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Timestamp: 2017-08-23 08:42:35+00:00

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Eduardo Gutiérrez Álvarez
1 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES Y DE TELECOMUNICACIÓN Titulación: INGENIERO INDUSTRIAL Título del proyecto: DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE UN MODELO DE SIMULACIÓN PARA EL COMPLEJO ASISTENCIAL MÉDICO TECNOLÓGICO DE NAVARRA (CAMTNA) Ainara Garde Blesa Cristina Azcárate Camio y Fermín Mallor Giménez Pamplona, 20 de abril de 2011
2 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) ÍNCICE CAPÍTULO 0. INTRODUCCIÓN... 7 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN A LA SIMULACIÓN Definición de Simulación Usos de la Simulación Aplicaciones de la Simulación La Simulación como Proceso Experimental Simulación en el Ámbito Sanitario CAPÍTULO 2. DESCRIPCIÓN DEL COMPLEJO ASISTENCIAL MÉDICO TECNOLÓGICO DE NAVARRA Situación Geográfica Organización y Política Interna Población Objetivo y Dimensionamiento Espacios Físicos Funcionamiento del Centro Procesos o Vías Clínicas Características de los Pacientes CAPÍTULO 3. MODELO DE SIMULACIÓN DEL CAMTNA Metodología General de un Estudio de Simulación Formulación del Problema y Planificación del Estudio Datos de Entrada Modelado del Sistema Dimensionamiento Inicial del Modelo Verificación del Modelo de Simulación Validación del Modelo CAPÍTULO 4. DISEÑO DE EXPERIMENTOS Análisis Estadísticos de los Resultados de Simulación Propiedades Estadísticas de los Datos de Salida Estado Transitorio y Estado Estacionario de un Proceso Estocástico Simulación con o sin Punto de Finalización Simulación del CAMTNA. Simulación sin Punto de Finalización Simulación sin Punto de Finalización. Cálculo del Periodo de Calentamiento Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 2
3 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Muestreo Secuencial. Cálculo del Número de Replicaciones Técnica de Reducción de Varianza Parámetros de Ejecución de la Simulación CAPÍTULO 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS Análisis Estadístico de la Comparativa de Medias entre ambas Alternativas CAPÍTULO 6.- LÍNEAS DE TRABAJO FUTURAS Optimización y Reglas de Scheduling CAPÍTULO 7. CONCLUSIÓN CAPÍTULO 8. APÉNDICE Cartera de Servicios del CAMTNA Entorno de Simulación Arena Uso de Algoritmo Genético Uso de Programación por Metas CAPÍTULO 9. BIBLIOGRAFÍA Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 3
4 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1: Metodología de la Construcción de un Modelo de Simulación Ilustración 2: Ubicación del CAMTNA Ilustración 3: Esquema Comparativo: Circuito Convencional Vs Alta Resolución Ilustración 4: Dimensionamiento de Espacios Ilustración 5: Distribución de las Áreas Funcionales del CAMTNA Ilustración 6: Representación de la Unidad de Consultas Ilustración 7: Formato del Modelo Básico del Módulo de Consultas Ilustración 8: Etapas de un Estudio de Simulación Ilustración 9: Esquema del Modelo de Simulación del CAMTNA Ilustración 10: Aspecto del Modelo de Simulación Organizado por Bloques Ilustración 11: Bloque 1. Generación de Llegadas Ilustración 12: Bloque 2. Creación de la Bolsa de Pacientes y de la Lista del Día Ilustración 13: Módulo Decide no final de cola Ilustración 14: Módulo Search Search in BOLSA Ilustración 15: Módulo Remove Remove de BOLSA Ilustración 16: Módulo Delay Delay ent logica y Assign Assign ent inicial siguiente Ilustración 17: Modelado de Procesos Ilustración 18: Secuencias de cada Tipo de Paciente Ilustración 19: Bloque 3. Salida del Centro y Recogida de Datos Ilustración 20: Inicializador Ilustración 21: Inicializador Ilustración 22: Vaciado de las Colas al Final del Día Ilustración 23: Asignación Número Final en Colas Ilustración 24: Decide alguien en cola y Remove Ilustración 25: Gráfico Excel para la Determinación del Periodo de Calentamiento Ilustración 26: Programación de la Técnica de Reducción de Varianza en el Tiempo de Ruta Ilustración 27: Programación de la Técnica de Reducción de Varianza en los Tiempos de Proceso Ilustración 28: Programación de la Técnica de Reducción de Varianza en el Sorteo de Paciente. 75 Ilustración 29: Módulo Statistic Ilustración 30: Resultados de la Bolsa. Alternativa Ilustración 31: Datos de la Bolsa. Alternativa Ilustración 32: Número de Pacientes en Bolsa. Alternativa Ilustración 33: Número de Pacientes en Bolsa. Alternativa Ilustración 34: Número de Pacientes sacados del Centro. Alternativa Ilustración 35: Número de Pacientes sacados del Centro. Alternativa Ilustración 36: Comparación de Medias de Datos de la Bolsa Ilustración 37: Comparación de Medias de Tasas de Utilización Ilustración 38: Comparación de Medias de Tiempos en Cola por Tipo de Paciente Ilustración 39: Ventana Principal de Arena Ilustración 40: Sistema de Aprendizaje Orientado (Algoritmos Genéticos) Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 4
5 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Ilustración 41: Ejemplo de una regla. (Algoritmos Genéticos) Ilustración 42: Ejemplo de representación interna de los individuos con un solo tipo de recurso. (Algoritmos Genéticos) Ilustración 43: Un Ejemplo de un Modelo Bidimensional. (Algoritmos Genéticos) Ilustración 44: Un Ejemplo de Mutación. (Algoritmos Genéticos) Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 5
6 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Clasificación de Procesos del Modelo de Simulación Tabla 2: Cálculo de la Hora de Citación por Tipo de Paciente Tabla 3: Distribuciones de los Tiempos de Proceso Tabla 4: Número de Consultas en Acto Único (2006, 2010) Tabla 5: Número de Consultas en Acto Único (2011, 2016) Tabla 6: Número de Consultas en Acto Único Estimado para Tabla 7: Porcentaje de cada Tipo de Paciente y Tasa de Llegada respecto al Total de Llegadas al Centro Médico Real Tabla 8: Porcentaje de cada Tipo de Paciente y Tasa de Llegada respecto al Total de Llegadas al Centro Médico del Presente Estudio Tabla 9: Distribución de los Tiempos de Proceso y Tasas medias de Servicio de Cada Recurso. 63 Tabla 10: Tasa de Ocupación y Número de Servidores en cada Tecnología Tabla 12: Metas y Variables de Desviación. (Programación por Metas) Tabla 13: Variables Programación por Metas Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 6
7 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) CAPÍTULO 0. INTRODUCCIÓN El objetivo del presente proyecto fin de carrera Desarrollo y validación de un modelo de simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) es construir un modelo de simulación del nuevo centro hospitalario; dicho modelo deberá reproducir su funcionamiento y proporcionar un dimensionamiento inicial, a partir del cual se podrán evaluar distintas políticas de gestión de la lista de espera, así como ayudar en la toma de decisiones relacionadas con la planificación del uso de los recursos tecnológicos y humanos. Para la construcción del modelo de simulación en cuestión se ha seguido las etapas generales presentes en todo modelo: Formulación del problema y definición de los objetivos del estudio. El problema tratado en este proyecto es la mala gestión sanitaria que existe hoy día en nuestros centros hospitalarios, fruto de la saturación de los recursos e ineficiencias en la organización de los servicios. El CAMTNA responde a este problema real con un nuevo planteamiento asistencial, basado en la integración asistencial, la innovación tecnológica y la gestión por procesos o vías clínicas. El objetivo del estudio es la construcción de un modelo base de simulación a partir del cual, se puedan incorporar distintas políticas de gestión de la lista de espera, planificar el uso de los recursos y plantear soluciones a posibles problemas de funcionamiento del centro. Para ello, se proporciona un dimensionamiento inicial que permite evaluar, bajo las condiciones consideradas, el funcionamiento y la gestión del mismo. Colecta de datos. Para la realización del proyecto, se ha contado con la colaboración del equipo médico responsable del Centro, el cual ha proporcionado información clave para la construcción del modelo. Este proceso de información parte por un conocimiento integral del centro y una descripción detallada de los procesos médicos que tendrán lugar en el mismo; en esta etapa la opinión de los expertos fue crucial, ya que gracias a ellos, se concretó la muestra de 8 procesos clínicos a estudiar, escogidos de entre los 80 existentes en la realidad, por su sencillez, estandarización y carácter habitual. El equipo médico proporcionó una descripción detallada de los criterios de prescripción, secuencia dentro del centro de los pacientes citados para cada proceso, tiempos de servicio en cada tecnología y recursos necesarios. La modelización del proceso de llegadas de pacientes se ha basado en una estimación de la afluencia de pacientes del CAMTNA, es decir, número de consultas en acto único pronosticadas para los primeros años de funcionamiento, clasificadas por tipo de vía clínica. Dicha estimación se fundamentó a partir de datos históricos recogidos en distintos Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 7
8 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) centros hospitalarios de Navarra y de hipótesis sobre el futuro funcionamiento del Complejo Asistencial Médico. La participación del grupo de profesionales médicos citados ha sido de gran importancia, ya que la involucración del usuario final en la construcción del modelo está considerada de suma relevancia. Si el usuario final es involucrado en todas las fases y comprende bien la naturaleza del modelo, sus suposiciones y resultados, es más probable que su implementación sea más fácil y presenta mayores posibilidades de éxito (Pritsker, 1995). Otra de las fuentes de información ha sido la memoria del anteproyecto del CAMTNA, incluida en el Plan Navarra 2012, un Plan que recoge las inversiones para el cuatrienio , aprobado por el Parlamento de Navarra. Funcionamiento del modelo. El modelo de simulación se ha programado en Arena, un simulador de alto nivel que utiliza lenguaje Siman. El modelo de simulación se ha estructurados en 5 bloques: Bloque 1: Generación de llegada de pacientes. Se simula la generación y categorización de los pacientes derivados al CAMTNA. Bloque 2: Simulación de la gestión del CAMTNA. Se representa el funcionamiento del Centro, desde la creación de la bolsa de pacientes en espera, criterios de búsqueda y selección de los pacientes a citar, secuenciación por el centro y uso de las tecnologías. Bloque 3: Recogida de datos de salida. Se recogen las medidas de funcionamiento para el futuro análisis de resultados y toma de decisiones. Bloque 4: Programación lógica para inicializar contadores y vaciar las colas al final del día. Es un bloque de apoyo al modelo básico de simulación del centro médico, necesario para inicializar variables de funcionamiento, como tiempos y contadores, así como llevar control de los pacientes que quedan en la bolsa de espera. Bloque 5: Animación gráfica. El programa lógico de simulación se complementa con una animación gráfica que permite observar el flujo de pacientes por el centro, así como dos tablas que muestran información de tiempos en cola y en el sistema de los pacientes, tasas de ocupación de los recursos o número de unidades de recurso en uso. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 8
9 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Verificación y Validación. La verificación y validación del modelo es uno de los pasos críticos, ya que permiten determinar si el modelo está libre de errores y es válido para dar respuesta al objetivo del estudio. En el presente proyecto se proponen dos formas de gestionar la bolsa de pacientes en espera. La alternativa 1 propone la salida de los pacientes de la lista de espera sin prioridad alguna en cuanto a tipo de paciente, chequeando que toda su secuencia de tecnologías esté libre; en cambio la alternativa 2, prioriza el uso de las tecnologías con mayor tasa de utilización, para evitar posibles cuellos de botella en ellas. A la vista de los resultados obtenidos se destaca la ausencia de una alternativa notoriamente mejor que la otra, aunque cabe resaltar una ligera mejora con la alternativa 2, en base a los resultados referentes a la bolsa de espera. Se analizan también la optimización de la utilización de los recursos, donde ambas formas de gestión proporcionan tasas de utilización máximas. Por último, mencionar también que en el análisis de los tiempos medios de espera en el centro ninguna de las alternativas se presenta como superior, ya que con una de ellas se alcanzan tiempos de espera medios menores para el 50% de los tipos de pacientes simulados, y con la otra para la otra mitad de pacientes. Por último, presentar la estructura del proyecto de forma resumida: el capítulo 1 muestra una introducción a la simulación, con especial hincapié a su aplicación en el ámbito sanitario; en el capítulo 2 se realiza una descripción del Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA), presentando su funcionamiento y características más importantes; el capítulo 3 trata del modelo de simulación, lo explica paso a paso, siguiendo cada una de las etapas presentes en la modelización de un sistema; en el capítulo 4 se presenta el diseño de experimentos; el análisis de resultados y las líneas de trabajo futuras se encuentran en el apartado 5 y 6, respectivamente; el capítulo 7 recoge las conclusiones finales; y por último, los capítulos 8 y 9 recogen los apéndices y la bibliografía, respectivamente. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 9
10 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN A LA SIMULACIÓN La Simulación es una técnica usada en el análisis de sistemas complejos y se entiende como una amplia colección de métodos y aplicaciones destinados a reproducir artificialmente el comportamiento de sistemas reales, normalmente mediante el uso de softwares informáticos. De hecho, se ha convertido en un término de carácter extremadamente general, dado el extenso rango de disciplinas, industrias y aplicaciones al que otorga soluciones. 1.1 Definición de Simulación La historia de la extensa literatura de simulación comenzó con un artículo publicado en 1959 por Conway, Johnson y Maxwell que fueron los primeros en discutir conceptos de metodología en simulación. Un poco más tarde, en 1963, Conway continuó en la vanguardia y publicó un artículo en el cual definía de manera general las técnicas a ser utilizadas en un estudio de simulación. Técnicas que poco después despertaron la atención de profesionales y fueron trabajadas extensamente en un artículo publicado por Naylor y Finger, en el año A lo largo de los años los conceptos fueron madurando y actualmente la literatura cuenta con varias definiciones para simulación: Shannon R.E. (1975) definió la simulación como el proceso de diseñar un modelo de un sistema real y llevar a término experimentos con él, con la finalidad de comprender el comportamiento del sistema o evaluar nuevas estrategias (dentro de los límites impuestos por un cierto criterio o un conjunto de ellos) para el funcionamiento del sistema. Knepell, P.L, et al. (1993) definen la simulación como una tentativa de modelar el mundo real, reduciéndolo a una estructura más simple (modelo), que corresponde a una representación limitada de la realidad y requiere atender los propósitos claramente definidos para el estudio o aplicación. Fishwick (2004) afirma que simular es lo mismo que crear objetos artificiales y papeles para ser representados por ellos, usando los computadores para que eso sea posible. De esa forma el ambiente real es sintetizado, creándose un mundo virtual que va a representarlo. Saliendo del aspecto técnico de estas definiciones y centrándose un poco más en el mundo de los negocios, donde la toma de decisiones es un aspecto extremadamente relevante en el día a día de las empresas, la simulación ofrece un mayor confort a los gestores, ya que pueden prever los resultados de las acciones sin comprometer recursos de la institución. En efecto, la simulación permite a las empresas que utilizan la herramienta vivir experiencias competitivas sin precisar comprometer enormes sumas. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 10
