Наукове обґрунтування та розробка моделі завантаження лікувальних закладів охорони здоров’я пацієнтами

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ОСВІТИ імені П.Л. ШУПИКА

ЛОПІН Євгеній Борисович

УДК 614.2:004.942:519.876.5:004.651:004.652.4

НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ТА РОЗРОБКА МОДЕЛІ ЗАВАНТАЖЕННЯ ЛІКУВАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я ПАЦІЄНТАМИ

14.03.11 – медична та біологічна інформатика і кібернетика

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ – 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Науково-дослідному інституті проблем військової медицини Збройних Сил України.

Науковий керівник

доктор наук з державного управління, професор

Радиш Ярослав Федорович,

Національна академія державного управління при Президентові України, професор кафедри управління охороною суспільного здоров’я.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор

Апанасенко Геннадій Леонідович , Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика МОЗ України, завідувач кафедри спортивної медицини і санології.

доктор медичних наук, професор

Слабкий Геннадій Олексійович, Український інститут громадського здоров’я МОЗ України, директор.

Захист відбудеться “06 ” травня 2008 р. о 13⁰⁰ год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.613.10 Національної медичної академії післядипломної освіти імені П.Л. Шупика МОЗ України (04112, м. Київ, вул. Дорогожицька, 9).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національної медичної академії післядипломної освіти імені П.Л. Шупика МОЗ України (04112, м. Київ, вул. Дорогожицька, 9).

Автореферат розісланий “4 ”квітня 2008 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради О.В. Гойко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність дослідження. Актуальність дисертаційної роботи підкреслена в низці загальнодержавних нормативних документів щодо інформатизації Збройних Сил України та Програмою розвитку системи медичного забезпечення Збройних Сил України на 2006-2011 роки (далі Програма), затвердженою наказом Міністра оборони України № 678 від 24.11.2006 р.

Згідно Програми важливими питаннями реформування військово-медичної служби визначено розробку інформаційно-аналітичних систем Департаменту охорони здоров’я Міністерства оборони України та закладів охорони здоров’я Збройних Сил України, а також обґрунтування адекватної ліжкової місткості військових лікувальних закладів охорони здоров’я. Існуючі методики визначення потреби населення в стаціонарній медичній допомозі (відомі як методики Розенфельда І.І., Попова Г.А., Лисицина Ю.П. та ін.) дозволяють прогнозувати лише усереднену потребу закладів охорони здоров’я в ліжках на основі усереднених показників, внаслідок чого точність таких методів не може задовольнити фахівців, що здійснюють деталізований організаційний та науковий супровід заходів реформування.

В роботах (Левченко Ф.М., 1998; Охонько О.В., Левченко Ф.М., 2002; Охонько О.В., 2003; Левченко Ф.М., Томашевський В.М., 2003; Бадюк М.І., Рудинський О.В., Охонько О.В., 2004; Рудинський О.В., 2006), присвячених управлінню медичним забезпеченням, питання планування стаціонарної медичної допомоги на основі використання технологій моделювання розглядались лише з аспектів оптимізації систем надання медичної допомоги на воєнний час, без врахування особливостей взаємодії реальних потоків надходження та виписки пацієнтів, що в поєднані з недоліками існуючих методик визначення потреби в ліжках і обумовило актуальність даного дослідження.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась згідно з планами наукової та науково-технічної діяльності Науково-дослідного інституту проблем військової медицини Збройних Сил України в рамках науково-дослідної роботи “Розробка моделі системи надання медичної допомоги в Збройних Силах України на мирний та воєнний час” (шифр “Динаміка”, номер державної реєстрації 0105U000486) та “Наукове обґрунтування та розробка організаційно-штатної структури, принципів застосування мобільного військового госпіталю сил швидкого реагування” (шифр “Блискавка”, номер державної реєстрації 0103U000840).

