимодействия с моделью (рис. 4), на котором в реальном времени ее выполнения есть возможность менять исходные данные и корректировать тем самым работу всего эвакуационного направления, исключая «узкие места» при их выявлении.

 

Рис. 4. Интерфейс взаимодействия с моделью

 

Созданный интерфейс одновременно представляет визуальные данные о деятельности этапов эвакуации в режиме реального времени и дает возможность наблюдать порядок взаимодействия между ними. Информация о выбранных параметрах выводится в виде различных графиков и диаграмм. Стоить отметить, что тут же присутствует блок взаимодействия с моделируемой средой, с помощью которого можно изменять вводные данные непосредственно в ходе выполнения модели. Способность менять интенсивность играет важную роль в обеспечении «сходимости» моделируемой среды, так как в реалиях боевых действий нагрузка на этапы эвакуации и оказания помощи не будет равномерной. Начальник медицинской службы может динамически изменять количество транспорта, используемого для перемещения раненых с одного этапа на другой, тем самым определяя оптимальное количество техники для удовлетворения потребностей этапов [12, 14, 15].

Решающую роль в организации работы подразделений эвакуационного направления играют оперативность принятия решений и его эффективность. Используемое программное обеспечение оптимизирует процесс распределения сил и средств медицинской службы для исключения узких мест на этапах медицинской эвакуации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Построена динамически изменяемая модель, созданная на базе средств дискретно-событийного моделирования программы AnyLogic, которая позволяет спрогнозировать деятельность плеча эвакуации в условиях динамически изменяемого потока пациентов для повышения качества принимаемых решений путем расчета и прогнозирования вероятных нагрузок на различные этапы эвакуации раненых.

Внедрение имитационного моделирования в деятельность медицинской службы ВС РФ даст возможность оперативно управлять качеством проведения лечебно-эвакуационных мероприятий на всем эвакуационном направлении.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Финансирование данной работы не проводилось.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этическая экспертиза. Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» (протокол № 39 от 19 марта 2021 г.).

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Об авторах

Дмитрий Вадимович Болгарев

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: dima.bolgarev.99@mail.ru
SPIN-код: 6743-8475

курсант

Россия, 194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6

Дмитрий Николаевич Борисов

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Email: vmeda@yandex.ru
SPIN-код: 3100-5127

канд. мед. наук, доцент

Россия, 194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6

Список литературы

Дополнительные файлы