11 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) En el transcurso de los últimos años, el uso de la simulación ha contribuido muy positivamente a la mejora en el diseño y en la dirección de sistemas. Ante la incapacidad de proporcionar modelos analíticos para determinar soluciones óptimas a problemas del mundo real, aparece la opción de este tipo de herramientas. Hoy en día, gracias a la excelente tecnología proporcionada por los sistemas informáticos y la inmensa investigación en el campo de la Ciencia de la Computación, la simulación se ha consagrado como una de las herramientas más populares y potentes para apoyar los procesos de toma de decisiones. Inicialmente, la primera alternativa para estudiar el comportamiento del mundo real es a través de la alteración directa de los datos físicos de un determinado sistema, operando sobre nuevas condiciones, dispensando cualquier modelaje específico y trabajando con la realidad. Sin embargo, esta situación no es factible en una gran parte de los casos, dado el nivel de riesgo que existe de desestabilizar el funcionamiento del sistema con la posibilidad de quebrar las reglas de funcionamiento. De esta manera, es común que se construya un modelo que sea una abstracción de un sistema real y que incluso con las inevitables limitaciones signifique una representación de la realidad a estudiar, conteniendo sus aspectos más relevantes. En algunos casos esos modelos pueden ser lo suficientemente simples como para ser resueltos por métodos matemáticos que usen ecuaciones diferenciales, teoría de la probabilidad u otros modelos matemáticos. En esta situación, se tiene un modelo analítico cuya solución consiste en uno o más parámetros numéricos. Sin embargo, la gran mayoría de los sistemas existentes en el mundo real son mucho más complejos y de difícil solución analítica, exigiendo un modelo de simulación que sea una representación de esa realidad a lo largo del tiempo. Por tanto, después de definir y adoptar un modelo matemático, resta saber si bien éste es lo suficientemente simple para permitir, a través de un procedimiento fácil, una solución analítica exacta, o por el contrario el sistema resulta tan complejo que el modelo a desarrollar se vuelve también extremadamente complejo e inviabiliza ese tipo de respuesta analítica, incentivando así la construcción de un modelo de simulación, que no es más que un ejercicio numérico donde las entradas de valores son cambiadas para ver cómo afectan los resultados, a partir de la comparación de medidas de desempeño establecidas. Como conclusión, la simulación es, por tanto, la alternativa de modelaje más utilizada para representar modelos conceptuales, pues a pesar de que la solución analítica sea preferible, se trata de una solución difícil e inexistente para la mayoría de las situaciones, porque impone altos costos de tiempo y recursos para su utilización. De este modo, incluso siendo una respuesta aproximada para los problemas y representando una imitación de la esencia de las operaciones de los sistemas existentes, a través de una estructura simplificada, los modelos de simulación corresponden la mejor alternativa para la Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 11
12 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) generación de inferencias sobre el comportamiento de los sistemas estudiados y su representación, en respuesta a variaciones experimentadas en sus variables relevantes. 1.2 Usos de la Simulación La clave del éxito en un proyecto de simulación radica en diferenciar cuándo la opción de simular es recomendable y cuándo no. El éxito significaría la consecución de los objetivos marcados. Por consiguiente, se debe tener en cuenta que su uso debe aplicarse en los siguientes supuestos: - No existe una formulación matemática completa del problema, o no se han desarrollado todavía los métodos analíticos para resolver el modelo matemático. - Existen los métodos analíticos, pero las hipótesis simplificadoras, necesarias para su aplicación, desvirtúan las soluciones obtenidas y su interpretación. - Los métodos analíticos existen, y en teoría están disponibles, pero los procedimientos numéricos son tan arduos y complejos que la simulación constituye un método más sencillo para obtener la solución. - Es deseable observar una historia simulada del proceso dentro de un horizonte temporal dado para poder estimar ciertos parámetros. - La simulación constituye la mejor alternativa por la dificultad de realizar ciertas experiencias en el contexto real. Sin embargo, también existen limitaciones en la aplicación de la simulación en la resolución de problemas, como son: - La simulación es costosa en horas de desarrollo y de ordenador. - Suele ser muy difícil la validación del modelo y de los resultados. - La recopilación, análisis e interpretación de los resultados suele requerir personal con conocimientos estadísticos. - La aceptación de los resultados requiere un elevado conocimiento del modelo empleado, por lo que es difícil su aceptación por personas no involucradas en el grupo que ha realizado la simulación. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 12
13 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 1.3 Aplicaciones de la Simulación La simulación puede intervenir en cualquiera de las fases del ciclo de vida del sistema, tanto en la concepción del mismo, como en su diseño preliminar y consiguiente estudio de factibilidad, en el diseño detallado y en la fase de construcción para poder proceder a evaluaciones y asesoramientos, o en la fase de utilización y mantenimiento para poder evaluar escenarios alternativos y encontrar respuestas a preguntas del tipo que pasaría si. La simulación puede entrar a formar parte de un estudio de cualquier tipo en cualquiera de las fases de un proyecto industrial: estudio preliminar; Ingeniería Básica; Ingeniería de Detalle; Construcción; Funcionamiento. Los modelos necesarios para la realización de los experimentos de simulación no se utilizan exclusivamente para predecir el comportamiento de sistemas reales, sino que pueden ser empleados en otro tipo de tareas. Algunas de estas tareas son las siguientes: Diagnosis. El modelo se emplea como representación profunda del sistema, sobre el que es posible determinar las causas que generan una desviación respecto a un comportamiento teórico. En este tipo de aplicaciones es donde los modelos funcionales son especialmente importantes, dado que modelan directamente las funciones del sistema. Control basado en modelos. El modelo se emplea para determinar las posibles acciones a realizar sobre el sistema que conducirían al mismo a una determinada situación. Los modelos causales son especialmente importantes para ello, dado que representan los mecanismos de propagación de efectos en el sistema modelado. Optimización. El modelo se emplea para determinar situaciones del proceso en las que se logra una mejoría del rendimiento. Enseñanza. El modelo se utiliza para que una persona estudie el comportamiento del sistema al que modela. Este tipo de sistemas se han empleado en multitud de circunstancias. En cuanto a las áreas de aplicación, se puede afirmar que son muy amplias, numerosas y diversas; por lo que basta con mencionar sólo algunas de ellas: - Análisis del impacto ambiental causado por diversas fuentes. - Análisis y diseño de sistemas de fabricación. - Análisis y diseño de sistemas de comunicaciones. - Evaluación del diseño de organismos prestadores de servicios públicos (por ejemplo: hospitales, oficinas de correos, telégrafos, casas de cambio, etc.). Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 13
14 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) - Análisis de sistemas de transporte terrestre, marítimo o por aire. - Adiestramiento de operadores (centrales carboeléctricas, termoeléctricas, nucleoeléctricas, aviones, etc.). - Análisis de sistemas de acondicionamiento de aire. - Planeación para la producción de bienes. - Evaluación de sistemas tácticos o de defensa militar. 1.4 La Simulación como Proceso Experimental La simulación de sistemas por ordenador está basada en una generalización del concepto de experimentación del método científico, según el cual en lugar de realizar los experimentos sobre el sistema real, se realizan sobre un modelo dinámico que lo representa, de manera que si el modelo es una representación válida del sistema entonces los resultados de la experimentación con el modelo pueden transferirse al propio sistema. - Metodología. Plantea la comprensión de un fenómeno o de un problema a través del proceso de construcción de un modelo de simulación por ordenador, que representa el grado de conocimiento que se tiene del sistema en el momento de la construcción del modelo que lo representa. El modelo se debe entender como un instrumento de investigación sometido a revisión continua para conseguir un refinamiento progresivo en la comprensión del sistema. Entradas MODELO DE SIMULACIÓN Salidas Experimentación Ilustración 1: Metodología de la Construcción de un Modelo de Simulación. - Técnica. Puede permitir la correspondencia entre el sistema real y el modelo de simulación que lo representa. La técnica permite que el modelo esté construido a la medida del sistema simulado. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 14
15 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 1.5 Simulación en el Ámbito Sanitario El principal objetivo de todos los profesionales sanitarios es proporcionar una atención de calidad. Para ello, la investigación avanza en los conocimientos médicos, consigue mejores tratamientos de prevención y cura de enfermedades y mejora día a día la tecnología médica. Por otro lado, el sistema sanitario tiene igualmente preocupaciones relacionadas con el aumento del coste del servicio, con la calidad del mismo, la insatisfacción de los pacientes, las largas listas de espera, la falta de personal médico, de espacio, de camas y de otros recursos. La complejidad del sistema sanitario actual y su alto costo hacen deseable una eficaz y efectiva planificación y gestión de los recursos sanitarios económicos, materiales y humanos, que evite la infrautilización de la capacidad del sistema, la falta de coordinación y que garantice una atención de calidad. La toma de decisiones médicas requiere en ocasiones la modelización de enfermedades para evaluar diferentes estrategias de prevención, tratamiento y otras intervenciones, para lo cual, las herramientas más utilizadas hasta hace poco han sido los procesos de Markov y los modelos de decisión. Sin embargo, en estos últimos años, se ha extendido el uso de la simulación de eventos discretos para la evaluación de diferentes estrategias de intervención médica, como se refleja en el artículo de Davies et al. (2003). Así por ejemplo, se ha utilizado para la evaluación del coste-efectividad de tratamientos para la osteoporosis en mujeres (Stevenson et al. (2005)), para la prevención de la trasmisión madre-hijos del VIH (Rauner et al. (2005)), para evaluar estrategias de prevención de enfermedades coronarias (Babad et al. (2002)), en la prevención y tratamiento de la retinopatía diabética (Harper et al. (2003)), en programas de detección del Helicobacter pylori (Davies et al. (2002)), para la detección precoz y el tratamiento del cáncer de colon (Harper y Jones (2005)), entre otros. Sin embargo, la simulación de eventos discretos ha sido ampliamente utilizada para abordar con éxito otro tipo de problemas, los relacionados con la gestión y operación de sistemas sanitarios, caracterizados por la incertidumbre del entrono de trabajo y la limitación de recursos. Así, desde el primer trabajo publicado sobre el uso de la simulación para modelar servicios en un hospital (Fetter y Thompson (1965)), numerosas publicaciones presentan la utilización de esta herramienta en la resolución de problemas relacionados con la modelización del flujo de pacientes, capacidad de camas, gestión de listas de espera, diseño y dimensionamiento de centros sanitarios, servicios de urgencia, etc. Artículos de revisión y discusión sobre la aplicación de la simulación en la gestión de sistemas sanitarios pueden encontrarse los artículos de Jun et al. (1999), Fone et al. (2003), Eldabi et al. (2007), Brailsford et al. (2009), Taylor et al. (2009), Brailsford y Vissers (2010), Günal y Pidd (2010) y Katsialiaki y Mustafee (2010). La simulación en el ámbito sanitario tiene numerosas aplicaciones, tanto en el diseño de nuevos servicios como en la reorganización de servicios ya existentes. Así por ejemplo, se Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 15
16 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) ha empleado para determinar el nivel adecuado de recursos materiales y humanos en centros sanitarios, así como para determinar el uso más eficiente de los recursos existentes. Algunos ejemplos pueden leerse en los siguientes trabajos, relacionados con un centro de salud (Swisher y Jacobson (2002)), un centro médico incluido en una red de centros (Swisher et al. (2001)), un centro de cirugía laparoscópica (Stahl et al. (2004)), un centro de diagnóstico y tratamiento de pacientes con cáncer de colon (Pilgrim et al. (2009)). La variabilidad de la ocupación de las camas supone otro de los problemas de planificación más frecuentes en Sanidad. Son numerosos los estudios que se ocupan de la planificación de camas: en un hospital de obstetricia con más de 200 camas (Cochran y Bharti (2006)); en la planificación y gestión de camas en un hospital con varios tipos de flujo de pacientes (Harper y Shahani (2002)); en camas de servicios de urgencias (Altinel y Ulas (1996)); en el estudio de periodos con picos de demanda (Vasilakis y El-Darzi (2001)). Las listas de espera para trasplantes de órganos es otro de los problemas más delicados a los que nos enfrentamos en este ámbito. Se ponen en juego aquí vidas humanas, y una correcta y eficaz planificación puede ser totalmente determinativo. En el trabajo de Ratcliffe et al. (2001), se propone un modelo de simulación para realizar una evaluación del coste-efectividad de nueve políticas de gestión de la lista de espera de un centro de trasplantes de hígado, considerando, entre otros factores, la gravedad clínica, el tiempo en lista de espera, edad, grupo sanguíneo y la estimación de la supervivencia. Schaefer et al. (2005) realizan otro estudio relacionado con este tipo de trasplantes. El presente proyecto se centra en problemas de citación y gestión de listas de espera. Los estudios de problemas de citación centran su atención en encontrar el equilibrio óptimo entre la capacidad del servicio (y con ello su coste), y el tiempo de espera de los pacientes. Por otra parte, las listas de espera son la principal causa de insatisfacción entre los usuarios de los servicios sanitarios, siendo el aspecto sanitario peor valorado por los españoles. Igualmente, un problema que preocupa a los gestores de los servicios sanitarios es la percepción de muchos pacientes de una espera excesiva para ciertas intervenciones quirúrgicas o para la consulta con algún especialista. Algunos estudios abordan este problema mediante la construcción de un modelo de simulación como soporte de apoyo para la gestión de las listas de espera. El modelo de simulación sirve de apoyo en las decisiones tácticas del día a día para la gestión de la lista y para la asignación de pacientes a los hospitales; permite identificar ineficiencias o cuellos de botellas en el sistema y permite evaluar la efectividad de políticas alternativas y de posibles redistribuciones de los recursos disponibles. Estos modelos de simulación suelen programarse en simuladores de alto nivel, que disponen de animaciones gráficas que facilitan la participación y el intercambio de ideas entre los expertos sanitarios y quienes construyen el modelo de simulación. Haciendo referencia a trabajos de expertos, encontramos el de Everett (2002), que propone un sistema de ayuda en la toma de decisiones tácticas y operativas para la planificación del flujo de pacientes en lista de espera para operaciones quirúrgicas en una red de hospitales públicos, permitiendo además el estudio de diferentes formas de utilizar Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 16