Мета і завдання дослідження. Мета роботи полягала в удосконаленні процесу управління лікувально-профілактичним (лікувально-евакуаційним) забезпеченням Збройних Сил України за допомогою моделювання завантаження лікувальних закладів охорони здоров’я пацієнтами.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання :

–дослідити особливості надходження та виписки пацієнтів в лікувальних закладах охорони здоров’я Збройних Сил України та основні фактори, що на них впливають;

–розробити математичну модель завантаження лікувальних закладів охорони здоров’я пацієнтами;

–розробити алгоритми та програмне забезпечення комп’ютерної реалізації математичної моделі;

–дослідити розроблену модель на придатність для практичного застосування.

Об’єкт дослідження – рух пацієнтів лікувальних закладів охорони здоров’я Збройних Сил України.

Предмет дослідження – завантаженість пацієнтами, надходження та виписка пацієнтів лікувальних закладів охорони здоров’я, інформаційне забезпечення та інші аспекти моделювання об’єкту досліджень.

Методи дослідження – в роботі застосовувались різновиди системних методів дослідження, метод експертних оцінок, методи описової та аналітичної математичної статистики, моделювання.

Наукова новизна отриманих результатів. Наукова новизна полягає у тому, що результати проведених досліджень дозволили вперше в Україні розробити сучасну комп’ютеризовану методику визначення потреби закладів охорони здоров’я Збройних Сил України в ліжковому фонді, головним інструментом якої є розроблена математична модель завантаження лікувальних закладів охорони здоров’я пацієнтами, реалізована за допомогою комплексу комп’ютерних програм.

Також вперше на об’ємному статистичному матеріалі було проведено:

–перевірку потоку надходження пацієнтів у військові госпіталі та виписки з них на відповідність статистичному закону нормального розподілу випадкової величини;

–оцінку точності роботи розробленої моделі по імітації та прогнозуванню завантаження лікувальних закладів охорони здоров’я пацієнтами;

– кількісну (цифрову) оцінку щотижневим коливанням завантаженості лікувальних закладів охорони здоров’я пацієнтами, встановлено її причини та зроблені висновки щодо врахування цього явища з метою підвищення точності роботи моделей.

Практичне значення отриманих результатів. Практичне значення роботи полягає в можливості застосування результатів дисертаційного дослідження для:

–довгострокового та поточного планування заходів медичного забезпечення Збройних Сил України, у тому числі планування стаціонарної медичної допомоги військовослужбовцям та іншим контингентам населення;

–розробки штатів закладів охорони здоров’я Збройних Сил України на мирний та воєнний час;

–наукових досліджень, присвячених вивченню актуальних питань медичного забезпечення Збройних Сил України;

–вдосконалення навчального процесу викладачів, слухачів і студентів медичних навчальних закладів.

Науково-практичні результати дисертаційного дослідження складають основу для створення інформаційно-аналітичних систем Департаменту охорони здоров’я Міністерства оборони України, військово-медичних клінічних центрів та військових госпіталів.

На даний час результати дисертаційного дослідження впроваджені під час навчань військ “Артерія-2007” для обґрунтування ліжкової місткості військових мобільних госпіталів, а також у навчальний процес (для організації “ділових ігор”) та наукову діяльність в Українській військово-медичній академії. Для методичної підтримки впровадження за участю автора були розроблені методичні рекомендації.

