Дальневосточный государственный медицинский университет Поиск | Личный кабинет | Авторизация
Поиск статьи по названию
Поиск книги по названию
Каталог рубрик
в коллекциюДобавить в коллекцию

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - ИНСТРУМЕНТ НАУЧНОГО ИЗУЧЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ МЕДИЦИНСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВОЙСК (СИЛ) В ВОЕННЫХ КОНФЛИКТАХ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ МИРНОГО ВРЕМЕНИ


Аннотация:

Представлены современные инструменты научного изучения медицинского обеспечения войск (сил) в военных конфликтах и чрезвычайных ситуациях (ЧС) мирного времени в виде имитационного моделирования (ИМ) - инструментальные средства и среды автоматизации аналитического и комплексного моделирования SimPy, GPSS World. Отмечено, что исследование сложных систем, в частности, этапов медицинской эвакуации, в военной медицине затруднено в реальных условиях или условиях натурного эксперимента, в то время как имитационное моделирование позволяет проводить исследование процесса организации оказания медицинской помощи в медицинских воинских частях, подразделениях и военно-медицинских организациях и получать качественные и количественные показатели. Проанализированы варианты имитационного моделирования работы таких значимых в системе медицинского обеспечения войск (сил) этапов медицинской эвакуации, как медицинский отряд специального назначения (МОСН) и эвакуационный приемник (ЭПр). Сделан вывод, что научные инструменть в виде сред имитационного моделирования позволяют решать научные и практические проблемы медицинского обеспечения войск (сил). Моделированием называется исследование объектов, процессов и явлений для определения (уточнения) исследуемых характеристик рассматриваемой (изучаемой) системы или уточнения (совершенствования) её новых элементов. Метод имитационного моделирования (ИМ) - это метод экспериментального исследования реальной системы по ее имитационной модели, т.е. он сочетает в себе особенности экспериментального подхода и специфические условия использования вычислительной техники. Имитационной называется модель, которая воспроизводит все элементарные явления, составляющие функции исследуемой системы, во времени с сохранением их логической структуры и последовательности. Цель исследования - изучение современных тенденций в развитии компьютерных технологий, позволяющих описать дискретно-событийные процессы, происходящие на этапах медицинской эвакуации в военных конфликтах и в ходе ликвидации медико-санитарных последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС) мирного времени, а также представить примеры исследовательской работы, выполненной в соответствующих программных средах. Материалы и методы исследования. Материалами исследования послужили работы, проводимые на кафедре организации и тактики медицинской службы Военно-медицинской академии имени С.М.Кирова (ВМедА) Минобороны России, по оптимизации оказания медицинской помощи раненым, больным и пораженным в военных конфликтах и ЧС мирного времени на развёртываемых медицинской службой Вооруженных Сил Российской Федерации разного уровня этапах медицинской эвакуации - в медицинском отряде специального назначения (МОСН) и эвакуационном приемнике (ЭПр). Результаты исследования и их анализ. В настоящее время трудно представить теоретическую и практическую работу в науке, на производстве и других отраслях народного хозяйства без использования компьютерных технологий. Поскольку выполнение натурного эксперимента часто бывает трудоемким и экономически неэффективным процессом, наиболее доступным, достоверным и экономически целесообразным методом является имитационное моделирование. Процедура ИМ, прежде всего, состоит в проигрывании, оценке и анализе возможных ситуаций, которые могут возникнуть в процессе функционирования системы медицинского обеспечения в различных предполагаемых условиях. Результатами ИМ могут служить как качественные, так и количественные показатели. Для качественных показателей характерно подтверждение или опровержение проверяемой гипотезы, для количественных - отображение наиболее существенных факторов, влияющих на достижение целей проводимых исследований. В ходе исследования организации медицинского обеспечения войск (сил) в военных конфликтах и ЧС уже нашли свое практическое применение и зарекомендовали себя наилучшим образом такие инструментальные средстЕа и среды автоматизации аналитического и комплексного моделирования, как GPSS, AnyLogic, BPsim, SimPy, PowerSim, Simplex, Modul Vision, Simulab и др. При практическом создании имитационных моделей принятс использовать «процессный подход», при котором во деятельность функциональных подразделений этапов медицинской эвакуации разбивается на процессы и подпроцессы. Процессы оказания медицинской помощи раненым и больным в развернутых полевых медицинских формированиях (МОСН, ЭПр) можно рассматривать как генерирование и обслуживание потока заявок, каждая из которых может нести дополнительную информацию о виде повреждения (травмы), тяжести состояния приоритете в очереди, временных затратах на оказание медицинской помощи и т.