17 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) los recursos existentes o adicionales. En el trabajo de Vissers et al. (2007) se utiliza un modelo de simulación para comparar diferentes sistemas de admisión en un hospital y en el de Cayirli et al. (2006) para analizar el efecto de la clasificación de los pacientes en la planificación de las citas para atención ambulatoria. Otros estudios interesantes sobre este problema pueden consultarse en los artículos de Aharonson-Daniel et al. (1996), Rohleder y Klasseb (2002), Asthon et al (2005), VanBerkel y Blake (2007) y Santibáñez et al. (2009). Otro tipo de problemas dentro del contexto sanitario que la simulación aborda son los relacionados con: unidades móviles de la Cruz Roja para donación de sangre (Brennan et al. (1992)); la gestión del inventario y cadena de suministro para trasfusiones de sangre Katsaliaki y Brailsford (2007); el sistema de ascensores de un hospital (Chu et al. (2003); la localización geográfica de centros de salud (Harper et al. (2005)); la modelización de la respuesta del sistema de salud público frente a ataques de bioterrorismo (Hupert et al. (2002)), o un servicio de mensajería entre los diferentes servicios de un hospital mediante una flota de robots (Rossetti et al. (2000)). En el contexto médico-sanitario, la simulación aparece en numerosas ocasiones de la mano de técnicas de optimización; son técnicas que proporcionan una batería de algoritmos matemáticos exactos y de tipo heurístico, que permiten encontrar, entre los diferentes escenarios factibles, la configuración del sistema que optimice una determinada medida de funcionamiento. Estas técnicas permiten también resolver situaciones reales en las que existen varios criterios que miden la bondad del funcionamiento del sistema bajo estudio, estando, a menudo, en contradicción. Así, por ejemplo, en un sistema sanitario pueden estar en conflicto criterios de tipo económico y criterios relacionados con la calidad de atención al paciente. Sin embargo, aunque las técnicas de optimización han sido utilizadas para resolver muchos problemas en el contexto médico-sanitario (ver, por ejemplo, Beaulieu et al. (2000), Blake y Crater (2002), Cheang et al. (2003), Gutjahr y Rauner (2007), Petrovski y McCall (2001) y Cardoen et al. (2010), entre muchos otros), muy pocos son los artículos que integran optimización con simulación. En el artículo de Oddoye et al. (2009), los autores proponen un modelo que combina simulación con programación por metas para resolver un problema de planificación en un centro médico. En el artículo de De Angelis et al. (2003) se presenta una metodología que combina un modelo de simulación con programación no lineal y con redes neuronales para determinar la configuración óptima de un centro de transfusión de sangre. La combinación de simulación y optimización se ha utilizado también en la planificación de quirófanos con el fin de mejorar su eficiencia y de reducir las listas de espera (Testi et al. (2007)); en la resolución de un problema de dimensionamiento en un hospital (Azcárate et al. (2008)); para determinar el número óptimo de médicos, enfermeras y personal técnico en un centro de urgencia (Ahmed y Alkhamis (2009)); para el estudio económico de las listas de pacientes en espera de una operación quirúrgica (Persson y Persson (2009)) y para la mejora de los servicios sanitarios, valorando la satisfacción de los pacientes (Gonsalves e Itoh (2009)). El Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 17
18 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) problema de la elección de la mejor estrategia para la detección de la retinopatía diabética se estudia en Brailsford et al. (2007), donde los autores proponen por primera vez la integración de un modelo de simulación en técnicas de optimización con colonias de hormigas. Conferencias de Simulación Médica La diseminación de información sobre simulación empezó a darse en conferencias en torno a los años 1988 y El uso de la simulación creció durante la siguiente década, suficientemente como para dar lugar a la aparición de la necesidad de discutir sobre las técnicas, intercambiar opiniones, estudiar métodos e investigar sobre el mundo de la simulación en el entorno sanitario. Medicine Meets Virtual Reality es una conferencia independiente centrada en realidad virtual y simulación metódica. Este grupo se reunió por primera vez en The Society in Europe for Simulation Applied to Medicine (SESAM) fue establecida en 1993; sus reunions fueron bianuales desde 1994 hasta 1998, y a partir de este año, la SESAM comenzó a reunirse anualmente. La primera Reunión Internacional sobre Simulación Médica tuvo lugar en Society for Simulation in Healthcare se fundó como una entidad independiente en 2004, teniendo su primera reunión oficial en enero de En cuanto a un terreno más general, cabe resaltar la importancia de la Winter Simulation Conference, una fundación formada en 1967, y estableciéndose como la entidad internacional de más relevancia sobre simulación de eventos discretos. La WSC proporciona una oportunidad anual para practicantes de la simulación, investigadores y expertos de todas las disciplinas, desde industria, gubernamental, militar, médica, como académica. Casi de la mano con la anterior, en 1975 se formó la organización europea de investigación operativa ORAHS (Operational Research Applied to Health Services), dedicada a la aplicación del análisis cuantitativo y sistemático en la planificación y toma de decisiones en el sector sanitario. Los trabajos del grupo abarcan temas como modelaje de simulación, programación matemática, análisis de decisiones, análisis de coste de efectividad, indicadores de desarrollo, y métodos de hipótesis, monitorización y evaluación. El grupo tiene actualmente 112 miembros de 22 países diferentes, la mayoría europeos, a excepción de 17. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 18
19 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) CAPÍTULO 2. DESCRIPCIÓN DEL COMPLEJO ASISTENCIAL MÉDICO TECNOLÓGICO DE NAVARRA El objetivo del presente proyecto es construir un modelo de simulación que reproduzca correctamente el funcionamiento del nuevo centro sanitario navarro, CAMTNA, y que proporcione un dimensionamiento inicial. El marco estratégico donde se sitúa esta infraestructura es el Plan de Salud de Navarra aprobado por el Parlamento de Navarra. Para ello, en primer lugar se describe las características más relevantes del sistema real, así como su funcionamiento general. La información ha sido obtenida tanto de la memoria del anteproyecto del CAMTNA, como del equipo médico responsable del centro. 2.1 Situación Geográfica El CAMTNA se emplazará en un área geográfica situada en una isócrona en torno a minutos de distancia del entorno hospitalario de Pamplona, en una de las zonas de mayor potencial de desarrollo residencial y terciario de la Comarca de Pamplona. También se situará cercano a universidades y centros de investigación de la zona. Con comunicaciones excelentes, permitirá el acceso a sus servicios desde cualquier lugar de Navarra. Ilustración 2: Ubicación del CAMTNA. El CAMTNA se estima estará integrado por varios edificios de uso exclusivamente asistencial, que albergarán en total alrededor de m2 construidos. La zona prevista para su construcción está libre de edificaciones de todo tipo. La construcción a realizar, tiene por tanto, el carácter de nueva edificación. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 19
20 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 2.2 Organización y Política Interna El Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) es un proyecto global desarrollado por el Servicio Navarro de Salud Osasunbidea. Comprenderá dos espacios: Centro de Alta Resolución (CARE), donde se va a desarrollar la actividad asistencial. Centro Tecnológico, que aportará las tecnologías sanitarias (laboratorio y medios de diagnóstico por imagen), de apoyo al diagnóstico. El Centro de Procesos en Alta Resolución es un espacio especializado cuya función es atender una cartera de servicios enunciada por proceso que incluye fundamentalmente actividades referidas a consultas externas, exploraciones especiales y cirugía ambulatoria, siempre sin internamiento. Sus características esenciales son la atención especializada por proceso, a los pacientes, en acto único y con alta resolución. Su función principal será resolver determinados procesos sanitarios (los que se encuentren en su cartera de servicios), de forma que el paciente acuda al centro por un determinado proceso (enviado por su médico de Atención Primaria, urgencias o especialista correspondiente) y se le realicen secuencialmente todas las pruebas y consultas necesarias para, nuevamente por ejemplo, llegar al diagnóstico, o realizar el tratamiento de que se trate. El Centro Tecnológico está orientado a la resolución de los procesos y tiene como misión principal proveer la tecnología o servicios médica/os adecuada (pruebas diagnósticas de imagen y laboratorio, principalmente) al Centro de Procesos en Alta Resolución, para que pueda llevarse a cabo la atención en acto único y con alta resolución. Tendrá además otras funciones complementarias, que tendrán que ver con la aportación de su tecnología (por actividad) al resto de la oferta sanitaria de Navarra, para complementarla y ampliarla. Nuevo Enfoque en Gestión Sanitaria El proceso de descentralización y subespecialización que ha acompañado al desarrollo del sistema sanitario en las últimas décadas no se ha visto acompañado de una mejora de la capacidad organizativa, con la consiguiente saturación y algunas ineficiencias. En Atención Especializada, los centros periféricos de especialidades y las consultas externas de los hospitales tienen algunos problemas de accesibilidad, calidad y satisfacción, casi siempre relacionados con dificultades para gestionar la eficacia clínica y la variabilidad de la actuación profesional sanitaria dentro de los equipos. En un sistema y organización complejos -como son los servicios sanitarios- eficacia, eficiencia y Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 20
21 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) satisfacción están muy relacionadas con mecanismos de integración y dispositivos de coordinación interna. Es crítico en los nuevos planteamientos asistenciales considerar elementos relacionados con la práctica clínica basada en la evidencia científica, la personalización de la asistencia y la satisfacción de los usuarios y consumidores. La innovación mediante la creación de Centros de alta resolución, coincide con este nuevo enfoque que pretende integrar algunos recursos (humanos y tecnológicos) generados por el sistema sanitario para centrar la organización sanitaria en las expectativas del ciudadano. Este nuevo enfoque basado en la integración asistencial supondrá un ahorro económico al conjunto del sistema y un mayor grado de satisfacción y comodidad para el paciente, asegurando y manteniendo la continuidad y la calidad asistenciales. Gestión por Procesos y Alta Resolución La organización del centro se fundamenta en un sistema de gestión orientado a los procesos, lo que determina una visión horizontal de la organización mediante el análisis de los flujos de trabajo que intervienen en el desarrollo de los diferentes procesos, intentando en todo momento añadir valor a esta cadena de acciones con el fin de provocar una mejora de los resultados. La gestión por procesos propone organizaciones menos complejas y más planas desde la perspectiva de la estructura jerárquica; en las que se torna necesaria una mayor coordinación en las actuaciones y una cultura de mejora continua claramente establecida y cuyos elementos claves son la cooperación y la orientación al cliente. Un proceso comprende un conjunto predefinido de actividades sucesivas realizadas por profesionales no sanitarios o sanitarios de diferentes niveles asistenciales cuyo objetivo es resolver un problema de salud de un paciente. Las consultas ambulatorias de especialidad deben adaptarse a las nuevas demandas de los pacientes y la sociedad, con esperas lo más reducidas posibles y una atención de calidad. Esta estrategia pasa por adaptar una estructura y funcionalidad y sus áreas tecnológicas de apoyo diagnóstico: analítica, radiología convencional, ecografía, ergometría y endoscopias, entre otras. Igualmente es indispensable contar con una planificación y reorganización del trabajo facilitada desde la dirección, así como la implicación de todos los profesionales, de modo que el paciente no sólo sea atendido de forma precoz al ser derivado de atención primaria, sino que se beneficie de las pruebas complementarias precisas en ese mismo día. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 21
22 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) El concepto alta resolución concentra en una única visita al especialista, diagnóstico y tratamiento. La aplicación de esta estrategia de gestión elimina los procesos sin valor añadido y personaliza la atención, situando efectivamente al ciudadano en el centro del sistema. A continuación se muestra un gráfico en el que se representa de forma esquemática la comparativa entre el sistema de atención sanitaria convencional y el de procesos: Ilustración 3: Esquema Comparativo: Circuito Convencional Vs Alta Resolución. 2.3 Población Objetivo y Dimensionamiento De cara a la planificación y diseño del Complejo Asistencial, resulta de carácter relevante el estudio del segmento de población potencial a ser citados a dicho Centro. Para ello, los expertos responsables del proyecto se encuentran en la actualidad consensuando determinados criterios de prescripción o derivación al Centro; de tal manera que dependiendo de determinados signos de alerta y una serie de requisitos concretos, los pacientes serán o no derivados al CAMTNA desde Atención Primaria, Urgencias o Atención Especializada. El Centro no pretende acercar la atención especializada a una población determinada, sino que su función es atender una casuística concreta de atención especializada expresada en procesos: por lo tanto su función es segmentar la atención especializada, dotándola de un centro orientado a la resolución de los procesos incluidos en su cartera de servicios. De esta manera, se definen un amplio grupo de procesos clínicos incluidos en la Cartera de Servicios del Complejo, en los que los pacientes prescritos al CAMTNA estarán clasificados. Se hace necesario así, la completa definición y explicitación de los modelos de procesos o vías clínicas, así como los procedimientos de inclusión, siguiendo una metodología de consenso (Comité o Comisión de coordinación). Entre los criterios para la Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 22
23 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) elección de los procesos clínicos concretos se ha tenido en cuenta su prevalencia (procesos frecuentes), su impacto social y la aportación de valor añadido a los pacientes, su grado de complejidad (no excesivamente complejos) y su capacidad de resolución en acto único. Representan un alto porcentaje de la actividad total de las consultas en el ámbito de atención, en torno a un 70-80%. La tarea de sistematización de procesos se ha basado en guías de práctica clínica o vías clínicas contrastadas y de suficiente calidad (National Guideline Clearinghouse). El sector de salud afectado se corresponde, en Navarra por tanto, con el de la Atención Especializada, pero tiene potentes interrelaciones con la Atención Primaria. En definitiva, afecta por tanto, a todo el sistema sanitario público navarro. Se espera puedan realizarse en pleno funcionamiento- alrededor de actividades/día (consultas, pruebas, etc.) para una atención en el entorno de los 500 pacientes/día, (por proceso, en acto único y con alta resolución) en horario de unas 16 horas día. Se ha estimado que, aproximadamente, navarros serán atendidos anualmente en el centro; la satisfacción del paciente se incrementará debido a la atención rápida y efectiva que le proporcionará un rápido retorno a su vida normal. Para el correcto dimensionamiento del centro, se ha llevado a cabo un análisis exhaustivo de la oferta y la demanda en el ámbito sanitario, en relación especialmente con la previsión de procesos a atender. Además, se ha profundizado en la definición de tecnologías médicas y de diagnóstico adecuadas, en función de los escenarios previstos; la utilización de sistemas alternativos a la práctica asistencial convencional y la modelización de la organización de áreas y recursos orientadas a los objetivos del centro, tanto en lo que tiene que ver con la práctica asistencial como la complementaria no sanitaria. 2.4 Espacios Físicos Su concepción funcional y arquitectónica tiene que responder al modelo de atención descrito anteriormente. Todas las áreas del Complejo, en especial las referidas a la asistencia sanitaria, serán construidas para un uso intensivo humano y de alta rotación. Los pacientes y trabajadores que accedan al Centro, deben encontrarse en un ambiente físico amable, ergonómico y funcional. Aún en momentos de máxima ocupación se debe dar la impresión de edificio poco ocupado, evitando las aglomeraciones. La estructura interna de los espacios debe contener cierto grado de flexibilidad, permitiendo la movilidad de tabiques y otros elementos, en cierto grado. Este nuevo modelo de atención planteado requiere un flujo y circulación de pacientes diferente a los que se producen en centros tradicionales. Aquí el paciente y sus acompañantes que vienen por proceso llegan al Complejo asistencial donde se le realizan Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 23
