Операції інтенсивної терапії в лікарні Жива модель

Ви координуєте відділення інтенсивної терапії лікарні: 20 ліжок ВІТ, які можна розширити до 30, медсестер, що їх обслуговують, і резервуар рідкого кисню, який живить кожне ліжко. Це симулятор операцій — він не моделює клінічних рішень.

Чого ви навчитеся

Симулятор

Час 0 год
Заповненість ВІТ 75% · Пацієнти, що очікують ліжка у приймальному відділенні 0 · Попит на кисень 290 L/min · Залишок часу роботи резервуара 145 h🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏🛏·····🚑 Пацієнти, що очікують ліжка у приймальному відділенні: 0 · 👩‍⚕️ 1,5O₂290 L/min · max 600⏱ 145 h
  • Пацієнт на ліжку ВІТ
  • Порожнє укомплектоване ліжко
  • Ліжко без персоналу
  • Очікує у приймальному

Керування

У цій моделі кожна медсестра може обслуговувати два ліжка інтенсивної терапії. У графіку 10 медсестер; кожна понад це — понаднормовий час або агентський персонал і зараховується до бюджету персоналу.

До 10 додаткових ліжок — корисні лише тоді, коли є медсестри, які їх обслуговують.

Швидше переводьте пацієнтів, що одужують, у відділення з нижчою інтенсивністю (перебування коротше на 25 %).

Клініцисти орієнтуються на нижню межу призначеного діапазону; змодельовано лише як на 20 % менший попит.

Години між плановими доставками рідкого кисню; кожна заповнює резервуар на 3000 л доверху. Постачальникові потрібне попередження за 24 год, тож коротший інтервал ніколи не приведе наступну цистерну раніше за цей строк.

Резервний газ, не більше 150 л/хв — він доповнює резервуар, але не може його замінити. На об'єкті лише дві повні балонні батареї.

Від іншого постачальника: одна партія до 3000 л рідкого кисню, прибуває через 18 год після замовлення. У разі дефіциту він може виділити лише одну.

Показники

Заповненість ВІТ
75%
норма
Пацієнти, що очікують ліжка у приймальному відділенні
0
норма
Дефіцит кисню
0L/min
норма
Залишок часу роботи резервуара
145h
норма
Попит на кисень290 L/min
Пацієнти ВІТ15
Найдовше очікування ліжка ВІТ0 h
Понаднормові / агентські медсестро-години0 h
Пацієнтів на медсестру1,5
Рідкий кисень у резервуарі3000 L
Балонний резерв0 m³

Тренд

Заповненість ВІТ: — %1000

Кризові сценарії

Рівень 1 · Респіраторний сплеск

Відділення майже заповнене, коли хвиля респіраторної хвороби на добу більш ніж удвічі збільшує надходження до інтенсивної терапії, і серед них більше тяжкохворих. Вчасно забезпечте кожного пацієнта ліжком ВІТ, не доводячи кисневу систему за її межі, — і в межах бюджету додаткового персоналу.

  • Середня кількість очікуючих у приймальному ≤ 1 пацієнта
  • Жоден пацієнт не чекає ліжка ВІТ 6 год або довше
  • Жодного дефіциту кисню в будь-який момент
  • Ніколи більше 2 пацієнтів на медсестру
  • Жодних понаднормових / агентських до оголошення сплеску
  • Понаднормові / агентські ≤ 420 медсестро-годин

Рівень 2 · Доставку кисню затримано

Резервуар заповнений на третину, а регулярна доставка очікується завтра. Аж тут дзвонить постачальник: ця доставка запізниться на кілька днів. Забезпечуйте кожного пацієнта, доки вона не прибуде, — додатковий персонал тут не потрібен.

  • Жодного дефіциту кисню в будь-який момент
  • Резервуар ніколи не порожніє
  • Жодних понаднормових / агентських медсестро-годин

Рівень 3 · Випарник на межі

Відділення майже заповнене дуже тяжкими пацієнтами, коли надходить хвиля критично хворих — приблизно один на годину протягом пів доби. Кожному потрібен високий потік кисню, а випарник може подати лише 600 л/хв. Підтримуйте потік і тримайте коридори вільними в межах бюджету персоналу.