д. Такой принцип мо-делироиания систем массового обслуживания получил название дискретно-событийного и был впервые предложен сотрудником фирмы IBM Джефри Гордоном в 1961 г. при создании языка имитационного моделирования GPSS - General Purpose Simula-tion System - общецеленая система моделирования. Система массового обслуживания (СМО) - это абстрактное предстсвление исследуемой системы или подсистемы в качеств э некоторого механизма, обслуживающего поступающие в неё заявки. Под заявками в данном случае могут подразумеваться, например, поступающие пораженные а процесс обслуживания имитирует процесс оказания соответствующего вида медицинской помощи пораженному. Примером дискретно-событийного моделирования может служить имитационная модель оказания медицинской помощи раненым в медицинском отряде специального назначения в ходе ликвидации медико-санитарных последствий чрезвычайной ситуации. Для реализации модели был выбран язык Python с использованием библиотеки программирования SimPy. В качестве параметров модели использовались следующие данные: лечебно-эвакуационная характеристика входящего потока раненых, больных и пораженных в МОСН; сроки проведения различных медицинских процедур, манипуляций и хирургических операций; сроки временной нетранспортабельности пациентов. При этом были использованы следующие усредненные значения степени тяжести поражения в различных ЧС: 29,1% - легкие ранения; 27,2 - ранения средней степени тяжести; 42,1 - тяжелые; 1,6% -крайне тяжелые ранения. Мероприятия вида медицинской помощи, сроки не-транспс ртабельности описывались как случайные величины, имеющие треугольное распределение (распределение Симпсона), параметры которого были оценены военными хирургами, анестезиологами-реаниматологами, терапевтами, выступавшими в роле экспертов. Обслуживающие устройства при ИМ работы МОСН имитировали работу его различных функциональных подразделений: AddmissionRoom - сортировочный пост; SortingRoom - приемно-сортировочное отделение; PreoperativeRoom - предоперационной; Surgery-Room - операционная; DressingRoom - перевязочная; Reanimation - отделение анестезиологии-реаниматологии с палатами реанимации и интенсивной терапии; Hospital - госпитальное отделение; Evacuction - эвакуационное отделение. Емкость обслуживающих устройств показы зает, какое число пострадавших может быть одновременно обработано обслуживающим устройством - какому числу пострадавших будет оказана медицинская помощь в функциональных подразделениях, и определяется, в зависимости от того, работа какого отделения подвергается ИМ, либо количеством одновременно работающих медицинских бригад, либо количеством койко-мест в отделении. В результате работы модели оценивались следующие параметры: средняя длина очереди устройства - mQ; максимальная длина очереди устройства - Gimax; среднее время ожидания в очереди (мин) - Tmecin; отношение времени оказания медицинской помощи к общему времени работы устройства - U. Для средней длины очереди, максимальной длины очереди и среднего времени ожидания оценивалось также стандартное отклонение - mQ(std), Qmax(std) и T(std) соответственно. В случае выявления «узкого места» последовательно наращивалась ёмкость устройства (п), что соответствовало усилению данного функционального подразделения дополнительными врачебно-сестринскими бригадами (ВСБ), дополнительными койками и рабочими местами, оснащением и т.п. Это действие производилось до тех пор, пока выбранные показатели эффективности не приходили в соответствие с теми, которь е характеризуют работу системы как эффективную. Для достижения цели осуществлялось моделирование четырёх входящих потоков пострадавших в различных сочетаниях (рандомно): с ранениями и травмами конечностей - 20,0%; ранениями и травмами груди -17,5%; ранениями и травмами головы: ранения и травмы черепа - 16,1 %, ранения и травмы челюстно-лицевой области - 9,6%, ранения и травмы органа зрения; с ранениями и травмами живота - по 8,8%; с ожогами 8,6; с ранениями и травмами позвоночника - 7,9%; с психогенно-реактивными состояниями - 2,6% и др. В качестве первого шага было проведено моделирование работы МОСН в базовой конфигурации. Результаты показали, что самым «узким местом» является операционная. При входящем потоке раненых 40 чел./сут отряд хорошо справляется с имеющейся нагрузкой. Для большинства обслуживающих устройств среднее число пациентов в очереди не превышает одного человека, а