24 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) varias actividades en un lapso de horas y abandona el centro al finalizar las mismas. Para las largas esperas y la circulación de pacientes por las consultas, se requiere espacios orientados al confort: espacios amplios, luminosos, salas de espera apropiadas y la posibilidad de acceder a unas zonas exteriores ajardinadas y agradables, donde la espera sea más confortable. Las salas de espera en relación a las consultas deberán ser de pequeño tamaño favoreciendo la intimidad de las personas que esperan. Otras áreas comunes deben permitir esperas para las actividades intraproceso: esa espera debe realizarse hasta la llamada personal en áreas comunes adecuadas (salas de lectura, TV, cafetería y otros). Se ha realizado una estimación de las previsiones de carga asistencial y su evolución teniendo en cuenta diferentes escenarios previsibles, en especial el relativo a la oferta de servicios. Se ha desarrollado el dimensionado del centro de manera básica: unidades diagnósticas, bloque quirúrgico, áreas de servicios gabinetes de exploración A partir de todo lo anterior se ha elaborado un plan funcional: relación funcional entre áreas y/o unidades, niveles de dicha relación, detalles de áreas, instalaciones y equipamientos, todo lo necesario para obtener un programa funcional que permita abordar con garantías el proyecto arquitectónico. Así, el centro constará de m 2 funcionales distribuidos como sigue: Ilustración 4: Dimensionamiento de Espacios. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 24
25 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Las distintas áreas funcionales del CAMTNA son las siguientes: - Área Asistencial. (Centro Alta Resolución Ambulatoria). - Área de Diagnóstico. (Centro Tecnológico). - Área de Gestión y Administración. - Área de Servicios Generales y de Apoyo. Ilustración 5: Distribución de las Áreas Funcionales del CAMTNA. Más concretamente, los pacientes seguirán una ruta por distintas tecnologías distribuidas en una serie de unidades dentro del Área Asistencial. Estas unidades son: - Unidad 1. Traumatología, reumatología y rehabilitación. - Unidad 2. Cardiología, cirugía vascular y torácica. - Unidad 3. Cirugía general, urología, ginecología, dermatología y cirugía plástica. - Unidad 4. Digestivo, neumología y hematología. - Unidad 5. Oftalmología, otorrinolaringología y cirugía maxilofacial. - Unidad 6. Endocrinología, alergología, neurología y medicina interna. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 25
26 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) - Unidad 7. Psicología y pediatría. - Unidad 8. Quirófano. - Unidad 9. Diagnóstico por imagen. - Unidad 10. Laboratorio. - Unidad 11. Laboratorio salud pública. Las distintas unidades están constituidas por distinto número de módulos: Ilustración 6: Representación de la Unidad de Consultas. Cada módulo presenta el siguiente formato: MÓDULO DE CONSULTAS CONSULTA CONSULTA CONSULTA CONSULTA CONSULTA CONSULTA RECEPCIÓN SALA DE ESPERA GABINETE DE EXPLORACIÓN GABINETE DE EXPLORACIÓN GABINETE DE EXPLORACIÓN GABINETE DE EXPLORACIÓN GABINETE DE EXPLORACIÓN ASEOS SALAS DE APOYO Ilustración 7: Formato del Modelo Básico del Módulo de Consultas. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 26
27 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 2.5 Funcionamiento del Centro El proceso clínico general comienza cuando el paciente recibe la información sanitaria correspondiente desde Atención Primaria u otras áreas sanitarias. Esta información puede ser de dos tipos: o Información sanitaria convencional, es la información asociada a la citación. Se le informa sobre las características del CAMTNA, su funcionamiento y las tecnologías y expertos que le tratarán; además se le da las indicaciones oportunas para que vaya al Complejo en el momento de su citación. o Información sanitaria adicional, se da cuando se requiere un paso adicional previo al proceso clínico llevado a cabo en el CAMTNA: instrucciones para la preparación de una determinada prueba (colonoscopia, por ejemplo). El paciente es citado a un determinado proceso, a realizar dentro del CAMTNA, no a la agenda del especialista; la gestión de los pacientes se basa en la resolución de determinados procesos sanitarios en un acto único y con alta resolución. Cada proceso queda estandarizado de forma que quedan determinados los criterios de prescripción, el conjunto de actividades o subprocesos que lo conforman, la necesidad de equipos médicos o enfermería en cada fase, así como tiempos de servicio de cada una de las partes. Para ello, han sido definidos y explicitados una serie de criterios y procedimientos de inclusión, siguiendo una metodología de consenso (Comité o Comisión de coordinación). La recepción es única (los pacientes se dirigen siempre al mismo punto de atención) y la atención personalizada (al paciente le atiende su gestor de caso). El gestor de caso responde al aspecto innovador del centro; se trata de una nueva figura, una persona que orienta al paciente a lo largo del proceso asistencial; le informa cuando llega de sus actividades y el orden en que se van a producir, le informa del resto de aspectos relevantes de orden sanitario o no sanitario, le avisa de cuando tiene que ir a la siguiente actividad, le acompaña si es necesario, etc. Todo esto lo realizará con ayuda de tecnologías diversas y de personal adecuado. El gestor de caso se trata del máximo exponente de la personalización y atención individualizada, configurándose como el referente personal del paciente. Además de contactar con el paciente, asumir la coordinación asistencial y la respuesta ante desviaciones e incidentes, su función nuclear deberá ser la gestión de las salidas del proceso y la transferencia de cuidados hacia otros ámbitos asistenciales, así como el inicio y la puesta en marcha de los vínculos necesarios y mecanismos de continuidad con otros servicios asistenciales. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 27
28 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Procesos o Vías Clínicas En cuanto a los modelos de procesos o vías clínicas que serán derivados al CAMTNA, es preciso mencionar que el equipo médico responsable se encuentra en fase de consenso, dando prioridad a los procesos más sencillos y más habituales, que respondan a los siguientes criterios: 1- Alta prevalencia. 2- Interés para el paciente. 3- Interés médico. 4- Grado de ambulatoriedad. 5- Capacidad de mejora. El apéndice 8.1 recoge la cartera de servicios del CAMTNA, clasificando los procesos por áreas clínicas. Dicha información ha sido proporcionada por el equipo médico a cargo de la gestión del Complejo Asistencial. El presente proyecto se centra en una parte de la totalidad de esta amplia gama de vías clínicas. Así, a continuación se describen los procesos escogidos para el estudio en el modelo de simulación de este proyecto. Los motivos de la elección de dichos procesos estándares han sido, en grandes rasgos, por su simplicidad y la por disponibilidad de información acerca de tiempos y servicios de los mismos. Sin embargo, es necesario indicar que se trata de una extensa simplificación de la realidad: en el sistema real existirán alrededor de 80 modelos de procesos (todavía por determinar), clasificados en los siguientes grupos: Preventivos (por ejemplo, screening de colón). Diagnósticos. Terapéuticos (quirúrgicos o no). De revisión de procesos (crónicos, estables o reagudizados). Desde el punto de vista diagnóstico, los procesos se pueden conceptualizar como un conjunto sindrómico abierto o un abanico orientado de posibles diagnósticos diferenciales o de sospecha que requieran para su esclarecimiento o confirmación un mayor nivel de conocimientos o recursos tecnológicos. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 28
29 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Estructura de los Procesos dentro del CAMTNA Los procesos presentarán mayoritariamente alguna de las siguientes estructuras: Tecnologías + Consulta T1, T2, T3,., Tn, C1 Es el tipo más común de vía clínica. El paciente llega al Centro y es examinado en una serie de tecnologías, dependiendo de la dolencia. El recorrido por el CAMTNA finaliza en la consulta del especialista, donde recibirá el diagnóstico o las pautas para un proceso posterior. Consulta inicial + Tecnologías + Consulta final C1, T1, T2, T3,., Tn, C2 En este caso, se precisa de una consulta inicial, pudiendo ser llevada a cabo por cualquier especialista sanitario (enfermero/a o doctor). La consulta final se trata del especialista correspondiente al ámbito de su enfermedad. Tecnologías + Consulta + Tecnología T1, T2, T3,., Tn, C1, Tn+1 En diversas ocasiones, desde la consulta del especialista se prescribirá una prueba adicional necesaria para la correcta finalización del proceso, y obtención del diagnóstico. Según ha sido comentado por el equipo médico, este es un caso muy habitual en Dermatología; se emite un informe provisional y se precisa de un nuevo acto para la consecución del diagnóstico; el paciente abandona el Centro y queda pendiente de una prueba adicional (biopsia, prueba de alergias, etc) para cerrar su informe. Tecnologías + Consulta + Consulta T1, T2, T3,., Tn, C1, C2 Procesos Tecnológicos En este tipo de proceso, la entidad dinámica es la información, no el paciente. No es preciso que el paciente llegue al Centro; se envía una determinada prueba a los especialistas del CAMTNA (foto de una lesión, resultados de exámenes, etc.), y desde este punto, se dictamina si el paciente debe ser citado para un determinado proceso en el Complejo Tecnológico o por el contrario debe seguir la vía clínica convencional desde su consulta de Atención Primaria. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 29
30 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Salidas de los Procesos La última etapa en los diferentes procesos clínicos desarrollados en el CAMTNA pueden ser de distintos tipos: Diagnóstico: Indicación quirúrgica. Tras el examen clínico, la indicación del especialista es la cirugía. El paciente es incorporado de esta manera, a una nueva lista, en este caso, una lista quirúrgica. Diagnóstico: Tratamiento médico (AT). El paciente debe dirigirse a su médico de Atención Primaria para llevar a cabo un tratamiento de su enfermedad. De esta manera, sale del CAMTNA con un diagnóstico concreto y las indicaciones del tratamiento a seguir. Diagnóstico: Tratamiento R.H. Diagnóstico: Revisión futura. El diagnóstico precisa un proceso de revisión en un plazo determinado. El paciente es citado para un determinado momento, de tal forma, que es incorporado nuevamente a una lista de citación. Diagnóstico: Nueva prescripción a criterio M.F. Otros. Pedir una prueba (consulta adicional); enviar a otro proceso; enviar a consulta; derivar a hospital. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 30
31 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Procesos incluidos en el Modelo de Simulación A continuación se recoge un esquema de los diferentes tipos de procesos estudiados en el modelo de simulación del presente proyecto. Como se ha comentado anteriormente, estos procesos han sido escogidos de entre los 80 existentes en el centro real, dado su sencillez, frecuencia y estandarización. PROCESO Unidad ACTIVIDADES P1. CERVICALGIA 1 Rayos X-TAC-RMN-Consulta P2. LUMBALGIA 1 RayosX-RMN-Consulta P3.HEMATURIA MACROSCÓPICA P4. HEMATURIA MICROSCÓPICA P5. ITU (INFECCIÓN DEL TRACTO URINARIO) 3 Citos/Uretoscopia-UIV-TAC-Consulta 3 Citos/Uretoscopia-UIV-TAC-Consulta 3 Análisis-RayosX-Ecografía-UIV-Consulta P6. UROLITIASIS CÓLICO RENAL P7. CARCINOMA DE PULMÓN 3 Análisis-RayosX-Ecografía-UIV-Consulta 4 TAC-Broncoscopia-PET-Consulta P8. BOCIO NODULAR 6 Consulta-Análisis-Ecografía-PAAF-Consulta Tabla 1: Clasificación de Procesos del Modelo de Simulación. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 31
32 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 2.6 Características de los Pacientes A continuación se presentan las características principales de los 8 tipos de paciente incluidos en el modelo de simulación: Pacientes tipo 1 Proceso: Cervicalgia. Unidad: 1- Traumatología, reumatología y rehabilitación. Prescriptores: Médico de ATP, especializada y urgencias. Criterios de prescripción: Signos de alerta ( red flags ): 1- Traumatismo severo (o leve en pacientes osteoporóticos). 2- Antecedente de neoplasia. 3- Administración mayor de 3 meses al año de corticoides VO. 4- Inmunodeficiencias. 5- HIV. 6- Síndrome tóxico constitucional: astenia, anorexia, pérdida de peso. 7- Dolor de características inflamatorias. 8- Signos sugestivos de mielopatía: trastornos de la marcha, torpeza o debilidad en las manos, signo de Lhermite. 9- Signos deficitarios en la exploración neurológica: déficit motor significativo o progresivo (BM inferior a 4/5), alteraciones esfienterianas etc. 10- Edad menor de 20 años o mayor de 55. Información sanitaria: la convencional. Proceso: TAC Rayos X Resonancia magnética Consulta - Salidas: Consulta médico de atención primaria, rehabilitación, otros (indicación quirúrgica). Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 32
33 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Pacientes tipo 2 Proceso: Lumbalgia. Unidad: 1- Traumatología, reumatología y rehabilitación. Prescriptores: Médico de ATP, especializada y urgencias. Criterios de prescripción: 1- Dolor de ritmo inflamatorio. 2- Síntomas constitucionales: malestar general, pérdida de peso, fiebre. 3- Antecedentes de cáncer, virus de la inmunodeficiencia humana o inmunodeficiencias. 4- Uso de corticoides o drogas por vía parenteral. 5- Déficit neurológico significativo en una extremidad inferior. 6- Imposibilidad persistente de flexionar la columna más de 5º. 7- Deformación estructural de aparición reciente. 8- Dolor torácico acompañante. 9- Dolor de predominio nocturno. 10- Traumatismo previo: posible fractura o aplastamiento vertebral. 11- Paresia relevante, progresiva o bilateral. 12- Pérdida de control de esfínteres de origen neurológico. 13- Anestesia en silla de montar (posible síndrome de cola de caballo). 14- Dolor intenso refractario y paresia progresiva o clínicamente relevante tras 6 semanas de tratamiento no quirúrgico adecuado. 15- Sospecha de claudicación intermitente no vascular. 16- Persistencia de la sintomatología con tratamiento conservador más de 6 meses y evidencia de estenosis del canal. 17- Lumbalgia/ciática de evolución recurrente e invalidante. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 33
34 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Información sanitaria: la convencional. Proceso: Rayos X Resonancia magnética Consulta - Salidas: Consulta médico de atención primaria, rehabilitación, otros (indicación quirúrgica). Pacientes tipo 3 Proceso: Hematuria macroscópica. Unidad: 3- Cirugía general, urología, ginecología, dermatología y cirugía plástica. Prescriptores: Médico de ATP, especializada y urgencias. Criterios de prescripción: Sospecha o datos de: 1- Traumatismo renal. 2- Infarto renal. 3- Uropatía obstructiva. 4- Discrasia sanguínea. 5- Infección renal. 6- Retención por coágulos. 7- Hematuria que no cede en 4-5 días. Información sanitaria: la convencional. Proceso: Citoscopia-Ureteroscopia UIV TAC - Consulta Salidas: Consulta médico de atención primaria, causa urológica (indicación quirúrgica). Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 34
35 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Pacientes tipo 4 Proceso: Hematuria microscópica. Unidad: 3- Cirugía general, urología, ginecología, dermatología y cirugía plástica. Prescriptores: Médico de ATP, especializada y urgencias. Criterios de prescripción: 1- Si analítica, Rayos X y ecografía normal, y no es posible orientar su origen (estudio urológico). 2- Si causa urológica tratable. Información sanitaria: la convencional. Proceso: Citoscopia-Ureteroscopia UIV TAC - Consulta Salidas: Consulta médico de atención primaria, causa urológica (indicación quirúrgica). Pacientes tipo 5 Proceso: Infección de tracto urinario (ITU). Unidad: 3- Cirugía general, urología, ginecología, dermatología y cirugía plástica. Prescriptores: Médico de ATP, especializada y urgencias. Criterios de prescripción: ITU BAJA: - Cistitis en el varón. - Cistitis recurrente. - Cistitis recidivante - Infección aguda complicada. - Cuadros con tira reactiva positiva y que tras tratamiento no remitan los síntomas. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 35
36 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) - Cuadros de cistitis clínica con tira reactiva negativa y cultivo negativo. - Reinfecciones (antecedentes de cólico renal, hematuria persistente, sospecha de vejiga neurógena, antecedentes de pielonefritis). ITU ALTA (estudio morfológico y funcional) -Varones -Mujeres: - Edad< 5 años - Infección recurrente. - Sospecha de patología (hematuria, dolor cólico, micción difícil, litiasis, infección por Proteus). Información sanitaria: la convencional. Proceso: Análisis (Hematimetría + Bioquímica + Coagulación + Orina+ Urocultivo) Rayos X simple de abdomen Ecografía urológica UIV Consulta. Salidas: Consulta médico de atención primaria, causa urológica (indicación quirúrgica). Pacientes tipo 6 Proceso: Urolitiasis Cólico renal. Unidad: 3- Cirugía general, urología, ginecología, dermatología y cirugía plástica. Prescriptores: Médico de ATP, especializada y urgencias. Criterios de prescripción: CÓLICO RENAL: 1- Sospecha de cólico renal séptico. 2- Anuria por uropatía obstructiva, alteración de la función renal. 3- Síntomas no controlados. 4- Imagen RX compatible mayor de 4mm. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 36
