автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка и исследование математической модели для оптимизации работы диагностических подразделений крупной многопрофильной больницы

* .: . . СТР.? введение. . ч

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УЧРЕВДЕНИЯМИ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ (Литературный обзо]?).£^ • I.I. Основные этапы применения экономико-математических методов и вычислительной техники в здравоохранении.{?

1.2. Создание автоматизированных систем управления в крупных больницах СССР

1.3. Применение ЭВМ в здравоохранении зарубежных стран 17* ;-1Л. Перспектива использования ЭВМ в здравоохранении ; для научных целей '.I

1.5. Развитие методов оптимизации стохастических процессов.^ Выводы.* . '

ГЛАВА П. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕМ

2.1. Классификация объектов исследования . . ♦ v . ч.

2.2. Исследование организационной структуры модели больницы . . . •.

2.3. Создание математической модели больницы с позиций теории массового обслуживания

2Л, Исследование и выбор условия оптимальности модели

2.5. Составление методики построения имитационной модели^? Выводы. . . ^

ГЛАВА Ш. СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ МОДЕЛИ

3.1. Сбор и анализ информации с позиций системного подхода.

3.2. Исследование закономерностей входного потока, заявок на госпитализацию. - • , Л,' • 1 ' '

3.3. Исследование закономерностей потока заявок на ' диагностические исследования • *. . . . . . . . • •

3.4. Анализ функционирования диагностических подразделений крупной'-многопрофильной больницы.Щ

3.3. Описание массивов информационной базы модели В ы в о д ы

ЛАВА 1У. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ МОДЕЛИ

4.1. Формулировка задачи моделирования 4.к;. (¿.оставление моделирующего алгоритма

4.3. Построение блок-схемы программы имитационно'й модели

Написание и-отладка программы модели . . • • •. ^/К

Выводы

глава - У. моделирование работы диагностических ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ' '/ ' крупной многопеофилънои больницы

5Л. Проведение контрольного расчета модели на чувствитель- '■ ность к изменению входных параметров •••••«'•

5.'¿» исследование режимов работы модели о целью ее оптимизации . . . . . . .'. . . . ^ » г

5.3. Расчет достоверности результатов моделирования по критерию Колмогорова

5.4. Оценка эффективности внедрения-математической модели^?' Выводы'.'.

глава У1. анализ функционирования математической ИНФОРМАЦИОННОЙ * итл?; .■■ .,.••

6.1. Определение структуры госпитализированных больных и сезонности заболеваемости

6.2. Расчет пропускной.способности диагностических'подразделений при четырех вариантах моделирования

6.3. Составление инструкции по привязке разработанной < ' ' . . - . . ':,,. ■■ модели к конкретным условиям любой крупной многопрофильной ООЛЬНИЦЫ ,, . '.Л . . . . *

6.4. Определение опт ¿шального числа диагностических \ исследований при различных заоолеваниях по чеяырем вариантам моделирования.

Выводы.

Характерной чертой совершенствования управления народным хозяйством на современном этапе развития науки является широкое использование экономико-математических методов и вычислительной техники в различных его сферах, которые позволяют решать проблему управления на качественно более высоком уровне. Одним из экономико-математических методов является метод имитационного моделирования с помощью ЭВМ. Однако, в здравоохранении этот метод еще не нашел общего признания, хотя по свидетельству отечественных и зарубежных специалистов,он с успехом используется для автоматизации отдельных функций управления в лечебно-профилакгическйх учреждениях и создания систем профилактических медицинских обследований населения»

Обследование госпитализированных больных осуществляется в настоящее время по комплексным методам, в которых наибольшая доля приходится на биохимические, общеклинические и гематологические исследования. Традиционная практика проведения этих исследований не позволяет в должнрй мере удовлетворить возрастающую потребность в них. Существующая система управления ходом выполнения диагностических исследований, с учетом роста потребности в них, имеет тенденцию увеличения продолжительности обследования больных. ' * .

Многообразие структур крупных стационаров снижает эффективность использования комплексных методов обследования больных при установлении диагнозов заболеваний.

Целью настоящего исследования была- оптимизация работы диагностических подразделений стационара для максимального удовлетворения потребности госпитализированных больных в различных' видах ; диагностических исследований в минимальные сроки. \

Для реализации намеченной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1, Разработка математической модели для оптимизации работы диагностических подразделений больницы путем:

- определения структуры и видов проводимых диагностических исследований на базе изученного состава госпитализированных

• больных:

- рассмотрения "технологического процесса" выполнения диагностических исследований.

2. Составление рекомендаций для использования разработанной модели в условиях любой крупной многопрофильной больницы.

Поставленные задачи потребовали подбора репрезентативных баз с учетом их мощности, профильности, состава лечебных и диагностичес ких подразделений, укомплектованности медицинскими кадрами, оснащения лечебной й диагностической аппаратурой.

Организационная структура математической модели больницы была получена из рассмотрения, репрезентативной выборки множества крупных многопрофильных больниц, путем использования метода "исходной классификации".

Комплексное решение вопросов первой задачи-определило методологию проведения исследования. Была произведена выкопировка данных из 2700 историй болезни. Весь исходный материал был изучен, подвергся соответствующей обработке, применительно к разработакной организационной структуре модели больницы. ' ,.' При этом выявились определенные закономерности.

Рассмотрение этих закономерностей позволило предположить, что данную систему можно описать с помощью математической'модели, включающей математическую постановку з'адач, разработку моделирующего алгоритма, составление блок-схемы программы и написание программы модели на алгоритмическом языке для последующей реализации на ЭВМ, . Ч . 1 . ■ •.

