英语原文共 16 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
基于流程挖掘的医院急诊科布局设计与优化方法
卫生环境研究和设计杂志
2017, Vol. 10(4) 105-120The Author(s) 2016
Farhood Rismanchian,PhD(c),and Young Hoon Lee,PhD
韩国首尔延世大学信息与工业工程学院
通讯作者：韩国首尔延世大学信息与工业工程学院系统优化实验室，首尔120-749，首尔延世50号，Farhood Rismanchian博士(c)。电子邮件:rismanchian.farhood@gmail.com
摘要：
目的：本文提出一种方法，以帮助设计者分析复杂的护理过程，并确定最佳布局的急诊科(ED)，可以同时考虑几个目标。这些目标包括最小化患者的旅行距离，最大化设计偏好，最小化搬迁成本。
背景：卫生保健服务需求的增长导致对新医院建筑的需求增加，并对现有建筑进行翻新。运营管理技术已成功应用于制造业和服务业，以设计更高效的布局。然而，医疗过程的高度复杂性使得在医疗环境中应用这些技术具有挑战性。
方法：过程挖掘技术被应用于解决复杂性问题和增强医疗过程分析。过程相关的信息，如临床路径的信息，是从ED的信息系统中提取出来的。然后使用目标规划方法来找到同时满足多个目标的单一布局。
结果：使用该方法确定的布局分别将非关键患者和危重患者的出行距离提高了42.2%和47.6%，并将搬迁成本降至最低。
结论:本研究表明，有效地安置临床单元可以显著改善患者的行走距离。
关键词：急诊科设计与规划 医疗保健设计 医疗保健流程 流程挖掘 设施布局问题 优化
新疗法的发展以及人口老龄化问题使得医疗服务需求不断增加，而随着对医疗服务需求的增加，医疗组织正在寻找提高其流程质量、灵活性和效率同时降低其成本的方法。
卫生保健服务的需求不断增长，导致对新医院建筑的需求增加，同时也导致了对现有建筑翻新的需求。
Kotzer、Zacharakis、Raynolds和Buenning在2011年报道了美国前所未有的医疗设施建设热潮，并证明了为患者、家庭以及工作人员创造最佳物理环境的重要性。以下的几项研究证实了医院设计对护理质量的重要影响。例如Ulrich和Zhu在2007年讨论了运输对患者愈后的严重负面影响，并强调有必要改进医院的设计，以减少运输距离和延迟。然而，在设计医院建筑时必须考虑其他的许多因素，如工作人员的效率以及满意度、病人和人员的安全与保障以及组织的规章制度。本研究从运营管理的角度出发，提出了医院建筑布局设计与优化的方法。特别是设计一个急诊科（ED）。从运营管理的角度来看，医院科室是由相互关联的不同设施组成的系统，而这些设施的适当安置，有助于提高行动的总效率。在给定数量的设施之间确定可用空间相对位置和分配被称为“设施布局问题（FLP）”。FLP受到了很多服务业和制造业的极大关注。例如，Tompkins, White, Bozer, 以及 Tanchoco(2003)在2003年的报告显示，20%到50%的制造成本与材料处理有关，有效的设施布局可以将这些成本降低10-30%。在服务业，Lee认为一个设计良好的布局可以减少乘客从各种设施步行的总距离，从而提高车站的整体效率和质量。在医疗保健研究领域，Yi和Seo在2012年研究了医院单位的布局是如何影响护士必须不行的距离。Greenroyd、Hayward、Price、Demian和Sharma(2016)最近发表的一项研究表明，优化的药房设计可使工作人员的步行时间和距离减少24%。Ulrich和Zhu(2007)承认有必要对几个重要问题进行研究，比如哪些部门应该安排在距离较近的地方，以减少运输时间。
因此，本研究从运营管理的角度出发，对给定建筑结构中不同的ED单元的分配进行建模和分析。然而，在对医院护理环境中应用操作管理原则时遇到了困难。为了使用运筹学技术获得有效的ED布局，必须考虑两个复杂的因素。第一个复杂因素是，病人的护理过程非常复杂和灵活(Mans, Schonenberg, Song, van der Aalst， amp; Bakker, 2008)。此外，一个电子商务布局设计的实用性，必须考虑几个因素。优化一个因素可能会影响其他因素，因此，同时考虑多个目标而不是单个目标是至关重要的。基于这些考虑，本研究提出了一种基于过程挖掘和目标规划(GP)原理的ED布局设计方法。过程挖掘技术是最近被应用于解决复杂性问题和增强护理过程分析的一门技术。正如van der Aalst、de Medeiros和Weijters(2005)所述，流程挖掘的目的是使用某些信息系统中记录的事件来提取关于活动及其偶然关系的信息。因此，我们使用过程挖掘技术来提取过程相关信息，即从临床记录中发现的过程模型和临床路径(CP)模式。然后提出了一种GP方法来寻找同时满足多个目标的单一布局。GP是能够同时考虑多个因素的多目标优化的一个分支。特别地，最小化危重病人和非危重病人的活动，最大化设计偏好，最小化搬迁成本。