37 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 5- Cólicos en inmunodeprimidos. UROLITIASIS. 1- Inmunodeprimidos. 2- Diabéticos. 3- Tratamiento con inmunosupresores. 4- Paciente oncológico. 5- Infecciones de orina. 6- Embarazo. 7- Malformaciones. Información sanitaria: la convencional. Proceso: Análisis (Hematimetría + Bioquímica + Coagulación + Orina+ Urocultivo) Rayos X simple de abdomen Ecografía urológica UIV Consulta. Salidas: Consulta médico de atención primaria, causa urológica (manipulación instrumental y/o indicación quirúrgica). Pacientes tipo 7 Proceso: Carcinoma de pulmón. Unidad: 4- Digestivo, neumología y hematología. Prescriptores: Médico de ATP, especializada y urgencias. Criterios de prescripción: 1- Rx Tórax sugestiva o sospechosa de cáncer de pulmón (hipertrofia hiliar, ensanchamiento mediastínico, nódulo o masa periférica). 2- Rx Tórax: Nódulo pulmonar solitario en mayores de 35 años sin signos de benignidad (ausencia de crecimiento en los últimos años y calcificación completa). Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 37
38 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 3- Rx Tórax: Atelectasias o neumonías que no desaparecen en 6 semanas o que recurren en la misma localización. 4- Hemoptisis persistente sin causa justificada en fumadores o ex fumadores mayores de 40 años. 5- Síndrome de Pancoast. Información sanitaria: la convencional. Proceso: TAC tórax broncoscopia PET Consulta. Salidas: Consulta médico de atención primaria, cirugía torácica, oncología. Pacientes tipo 8 Proceso: Bocio nodular. Unidad: 6- Endocrinología, alergología, neurología y medicina interna. Prescriptores: Médico de ATP, especializada y urgencias. Información sanitaria: la convencional. Proceso: Consulta (Anámnesis y exploración física) Análisis Ecografía PAAF (Punción aspiración con aguja fina) Consulta. Salidas: Consulta médico de atención primaria, cirugía. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 38
39 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) CAPÍTULO 3. MODELO DE SIMULACIÓN DEL CAMTNA En el siguiente capítulo se presenta una descripción detallada del modelo de simulación del CAMTNA. En primer lugar, se muestra la metodología general de un estudio de simulación, donde podemos contemplar cada una de las etapas necesarias para construir un correcto modelo de simulación. En segundo lugar, presentamos la aplicación de dicha metodología al estudio en cuestión. 3.1 Metodología General de un Estudio de Simulación Para llevar a cabo la simulación del sistema se deben seguir una serie de etapas, ampliamente discutidas en la literatura científica: 1.- Formulación del problema y planificación del estudio. Consiste en establecer de forma clara, cuál es el problema que se pretende abordar, qué objetivos globales se desean alcanzar y con qué recursos será necesario contar para lograrlos en el tiempo previsto. 2.- Recogida de datos y análisis de datos de entrada. Se dispone a la identificación, recogida y análisis de los datos de entrada, resultando de vital importancia determinar si éstos son determinísticos o aleatorios. 3.- Modelado del sistema. Se crea el diseño del sistema para su simulación por ordenador. El modelo deberá reflejar convenientemente la estructura interna del sistema, sus características y relaciones lógicas que mantienen, de modo que los resultados sean extrapolables al sistema real. 4.- Implementación en el ordenador. El modelo desarrollado desde el punto de vista teórico ha de ser implementado en el ordenador a través de algún software específico. En el caso del presente proyecto, utilizamos el software Arena. 5.- Verificación del programa. Comprobación de la correcta implementación del modelo en el ordenador. Para ello, debemos comprobar que el programa resultante se comporta según lo deseado, es decir, que los resultados deben ser coherentes para las diversas combinaciones de variables de entrada (inputs) del modelo, y no ha habido ningún error sintáctico a la hora de programar las diferentes instrucciones. 5.- Ejecuciones de prueba. Una vez aceptado el modelo como válido, se diseñan las características del experimento de simulación que se van a llevar a cabo, es decir, determinar el número de iteraciones, la longitud de las replicaciones, periodo de calentamiento, y es uso de técnicas de reducción de varianza. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 39
40 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 6.- Validación del modelo. Consiste en comprobar que el modelo refleja convenientemente el mundo real. Para ello, se procede a comparar, para distintas combinaciones de variables de entrada, los resultados que produce el modelo con los observables en el sistema real. Es frecuente el uso de técnicas estadísticas. En el caso de un sistema que no exista, la validación por parte de expertos es indispensable. 7.- Ejecución de los experimentos de simulación. Se procede a llevar a cabo la simulación establecida tras las ejecuciones de prueba. 8.- Análisis de resultados. Los resultados procedentes de un experimento de simulación suelen requerir un análisis estadístico no trivial que permita obtener información útil sobre el comportamiento analizado. FORMULAR EL PROBLEMA Y PLANIFICAR EL ESTUDIO RECOGIDA DE DATOS MODELADO IMPLEMENTACIÓN EN EL ORDENADOR VÁLIDO? NO SÍ EJECUCIONES DE PRUEBA VALIDACIÓN DEL MODELO VÁLIDO? NO SÍ EJECUCIÓN DE LOS EXPERIMENTOS DE SIMULACIÓN ANÁLISIS DE RESULTADOS Ilustración 8: Etapas de un Estudio de Simulación. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 40
41 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 3.2 Formulación del Problema y Planificación del Estudio El presente capítulo presenta la descripción del modelo de simulación que reproduce de un modo simplificado el funcionamiento del Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra, CAMTNA. Se pretende construir un modelo base de simulación que represente el sistema real, a partir del cual se puedan incorporar políticas de gestión de la lista de espera, organizar horarios y planificar el uso de las tecnologías y los médicos. Para ello, el modelo simulará pacientes que llegan al centro sanitario, su tránsito a través del sistema y se recogerán medidas de funcionamiento del sistema que servirán de ayuda para la toma de decisiones con vistas a la optimización del funcionamiento del mismo. 3.3 Datos de Entrada En el modelo de simulación del presente proyecto se presentan dos tipos de datos de entrada: - Determinísticos: Los parámetros más importantes en el desarrollo del modelo de simulación son los siguientes: Número de tecnologías. Número de servidores por tecnología. Horario del Complejo Asistencial. - Aleatorios: Tiempos de proceso relacionados con la entidad básica, el paciente: Tiempo entre llegadas de los pacientes. Tiempo de servicio de las distintas tecnologías. Tiempo de trayecto de una tecnología a otra. Los valores de todos ellos han sido citados en el capítulo 2. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 41
42 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 3.4 Modelado del Sistema En esta etapa, se procede a la construcción del modelo y su programación con ayuda del software de simulación Arena; se realiza una representación simplificada del modelo real, mediante la cual se examina el flujo de pacientes a través de las distintas áreas funcionales del CAMTNA. Más concretamente, los pacientes seguirán una ruta por distintas tecnologías distribuidas en las unidades del Área Asistencial descritas anteriormente. Se ha dividido el modelo en 5 bloques para su correcta y detallada descripción. Desde el punto de vista matemático, el modelo es una red de colas en el que los pacientes llegan, llevan a cabo distintos procesos dentro del centro (tecnologías y consultas médicas), y finalmente salen del sistema. Arena es un simulador de alto nivel, caracterizado por la sencillez de su estructura e interface, campo de aplicación restringido y flexibilidad limitada. El lenguaje de simulación utilizado por Arena es Siman. En el apéndice 8.2 se describe más detalladamente el entorno del software de simulación Arena. A grandes rasgos, el proceso que se debe simular es la creación de una bolsa de pacientes derivados desde Atención Primaria, especializada o Urgencias, caracterizados por el tipo de proceso clínico que debe llevar a cabo en el centro; la creación de la lista de cada día, siguiendo un criterio de selección, detallado más adelante, a partir de la bolsa general; el paso de dichos pacientes por el centro; y finalmente su salida del sistema tras un diagnóstico claro y concreto. De esta manera, el flujo de los pacientes en el sistema queda representado esquemáticamente de la siguiente forma: Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 42
43 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) SIMULACIÓN DE LLEGADAS GESTIÓN DE LISTA DE ESPERA Y ASIGNACIÓN DE CITA SIMULACIÓN DEL DESARROLLO DE LOS PROCESOS Pacientes P1 Características pacientes P1 Pacientes P2 Pacientes P3 Pacientes P4 Pacientes P5 Pacientes P6 Pacientes P7 Pacientes P8 Características pacientes P2 Características pacientes P3 Características pacientes P4 Características pacientes P5 Características pacientes P6 Características pacientes P7 Características pacientes P8 BOLSA Lista de espera general LISTA DEL DÍA Pacientes citados a diario Tecnología 1 Tecnología 2 Tecnología... Tecnología n RECOGIDA DE INFORMACIÓN SALIDA Ilustración 9: Esquema del Modelo de Simulación del CAMTNA. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 43
44 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) A continuación se describe el modelo de simulación del CAMTNA, así como su funcionamiento detallado. El modelo de simulación en Arena consta de 5 bloques: Bloque 5. Animación gráfica Bloque 1. Generación de Llegadas de Pacientes Bloque 2. Simulación de la Gestión del CAMTNA Bloque 3: Recogida de Datos de Salida Bloque 4: Programación Lógica para Inicializar Contadores y Vaciar las Colas Ilustración 10: Aspecto del Modelo de Simulación Organizado por Bloques. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 44
45 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) BLOQUE 1.- GENERACIÓN DE LLEGADAS. Los pacientes son citados desde Atención Primaria, Urgencias o Atención Especializada al CAMTNA; son citados a un proceso o vía clínica concreta, y la gestión del servicio a los pacientes está basado en la resolución en acto único y con alta resolución. Los procesos están estandarizados, de forma que queda determinado sus criterios de prescripción, el conjunto de subprocesos que lo conforman, la cantidad de recursos tecnológicos y humanos necesarios para llevarlo a cabo, así como los tiempos necesarios para cada una de las actividades. El modelo de simulación en Arena comienza por la generación de las llegadas de los pacientes a la bolsa de espera del CAMTNA, formada por todos los pacientes derivados de otras unidades médicas. Para ello se inicia con 500 pacientes, y se genera diariamente una llegada de pacientes de media 218 al día, dado que los cálculos de la afluencia para el centro se ha estimado en ese número. Una vez generados, es necesario categorizarlos. Siguiendo el porcentaje de cada tipo de paciente estimado por los expertos, se hace una clasificación de los pacientes generados en los 8 tipos de procesos, por lo que quedará determinada su secuencia por el CAMTNA. En este bloque se recoge también el momento exacto en el que el paciente entra en la bolsa de espera, para posteriormente obtener datos de los tiempos de espera según cada tipo de paciente. Implementación en Arena: En esta etapa se simula la generación y categorización de pacientes. Así, cada una de las entidades que llegan al centro, queda completamente etiquetada según sus características (tipo de proceso que precisan). Para la generación de llegadas se hace uso del módulo create: - Create diario: llegada que sigue una distribución Poisson de media 218 pacientes al principio de cada día, para simular el aumento diario de la bolsa. Una vez generada la llegada de pacientes, éstos son etiquetados y clasificados por tipo de proceso. Esto se realiza con el módulo decide en primer lugar, el cual separa a los pacientes atendiendo a su porcentaje de derivación al CAMTNA; y a continuación el módulo assign, con el que se asigna el tipo de paciente (de tipo 1 a tipo 8), la secuencia por el centro, y el tipo de animación (por colores). También se asigna el atributo tiempo en la bolsa, para determinar el momento exacto en el que ese paciente entra a la bolsa, y así poder recoger más adelante, su tiempo de espera en ella. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 45
46 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Ilustración 11: Bloque 1. Generación de Llegadas. BLOQUE 2.- SIMULACIÓN DE LA GESTIÓN DEL CAMTNA. CREACIÓN DE LA BOLSA DE PACIENTES Y DE LA LISTA DEL DÍA Conforme se van derivando pacientes desde otros centros hospitalarios y Atención Primaria, se genera la denominada bolsa de pacientes, de donde el CAMTNA va escogiendo cada día a los pacientes que corresponda según su criterio de gestión, y los va posicionando en listas de espera para un día determinado, llamada lista del día. Para decidir qué pacientes escoger de la bolsa y citarlos para ese día determinado al CAMTNA, se llevan a cabo dos políticas de gestión: - La primera alternativa va chequeando desde el primer paciente en la cola de la bolsa de pacientes hasta el último, si cada una de las tecnologías que debe usar no ha llegado todavía a su ocupación máxima para ese día. En tal caso, significará que el proceso clínico al que ha sido citado está libre y el paciente es citado al CAMTNA. - La segunda alternativa da prioridad a las tecnologías de mayor tasa de utilización, es decir, las que mayor afluencia tienen. Por lo tanto, se escoge a un paciente chequeando si la tecnología de mayor tasa de utilización que va a usar está libre; si dicha tecnología todavía tiene espacio libre para citas en ese día, se pasa al paciente. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 46
47 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Los pacientes que son citados para el día en concreto, son retenidos en unos módulos de Arena llamados Delay, de manera que entrarán al centro a la hora que hayan sido citados. El criterio de citación ha sido por orden lógico, prediciendo los posibles cuellos de botella en los recursos más largos. Así, se adjudica una hora de cita a cada tipo de paciente basado o bien en su primera tecnología (si coincide que es la más larga de la secuencia), o en la tecnología de tiempo de servicio mayor. Implementación en Arena: El bloque en Arena es el siguiente: Ilustración 12: Bloque 2. Creación de la Bolsa de Pacientes y de la Lista del Día. 1- GENERACIÓN DE LA ENTIDAD LÓGICA Y ACTUALIZACIÓN DE LAS VARIABLES DIARIAS: Cada día se genera una entidad lógica, la cual ejecuta el módulo assign inicializar contadores y actualiza las variables citadas en el bloque de programación lógica posterior. 2- BÚSQUEDA EN LA BOLSA: La entidad lógica generada cada 24 horas inicializa las variables y entra en el bucle de búsqueda en la bolsa. En primer lugar, chequea si la entidad inicial ya ha llegado a la última posición de la cola; si es así, la entidad lógica sale del sistema por el dispose 14 y eso significará que ya se ha recorrido la cola entera y ya se han escogido todos los pacientes que se van a citar para ese día. Si por el contrario, la entidad inicial se encuentra chequeando a un paciente en cola que ocupa una posición intermedia en la bolsa, la entidad lógica pasa al Search in BOLSA, el encargado de escoger a los pacientes que cumplan las condiciones para ser citados. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 47
48 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Ilustración 13: Módulo Decide no final de cola. 3- SEARCH: SIMAN asigna el índice J (variable interna del módulo search y remove) al índice de comienzo (Starting Index), que en este caso es el valor de la variable entidad_inicial, y chequea la condición de búsqueda (Search condition), es decir, analiza si dicho paciente cumple los requisitos para ser citado para ese día. Si la condición del search es verdadera, la búsqueda para y la variable interna J retiene su actual valor. Si por el contrario dicho paciente no cumple la condición SIMAN incrementa J y rechequea la condición para el siguiente paciente. Este proceso se repite hasta que la condición de búsqueda sea satisfecha (en tal caso, pasaríamos al módulo remove) o se alcance el índice de finalización (Ending Index), en este modelo, NQ, el final de la bolsa. Ilustración 14: Módulo Search Search in BOLSA. 4- REMOVE: Después del search, pueden ocurrir dos situaciones: que la entidad inicial ya haya llegado a la última posición de la cola y ya no quede ningún paciente que cumpla los requisitos para ser escogido, de tal manera que la entidad lógica saldría por el dispose not found search in BOLSA; o que el paciente analizado sea escogido porque cumple los requisitos. En este segundo supuesto, Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 48
