Sairaalan tehohoidon toiminta Reaaliaikainen malli

Koordinoit sairaalan tehohoitoyksikköä: 20 tehohoitopaikkaa, jotka voidaan venyttää 30:een, niitä hoitavat sairaanhoitajat sekä nestehappisäiliö, joka ruokkii jokaista vuodetta. Tämä on toiminnan simulaattori — se ei mallinna kliinisiä päätöksiä.

Mitä opit

Simulaattori

Aika 0 h
Tehohoidon käyttöaste 75% · Päivystyksessä vuodepaikkaa odottavat potilaat 0 · Hapen kysyntä 290 L/min · Happisäiliön jäljellä oleva aika 145 h🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏·····🚑 Päivystyksessä vuodepaikkaa odottavat potilaat: 0 · 👩‍⚕️ 1,5O₂290 L/min · max 600⏱ 145 h
  • Potilas tehohoitovuoteessa
  • Tyhjä miehitetty vuode
  • Vuode ilman henkilöstöä
  • Odottaa päivystyksessä

Säätimet

Jokainen sairaanhoitaja voi hoitaa tässä mallissa kahta tehohoitopaikkaa. Työvuorolistassa on 10; jokainen sen ylittävä sairaanhoitaja on ylityö- tai vuokratyöaikaa ja lasketaan henkilöstöbudjettiin.

Jopa 10 lisävuodetta — hyödyllisiä vain, jos on sairaanhoitajia niitä hoitamaan.

Siirrä toipuvat potilaat aiemmin vähemmän valvontaa vaativille osastoille (hoitojaksot 25 % lyhyempiä).

Kliinikot tähtäävät määrätyn alueen alapäähän; mallinnettu vain 20 % pienempänä kysyntänä.

Tunteja nestemäisen hapen säännöllisten toimitusten välillä; jokainen täyttää 3000 L:n säiliön täyteen. Toimittaja tarvitsee 24 h:n ennakkoilmoituksen, joten lyhyempi väli ei koskaan tuo seuraavaa rekkaa sitä aikaisemmin.

Varakaasu, enintään 150 L/min — se täydentää säiliötä, mutta ei voi korvata sitä. Paikalla on vain kaksi täyttä patteristoa.

Toiselta toimittajalta: yksi enintään 3000 L:n erä nestemäistä happea, saapuu 18 h tilauksen jälkeen. Pulatilanteessa se voi luovuttaa vain yhden.

Mittarit

Tehohoidon käyttöaste
75%
normaali
Päivystyksessä vuodepaikkaa odottavat potilaat
0
normaali
Hapen vajaus
0L/min
normaali
Happisäiliön jäljellä oleva aika
145h
normaali
Hapen kysyntä290 L/min
Tehohoitopotilaat15
Pisin odotus tehohoitopaikkaa varten0 h
Ylityö- / vuokrahoitajatunnit0 h
Potilaita hoitajaa kohden1,5
Nestemäistä happea säiliössä3000 L
Pullovaranto0 m³

Trendi

Tehohoidon käyttöaste: — %1000

Kriisiskenaariot

Taso 1 · Hengitystiesairauksien aalto

Yksikkö on lähes täynnä, kun hengitystiesairauksien aalto yli kaksinkertaistaa tehohoidon saapujat vuorokauden ajaksi, ja useampi heistä on kriittisesti sairas. Saa jokainen potilas ajoissa tehohoitopaikalle ylittämättä happijärjestelmän rajoja — ja kuormitushuipun henkilöstöbudjetin rajoissa.

  • Päivystyksessä odottavia keskimäärin ≤ 1 potilas
  • Kukaan potilas ei odota tehohoitopaikkaa 6 h tai kauemmin
  • Ei hapen vajausta milloinkaan
  • Koskaan enempää kuin 2 potilasta hoitajaa kohden
  • Ei ylityötä / vuokratyötä ennen kuin kuormitushuippu on julistettu
  • Ylityö / vuokratyö ≤ 420 hoitajatuntia

Taso 2 · Happitoimitus myöhästyy

Säiliössä on enää kolmannes, ja säännöllinen toimitus on tulossa huomenna. Sitten toimittaja soittaa: se toimitus myöhästyy päiviä. Pidä jokainen potilas hapessa, kunnes se saapuu — lisähenkilöstöä ei tähän tarvita.

  • Ei hapen vajausta milloinkaan
  • Säiliö ei koskaan tyhjene
  • Ei ylityö- / vuokrahoitajatunteja

Taso 3 · Höyrystin rajallaan

Yksikkö on lähes täynnä hyvin sairaita potilaita, kun kriittisesti sairaiden potilaiden aalto saapuu — noin yksi tunnissa puolen vuorokauden ajan. Jokainen tarvitsee suuren happivirtaaman, ja höyrystin pystyy toimittamaan vain 600 L/min. Pidä virtaama yllä ja käytävät vapaina henkilöstöbudjetin rajoissa.

  • Ei hapen vajausta milloinkaan
  • Päivystyksessä odottavia keskimäärin ≤ 2 potilasta
  • Säiliöaika ei koskaan alle 12 h
  • Ei ylityötä / vuokratyötä ennen aallon saapumista
  • Ylityö / vuokratyö ≤ 300 hoitajatuntia

Perusta — lukujen takana oleva malli

Kaikki simulaattorin käyttämät yhteydet lähteineen. Oletuksiksi merkityt vakiot ovat havainnollistavia kalibrointeja.