Особистий внесок здобувача. Автором здійснено аналіз наукової літератури за напрямом дисертаційного дослідження, відпрацьовані мета та завдання роботи, підібрані методи досліджень, організовано і проведено анкетні дослідження, здійснена статистична обробка результатів анкетування експертів, статистична обробка баз даних обліку пацієнтів 11-го військового госпіталю та Головного військового клінічного госпіталю Міністерства оборони України (далі ГВКГ МО України), результатів моделювання, проведені розробка інформаційної моделі, програмного забезпечення, аналіз і узагальнення отриманих результатів, сформульовані наукові положення, висновки та практичні рекомендації. Також автором самостійно оформлена дисертаційна робота, проведено впровадження отриманих результатів і проведено їх апробацію. У наукових розробках, що висвітлені в статтях, опублікованих спільно зі співавторами, участь здобувача була вирішальною для їх завершення та поєднання в єдине ціле.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідались на конференції “Розробка імітаційних командних систем для медичної служби і постачання” (12 грудня 2006 року, м. Ірпінь), на семінарі “Удосконалення нормативно-правової бази і реорганізація системи управління військово-медичною службою” (14 грудня 2006 року, м. Ірпінь), на 2-й конференції з міжнародною участю “Актуальні проблеми біомедичної інженерії, інформатики, кібернетики і телемедицини” (15-17 листопада 2007 р., м. Київ), на засіданні наукової секції вченої ради при науково-дослідному управлінні організації та тактики медичної служби Науково-дослідного інституту проблем військової медицини Збройних Сил України (14.12.2007 р., м. Ірпінь, протокол №4 від 14.12.2007 р.), на засіданні вченої ради Науково-дослідного інституту проблем військової медицини Збройних Сил України (26.12.2007 р., м. Ірпінь, протокол №8 від 26.12.2007 р.), на засіданні апробаційної ради спеціалізованої вченої ради Д 26.613.10 (22.02.2008 р., протокол №1 від 22.02.2008 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 11 робіт. Із них 8 статей у журналах та збірниках наукових праць, затверджених ВАК України, 2 статті в інших наукових виданнях, а також 1 методичні рекомендації.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 5 розділів, висновків, 11 додатків і списку використаних джерел. Дисертацію викладено на 278 сторінках машинописного тексту. Список використаних джерел включає 134 найменування. Дисертація ілюстрована 40таблицямиі 116 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Планування потреби закладів охорони здоров’я в ліжках: стан проблеми та деякі напрямки її вирішення (огляд літератури) (Розділ 1 ). Аналіз літературних джерел показав, що в існуючих методиках визначення потреби населення в стаціонарній медичній допомозі для розрахунку прогнозованої потреби в ліжках використовуються лише усереднені показники – середнє число днів використання ліжка за рік (загалом або по профілям ліжок), показники госпіталізованої захворюваності або показники, близькі наведеним за змістом. Внаслідок цього за таких підходів у планувальників охорони здоров’я не має можливості достовірно прогнозувати можливі максимуми та мінімуми завантаженості лікувальних закладів охорони здоров’я пацієнтами і, відповідно, визначати потребу в ліжках в сезони з підвищеною (вище середнього) або зменшеною (нижче середнього) госпіталізованою захворюваністю та за інших екстремальних умов (бойові дії, надзвичайні стани тощо). Повноцінно врахувати динамічні процеси надходження та виписки пацієнтів в залежності від календарного часу для визначення потреби різних груп населення (і, відповідно, військовослужбовців) в стаціонарній медичній допомозі можливо шляхом тільки більш складних розрахунків, наприклад, за допомогою моделювання. До цього часу основна увага вітчизняних дослідників-науковців приділялась в основному розробці реалізованих за допомогою комп’ютера моделей окремих систем медичного забезпечення. Проте проблема планування стаціонарної медичної допомоги, а саме визначення потреби лікувальних закладів охорони здоров’я в ліжках, висвітлена недостатньо. Тому окреслене питання потребує окремих додаткових досліджень, результатом яких повинна бути розробка адекватного сучасного математично-програмного інструментарію.

Матеріали, методи та обсяги досліджень (Розділ 2 ).Для досягнення поставленої в роботі мети був використаний комплекс методів дослідження:

–метод експертних оцінок використовувався для оцінки ступеня впливу різних факторів на стан здоров’я військовослужбовців та на санітарні втрати військ у воєнний час;

–системно-структурний, системно-функціональний, системно-елементний методи використовувались для визначення системних особливостей структури систем медичного обслуговування, аналізу зв’язків між їх елементами;

–методи описової та аналітичної математичної статистики використовувались для математичної обробки баз даних обліку пролікованих пацієнтів 11-го військового госпіталю Міністерства оборони України [1] (за період з листопада 2000 р. по грудень 2007 р. обліковано 60722 пацієнта) та Головного військового клінічного госпіталю Міністерства оборони України (далі – ГВКГ МО України, за період з вересня 1999 р. по листопад 2007 р. обліковано 192744 пацієнта).