максимальное полученное значение ожидающих в очереди - 6 чел. в операционной. Наибольшее среднее время ожидания также наблюдалось в операционной - 41 мин. Дальнейшие результаты подтвердили, что самым «узким местом» является операционная. При увеличении входящего потока до 60 пациентов/сут среднее число пациентов в очереди в операционную возросло до 46, а среднее время ожидания составило почти двое суток (21 82 мин). При поступлении 80 пациентов в сутки среднее число ожидающих в очереди в операционной возрастало до 107 чел. (максимально достигнутое значение - 216), а среднее время ожидания в очереди доходило до 3,5 сут (5057 мин). При величине потока 100 пациентов/сут средняя длина очереди составила 145 чел., среднее время ожидания - 4,7 сут (6814 мин). Для устранения «узкого места» в данном случае наиболее простым решением стало увеличение количеству хирургических бригад. Результаты моделирования работы с четырьмя хирургическими бригадами. Увеличение количества хирургических бригад позволяет снизить время ожидания и длину очереди в операционной: при входящем потоке 60 пациентов/сут - менее одного пациента в очереди, среднее время ожидания - 2 мин; 80 пациентов/сут - менее одного пациента и 17 мин; для потока 100 пациентов/сут - в среднем 7 пациентов в очереди, среднее время ожидания - 172 мин (до трёх часов). Вследствие увеличения пропускной способности операционной увеличивается поток поступающих в отделение анестезиологии-реаниматологии с палатами реанимации и интенсивной терапии. При величине входящего потока более 80 пациентов/сут средняя длина очереди в реанимацию - 47 чел., среднее время ожидания в очереди - 1,8 сут (2642 мин); 100 пациентов/сут - средняя длина очереди - 73 чел., среднее время ожидания - 2,8 сут (41 39 мин). Увеличение количества хирургических бригад позволяет снизить время ожидания и длину очереди в операционной, но при этом - при величине входящего потока 80 или более пациентов в сутки - увеличивает эти показатели для отделения анестезиологии-реаниматологии с палатами реанимации и интенсивной терапии вследствие увеличения потока из операционной в реанимационную. С целью снижения длины очереди и времени ожидания в очереди при величине входящего потока 80 пациентов/сут было проведено моделирование, предполагающее выделение 10 коек госпитального отделения для размещения и ведения прооперированных лиц в реанимационном отделении. Моделирование показало, что такое решение позволяет уменьшить очередь в реанимацию, незначительно увеличивая ее для госпитального отделения. Соответственно при величине входящего потока 80 пациентов/сут получаем менее одного пациента в очереди и среднее время ожидания - 1 1 мин; при величине входящего потока 100 пациентов/сут - одного пациента со средним временем ожидания 33 мин для отделения анестезиологии-реаниматологии с палатами реанимации и интенсивной терапии. При этом, как и ожидалось, для величины входящего потока 80 и 1 00 пациентов/сут время ожидания в очереди в госпитальное отделение составило в среднем 1277 и 1621 мин соответственно. Таким образом, при данной нагрузке и с учетом состояния раненых, поступающих в госпитальное отделение, такое время ожидания считается приемлемым. Тем не менее, при величине входящего потока 100 пациентов/сут даже подобные организационные решения не позволяют справиться с потоком пациентов. Это говорит о том, что при ожидаемой величине входящего потока (при условии сохранения его структуры) более 1 00 пациентов/сут одного МОСН будет недостаточно для эффективного оказания медицинской помощи всем пострадавшим. Еще одним примером дискретно-событийного процесса является изучение работы эвакуационного приемника временного перегрузочного района. Эвакуационный приемник - военно-медицинская организация, предназначенная для временного размещения раненых и больных, выполнения им неотложных мероприятий первичной врачебной медико-санитарной помощи с их последующей погрузкой (выгрузкой) на автомобильный, железнодорожный, авиационный или водный транспорт. С целью оптимизации работы эвакуационного приемника (выбран вариант - приаэродромный) осуществлялось его имитационное моделирование в среде GPSS World. В процессе моделирования путем многократного прогона имитационных моделей были получены значения показателей эффективности - средней (Q) и максимальной (Qmax) длины очереди в устройстве х в течение всего периода моделирования и коэффициента использования (нагрузки) устройств (Ut) для каждой модельной ситуации. Для этого были осуществлены многократные «прогоны» с перенастройкой всех дат1-и ко в случайных чисел. В ходе моделирования работы ЭПр со штатным медицинским составом и штатной техникой исследованы варианты работы при поступлении в него 700, 500, 400, 200 пациентов в сутки - условия