Afet olaylarında acil departman kapasitelerinin simülasyon tabanlı modellenmesi: Beklenen İstanbul depremi uygulaması
Simulation based modeling of emergency department capacity in disaster events: The case of possible major Istanbul earthquake
Yazar: MUHAMMET GÜL
Danışman: PROF. DR. ALİ FUAT GÜNERİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Acil servis-hastane = Emergency service-hospital ; Ayrık olay benzetimi = Discrate event simulation ; İstatistiksel deney tasarımı = Statistical experimental design

Özet:
Acil Servisler (AS), günün herhangi bir vaktinde ilk müdahale sağlayan tek noktalar
olduklarından hastanelerin kalbi olarak değerlendirilmektedirler. Bu birimlerin önemi,
özellikle afet koşullarında mevcut kaynaklarını kullanarak ortaya çıkan hasta artışına
cevap vermedeki yetkinlikleri ile ortaya çıkmaktadır. Çoğu acil servis, böylesi felaket
durumlarıyla karşılaşıldığında maksimum kapasitesine ulaşır ve ihtiyaçlara cevap
veremez. Bu durumda, ortaya çıkan darboğazlarla mücadele ederek AS performansını
iyileştirme gerekliliği ortaya çıkar. Simülasyon, diğer yöneylem araştırması teknikleri gibi
hastanelerin ve acil servislerin işleyişinin modellenmesinde kullanılan bir yöntemdir.
Normal durumlarda acil servis işlemlerinin karmaşıklığı ve belirsizliği, afet şartlarında
daha fazla artmaktadır. Hasta gelişi ve tedavi süreçlerinin stokastik doğası, bu çalışmanın
simülasyon tabanlı olarak modellenmesini olurlu kılmaktadır. Ayrıca kurulacak
simülasyon modelleri ile afet şartlarının değiştirdiği parametrelerin AS performansına
etkileri izlenebilmektedir.
Bu tez, deprem zamanlarında hastane acil servislerinde ortaya çıkan hasta artışı
karşısında kaynak kapasitelerinin planlanması için simülasyon tabanlı bir model
önermiştir. Önerilen model, JICA raporu tarafından İstanbul'da olası bir depremden en
çok etkileneceği tahmin edilen bölgede bulunan beş kamu hastanesinin acil servisini
kapsamaktadır. Deprem zamanı acil servis ağı simülasyon modeli (DZ-ASMOD) diye
isimlendirilen bu model, yapay sinir ağı (YSA) tabanlı bir deprem yaralı tahmin modelinin
sonuçlarından yararlanmıştır. Literatürde, bu tezin çözmeyi amaçladığı problemin belli
parçaları (afet durumundaki hasta artışı ve acil servislerde yaşatacağı yoğunluk) üzerinde çalışmalar bulunmaktadır. Ancak birden çok acil servisin simülasyonu üzerine yapılmış,
olası bir deprem afetinin koşullarını dikkate alan bir çalışma bulunmamaktadır. Bu
durum, tezin temel motivasyonunu oluşturmuştur.
Tez kapsamında ayrıca, deprem durumu için İstanbul'daki acil servislerin işleyişini içeren
kavramsal bir çerçeve geliştirilmiştir. Türkiye'de son dönemlerde yaşanan depremlere
ait istatistiksel verilerden, İstanbul'un depreme hazırlığı ile ilgili raporlardan ve depremi
yaşamış AS tıbbi personeli ile yapılan mülakatlardan elde edilen çıkarımların
birleştirilmesi ile deprem durumunda acil servislerde yaşanan temel problemler tıbbi
personel bakışı ve literatür kaynaklı olarak ortaya konulmuştur. Çalışılan ağ içinde yer
alan acil servislerin depreme hazırlık kabiliyetlerini değerlendirmek için deney tasarımı
ile simülasyon modelleme birleştirilmiştir. Deprem büyüklüğü ve deprem zamanına bağlı
olarak tahmin edilen yaralı sayısının (YSA tabanlı modelle elde edilen), acil servislere
hasta iletilme olasılıklarının ve triyaj gruplarına göre hasta geliş yüzdelerinin, doktor ve
hemşire sayılarının TKU ve kaynak kullanımları üzerindeki etkisini incelemek için
genelleştirilmiş tam faktöriyel deney tasarımı yapılmıştır. Ayrıca çok kriterli bir analiz
kullanılarak her bir AS için depreme hazırlık kabiliyeti skoru hesaplanmıştır.