49 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) el módulo Remove de BOLSA, se encarga de trasladar a la entidad que representa el paciente de la posición J a la siguiente parte del modelo, y a la entidad lógica a un delay de unos pocos segundos. Ilustración 15: Módulo Remove Remove de BOLSA. 5- DELAY: El delay tiene la función de que el paciente pase en primer lugar a la siguiente parte (y así se actualicen los contadores del día), y en segundo lugar, sea procesada la entidad lógica, la cual toma el valor J, y de este modo sigue chequeando en la bolsa en la posición que lo había dejado. Ilustración 16: Módulo Delay Delay ent logica y Assign Assign ent inicial siguiente. El proceso finaliza cuando ya se ha recorrido toda la bolsa. En el presente proyecto se proponen dos alternativas de gestión de la bolsa, las cuales vienen definidas por la condición de búsqueda en el Search in BOLSA: Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 49
50 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) - Alternativa 1: Con ayuda de contadores, se controla la ocupación de las tecnologías para ese día, y se chequea cada paciente en orden de llegada, es decir, en orden de posición en la bolsa; si cada una de las tecnologías que debe usar no ha llegado todavía a su ocupación máxima para ese día, se escoge dicho paciente y se transporta a la lista del día. Programación lógica de la alternativa 1: (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 1 && cont_tac < 143 && cont_rx<192 && cont_rmn < 192 && cont_c1<216) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 2&& cont_rmn< 192 && cont_rx<192 && cont_c1<216 ) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 3 && cont_cit.uretoscopia<62 && cont_tac < 143 && cont_uiv < 24 && cont_c3<36 ) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 4 && cont_cit.uretoscopia<62 && cont_tac < 143 && cont_uiv < 24 && cont_c3<36) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 5 && cont_analisis<32 && cont_rx<192 && cont_ecografia<24 &&cont_uiv < 24 && cont_c3<36 ) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 6 && cont_analisis<32 && cont_rx<192 && cont_ecografia<24 &&cont_uiv < 24 && cont_c3<36 ) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 7 && cont_tac < 143 && cont_broncoscopia<18 && cont_pet<19 && cont_c4<36 ) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 8 && cont_c4<36 && cont_analisis < 32 && cont_ecografia < 24 && cont_paaf<24 ) - Alternativa 2: Se da prioridad a las tecnologías de mayor tasa de utilización, es decir, las que mayor afluencia tienen. Por lo tanto, se escoge a un paciente chequeando si la tecnología de mayor tasa de utilización que va a usar está libre; si dicha tecnología todavía tiene espacio libre para citas en ese día, se pasa al paciente. Programación lógica de la alternativa 2: (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 1 && cont_rx < 192 ) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 2 && cont_rx < 192 ) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 3 && cont_uiv<24) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 4 && cont_uiv<24) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 5 && cont_rx < 192) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 6 && cont_rx < 192) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 7 && cont_tac<143) (AQUE(BOLSA.Queue,J,NSYM(tipo_paciente)) == 8 && cont_ecografia<24) En principio, no existe ningún criterio de prioridad previsto, aunque en la práctica, es probable que haya cierto tipo de pacientes que se consideren más urgentes por razones clínicas. Así, en el modelo de simulación, los pacientes de la bolsa general van siendo citados para un día concreto, pasando así a la lista del día. Aunque no se encuentren físicamente en esta lista, sí se encontrarán ordenados por orden de llegada en los módulos delay; cada tipo de paciente, dependiendo del orden en el que haya sido escogido de la bolsa y Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 50
51 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) de su secuencia por el CAMTNA, será retenido en estos módulos un tiempo determinado. La siguiente tabla muestra los cálculos pertinentes para el Delay de cada tipo de paciente: Tipo de paciente Tiempo de espera en el Delay (min) Criterio P ,5*AINT(cont_TAC/11) Por su primera tecnología. P *AINT(cont_RMN/16) Por su primera tecnología. P *AINT(cont_UIV/2) Por su tecnología más larga. P *AINT(cont_UIV/2) Por su tecnología más larga. P *AINT(cont_UIV/2) Por su tecnología más larga. P *AINT(cont_UIV/2) Por su tecnología más larga. P ,5*AINT(cont_TAC/11) Por su primera tecnología. P *AINT(cont_UIV/2) Por su tecnología más larga. Tabla 2: Cálculo de la Hora de Citación por Tipo de Paciente. El primer sumando del tiempo de espera es 120 min, debido a que por motivos de programación, el paciente llega a la lista del día a las 6 de la mañana y el centro abre sus puertas a las 8. El comando AINT es un truncador a números enteros; cont_tac, cont_rmn y cont_uiv son los contadores correspondientes a las tecnologías TAC, RMN y UIV, respectivamente, que llevan el control de la cantidad de pacientes que son incluidos en la lista del día y que usan dichos recursos. Las divisiones entre 11, 16 y 2, en el caso de TAC, RMN o UIV, respectivamente, permiten considerar a los pacientes que visitan dichas tecnologías por turnos, ya que los que usen el TAC, por ejemplo, como hay 11 servidores en dicho recurso, tendrán que ser gestionados por tandas de pacientes de 11. ENTRADA Y RUTA DENTRO DEL CENTRO Cada paciente, dependiendo del proceso prescrito previamente, deberá seguir una secuencia en el sistema, visitando una serie de tecnologías y consultas. De este modo, Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 51
52 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) como se modelizan 8 tipos de pacientes, existen 8 secuencias distintas dentro del centro, presentadas anteriormente en este trabajo (tabla 1). El modelo de simulación del CAMTNA se compone de 14 procesos, entre los que se encuentran los recursos tecnológicos (rayos X, resonancia magnética, TAC, etc) y recursos humanos (médicos/as, enfermeros/as). Basándose en la experiencia y con la ayuda de expertos se han determinado las siguientes distribuciones de probabilidad para los tiempos de servicio en cada una de las tecnologías. TECNOLOGÍA TIEMPO DE PROCESO (min) RX TAC RMN UIV Ecografía Broncoscopia PET Citoscopia/Uretoscopia Análisis PAAF Consulta Unidad 1 Consulta Unidad 3 Consulta Unidad 4 Consulta Unidad 6 TRIA(12,15,18) UNIF(45,60) TRIA(55,60,65) TRIA(55,60,65) TRIA(22,30,35) TRIA(15,40,60) UNIF(30,45) UNIF(8,15) UNIF(15,30) TRIA(22,30,35) TRIA(18,20,22) TRIA(18,20,22) TRIA(18,20,22) TRIA(18,20,22) Tabla 3: Distribuciones de los Tiempos de Proceso. Implementación en Arena: Para esta tarea, se hace uso de los módulos station, route, seize, delay y release. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 52
53 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) El atributo Entity.Sequence atribuido a cada entidad que entra al sistema, queda definido su secuencia por las sucesivas tecnologías del centro. De este modo, el módulo route hacia las tecnologías dirige a los pacientes a su recurso correspondiente. Servicios fundamentales del CAMTNA: Las 14 tecnologías se modelan como se muestra en la figura adyacente. El módulo process se ha desglosado en este caso en seize, delay y release por motivos de programación; de este modo, es posible recoger el tiempo que cada entidad pasa en espera, gracias al atributo tcola, así como recoger en la variable tcolatecnología_i los valores de los tiempos en cola transcurridos en cada una de las 14 tecnologías presentes. Ilustración 17: Modelado de Procesos. Secuencias para cada tipo de paciente: Cada una de las 8 secuencias correspondientes a los distintos tipos de paciente son programadas en el módulo Schedule. En la figura anexa se muestra el Plan Proceso paciente tipo 1 a modo de ejemplo, donde se puede observar que quedan definida la trayectoria ordenada por las tecnologías necesarias, así como sus tiempos de proceso. Ilustración 18: Secuencias de cada Tipo de Paciente. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 53
54 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) BLOQUE 3.-SALIDA DEL CENTRO Y RECOGIDA DE DATOS. Después de ser atendidos, los pacientes salen del centro. Finalmente, se recogen también las medidas de funcionamiento para el análisis de resultados final. Implementación en Arena: Los datos se recogen a través de los módulos Record. Ilustración 19: Bloque 3. Salida del Centro y Recogida de Datos. En los capítulos 5 y 7 se presentan los datos recogidos y las conclusiones extraídas a partir de ellos, respectivamente. BLOQUE 4.- PROGRAMACIÓN LÓGICA PARA INICIALIZAR CONTADORES Y VACIAR LAS COLAS. Para poder construir correctamente el modelo de simulación, se ha de hacer uso de ciertas variables y módulos que ayuden a la programación lógica. De esta forma, es preciso inicializar las variables diarias, así como vaciar las colas de los recursos al final Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 54
55 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) del día, es decir, sacar del sistema a los pacientes que no hayan sido atendidos en el horario de servicio del centro y contabilizarlos para futuras medidas. - Inicialización de las variables Ilustración 20: Inicializador 1. El create 8 genera una entidad lógica al principio de cada día, y dicha entidad inicializa las variables pi_dia (número de pacientes tipo i que han sido citados para el día). Finalmente la entidad lógica sale del sistema. Antes de hacer la búsqueda de pacientes en la bolsa se inicializan las siguientes variables: - cont_sacai: se inicializa a 0. Cuenta el número de pacientes tipo i que son sacados de las colas después del cierre del centro, sin haber sido completada su secuencia. - ent_inicial: se inicializa a 1. Su función ha sido explicado anteriormente en este capítulo. - cont_ tecnología : se inicializan a 0. Es el recuento de los pacientes que se citan para usar dicho recurso en ese día. Ilustración 21: Inicializador 2. - tcolapi: se inicializa a 0. Tiempo en cola que acumulan en media los pacientes tipo i al final de su recorrido por el centro. - Tcola tecnología : se inicializa a 0. Tiempo en cola que se acumula en media en dicha tecnología a lo largo del día. - num_pacientes_dia: se inicializa a 0. Es la suma de los pacientes que han entrado al centro ese día. El create lógico genera una entidad diaria después del cierre del centro (a las 23h), la cual va examinando si después del cierre del centro (los recursos acaban su turno a las 8 h de la tarde, aunque damos un margen hasta las 9 h) ha quedado algún paciente en cola. Si los hay, éstos son sacados del sistema y contabilizados por tipo de paciente. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 55
56 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Ilustración 22: Vaciado de las Colas al Final del Día. La programación lógica es la siguiente: 1- En primer lugar se asignan los valores del número de pacientes en cola (NQ) en cada tecnología a las variables n_cola_ tecnología. Ilustración 23: Asignación Número Final en Colas. 2- Se chequea si hay alguien en las colas de las 14 tecnologías. Si es así, el módulo Remove saca del sistema al paciente y manda a la variable lógica a chequear de nuevo si todavía sigue alguien en cola. Ilustración 24: Decide alguien en cola y Remove. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 56
57 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) BLOQUE 5.- ANIMACIÓN. La animación del modelo permite observar la progresión de la simulación del modelo de forma gráfica. Además es una herramienta eficaz para la búsqueda de errores en el modelado. Además de reproducir el flujo de pacientes dentro del centro, se presentan una serie de variables y gráficos relevantes. En una tabla se muestran los datos por tipo de paciente, se recogen los tiempos medios en cola y en el sistema (en minutos), así como el porcentaje de tiempo en cola respecto al tiempo en el sistema. En una segunda tabla se pueden observar los datos de interés por tecnología: tasa instantánea de utilización, número de unidades de recurso en uso y tiempo restante en bolsa de cada tecnología. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 57
58 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 3.5 Dimensionamiento Inicial del Modelo Para la construcción el modelo, es necesario realizar un dimensionamiento previo de las unidades. De este modo, hemos estimado el número de recursos necesarios en cada una de las tecnologías haciendo uso de las herramientas de Teoría de Colas. A continuación se define una serie de parámetros intervienen en el cálculo: de la Teoría de colas que λ i = tasa media de llegadas de pacientes tipo i por día µ j = tasa media de servicio por cada recurso de tecnología j por día (número medio de pacientes que completan su servicio por día) ρ j = tasa de utilización de tecnología j(fracción esperada de tiempo que los recursos individuales de cada tecnología están ocupados) n j = número de recursos disponibles de tecnología j La tasa de utilización de la tecnología j (la cual es utilizada por una suma de pacientes tipo i) se puede expresar como: = ρ j λi ( n j µ j ) Para que un sistema permanezca en estado estable, es decir, no exista saturación, es necesario que la capacidad de los recursos cubra las llegadas de pacientes, es decir, para cada paciente de tipo i, que necesita un servicio por parte de un recurso de la tecnología j, se debe cumplir: λ i < n j µ j o lo que es lo mismo ρ j < 1 CÁLCULO DE LA TASAS DE LLEGADAS DE CADA TIPO DE PACIENTE Para el cálculo de las tasas de llegadas de los tipos de pacientes incluidos en el modelo de simulación del CAMTNA nos hemos basado en la previsión de la producción asistencial incluida en el Plan Funcional y de Gestión del Centro de Alta Resolución Ambulatoria de la Comunidad Foral de Navarra. Dicho análisis de necesidades fue proporcionado por el equipo médico responsable del nuevo centro. A continuación se muestra la tabla de estimaciones, donde el número de consultas en acto único fue calculado con el porcentaje de atracción estimado, y la actividad total fue calculada para Navarra considerando la actividad concertada y la variación de la lista de espera entre 2005 y Dicho cálculos se han llevado a cabo tomando como datos de referencia los del año Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 58
59 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Especialidad Rango Poblacion Población Actividad Total Porcentaje de atracción Consultas en Acto Único Población Frecuentación Escenario 1 Porcentaje de atracción Consultas en Acto Único Alergología población > 4 años , ,0 0, Cardiología población > 14 años , ,7 0, Cirugía General población > 4 años , ,4 0, C.Vascular y Torácica población > 4 años , ,3 0, Dermatología población total , ,0 0, Digestivo población > 14 años , ,5 0, Endocrinología población > 14 años , ,9 0,2 851 Ginecología mujeres > 14 años , ,4 0,0 0 Hematología población > 14 años , ,5 0,0 0 Neurología población > 14 años , ,2 0, Neumología población > 14 años , ,3 0,1 729 Oftalmología población total , ,8 0, ORL población total , ,0 0, Psicología población > 14 años , ,3 0,0 0 RHA población > 14 años , ,2 0, Reumatología población > 14 años , ,9 0,1 678 Traumatología población total , ,4 0, Urología población > 14 años , ,5 0, Total población total , ,6 0, Tabla 4: Número de Consultas en Acto Único (2006, 2010). Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 59
60 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Especialidad Rango Poblacion Población Frecuentación Escenario 1 Consultas en Acto Único Población Frecuentació n Escenario 1 Porcentaje de atracción Consultas en Acto Único Alergología población > 4 años , ,8 0, Cardiología población > 14 años , ,5 0, Cirugía General población > 4 años , ,2 0, C.Vascular y Torácica población > 4 años , ,7 0, Dermatología población total , ,6 1, Digestivo población > 14 años , ,0 0, Endocrinología población > 14 años , ,9 0, Ginecología mujeres > 14 años , ,9 0, Hematología población > 14 años , ,8 0,2 650 Neurología población > 14 años , ,5 0, Neumología población > 14 años , ,8 0, Oftalmología población total , ,5 0, ORL población total , ,2 0, Psicología población > 14 años , ,3 3,5 611 RHA población > 14 años , ,8 0, Reumatología población > 14 años , ,6 0, Traumatología población total , ,3 0, Urología población > 14 años , ,0 0, Total población total , ,2 0, Tabla 5: Número de Consultas en Acto Único (2011, 2016). Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 60