модели. В случае поступления в эвакоприемник 200 пациентов в сутки работа его основных подразделений будэт осуществляться с минимальной нагрузкой -средний коэффициент нагрузки практически всех устройств Ut = 0,4. Данный факт подтверждается дальнейшими результатами моделирования. Так, при увеличении входящего потока до 500 пациентов в сутки показатели длины очереди и коэффициента нагрузки основных устройств (приемно-эвакуационная, палата интенсивной терапии, перевязочная) становятся средними. При входящем потоке 700 пациентов в сутки загрузка функциональных устройств становится максимальной. Д1я выбора оптимального количества мест при «не-большом» входящем потоке были проведены исследования нескольких моделей ЭПр с разной емкостью. В этом случае для оптимизации его работы и увеличения загрузки персонала необходимо уменьшить количество мес - эвакоприемника до 100. Это позволит определить штатную структуру приаэродромного ЭПр как нештатного формирования, применяемого в конкретной опе-ративно-тактической обстановке. При оптимизации штатной структуры моделирование работы приаэродромного ЭПр осуществлялось с величиной входящего потока 200, 150, 100 и 50 пациентов в сутки. Все функциональные подразделения ЭПр справляются с заданной нагрузкой - показатели эффективности находятся в допустимых пределах. Это связано с оптимизацией ёмкости эвакоприемника и штатных единиц его личного состава. Токим образом, возможности предлагаемого ЭПр позноляют принять, провести сортировку, разместить и эвакуировать до 200 пациентов в сутки. При входящем потоке в 100 пациентов все функциональные подразделения ЭПр работают со средней нагрузкой - средний коэффициент нагрузки всех устройств Ut = 0,5. Приведенные примеры ИМ процессов оказания медицинской помощи в развернутых полевых медицинских формированиях были реализованы в рамках проекта «Высокопроизводительные вычислительные технологии усвоения данных в гибридных динамических моделях для прогнозирования поведения сложных систем», выполняемого при поддержке Российского научного фонда (соглашение №14-1 1-00823). Военная медицина тесно связана с логистическими процессами, где в дискретно-событийном процессе представлена вся существующая система медицинского обеспечения войск (сил) в военных конфликтах, а также в различных ЧС. В военной медицине имитационное моделирование всё чаще используется как инструмент научного познания. Как уже отмечалось, в области управления медицинским обеспечением войск (сил) военно-медицинские специалисты уже используют отдельные программные языки и системы для проведения исследований. С одной стороны, имитационное моделирование упрощает процесс исследования отдельных систем (работа этапов медицинской эвакуации, военно-медицинских организаций в военное время и др.), с другой, квалификационные требования, предъявляемые к исследователю (военно-медицинскому специалисту), находятся на высоком уровне. Уметь поставить задачу, обработать статистические данные, осуществить программирование, провести экспериментальное исследование с моделью, интерпретировать его результаты, найти оптимальное решение и на основании этого выдать соответствующие рекомендации - всё это несомненно соответствует новым квалификационным требованиям к специальностям и направлениям подготовки военно-ме-дицинских специалистов. Использование имитационного моделирования в подготовке военно-медицинских специалистов по образовательной программе высшего профессионального образования 292600 «Управление медицинским обеспечением войск (сил)» позволяет обучающимся получать знания, взаимодействуя с предполагаемой («виртуальной») реальностью изучаемой системы медицинского обеспечения войск (сил), и непосредственно осваивать практические навыки при работе с программными продуктами. В заключение следует отметить наличие некоторых проблемных вопросов разработки и использования моделей для исследования системы медицинского обеспечения войск (сил): • финансирование проектов, в том числе приобретения программных продуктов - симуляторов, пакетов прикладных программ; • подбор (подготовка) специалистов в области моделирования или организации для размещения заказов на модели; • организация эксплуатации разработанных моделей. Решение имеющихся проблем позволит поднять на новый технологический уровень процесс управления медицинским обеспечением войск (сил) в военных конфликтах, а также в ЧС мирного времени. Использование имитационного моделирования в образовательном процессе повысит уровень тактической, оперативно-тактической и оперативной подготовки обучающихся в вопросах управления медицинским обеспечением войск (сил).

Авторы:

Лемешкин Р.Н.
Савченко И.Ф.
Латыпов И.Ф.
Жуков А.А.
Крикунов А.В.
Ковальчук С.В.
Балахонцева М.А.

Издание: Медицина катастроф
Год издания: 2018
Объем: 6с.