Математическая интерпретация цели исследования заключалась в регулировании с помощью имитационной модели пропускной способности диагностических подразделений таким образом, чтобы она соответствовала значению входного потока заявок на обследование госпитализированных больных.

Имитационная модель позволила определить с достаточной степенью вероятности потребность госпитализированных больных в различных видах диагностических исследований. Исходя из рассчитанной нотребности, был определен объем работы диагностических подразделений, связанных с обслуживанием сложившегося потока заявок.

Совершенствование процесса обслуживания заявок заключалось в оптимизации работы диагностических подразделений путем использования методов экстенсивной и интенсивной оптимизации. Благодаря применению 4-кратного моделирования, увеличение среднемесячной пропускной способности диагностических подразделений привело к сокращению продолжительности обслуживания заявок с семи.суток до одних при их неизменном входном потоке.

Решение второй задачи заключалось в разработке инструкции по привязке математической информационной модели к конкретным условиям любой крупной многопрофильной больницы. '

Модель принята в опытную эксплуатацию в городской .клинической больнице города Новокузнецка (см.прилагаемый акт). '■'>■;7

9.

Автор выражает благодарность за помощь, содействие в 'работе и представление материалов доктору технических наук, профессору

A.М.Петровскому, доктору технических нйук, профессору П.П.Месяцеву доктору технических наук А.И.Галушкину, доктору медицинских наук,' профессору й.Л.Логиновой, доктору медицинских наук, профессору.

B.В.Моньшикову, доктору медицинских наук, професоору А»АЛ1опову, доктору медицинских наук Л.А.Левицкой; кандидатам технических наук В.М.Тимонииу, Ю.Е.Вулю, А.И.Яшину, Ю.Н.Тихонову, В.М.Яненко; кандидатам медицинских наук Л.М.Маникову, М.А.Мурову, А.К.Христю-хилу, Г.З.Демчеиковой, Н.М.Клинченко, З.М.Полянской; инженерам ■ Г.А.Величковскому, Д.В.Ефанову, А.С.Грин, М.Г.Марковой. ■"

I №

Выв о д ы

В процессе исследования был выявлен ряд недостатков в работе иагностичзсккх подразделений крупных многопрофильных: больниц, за-рудняющих обслуживание сложившегося потока , заявок:

I) значительная перегрузка ряда диагностических подразделений, - например,.отделения функциональной диагностики в ^ б раз, / биохимической лаборатории в у 4 раза и т.д ; . : ; : ; : :'■.;'. 2). пропускная' -способность; диагностических подразделений; гапо-/ I ■•■■■. тетического-стационара, разработанного в процессе проведен- ' ного исследования, составляет лишь 17,1 ^ от ежедневного входного потока заявок;. ■/-.' Р

3/ средняя, продолжительность пребывания заявки'на обслуживании, составляет .от б до 9 суток; 5

4/ нерациональная расстановка специалистов диагностических подразделений.

Это положение побудило нас провёсти исследование режимов работы имитационной модели с целью ее оптимизации. Для этого было произведено 4-х кратное .моделирование. 1

Цель работы была достигнута путем использования методов -экстенсивной "и" интенсивной:.-оптимизации. Регулирующим элементом являлся штатный состав диагностических подразделений /ресурс/.

В результате применения метода интенсивной оптимизации получена возможность автоматизировать 65$ и 85,6% исследований соответственно в клинико-диагностической лаборатории и в отделении функцио-| нальной диагностики.

Расчет достоверности результатов моделирования по критерию Колмогорова показал, что моделируемое /релевантное/ распределение классов болезней согласовано со статистическим.

Оценка эффективности.внедрения'модели показала, что в перспективе затраты, связанные с ее внедрением, окупятся косвенным путем, выражающимся в более качественном медицинском обслуживании населения. и ГЛАВА "Я ■ ^ анализ функционирования; маиматической инфорВДиойной

МОДЕЛИ ■•■ ' • .

-Г6.1. Определение структуры госпитализированных больных и сезонности заболеваемости. ^фективному■ анализу результатов. моделироБанияг'способствует . сопоставление! входных и выходных данных и их интерпретация. Для изучения входного потока заявок в диагностические подразделения стационара существенное значение имеют не только общие закономерности поступления больных во времени, на'и развернутый анализ структуры госпитализированных больных,' сведения о которых :предс.та~ ,;.влены в таблице 6.1» ; 4 ' Как следует из этой таблицы, наибольшая доля в структуре год-'■'питализированных в точение года больных приходится, на болезни системы кровообращения - 33,1 причем большая часть больных этими : заболеваниями госпитализирована в весенне-летний'период, (. 53,9. %)* Среди болезней этого класса первое место занимает ишемическая болезнь сердца, затем следуют болезни сосудов, гипертоническая болезнь, сосудистые поражения|жозга Си ревматизм. '.;л

Эти данные согласуются со склонностью к росту в развитых странах сердечно-сосудистой заболеваемости, главным образом за счёт ишемической 'болезни сердца, называемой некоторыми исследователями ,г болезнью века Этот рост обусловлен в определенной ме-• ре ^у силивающимся -проце ссом;урбанизации,' перехо дом -.к. механизации • производства, что приводит к малоподвижному образу жизни, повыценному. нервному напряжению, -увеличению-степени воздействия экзоген- | дых факторов па состояние здоровья наоолония.