  • Жодного дефіциту кисню в будь-який момент
  • Середня кількість очікуючих у приймальному ≤ 2 пацієнтів
  • Час роботи резервуара ніколи не менше 12 год
  • Жодних понаднормових / агентських до приходу хвилі
  • Понаднормові / агентські ≤ 300 медсестро-годин

Основа — модель за цифрами

Кожне співвідношення, яке використовує симулятор, із джерелом. Константи, позначені як припущення, — ілюстративні калібрування.

Критичні пацієнти надходять випадково й перебувають випадковий час (експоненційний, середнє 72 год).
arrivals ~ Poisson(λ·Δt); P(discharge in Δt) = 1 − e^(−Δt/LOS), LOS = 72 h[4][2]Припущення: тривалість перебування, кількість ліжок і медсестер, бюджети персоналу, розміри резервуара, випарника й балонів та умови екстреного постачальника — ілюстративні значення для лікарні середнього розміру.
Заповненість і черги: за випадкових надходжень затримки різко зростають задовго до того, як відділення заповниться на 100 %.
occupancy = patients / open beds; queueing delay rises steeply as occupancy → 100 %[2][3]
Ліжко враховується, лише якщо воно укомплектоване персоналом.
staffed beds = min(open beds, 2 × nurses)[4]Припущення: тривалість перебування, кількість ліжок і медсестер, бюджети персоналу, розміри резервуара, випарника й балонів та умови екстреного постачальника — ілюстративні значення для лікарні середнього розміру.
Витрати на персонал: кожна медсестро-година понад планову зміну — це понаднормовий час або агентський персонал. Додатковим ліжкам потрібні ці медсестри, тож вони й несуть ці витрати.
overtime/agency nurse-hours = Σ max(0, nurses − 10) · ΔtПрипущення: тривалість перебування, кількість ліжок і медсестер, бюджети персоналу, розміри резервуара, випарника й балонів та умови екстреного постачальника — ілюстративні значення для лікарні середнього розміру.
Найдовше очікування ліжка ВІТ у приймальному відділенні. У великому реєстровому дослідженні тяжкохворі пацієнти, які чекали 6 год або довше, мали вищу смертність.
longest ED wait = now − time the first waiting patient arrived (first come, first served); ≥ 6 h counts as a delayed transfer[6]
Попит на кисень за плановими потоками ВООЗ на пацієнта.
demand = Σ flow(patient): severe 10 L/min, critical 30 L/min[1]
Випарник обмежує, скільки газу резервуар може подати за хвилину; балони додають трохи більше.
delivered = min(demand, vaporizer 600 L/min, tank) + cylinders (≤150 L/min)[1]Припущення: тривалість перебування, кількість ліжок і медсестер, бюджети персоналу, розміри резервуара, випарника й балонів та умови екстреного постачальника — ілюстративні значення для лікарні середнього розміру.
Рідкий кисень розширюється в газ приблизно в 843 рази за 15 °C і 1 атм (часто цитоване 861 — значення за 21 °C); години роботи резервуара випливають із поточного споживання.
gas litres (15 °C, 1 atm) = liquid litres × 843; tank hours = gas / (use × 60)[5]
Інші експлуатаційні константи, які використовує модель.
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 %Припущення: тривалість перебування, кількість ліжок і медсестер, бюджети персоналу, розміри резервуара, випарника й балонів та умови екстреного постачальника — ілюстративні значення для лікарні середнього розміру.
Обережне титрування як коефіцієнт попиту.
demand × 0.8 when conservative titration is applied[7]Припущення: економія 20 % — ілюстративна. Цілі щодо кисню — клінічне рішення, яке ухвалюють для кожного пацієнта; цей симулятор лише показує ефект для постачання.

Випадковість: генератор mulberry32 із зерном; використані розподіли — рівномірний, експоненційний (обернена CDF), нормальний (Бокса–Мюллера), Пуассона (Кнут). Зерно показано, і ним можна ділитися.

Джерела

  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

Хто цим займається професійно

Навчальна модель — не для оперативних рішень. Реальні об’єкти калібрують кожну константу під власне обладнання та дані.