Важливою складовою експериментальних досліджень було моделювання: інформаційне, імітаційне, прогностичне.

Інформаційне моделювання проводилось з використанням методики SSADM (StructuredSystemsAnalysisandDesignMethod). Імітаційне та прогностичне моделювання діяльності лікувального закладу проводилось за допомогою розробленого здобувачем програмного забезпечення – комп’ютерної програми “Модель закладу охорони здоров’я” (“Hospital”).

Аналіз факторів, що впливають на формування потоку надходження пацієнтів в лікувальні заклади охорони здоров’я Збройних Сил України (Розділ 3 ).

Аналіз факторів, що впливають на захворюваність та санітарні втрати військ у воєнний час показав, що ці процеси визначаються досить великою кількістю взаємозалежних факторів, орієнтовна вага яких була встановлена в дослідженні методом експертних оцінок. Дуже важливим виявилось те, що більшість найвагоміших факторів, що впливають на санітарні втрати військ у воєнний час (наприклад співвідношення сил та засобів сторін – вага 15,26%; характеристики зброї, що використовується та інтенсивність її використання – вага 16,59%; оснащеність засобами захисту особового складу військ від різних видів зброї – вага 13,33%) не враховані затвердженими у якості нормативних документів в Збройних Силах України методиками прогнозування втрат.

Внаслідок цього в даному дослідженні розробка багатофакторних моделей прогнозування захворюваності та втрат військ у воєнний час виявилась недоцільною. Більш обґрунтованим виявилось визначення вхідного потоку пацієнтів у лікувальні заклади охорони здоров’я шляхом застосування заздалегідь обрахованих наборів щодобових коефіцієнтів захворюваності або втрат[2] , які повинні підбиратися після детального аналізу визначених факторів обстановки.

Аналіз особливостей руху пацієнтів лікувальних закладів охорони здоров’я Збройних Сил України (Розділ 4 ). Дослідження надходження пацієнтів до 11 військового госпіталю та ГВКГ МО України дозволили встановити, що потік надходження є нестаціонарною величиною внаслідок значної варіації кількості пацієнтів, що надходили. Так при середній кількості хворих 23,64 чол., що надходили щодня до 11 військового госпіталю, та 66,26 чол. - до ГВКГ МО України, середні квадратичні відхилення склали 22,38 та 45,75 відповідно, коефіцієнти варіації - 94,71% та 69,05%. Частотні характеристики кількості пацієнтів, що надходили, мали дуже характерний вигляд. Як видно на рис. 1, існує розподіл частот на дві групи (два максимуми): приблизно від 0 до 6 пацієнтів та від 7 пацієнтів і більше для 11 військового госпіталю; від 1 до 29 пацієнтів та від 30 пацієнтів і більше для ГВКГ МО України.

А	Б

А – частотні характеристики кількості пацієнтів, що госпіталізувались у 11 військовий госпіталь;

Б – частотні характеристики кількості пацієнтів, що госпіталізувались у ГВКГ МО України.

Рис. 1. Частотні характеристики кількості пацієнтів, що госпіталізувались щодня у 11 військовий госпіталь та ГВКГ МО України

Подібна картина спостерігалась при дослідженні виписки пацієнтів. При середній кількості хворих 23,72 чол., що виписувались щодня з 11 військового госпіталю, та 66,28 чол. з ГВКГ МО України, середні квадратичні відхилення склали 20,90 та 48,47 відповідно, а коефіцієнти варіації - 88,10% та 73,13%. Частотні характеристики кількості виписаних пацієнтів (рис. 2) також були розподілені на дві групи: від 0 до 15 пацієнтів та від 16 пацієнтів і більше для 11 військового госпіталю; від 1 до 38 пацієнтів та від 39 пацієнтів і більше для ГВКГ МО України.