Дополнительная информация: 2018.-N 2.-С.5-10. Библ. 15 назв.
Просмотров: 159

Рубрики
Ключевые слова
dr
gene
gi
st
авиационная
автоматизация
автомобили
академия
анализ
аналитический
анестезиологическое
анестезиология
базы
библиотека
болеющие
больные
больными
большая
бригадный
бытовые
вариантные
ведение
взаимодействие
влияющие
водное
военная
военный
возможности
возраст
вооруженные
вопрос
впервые
врачебной
временная
временных
время
вследствие
входной
выбор
вывод
выделение
выполнение
высокий
высшая
вычислительная
выявление
гена
гибридионы
гипотеза
голова
гордона
госпитали
госпитальная
груди
дальний
данные
данных
действие
деятельности
динамическая
длина
дополнительные
допустимый
достижение
доступ
доход
другого
другому
единиц
емкости
железнодорожные
живот
зависимости
загрузка
задания
задач
заказ
затрата
заявка
знание
значению
зрения
изучение
имитационное
имитируемые
инструмент
инструментальная
интенсивная
информации
иск
использование
использованием
исследование
исследований
исследования
исследовательские
исследователя
катастроф
кафедры
качества
качественный
квалификации
квалификационные
киров
ключ
коек
количественная
количество
комплексная
компьютерная
конечностей
конкретный
конфигурация
конфликт
коэффициент
крайний
легкая
лечебная
ликвидация
лицами
личная
логистические
логических
максимальная
манипуляция
массовое
материал
медики
медицин
медицина
медицинская
мероприятия
места
место
метод
механизм
минимально
мирового
модели
моделирование
навыкам
нагрузка
названия
назначение
наибольшая
наличия
направлениях
народная
настоящие
натура
наука
научной
недостаточное
незначительная
неотложная
непосредственные
нескольким
нетранспортабельный
новые
обеспечение
областей
обработка
образ
образов
образование
обслуживание
обстановка
обучающие
общей
объект
одновременная
одного
ожидаемая
ожидания
ожог
оказание
оказанием
оперативная
операции
операционная
определение
оптимальное
оптимизация
орган
организации
организационная
оснащение
основание
основной
особенности
отделение
отдельные
отклонение
отношение
отраслевые
отряд
оценка
пакет
палата
параметр
пациент
первая
первичная
перевязочные
период
персонал
поведение
повреждение
подбор
подготовка
поддержки
подобные
подразделений
подсистема
подход
поза
позвоночник
познания
показатели
пола
полевой
помощи
поражение
пораженного
поры
после
послед
последовательностей
последствие
пострадавшие
поступающих
поступление
поток
практическая
предоперационное
прием
приемник
приемное
прикладная
применение
принцип
принятия
приобретение
приоритеты
проблема
проблемно
проведение
проведения
проводимая
прогнозирование
программ
программирование
программного
продуктов
проект
проигрывание
производства
простая
профессиональная
процедура
процесс
психогенные
путем
работа
работающее
рабочая
развитие
различный
размещение
разработка
район
рамки
ранение
ранения
раны
распределение
расстройства
реализация
реальностью
реанимационные
реанимация
результата
рекомендации
решение
решения
россии
российская
связей
силлард
симпсона
систем
ситуации
след
слова
сложные
служб
случаев
случайные
снижение
совершенствование
современная
соглашение
создание
соответствие
соответствующие
сортировка
состав
состояние
сохранение
специалистов
специалисты
специального
специальности
специфическая
способности
среда
среднего
средства
средство
сроки
стандартные
статистические
степени
структур
суток
тактика
теоретическая
терапевты
терапия
техника
технологический
технология
течения
ток
травма
транспорт
требования
трудности
труды
тяжелая
тяжести
увеличение
управление
уровень
уровни
усиление
условия
усреднение
устройств
учет
фактор
факторы
федерации
финансирование
фирма
фонды
формирование
функции
функциональная
функционирование
характер
характеристика
характерного
хирург
хирургическая
хирургически
хозяйство
хороший
цели
цель
целью
целях
часовой
частная
часы
человек
челюсти
череп
четыре
чи
число
чрезвычайных
шаг
штат
эвакуационный
эвакуация
экономическая
эксперимент
экспериментальная
эксперты
эксплуатация
элементарные
элементы
этап
эффективность
эффективный
явление
язык
языка
Ваш уровень доступа: Посетитель (IP-адрес: 3.21.46.24)
Яндекс.Метрика