Kriittiset potilaat saapuvat satunnaisesti ja viipyvät satunnaisen ajan (eksponentiaalinen, keskiarvo 72 h).
arrivals ~ Poisson(λ·Δt); P(discharge in Δt) = 1 − e^(−Δt/LOS), LOS = 72 h[4][2]Oletus: hoitoajat, vuode- ja hoitajamäärät, henkilöstöbudjetit, säiliön, höyrystimen ja pullojen koot sekä hätätoimittajan ehdot ovat havainnollistavia arvoja keskikokoiselle sairaalalle.
Käyttöaste ja jonot: satunnaisilla saapumisilla viiveet kasvavat jyrkästi jo ennen kuin osasto on 100 % täynnä.
occupancy = patients / open beds; queueing delay rises steeply as occupancy → 100 %[2][3]
Vuode lasketaan vain, jos se on miehitetty.
staffed beds = min(open beds, 2 × nurses)[4]Oletus: hoitoajat, vuode- ja hoitajamäärät, henkilöstöbudjetit, säiliön, höyrystimen ja pullojen koot sekä hätätoimittajan ehdot ovat havainnollistavia arvoja keskikokoiselle sairaalalle.
Henkilöstökustannus: jokainen työvuorolistan ylittävä hoitajatunti on ylityö- tai vuokratyöaikaa. Lisävuoteet tarvitsevat nämä hoitajat, joten ne kantavat kustannuksen.
overtime/agency nurse-hours = Σ max(0, nurses − 10) · ΔtOletus: hoitoajat, vuode- ja hoitajamäärät, henkilöstöbudjetit, säiliön, höyrystimen ja pullojen koot sekä hätätoimittajan ehdot ovat havainnollistavia arvoja keskikokoiselle sairaalalle.
Pisin odotus päivystyksessä tehohoitopaikkaa varten. Laajassa rekisteritutkimuksessa kriittisesti sairailla potilailla, jotka odottivat 6 h tai kauemmin, oli suurempi kuolleisuus.
longest ED wait = now − time the first waiting patient arrived (first come, first served); ≥ 6 h counts as a delayed transfer[6]
Hapen kysyntä WHO:n suunnitteluvirtaamista potilasta kohden.
demand = Σ flow(patient): severe 10 L/min, critical 30 L/min[1]
Höyrystin rajoittaa, kuinka paljon kaasua säiliö voi toimittaa minuutissa; pullot lisäävät hieman.
delivered = min(demand, vaporizer 600 L/min, tank) + cylinders (≤150 L/min)[1]Oletus: hoitoajat, vuode- ja hoitajamäärät, henkilöstöbudjetit, säiliön, höyrystimen ja pullojen koot sekä hätätoimittajan ehdot ovat havainnollistavia arvoja keskikokoiselle sairaalalle.
Nestemäinen happi laajenee kaasuksi noin 843-kertaiseksi 15 °C:ssa ja 1 atm:n paineessa (usein mainittu 861 on arvo 21 °C:ssa); säiliötunnit seuraavat nykyisestä käytöstä.
gas litres (15 °C, 1 atm) = liquid litres × 843; tank hours = gas / (use × 60)[5]
Muut mallin käyttämät käyttövakiot.
20 base beds + up to 10 surge · 10 rostered nurses · 40 % critical at baseline · tank 3,000 L liquid, deliveries fill it to capacity; a new interval moves the next truck no closer than 24 h · vaporizer 600 L/min · 2 cylinder banks on site, 120 m³ each at ≤150 L/min · one emergency load of up to 3,000 L, 18 h after the order · step-down push shortens stay by 25 %Oletus: hoitoajat, vuode- ja hoitajamäärät, henkilöstöbudjetit, säiliön, höyrystimen ja pullojen koot sekä hätätoimittajan ehdot ovat havainnollistavia arvoja keskikokoiselle sairaalalle.
Konservatiivinen titraus kysyntäkertoimena.
demand × 0.8 when conservative titration is applied[7]Oletus: 20 %:n säästö on havainnollistava. Happitavoitteet ovat kliininen päätös, joka tehdään jokaiselle potilaalle; tämä simulaattori näyttää vain vaikutuksen toimitukseen.

Satunnaisuus: siemenellä alustettu mulberry32-generaattori; käytetyt jakaumat — tasainen, eksponentiaalinen (käänteinen kertymäfunktio), normaali (Box–Muller), Poisson (Knuth). Siemen näytetään ja se on jaettavissa.

Lähteet

  1. WHO — Oxygen sources and distribution for COVID-19 treatment centres (planning flows: severe 10 L/min, critical 30 L/min) — World Health Organization, 2020
  2. A. Bagust, M. Place, J. W. Posnett — Dynamics of bed use in accommodating emergency admissions: stochastic simulation model — BMJ 319:155, 1999
  3. N. Proudlove — The 85% bed occupancy fallacy: the use, misuse and insights of queuing theory — Health Services Management Research, 2020
  4. D. Gross, C. M. Harris — Fundamentals of Queueing Theory (M/M/c, loss systems) — Wiley, 2008
  5. NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — Thermophysical properties of oxygen (saturated liquid at 1 atm: 1141.2 kg/m³; gas at 15 °C, 1 atm: 1.3544 kg/m³ → ≈ 843 L gas per L liquid; ≈ 861 at 21.1 °C) — National Institute of Standards and Technology
  6. D. B. Chalfin, S. Trzeciak, A. Likourezos et al. — Impact of delayed transfer of critically ill patients from the emergency department to the intensive care unit (ED stay ≥ 6 h: higher ICU and hospital mortality) — Critical Care Medicine 35(6):1477–1483, 2007
  7. BTS guideline for oxygen use in healthcare and emergency settings (target saturation ranges) — British Thoracic Society, Thorax 72, 2017

Kuka tekee tätä työkseen

Opetusmalli — ei operatiivisten päätösten tekoon. Todelliset laitokset kalibroivat jokaisen vakion omien laitteidensa ja tietojensa mukaan.