А	Б

А – частотні характеристики кількості пацієнтів, що виписувались з 11 військового госпіталю;

Б – частотні характеристики кількості пацієнтів, що виписувались з ГВКГ МО України.

Рис. 2. Частотні характеристики кількості пацієнтів, що виписувались щодня з 11 військового госпіталю та ГВКГ МО України

Виявилось, що відносно великі показники варіації пов’язані із значною різницею кількісних характеристик надходження та виписки хворих по робочих, вихідних та окремих днях тижня. З цим було пов’язане і розподілення на два характерних максимуми частотних характеристик: перші максимуми були обумовлені варіантами, що відповідають вихідним дням тижня, другі – робочим.

Тому далі дослідження частотних характеристик кількості пацієнтів, що надходили та виписувались, проводилось диференційовано по робочих, вихідних та окремо по кожному дню тижня шляхом перевірки на відповідність закону нормального розподілу випадкової величини (див. табл. 1).

Таблиця 1

Результати перевірки на відповідність статистичному закону нормального розподілу випадкової величини частотних характеристик кількості пацієнтів, що надходили до 11 військового госпіталю (11 ВГ) та ГВКГ МО України та виписувались з них[3]

Як показано в приведених таблицях, фактичні значення критеріїв, що використовувались для перевірки, у більшості випадків по окремих днях тижня були менші критичнихна рівнях значущості 0,001-0,05, що свідчить про відповідність статистичному закону нормального розподілу випадкової величини частотних характеристик кількостей пацієнтів, що надходили та виписувались з військових госпіталів в окремі дні тижня. Внаслідок цього можна констатувати чітку невипадкову залежність надходження та виписки пацієнтів від днів тижня, що є потенційно важливим моментом для моделювання.

Аналіз завантаженості 11 військового госпіталю та ГВКГ МО України пацієнтами протягом 7 років (див. рис. 3.) показав, що найменша кількість пацієнтів у госпіталях приходилась на святкові дні.

В той же час, спостерігались регулярні сезонні коливання завантаження та коливання з періодичністю один тиждень, які пояснюються зменшенням кількості хворих у госпіталях на вихідні. Це підтверджується аналізом середньої завантаженості по днях тижня протягом усього періоду спостереження (див. табл. 2). За допомогою w -критерію, який розраховувався на основі критерію Вілкоксона для незалежних вибірок, було встановлено, що існує достовірна на рівні значущості 0,001 різниця між завантаженням госпіталів у вихідні та робочі дні тижня, окрім п’ятниці.

Рис. 3. Загальна завантаженість ГВКГ МО України (верхній графік) та 11-го військового госпіталю МО України (нижній графік) пацієнтами з початку ведення баз даних обліку до жовтня 2007 р.

Дане явище пояснюється переважною госпіталізацією хворих на початку тижня (понеділок-вівторок) та вибуттям хворих з госпіталів у другій половині тижня (середа-четвер-п’ятниця) (див. табл. 3).

При більш детальному дослідженні було встановлено, що ця закономірність зберігається в основному для усіх контингентів пацієнтів госпіталів та усіх класів хвороб, окрім деяких виключень (військовослужбовці строкової служби та класи хвороб, де в структурі переважав цей контингент хворих).

В результаті така характерна картина обумовлює необхідність врахування щотижневих коливань надходження та виписки пацієнтів, які складають близько 8-10% ліжкової місткості лікувального закладу, що в масштабах медичної служби Збройних Сил України дорівнює ліжковій місткості декількох госпіталів. Внаслідок цього реальну потребу закладу в ліжках відображує саме завантаженість пацієнтами в робочі дні тижня і тому частковим завданням моделювання стає спроможність відтворити ці календарні щотижневі та, додатково, сезонні коливання.

Таблиця 2

Середня завантаженість госпіталів пацієнтами по днях тижня за період дослідження (n – обсяг вибірки, N _ср. – середнє, s – середнє квадратичне відхилення)

Модель завантаження лікувальних закладів охорони здоров’я пацієнтами (Розділ 5 ). Системні дослідження дозволили


8-09-2015, 22:29