61 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Identificando cada una de las áreas a las que pertenecen la muestra de pacientes, estudiamos el número de consultas en acto único por año y por día, para una situación hipotética intermedia, año 2014, como se refleja en la siguiente tabla. Para ello, se interpolan los datos, teniendo en cuenta que el total de consultas en acto único para dicho año sería de y suponiendo 250 días hábiles al año: Año 2014 Por día Traumatología - (Pacientes tipo 1 y 2) ,4 186 Ginecología y Urología - (Pacientes tipo 3, 4, 5 y 6) 5.871,4 23 Neumología - (Paciente tipo 7) 1.067,4 4 Endocrinología - (Pacientes tipo 8) ,2 5 Tabla 6: Número de Consultas en Acto Único Estimado para A partir del número de consultas en acto único diarias por tipo de paciente, se calculan los porcentajes de tipo de paciente calculado respecto al total (611 consultas por día), y el número absoluto por día, es decir la tasa de llegadas: λ (Número de pacientes / día) Paciente tipo 1 18% 110 Paciente tipo 2 12,4% 76 Paciente tipo 3 1,6% 10 Paciente tipo 4 1,3% 8 Paciente tipo 5 0,33% 2 Paciente tipo 6 0,5% 3 Paciente tipo 7 0,65% 4 Paciente tipo 8 0,8% 5 Total 35,58% 218 Tabla 7: Porcentaje de cada Tipo de Paciente y Tasa de Llegada respecto al Total de Llegadas al Centro Médico Real. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 61
62 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Sin embargo, como se ha dicho anteriormente, el modelo de simulación presente en este proyecto estudia una simplificación del total de los 611 pacientes al día en media (procedentes de los 80 procesos existentes); dicha parte sería la indicada en la tabla anterior, 35,58%, 218 pacientes en media en números absolutos. Por lo tanto, para no sobrecargar innecesariamente el programa de simulación y minimizar el tiempo de procesamiento, el modelo se ha desarrollado con una tasa media de llegadas de un total de 218 pacientes diarios, y los porcentajes de los 8 tipos de pacientes se han calculado sobre este total, como se muestra en la siguiente tabla: λ (Número de pacientes / día) Paciente tipo 1 50,46% 110 Paciente tipo 2 34,86% 76 Paciente tipo 3 4,59% 10 Paciente tipo 4 3,67% 8 Paciente tipo 5 0,92% 2 Paciente tipo 6 1,38% 3 Paciente tipo 7 1,83% 4 Paciente tipo 8 2,29% 5 Total 100% 218 Tabla 8: Porcentaje de cada Tipo de Paciente y Tasa de Llegada respecto al Total de Llegadas al Centro Médico del Presente Estudio. CÁLCULO DE LA TASAS DE SERVICIO DE CADA RECURSO Para el cálculo de las tasas de servicio de cada recurso se ha teniendo en cuenta la información proporcionada por el equipo de expertos. En la siguiente tabla se muestran las distribuciones propuestas para los tiempos de proceso y las tasas medias de servicio para cada recurso de las 14 tecnologías incluidas en el modelo de simulación: Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 62
63 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) TECNOLOGÍA DISTRIBUCIÓN DE TIEMPO DE PROCESO (MIN) TASA MEDIA DE SERVICIO µ RAYOS X TRIA(12,15,18) 48 TAC UNIF(45,60) 13 RESONANCIA MAGNÉTICA TRIA(55,60,65) 12 UIV TRIA(55,60,65) 12 ECOGRAFÍA TRIA(22,30,35) 24 BRONCOSCOPIA TRIA(15,40,60) 18 PET UNIF(30,45) 19 CITOSCOPIA URETOSCOPIA UNIF(8,15) 62 ANÁLISIS UNIF(15,30) 32 PAAF TRIA(22,30,35) 24 CONSULTA UNIDAD 1 TRIA(18,20,22) 36 CONSULTA UNIDAD 3 TRIA(18,20,22) 36 CONSULTA UNIDAD 4 TRIA(18,20,22) 36 CONSULTA UNIDAD 6 TRIA(18,20,22) 36 Tabla 9: Distribución de los Tiempos de Proceso y Tasas medias de Servicio de Cada Recurso. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 63
64 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) CÁLCULO DE LA TASAS DE OCUPACIÓN DE CADA TECNOLOGÍA Y DEL NÚMERO DE SERVIDORES Como se ha apuntado anteriormente, la tasa de utilización de la tecnología j (la cual es utilizada por el tipo de paciente i) se puede expresar como el cociente de la tasa de llegadas de ese tipo de paciente entre la tasa de servicio total de la tecnología (es decir, teniendo en cuenta los n servidores que existen): = ρ j λi ( n j µ j ) Para calcular las tasas de ocupación es necesario estimar previamente el número de servidores para cada tecnología nj, teniendo en cuenta que se ha de cumplir la ecuación de estado estable (ρ j < 1). Los resultados aparecen en la siguiente tabla: TECNOLOGÍA N ρ RAYOS X 4 0,99 TAC 11 0,92 RESONANCIA MAGNÉTICA 16 0,97 UIV 2 0,96 ECOGRAFÍA 1 0,41 BRONCOSCOPIA 1 0,21 PET 1 0,21 CITOSCOPIA Y URETOSCOPIA 1 0,29 ANÁLISIS 1 0,31 PAAF 1 0,21 CONSULTA UNIDAD 1 6 0,86 CONSULTA UNIDAD 3 1 0,64 CONSULTA UNIDAD 4 1 0,11 Consulta unidad 6 1 0,27 Tabla 10: Tasa de Ocupación y Número de Servidores en cada Tecnología. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 64
65 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 3.6 Verificación del Modelo de Simulación Finalmente, una vez construido el modelo de simulación, éste debe verificarse, asegurándose que todos sus procesos funcionen correctamente y por lo tanto haya sido correctamente programado. Se debe verificar que los pacientes sigan la ruta correcta; que a la hora de cierre del centro sanitario ningún paciente queda en cola en ninguna tecnología; que la cola de la bolsa no se sature por error en la programación de la búsqueda de pacientes en ella; que los contadores diarios se actualicen correctamente Para ello, la animación se considera de gran ayuda, ya que da visión de los puntos de fallo. Además se cree interesante pintar ciertas variables de control, así como los contadores más importantes para llevar control de que se inicializan y actualizan correctamente. 3.7 Validación del Modelo Se debe comprobar que el modelo de simulación cumple con el objetivo establecido, es decir, que puede reproducir correctamente el funcionamiento del CAMTNA. Toda simulación tiene que validarse para asegurar que la inferencia a partir del modelo es una predicción correcta del proceso que se quiere simular. No existen normas precisas sobre cómo debe realizarse la validación. Pero sí se pueden tener en cuenta ciertas pautas que los expertos consideran relevantes para el desarrollo de una modelo válido y creíble. Éstas son presentadas a continuación, y situadas en el marco temporal de la realización del proyecto. Utilizar técnicas cuantitativas para validar los componentes del modelo. Por ejemplo, el uso de la teoría de colas en el dimensionamiento inicial. Asimismo el muestreo secuencial y las técnicas de reducción de varianza fueron de gran ayuda en el diseño de experimentos. Llevar a cabo análisis de sensibilidad para determinar factores importantes en el modelo. En caso de detectar que un factor más influyente, éste deberá modelarse concienzudamente. Revisar los resultados de la simulación y la animación para ver si parecen coherentes. Se puede considerar una única entidad que entre en el modelo y siga la lógica del sistema para ver si es coherente. También se puede analizar el comportamiento del sistema en condiciones extremas Así, en el presente proyecto se han tenido en cuenta aquellas pautas que quedaban dentro del alcance. NOTA: Todos los detalles referentes a la programación del modelo se pueden ver en el fichero del modelo de simulación en Arena incluido en el CD adjunto. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 65
66 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) CAPÍTULO 4. DISEÑO DE EXPERIMENTOS Una vez validado el modelo de simulación del CAMTNA, es preciso tomar una serie de decisiones tácticas como la longitud de las replicaciones, el periodo de calentamiento, y el número necesario de replicaciones para alcanzar unos resultados adecuados. 4.1 Análisis Estadísticos de los Resultados de Simulación Propiedades Estadísticas de los Datos de Salida La simulación de un sistema es un experimento de muestreo estadístico artificial basado en el ordenador; por ello, los resultados de un estudio de simulación tendrán sentido si se utilizan las herramientas estadísticas apropiadas para su diseño y análisis. Un aspecto relevante de los datos obtenidos de la simulación es que, en general, forman procesos autocorrelados y no estacionarios, por lo que las técnicas estadísticas basadas en observaciones independientes e idénticamente distribuidas no son aplicables. Veamos más detenidamente cuál es la naturaleza aleatoria de una salida de simulación. Consideremos un proceso estocástico que represente la salida de una característica específica del sistema en cuestión, por ejemplo el tiempo en cola de los pacientes en un centro médico. Representamos de esta manera, el tiempo de paciente i- ésimo por la variable Y i. Estas variables aleatorias Y i no son, en general, ni independientes ni idénticamente distribuidas. Está claro que el tiempo de espera del cliente que llega en la posición i estará relacionado con el tiempo que haya esperado el cliente que lo ha precedido, y que si el sistema arranca vacío, es decir, con las tecnologías desocupadas, Y 1 =0, teniendo distinta distribución al resto. Supongamos que ejecutamos de forma independiente n veces el modelo de simulación, utilizando distintas semillas e inicializando en cada una de ellas los contadores estadísticos. Si en cada ejecución hemos tomado m datos, los resultados son: Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 66
67 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Si nos fijamos en los resultados por columnas, las observaciones y 1i,, y ji,, y ni son independientes y proceden de la misma distribución Y i, tiempo en cola del i-ésimo cliente Estado Transitorio y Estado Estacionario de un Proceso Estocástico Consideremos la función de distribución de cada variable aleatoria del proceso estocástico de salida de la simulación, F i (y/i) = P(Y i y / I) i = 1,2, donde I representa las condiciones iniciales en que se encuentra el sistema en el tiempo t=0. En general, F i (y/i) será diferente para cada valor de i y también para cada valor de i y también para cada conjunto distinto de condiciones iniciales I. Diremos que, dado un conjunto de condiciones iniciales I, el proceso estocástico sigue una distribución estacionaria F(y/I) si, para cualquier valor y, las series F 1 (y/i), F 2 (y/i), satisfacen F i F ( y / I) n ( y / I)) Normalmente, el límite de la distribución no depende de las condiciones iniciales; en este caso el proceso se denomina ergódico, pues se olvida de las condiciones iniciales, y la distribución F(y) es la distribución estacionaria del proceso. Aunque F(y) se obtiene cuando i, en la práctica existe un valor k, de forma que se puede considerar F ( y) ( y) 1 F diciéndose que el estado estacionario del k + k+ m proceso comienza en el tiempo k+1. Se considera entonces que las variables aleatorias Y k+1, Y k+2, tienen aproximadamente la misma distribución y que ésta es la distribución estacionaria F(y). de todos modos, las observaciones de estas variables en una ejecución de la simulación y k+1, y k+2, siguen siendo dependientes. Aunque la distribución estacionaria F(y) no dependa de las condiciones iniciales I, sí depende la velocidad a la que se produce la convergencia y por tanto, el punto k a partir del cual se puede considerar que se ha alcanzado el estado estacionario Simulación con o sin Punto de Finalización El funcionamiento de un sistema puede tener un punto en el tiempo a partir del cual el sistema se regenera y vuelve a funcionar como en el instante inicial. Por ejemplo, el centro de salud que al cabo de 12 horas de atención al público cierra sus puertas, comenzando cada día de nuevo en situación similar. En este caso existe un evento natural que nos especifica el final de la simulación. A la simulación que se emplea para el estudio de estas situaciones se le denomina simulación con punto de finalización. En otras ocasiones el sistema funciona de forma ininterrumpida siendo el objetivo del estudio conocer cómo se comporta en el largo plazo. En esta situación el modelo de Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 67
68 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) simulación no tiene ningún evento que le marque de forma lógica su finalización. A este tipo de simulación se le conoce con el nombre de simulación sin punto de finalización. Podemos pensar en un proceso de producción o más similar al estudio del presente proyecto, en un centro de urgencias de un hospital, en el que se quiere conocer alguna medida de desempeño a largo plazo, como el tiempo medio en espera por paciente. Las primeras observaciones que se tomen vendrán muy influenciadas por la situación inicial que se defina no siendo de interés para el estudio. Las conclusiones habrá que sacarlas de las observaciones que se tomen cuando el sistema esté suficientemente rodado, esto es, cuando haya alcanzado su estado estacionario. 4.2 Simulación del CAMTNA. Simulación sin Punto de Finalización A priori, el funcionamiento del centro médico conduce a pensar que su simulación sería con punto de finalización, ya que el centro abre y cierra todos los días a la misma hora, por lo tanto hay un evento E, el cierre al final del día, que inicializa todos las variables de funcionamiento. Si este fuera efectivamente el caso, los datos deberían ser recogidos realizando n ejecuciones independientes del programa de simulación, todas inicializadas bajo las mismas condiciones iniciales en el t=0, y finalizadas cuando ocurre el evento E. Sin embargo, cabe destacar la existencia de la bolsa de espera, donde los pacientes derivados desde Atención Primaria, Urgencias o consultas especializadas esperan a ser citados para un día determinado al CAMTNA. El estudio de esta bolsa es de carácter continuo, es decir, es de máxima importancia conocer cómo evoluciona su tamaño a lo largo de las semanas y de los meses; por lo tanto, carece de sentido considerar el presente modelo de simulación con punto de finalización. Dicho esto, contemplamos el modelo del CAMTNA como una simulación sin punto de finalización Simulación sin Punto de Finalización. Cálculo del Periodo de Calentamiento En modelos de simulación sin punto de finalización, nos interesa evaluar el comportamiento a largo plazo del sistema. Por ejemplo, en el presente proyecto, una variable interesante a estudiar sería el tamaño de la bolsa de espera. Supongamos Y 1, Y 2, el proceso estocástico que representa la característica de interés durante la ejecución del modelo. Por ejemplo, Y j puede ser el tiempo de espera en la bolsa al principio del día j. Asumimos que Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 68
69 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) donde Y es la variable aleatoria, tiempo de espera en la bolsa, en el estado estacionario. Veamos como estimar el valor medio de la variable: Como cada distribución F j son, en general, distintas a F, la media de las primeras m variables, denotada como: no será igual que µ, la media en el estado estacionario, es decir: Sin embargo, como el proceso alcanza el estado estacionario, las variables que forman parte de la sucesión tienden a tomar el valor de la variable límite Y. De hecho, una forma de estimar la media de la variable en estado estacionario es omitiendo las observaciones tomadas durante el inicio de la simulación y usar solo las últimas observaciones para los cálculos. El periodo de simulación durante el cual no se toman observaciones para los cálculos se denomina periodo de calentamiento. Si, después de una simulación larga del modelo se ha recogido la muestra y 1, y 2,, y l, y l+1,, y m entonces la media se estima a partir de las observaciones tomadas después del periodo de calentamiento, el cual se denota por l, será: Por lo tanto, se omiten las observaciones que están más intensamente influenciadas por las condiciones iniciales del modelo, en el caso del modelo de simulación del CAMTNA, éstas serían el llenado inicial de la bolsa. La cuestión es cómo determinar la longitud del periodo de calentamiento l, periodo durante los procesos estocásticos de interés se encontrarán en su estado transitorio. Una de las técnicas más simples es el método gráfico propuesto por Welch (1983), el cual presenta un procedimiento que determina el valor de l tal que Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 69