医院单元的设计和布局会影响他们的效率，迄今为止，对医院布局优化的研究较少，本文提出了一种方法来帮助设计人员在急诊设计的早起阶段分析复杂的护理过程，并确定同时考虑多个目标的最佳布局，为了做到这一点，必须考虑到病人活动的各种顺序。现有的研究大多基于对患者活动的主观判断和临床单位之间的关系。然而，由于护理过程的高度复杂性，要获得足够详细的CP模式的准确视图是一个挑战。事实上，研究已经表明，预测过程与实际过程之间存在显著差异(Mans, Schonenberg, Song, et al.， 2008)，也就是说，所执行的活动与临床指南中推荐的活动之间存在显著差异(Lew amp; DeMaria, 2013)。使用基于过程挖掘的方法的主要优点是，结果是基于实际执行的过程，而不是基于主观的观察或意见。应用流程挖掘的惟一要求是事件日志的可用性。在一个典型的医院里有几个记录事件的系统，因此，关于护理过程的详细信息是很容易获得的。有了这些大量的数据，医院管理人员可以使用过程挖掘来更好地了解正在调查的系统中实际发生的情况。此外，过程挖掘软件工具的最新发展简化了这种分析。
问题的陈述及建议的方法：
图1提出方法的不同步骤
通过对每年约有8W人次就诊的韩国历史最悠久、规模最大的大学医院之一S医院的急诊室的ED布局设计的实际案例分析来说明该方法的各阶段步骤。急诊科管理层曾向医院管理层表示，由于设计效率不高，许多病人在就诊期间必须长途跋涉。将临床单位分配到可用空间的做法受到了批评，因此决定进行一项尽量减少患者活动的研究。我们使用了一份流程日志，记录了11357名在S医院急诊室接受治疗的患者在61天内的护理过程。该研究涉及去识别数据的二次分析，不需要进一步的批准来保护人类受试者。DISCO用于过滤和加载事件日志，构建流程模型，发现CP模式。DISCO是一个完整的过程挖掘软件工具由Fluxicon (http://fluxi con.com/disco)开发，可以被没有过程挖掘经验的分析师和设计师使用。然后提出全科医生的方法，不仅考虑最小化病人的运动，还考虑一些其他的目标。过程挖掘结果作为下一阶段的输入，该阶段包括GP模型的开发。图1显示了所提议的方法的不同步骤。
文献综述：
医疗领域的流程挖掘：
过程挖掘是一个新兴的研究领域，其目标是从信息系统记录的事件日志中提取知识(van der Aalst amp; Weijters, 2004)。在相对较短的时间内，过程挖掘已经被证明能够提供对过程相关问题的深刻见解(Rovani, Maggi, de Leoni， amp; van der Aalst, 2015)。特别是在医疗领域，过程挖掘已成功地应用于提高护理过程分析。Mans, Schonenberg, Leonardi等人(2008)可能是第一个为了更好地理解CPs而证明过程挖掘在医疗领域的适用性的人。他们将过程挖掘应用于两个脑卒中患者的数据集，以分析脑卒中患者在不同医院的治疗情况。Caron等(2014)提出了一种从医疗信息系统事件日志中提取组织和医疗信息的方法。此外，本研究还采用了过程挖掘的方法来分析不良事件。Rovani等人在一家医院的泌尿科采用基于过程挖掘的方法，在反映临床现实的事件数据和描述医学最佳实践的临床指南之间进行调解。Suriadi, Manns, Wynn, Partington, and Karnon(2014)采用过程挖掘的方法评估四家医院胸痛患者接受治疗的差异。使用了几种过程挖掘技术来测量和量化差异。更广阔的视角被Mans, Schonenberg, Song, van der Aalst和Bakker(2008)采用，他们分析了一个大学医院内的妇科肿瘤过程。他们使用流程挖掘(1)从流程日志(即流程日志)中发现流程模型。(2)为医院各部门之间的协作提供见解。和(3)显示日志的总体事件和性能信息(即,性能角度来看)。他们的结论是，过程挖掘能够提供新的优租寓改善现有护理流程的见解。Mans、Reijers、van Genuchten和Wismeijer(2012)使用类似的方法表明，使用过程挖掘可以获得牙科手术的详细过程知识。以上我们简要回顾了在医疗领域中使用过程挖掘的主要目的，而不是说明所应用的技术和算法。事实上，过程挖掘软件工具的用户友好环境，如ProM(用于过程挖掘算法的开放源代码工具)和DISCO (Fluxicon过程挖掘软件)，使分析人员和设计人员能够提供新的见解，从而促进现有护理过程的改进，而无需完全理解所涉及的算法和技术。进一步的细节，感兴趣的读者可以参考van der Aalst(2011)。
