Работа отделения интенсивной терапии больницы Живая модель

Вы координируете отделение интенсивной терапии больницы: 20 коек реанимации, которые можно увеличить до 30, медсёстры, которые их обслуживают, и резервуар с жидким кислородом, питающий каждую койку. Это операционный симулятор — он не моделирует клинические решения.

Чему вы научитесь

Симулятор

Время 0 ч
Занятость реанимации 75% · Пациенты в ожидании в приёмном отделении 0 · Потребность в кислороде 290 L/min · Оставшееся время работы резервуара 145 h🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏·····🚑 Пациенты в ожидании в приёмном отделении: 0 · 👩‍⚕️ 1,5O₂290 L/min · max 600⏱ 145 h
  • Пациент на койке реанимации
  • Пустая койка с персоналом
  • Койка без персонала
  • Ожидание в приёмном отделении

Управление

В этой модели каждая медсестра может обслуживать две койки интенсивной терапии. По графику их 10; каждая сверх этого — сверхурочные или агентские часы и учитывается в кадровом бюджете.

До 10 дополнительных коек — полезны, только если есть медсёстры, чтобы их обслуживать.

Раньше переводить выздоравливающих пациентов в отделения с меньшей остротой (пребывание на 25 % короче).

Врачи ориентируются на нижнюю границу назначенного диапазона; моделируется лишь как снижение потребности на 20 %.

Часы между плановыми поставками жидкого кислорода; каждая заполняет резервуар на 3000 л до полного. Поставщику нужно уведомление за 24 ч, поэтому более короткий интервал никогда не приведёт следующую машину раньше этого срока.

Резервный газ, не более 150 л/мин — он дополняет резервуар, но не может его заменить. На месте только две полные батареи.

У другого поставщика: одна поставка до 3000 л жидкого кислорода, прибывает через 18 ч после заказа. При дефиците он может выделить только одну.

Показатели

Занятость реанимации
75%
норма
Пациенты в ожидании в приёмном отделении
0
норма
Дефицит кислорода
0L/min
норма
Оставшееся время работы резервуара
145h
норма
Потребность в кислороде290 L/min
Пациенты в реанимации15
Самое долгое ожидание койки в реанимации0 h
Сверхурочные / агентские медсестро-часы0 h
Пациентов на медсестру1,5
Жидкий кислород в резервуаре3000 L
Резерв баллонов0 m³

Динамика

Занятость реанимации: — %1000

Кризисные сценарии

Уровень 1 · Респираторный всплеск

Отделение почти заполнено, когда волна респираторных заболеваний на сутки более чем вдвое увеличивает поступление в интенсивную терапию, и среди поступающих больше тяжёлых. Вовремя уложите каждого пациента на койку реанимации, не выводя систему кислорода за пределы возможностей, — и в рамках кадрового бюджета на всплеск.

  • В среднем в ожидании в приёмном отделении ≤ 1 пациента
  • Ни один пациент не ждёт койку в реанимации 6 ч или дольше
  • Без дефицита кислорода в любой момент
  • Никогда не более 2 пациентов на медсестру
  • Никаких сверхурочных / агентских часов до объявления волны
  • Сверхурочные / агентские ≤ 420 медсестро-часов

Уровень 2 · Задержка поставки кислорода

В резервуаре осталась треть, а плановая поставка ожидается завтра. Затем звонит поставщик: эта поставка опоздает на несколько дней. Обеспечьте кислородом каждого пациента до её прибытия — дополнительный персонал здесь не нужен.

  • Без дефицита кислорода в любой момент
  • Резервуар никогда не пустеет
  • Никаких сверхурочных / агентских медсестро-часов

Уровень 3 · Испаритель на пределе

Отделение почти заполнено очень тяжёлыми пациентами, когда приходит волна критически больных — примерно по одному в час в течение полусуток. Каждому нужен высокий поток кислорода, а испаритель может подать только 600 л/мин. Сохраните поток и свободные коридоры в рамках кадрового бюджета.