Bu tezin İstanbul'daki diğer kamu hastanelerinin acil servisleri ile özel ve üniversite
hastanelerinin acil servisleri için de bir başvuru kaynağı olması ve bu yönüyle, ulusal ve
makro ölçüde sağlık politikalarının belirlenmesinde de paydaşlara katkı sunması
amaçlanmıştır. Sonuç olarak, önerilen modelin, sağlık ve afet yönetimi alanında odak bir
konuya çözüm getirirken, İstanbul gibi deprem riski yüksek bir metropol için deprem
sonrası sağlık yönetiminin alması gereken karar ve politikalara dayanak sağlaması
beklenmektedir.

Abstract:
Emergency departments (EDs) are considered as heart of hospitals since they are the
sole admission points to get first care anytime. Especially, importance of these
departments are appeared clearly in meeting patient surge during disaster times with
available resources. Many emergency departments reach their maximum capacity and
cannot respond the requirements. In such a case, it is revealed the need to improve ED
performance by struggling the bottlenecks emerged. Simulation modeling is a method
used to model the operations of hospitals and emergency departments as well as other
operations research techniques. The complexity and uncertainty of ED operations in
normal conditions increase more in disaster conditions. The stochastic nature of patient
arrival and treatment processes enable this study be modeled as simulation-based. Also,
by constructed simulation models, the effects of parameters that the disaster conditions
change on ED performance can be monitored.
This thesis proposes a simulation based model for resource capacity planning while
facing with patient surge demand in earthquake times. Proposed model covers five
public hospital emergency departments located in a region of which is estimated to have
the highest injury rate by JICA report. The model named as earthquake time emergency
department network simulation model (ET-EDNETSIM) benefits the results of an
artificial neural network based earthquake casualty estimation model. Studies on some
parts of the problems (patient surge in disaster time and crowding caused in EDs) that
this thesis aimed to solve are available in the literature. However, there is no such 
a study related to the multiplexing an emergency department simulation model
considering earthquake disaster conditions. This has been main motivation of the thesis.
Also, a conceptual framework including operations of EDs in Istanbul for earthquake
situation has been developed within the scope of the thesis. The main issues
encountered in the EDs in case of earthquake are pointed out from medical staffs'
viewpoints and, as well as from the related literature by incorporating the implications
obtained from the statistical data of recent earthquakes in Turkey, a comprehensive
report on the disaster preparedness of Istanbul and, one to one interviews with the
earthquake experienced ED medical staff. In order to evaluate the preparedness
capability of the EDs in the studied network, simulation modeling has been incorporated
with design of experiment. A generalized full factorial design has been performed in
order to examine the effect of the rate of estimated casualties depending on the
earthquake magnitude and earthquake time (results obtained from ANN based model),
routing probabilities of patients from the regions to the EDs inside the network,
percentage of patient arrivals with respect to the triage level, number of doctors and
number of nurses on the performance measures of patient average length of stay (LOS)
in the ED and utilization of resources. Additionally for each ED, an earthquake
preparedness capability score is calculated by using a multi criteria analysis.
This thesis is aimed to reveal a guidance for public, university and private hospital
emergency departments located in other areas of Istanbul and in this respect, to
contribute to the stakeholders in the determination of national and macro-scale health
policies. As a result, proposed model is expected to provide the basis for decisions and
policies that must be taken by health management after the earthquake for Istanbul
which is a metropolitan of high earthquake risk while providing solution to a focal
subject in health and disaster management.