医院布局研究：
已经存在着大量的文献来评估医院设计对医疗结果的影响。Ulrich等人(2008)对循证医疗设计进行了全面的文献综述，并强调了精心设计的物理环境对医疗结果的重要性。一些作者已经考虑了医院布局对员工步行行为和距离的影响(Hendrich, Fay， amp; Sorrells, 2004;Shepley amp; Davies, 2003;易和徐，2012)。Soriano-Meier、Forrester、Markose和Arturo garcia - reyes(2011)调查了临床单位之间的物理距离对员工感知、员工时间使用、患者在系统中花费的时间和绩效的影响。他们声称，考虑到相互依赖的临床单位之间的合作，将会导致更高的护理质量。许多研究使用数学优化来分配临床单位到医院的可用空间，从而使定性或定量目标最大化或最小化。然而，这方面的研究仍然很少。Padgaonkar(2004)专注于医院的flp，以最小化患者的移动和伴随的资源。
Alejo、Martin、Ortega-Mier和Garcia-Sanchez(2009)研究的主题是设计重症监护病房病人护理空间的布局，他们首先使用优化技术来找到最优布局，然后与医疗工作者讨论最优解决方案来调整解决方案。Chraibi、Kharraja、Osman和Elbeqqali(2014)开发了一个手术室布局设计优化模型(OT)以优化设施的位置和方向。Motaghi, Hamzenejad, and Riyahi(2011)采用人工智能技术求解医院布局优化模型。他们报告说，实施了布局改进后，医院的效率提高了45%。Lin, Liu, Wang, and Liu(2013)提出了一种设计和优化OT布局的新方法。他们认为OT的布局会显著影响成本和效率。该方法将系统规划(SLP)与模糊约束理论相结合，以确定最优布局。SLP是一个用于安排工作场所的工具，该工作场所定位两个彼此具有高度逻辑关系的区域。在他们的研究中，模糊约束理论被用来解决含有不确定性的问题。然而，到目前为止所引用的所有研究都局限于对病人活动的主观判断。因此，在我们的研究中，我们采用了基于过程挖掘的方法，利用实际数据。一些方法，如访谈和问卷，位置跟踪技术，和视频分析，已经被研究人员用来跟踪病人的运动。然而，大量的操作和临床数据可以在电子医疗记录中获得。因此，流程挖掘可以作为一种更便宜、更快、更可靠的方法来确定护理路径和部门之间的协作。此外，据我们所知，在此之前的研究中，还没有使用GP方法考虑ED布局规划的多重(有时是冲突的)目标来解决ED布局优化问题。
患者运动分析：基于过程挖掘的方法
表1病人进行的活动
S医院的ED布局设计程序包括将表1中列出的9项活动分配给医院的可用治疗空间在本文中，术语“活动”指的是在ED中执行的服务和处理过程，它们应该被分配到一个处理空间。另外，地点一词是指急诊室内的治疗室，可以用来进行活动。来医院的的病人来到急症室，然后走到挂号台，那里有一位非医务人员。登记后，病人前往分诊站，由护士分诊并由医生检查。视敏度是根据急诊严重程度指数(ESI)在1到5之间分配的(其中ESI得分为1表示敏度最高，ESI得分为5表示敏度最低)。
在分诊后，每个病人都可以进行C、D、E、F和g的任何一种治疗活动。一部分病人从急症室出院，其余的病人被送往医院接受进一步的治疗。记录包括病人从到达急诊科到出院所经历的一般程序。由于每个患者对应于日志中的一个病例，且每个患者执行的每个活动对应于一个事件，因此观察到11,357例病例和52,250例事件。整个过程是从控制流的角度来研究的，控制流关注的是过程的行为，换句话说，就是组成过程的活动和它们之间的关系。
我们使用DISCO推导出两个独立的过程模型，一个用于非关键患者，一个用于关键患者。以这种方式划分流程模型的主要原因是，病情越危重的患者在转诊过程中出现并发症的风险越大，需要给予更多的关注(Ulrich amp; Zhu, 2007;韦伦，文卡塔拉曼，格罗索，基恩，amp;奥尔，1995)。从临床记录中获得每个患者的ESI，并使用这些值将患者分为临界(ESI 1、2或3)和非临界(ESI 4或5)组。预处理是通过使用DIS
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[236388]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