70 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) El método consta de cuatro pasos: 1- El modelo de simulación se ejecuta n veces (n 5) y cada ejecución tiene una longitud m (donde m sea suficientemente grande). Suponemos y ji la i-ésima observación de la j-ésima ejecución del modelo de simulación con j = 1,, n e i = 1,, m. 2- Se define el proceso de valores de media y i = n j= 1 n y ji i=1,, m que satisface la propiedad E Y ) = E( Y ) pero con menos varianza que las variables originales, ( i i V ( Y i ) = V ( Y ) / n. Esto proporciona un nuevo proceso con la misma media pero menor varianza. 3- Ahora el proceso de medias ha sido suavizado mediante el uso del método de las medias móviles con una ventana w. Este procedimiento elimina las altas frecuencias y conserva las bajas, que son las que definen la tendencia de las series. Las medias móviles se calculan de la siguiente manera: i y w yi+ s s= w 2w + 1 w) = i y i+ s= ( i 1) 2i 1 i ( 1 s si si i = w + 1,..., m w i = 1,..., w 4- La nueva serie y i (w) i = 1,, m-w, es representada. El valor para l se escoge como el mínimo valor a partir del cual la serie parece que converge. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 70
71 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) El procedimiento se resume en el siguiente gráfico: Siguiendo el método descrito en el apartado anterior, se ha procedido a estimar el periodo de calentamiento. Para ello, se ha usado el módulo ReadWrite de Arena y se ha procedido a la recogida de datos en un fichero Excel. El estudio se ha realizado basado en una variable que representa el tamaño de la bolsa, ya que es este parámetro el que interesa que sea estable. Dicha variable es la denominada num_en_bolsa, que representa el número de pacientes que permanecen en la bolsa de espera al final de cada día. Se han ejecutado 5 replicaciones, con una longitud de replicación de 2000 días hábiles, es decir, 8 años. En cada replicación se han obtenido 2000 datos, el número de pacientes en bolsa al final del día. A continuación, se presenta la gráfica en la que vienen representadas las 5 curvas, junto con la media convencional de los valores del número de pacientes en bolsa de cada día, y las medias móviles para ventanas de 10 y 20 días. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 71
72 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 600 Nº de pacientes en espera en bolsa 500 Número Pacientes ªReplicación 2ª Replicación 3ª Replicación 4ª Replicación 5ª Replicación Media 100 MEDIAS MÓVILES W=10 MEDIAS MÓVILES W= Día Ilustración 25: Gráfico Excel para la Determinación del Periodo de Calentamiento. Como se puede observar en el gráfico, a partir de aproximadamente el día las curvas comienzan a estabilizarse; este punto marca el paso del estado transitorio al estacionario. Por tanto consideramos el periodo de calentamiento es de días. El fichero Excel donde quedan recogidos todos los datos y el gráfico para la determinación del periodo de calentamiento se ha incluido en el CD adjunto a la memoria. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 72
73 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Muestreo Secuencial. Cálculo del Número de Replicaciones El muestreo secuencial es un método para aproximar el número de replicaciones o la longitud de la replicación necesarios para alcanzar la precisión de la estimación deseada, y así obtener observaciones independientes de las variables a estudiar. Tanto para el caso de modelos con punto de finalización como para modelos en estado estable con replicaciones truncadas es necesario programar en Arena un bucle para mantener la simulación durante una etapa y parar cuando se haya alcanzado la precisión deseada. En el caso de nuestro modelo, que es sin punto de finalización, una etapa se corresponde con otra replicación. Para entender la lógica del bucle en Arena, definiremos algunas variables internas del software: - ORUNHALF(Output ID) = amplitud (half-width) del IC al 95% utilizando las replicaciones completadas. En el modelo de simulación del CAMTNA utilizamos como salida de control el número medio de pacientes en espera en la bolsa. - MREP = número total de replicaciones consideradas. Inicialmente, MREP es el número de replicaciones en Run/Setup/Replication Parameters. - NREP = número de replicaciones realizadas hasta el momento (1, 2, 3, ). Por tanto, la lógica programada en el modelo de simulación del centro médico es la siguiente: - Si sólo ha realizado una replicación (n=mrep=1), hace otra ya que con una replicación es incapaz de calcular un I.C. Una replicación es una muestra. - Habiendo realizado una replicación, si la amplitud del IC con las replicaciones completadas no es menor que la deseada sigue aumentando el número de replicaciones (MREP). - Cuando ninguna de las dos opciones se cumpla entonces el número de replicaciones realizadas hasta el momento (la variable NREP en Arena), se igualará al número total de replicaciones consideradas (MREP). En el presente proyecto se ha utilizado como medida que la amplitud del IC del número medio en cola de la bolsa fuera menor que 10 pacientes y Arena se detuvo en la cuarta ejecución de días. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 73
74 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Técnica de Reducción de Varianza Para reducir la variabilidad de los datos que tanto influye en la precisión de las estimaciones de los intervalos de confianza, en los contrastes de hipótesis etc. es necesario aplicar técnicas de reducción de varianza. Una forma de reducir la varianza cuando se quiere comparar configuraciones es mediante los números aleatorios comunes. La idea es sincronizar los números aleatorios que están detrás de todos los datos con los que Arena opera, para que simulemos bajo las mismas condiciones externas. Esto será especialmente útil cuando queremos comparar dos configuraciones alternativas y no queremos que la aleatoriedad sea debida a los números aleatorios. Arena tiene programado un generador de números aleatorios denominado combined multiple recursive generator (CMRG); su funcionamiento es el siguiente: Programar esto en Arena es sencillo gracias a la división del generador de Arena en Streams y Substreams. La secuencia se divide en 1.8 x 1019 streams de longitud 1.7 x 1038 cada uno. A su vez, cada stream puede dividirse en 2.3 x 1015 substreams de longitud 7.6 x Por defecto, Arena usa el stream 10. La primera replicación la hará en el substream 1 del stream 10, la segunda replicación la hará en el substream 2 del stream 10 y así sucesivamente. Para conseguir la sincronización indicaremos el stream cada vez que tengamos una distribución. Tanto en la alternativa 1 como en la alternativa 2, tendremos que usar los mismos streams en los módulos análogos. Esto se consigue sencillamente añadiendo el número del stream que se quiere utilizar detrás de los parámetros de la distribución, por ejemplo, UNIF(12,14,4), para usar el stream 4 en la generación de la distribución uniforme de mínimo 12 y máximo 14. En las siguientes figuras se muestra como se ha programado la técnica en distintos módulos: Ilustración 26: Programación de la Técnica de Reducción de Varianza en el Tiempo de Ruta. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 74
75 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Ilustración 27: Programación de la Técnica de Reducción de Varianza en los Tiempos de Proceso. Para controlar los números aleatorios en los sorteos (módulo decide, by chance ), es necesario desglosar la programación del módulo, introduciendo un módulo assign para generar una observación de la distribución U(0,1) donde se puede controlar la secuencia de números aleatorios, y utilizar el módulo decide, con by condition para programar el resultado del sorteo, como se muestra en la siguiente figura: Ilustración 28: Programación de la Técnica de Reducción de Varianza en el Sorteo de Paciente Parámetros de Ejecución de la Simulación Con todo lo anterior, la simulación ha sido ejecutada para 50 replicaciones de 4850 días (15 años más el periodo de calentamiento que son 1100 días) por replicación. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 75
76 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) CAPÍTULO 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS La simulación está diseñada para ser flexible y capaz de evaluar los resultados para diferentes escenarios. En el presente proyecto, se lleva a cabo el análisis de los resultados generados tras la ejecución de las dos alternativas de gestión de los pacientes en bolsa, descritas en el capítulo 3. Con el fin de comparar los dos posibles políticas de gestión de la bolsa, se ha hecho uso de uno de los paquetes de Arena, el Output Analyzer. Para ello, se han definido varios estadísticos con el módulo Statistic, y obtenido varios ficheros de salida con toda la información estadística acerca de las variables incluidas en dicho módulo. En la siguiente figura se muestran algunos de las variables recogidas en ficheros, que globalmente son: los datos de la bolsa (número total de pacientes en espera en la bolsa y clasificados por tipo de paciente); las tasas de utilización de los recursos; y los tiempos en cola por tipo de paciente. Ilustración 29: Módulo Statistic. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 76
77 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) El interés de este proyecto se centra en determinar qué alternativa es más favorable en base a una serie de criterios: - Minimización de tiempo en espera de los pacientes. - Maximización de la tasa de utilización de los recursos. - Minimización del tamaño de la bolsa de espera. Los resultados proporcionados por Arena (Category Overviews) para la alternativa 1 y 2 se encuentran recogidos en el CD adjunto a la memoria. A continuación se hace una un análisis preliminar con la información obtenida, es decir, se comentan los resultados a simple vista, haciendo hincapié en las medidas de funcionamiento más importantes para el proyecto y en las diferencias de éstas dentro de una alternativa o la otra. Para finalizar el capitulo, se presentan los resultados obtenidos del output analyzer, es decir la comparación de medias entre ambas alternativas y su estudio estadístico. Uno de los aspectos fundamentales a comentar a partir de estos informes es la ausencia de una alternativa notoriamente superior a la otra. Ambas han sido pensadas y programadas para resultar políticas de gestión eficientes para el dimensionamiento propuesto, de ahí que las diferencias sean mínimas. Resultados referentes a la bolsa de espera Analizamos en primer lugar los datos referentes a la bolsa: el tiempo medio en la bolsa de espera de los pacientes que llegan al CAMTNA, así como el tiempo medio en bolsa recogido por tipo de paciente. Los resultados se muestran en la siguiente figura: Ilustración 30: Resultados de la Bolsa. Alternativa 1. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 77
78 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Ilustración 31: Datos de la Bolsa. Alternativa 2. A partir de los resultados anteriores se observan unos intervalos de confianza al 95% para el tiempo medio en bolsa de [987.83, ] min para la alternativa 1 y [943.7, ] min para la 2. Así, se puede hablar de una ligera mejoría de la alternativa 2 frente a la 1, min en media. Si nos fijamos en el tiempo medio en la bolsa de espera por tipo de paciente, se hace clara la diferencia entre alternativas para los pacientes tipo 3, 4, 5 y 6, con unas diferencias en media en horas de 5.58, 5.58, 5.87, y 5.83, respectivamente, de la alternativa 1 sobre la 2. Éstos son los 4 tipos pertenecientes a la unidad 3 (Urología y Ginecología). Esto manifiesta una mejora significativa de la política 2 frente a la 1 en cuanto a la gestión de los pacientes de dicha unidad. En cuanto al número de pacientes en la bolsa de espera recogidos al final de cada día, podemos apreciar cifras superiores en la alternativa 1; así por ejemplo, contemplamos cómo el número total de pacientes en espera en la bolsa en media se encuentra comprendido en [95.05, ] para la alternativa 1 y en [88.37, ] para la 2, con un nivel de confianza del 95% (ilustraciones 34 y 35). Se observa así un mayor tamaño de la bolsa de espera con el primer modelo de gestión. Ilustración 32: Número de Pacientes en Bolsa. Alternativa 1. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 78
79 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Ilustración 33: Número de Pacientes en Bolsa. Alternativa 2. Resultados referentes a las tasas de utilización de los recursos Las tasas de utilización de las diferentes tecnologías del CAMTNA, son similares a las obtenidas de forma teórica en el capítulo 3, con una ligera disminución ya que en el modelo de simulación se simulan 13 horas de servicio (de 8 h a 21 h) y las teóricas han sido calculadas en base a 12 horas de funcionamiento. En la comparativa entre ambas alternativas, no se encuentran grandes diferencias, ya que ambas han logrado maximizar las tasas de utilización hasta el límite, obteniendo para las tecnologías de más uso tasas cercanas al 100%. Tiempo de espera de los pacientes El tiempo en cola de los pacientes dentro del centro tampoco sufre diferencias significativas a simple vista de los resultados obtenidos de Arena. Se observan de uno a dos minutos de diferencia entre las medias de ambas alternativas. El porcentaje de tiempo en cola no se ve mejorado significativamente de una alternativa a otra, ya que por un lado, la alternativa 1 proporciona porcentajes medios en cola inferiores para los pacientes tipo 2, 5, 6 y 8; mientras que la segunda alternativa lo hace para el resto de tipos de paciente. Número de pacientes sacados del centro sin ser atendidos También es interesante estudiar la cantidad de pacientes que se sacan del centro al final del día sin haber sido atendidos. A continuación se muestran los resultados para ambas alternativas: Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 79
80 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Ilustración 34: Número de Pacientes sacados del Centro. Alternativa 1. Ilustración 35: Número de Pacientes sacados del Centro. Alternativa 2. No se aprecian diferencias alarmantes entre ambas formas de gestión. Sin embargo, se contempla un alto número de pacientes tipo 1, los más frecuentes, obligados a abandonar el centro sin ser atendidos. Para la alternativa 1 este número estaría comprendido en el IC al 95% [7.42, 7.60] de pacientes en media, y [6.14, 6.22] pacientes en media para la segunda alternativa. De igual manera, se contempla que para los pacientes tipo 2 este valor estaría en torno a 4 pacientes en media, no tan alto como para los primeros pero importante igualmente. Sería preciso un reajuste en su modo de citación en ambos casos. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 80
81 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) 5.1 Análisis Estadístico de la Comparativa de Medias entre ambas Alternativas En la sección anterior se han comentado los resultados proporcionados por Arena de las medidas de funcionamiento más importantes en media. Sin embargo, para poder hablar con precisión y en términos estadísticos de intervalos de confianza, se presenta a continuación el análisis de diferencia de medias entre ambas alternativas llevado a cabo con el Output Analyzer, donde la hipótesis nula es que las medias son iguales a un nivel de confianza del 95%, es decir, el intervalo de confianza al 95% contiene al 0. Resultados referentes a la bolsa de espera Ilustración 36: Comparación de Medias de Datos de la Bolsa. Se aprecia como existe diferencia significativa a un nivel de confianza del 95% para el número total de pacientes en la bolsa y para todos los tipos de paciente exceptuando el 7 y 8, es decir, se rechaza la hipótesis nula (las medias no son iguales a un nivel de confianza del 95%) para todos esos casos. La diferencia mayor se obtiene para el valor total de pacientes en bolsa, donde la diferencia en número de pacientes medio está comprendido en el IC 95% [6.68, 6.75] con media 6.71 pacientes más en la alternativa 1 que en la 2. Este contraste de medias revela una ligera mejor gestión de la alternativa 2 frente a la 1, en cuanto al tamaño en bolsa. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 81
82 Desarrollo y Validación de un Modelo de Simulación para el Complejo Asistencial Médico Tecnológico de Navarra (CAMTNA) Resultados referentes a las tasas de utilización de los recursos Ilustración 37: Comparación de Medias de Tasas de Utilización. Se acepta la hipótesis nula de igualdad de medias en este caso, a un nivel de significación del 5%. Las dos políticas de gestión proporcionan tasas de ocupación de los recursos cercanos a los teóricos. Ainara Garde Blesa Ingeniería Industrial 82
Módulo: Control Estadístico de la Producción
Trayecto Técnico Profesional en Industrias de Procesos Módulo Control Estadístico de la Producción Instituto Nacional de Educación Tecnológica Ministerio de Educación Ciencia y Tecnología 1 Presentación
Contenido. Capítulo 1: Qué es la simulación?... 1.1 Modelación... Capítulo 2: Conceptos principales de simulación :;...
., Contenido Capítulo 1: Qué es la simulación?... 1 1.1 Modelación... 1.1.1 Qué se está modelando?... 1.1.2 Y si sólo se juega con el sistema?... 1.1.3 A veces no se puede (o no se debe) jugar con el sistema...

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