  • Ни в какой момент нет дефицита кислорода
  • В среднем в ожидании в приёмном отделении ≤ 2 пациентов
  • Время работы резервуара никогда не ниже 12 ч
  • Никаких сверхурочных / агентских часов до прихода волны
  • Сверхурочные / агентские ≤ 300 медсестро-часов

Основа — модель, стоящая за числами

Все зависимости, которые использует симулятор, с источниками. Константы, помеченные как допущения, — иллюстративные калибровки.

Критические пациенты поступают случайно и остаются случайное время (экспоненциальное, среднее 72 ч).
arrivals ~ Poisson(λ·Δt); P(discharge in Δt) = 1 − e^(−Δt/LOS), LOS = 72 h[4][2]Допущение: длительность пребывания, число коек и медсестёр, кадровые бюджеты, размеры резервуара, испарителя и баллонов, а также условия экстренного поставщика — иллюстративные значения для больницы среднего размера.
Занятость и очереди: при случайном поступлении задержки резко растут задолго до того, как отделение заполнено на 100 %.
occupancy = patients / open beds; queueing delay rises steeply as occupancy → 100 %[2][3]
Койка считается, только если она обеспечена персоналом.
staffed beds = min(open beds, 2 × nurses)[4]Допущение: длительность пребывания, число коек и медсестёр, кадровые бюджеты, размеры резервуара, испарителя и баллонов, а также условия экстренного поставщика — иллюстративные значения для больницы среднего размера.
Расходы на персонал: каждый медсестро-час сверх смены по графику — сверхурочные или агентские часы. Резервным койкам нужны эти медсёстры, поэтому именно они несут эти расходы.
overtime/agency nurse-hours = Σ max(0, nurses − 10) · ΔtДопущение: длительность пребывания, число коек и медсестёр, кадровые бюджеты, размеры резервуара, испарителя и баллонов, а также условия экстренного поставщика — иллюстративные значения для больницы среднего размера.
Самое долгое ожидание койки в реанимации в приёмном отделении. В крупном регистровом исследовании у тяжёлых пациентов, ждавших 6 ч или дольше, смертность была выше.
longest ED wait = now − time the first waiting patient arrived (first come, first served); ≥ 6 h counts as a delayed transfer[6]
Потребность в кислороде по плановым потокам ВОЗ на одного пациента.
demand = Σ flow(patient): severe 10 L/min, critical 30 L/min[1]
Испаритель ограничивает, сколько газа резервуар может подать в минуту; баллоны добавляют немного сверх этого.
delivered = min(demand, vaporizer 600 L/min, tank) + cylinders (≤150 L/min)[1]Допущение: длительность пребывания, число коек и медсестёр, кадровые бюджеты, размеры резервуара, испарителя и баллонов, а также условия экстренного поставщика — иллюстративные значения для больницы среднего размера.
Жидкий кислород при переходе в газ расширяется примерно в 843 раза при 15 °C и 1 атм (часто приводимое 861 — значение при 21 °C); часы работы резервуара следуют из текущего расхода.
gas litres (15 °C, 1 atm) = liquid litres × 843; tank hours = gas / (use × 60)[5]
Прочие рабочие константы, используемые моделью.
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 %Допущение: длительность пребывания, число коек и медсестёр, кадровые бюджеты, размеры резервуара, испарителя и баллонов, а также условия экстренного поставщика — иллюстративные значения для больницы среднего размера.
Консервативное титрование как коэффициент потребности.
demand × 0.8 when conservative titration is applied[7]Допущение: экономия в 20 % иллюстративна. Целевые значения кислорода — клиническое решение для каждого пациента; этот симулятор показывает лишь влияние на снабжение.

Случайность: генератор mulberry32 с seed; используемые распределения — равномерное, экспоненциальное (обратная CDF), нормальное (Бокса — Мюллера), Пуассона (Кнут). Seed показан и им можно делиться.

Источники

  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

Кто этим занимается профессионально

Образовательная модель — не для принятия эксплуатационных решений. Реальные объекты калибруют каждую константу под своё оборудование и данные.