miércoles, abril 30, 2025

Optimización del Flujo de Pacientes: Identificación de Cuellos de Botella en Hospitales



 

📢 Soluciones Innovadoras para la Saturación en Servicios de Emergencia 🚑

La saturación en las guardias de emergencia es un desafío global que afecta la calidad de atención y la seguridad de los pacientes. Este problema no es solo del servicio de urgencias, sino de todo el sistema hospitalario. Entre las soluciones propuestas se incluyen:

- Equipos interdisciplinarios para mejorar el flujo de pacientes.

- Indicadores de desempeño como tiempos de espera y porcentaje de pacientes no atendidos.

- Protocolos de triage y optimización de recursos.

🔹 ¿Por qué es relevante?

La combinación de estrategias organizacionales y herramientas tecnológicas puede transformar la gestión hospitalaria, reduciendo tiempos de espera y mejorando la atención.

🔹 Reflexión:

En un mundo donde la demanda de servicios de salud crece, ¿cómo podemos implementar estas soluciones de manera efectiva en nuestros sistemas?


El estudio "A Dynamic Nonlinear Flow Algorithm to Model Patient Flow" presenta un nuevo algoritmo desarrollado por Arsineh Boodaghian Asl y su equipo para modelar el flujo de pacientes en hospitales, considerando variables como tasas de llegada, tiempos de servicio y capacidad de las áreas. Este algoritmo aborda la complejidad y naturaleza dinámica/no lineal del flujo de pacientes en sistemas hospitalarios. A continuación, se detallan los aspectos clave del estudio:

 1. Motivación y Contexto

- Objetivo: El estudio busca proporcionar una visión holística del rendimiento hospitalario mediante la identificación de cuellos de botella persistentes y graves, así como el comportamiento dinámico y no lineal de las salas/dependencias.

- Problema: Los flujos de pacientes son altamente variables debido a factores externos (emergencias, situaciones imprevistas) e internos (número de personal, tiempo de servicio). Estos factores generan comportamientos no lineales que impactan la capacidad de respuesta del sistema hospitalario.

 2. Enfoque Metodológico

El modelo utiliza una representación de red donde:

- Vértices representan las salas o departamentos del hospital, con atributos como capacidad (camas) y número de servidores (personal).

- Aristas representan las rutas de atención médica, con atributos como capacidad y probabilidad de distribución.

El algoritmo modifica versiones previas de algoritmos de flujo dinámico (como Ford-Fulkerson) para adaptarse al contexto hospitalario. Introduce variaciones en:

- Las tasas de llegada de pacientes.

- La variabilidad en los tiempos de servicio.

- La capacidad de las salas y el número de servidores.

3. Componentes Clave del Algoritmo

- Tasas de Llegada: Se considera la frecuencia con la que los pacientes llegan al hospital en diferentes momentos.

- Capacidades de Vértices: Representa el número de camas disponibles en cada sala.

- Funciones de Distribución de Vértices: Genera tiempos de servicio únicos para cada paciente en función de la duración mínima y máxima de estancia.

- Capacidades de Aristas: Representa el número máximo de pacientes que pueden esperar en una cola.

- Probabilidades de Distribución de Aristas: Define la probabilidad de que un paciente siga una ruta específica dentro del hospital.

El algoritmo itera sobre estas variables para ajustar las capacidades de vértices y aristas, calculando la intensidad del flujo y detectando cuellos de botella. Repite un conjunto de cálculos para diferentes valores de las tasas de llegada de pacientes. Cada repetición (o iteración ) permite evaluar cómo cambia el flujo de pacientes en función de esas tasas, ajustando capacidades y midiendo el impacto en el sistema hospitalario. Asì:

  1. Entrada de Datos : El algoritmo toma una tasa de llegada inicial de pacientes.
  2. Procesamiento : Realiza cálculos para medir el flujo de pacientes en las salas (vértices) y rutas (aristas).
  3. Ajuste de Variables : Modifica parámetros como capacidad de camas, tiempo de servicio, etc., basándose en esa tasa de llegada.
  4. Repetición : El proceso se repite para diferentes tasas de llegada, permitiendo observar patrones, identificar cuellos de botella y analizar el comportamiento dinámico del sistema bajo diferentes escenarios de llegada de pacientes.

Ejemplo simple:

Imagina que tienes una lista de números y quieres sumarlos todos. Un algoritmo que itera sobre la lista haría lo siguiente:

  1. Comienza con una suma inicial de 0.
  2. Toma el primer número de la lista y lo suma al total.
  3. Repite este proceso para cada número en la lista (es decir, itera sobre la lista).
  4. Cuando haya procesado todos los números, devuelve el resultado.

En este caso, "iterar" significa avanzar paso a paso a través de los elementos de la lista.

 

4. Resultados Experimentales

Los investigadores validaron el algoritmo utilizando datos reales de Akademiska University Hospital:

- Simularon el flujo de pacientes durante períodos de 1 día, 1 semana, 1 mes y 1 año.

- Analizaron métricas como la persistencia y severidad de los cuellos de botella, desbordamientos y causas raíz de estos problemas.

Hallazgos destacados:

- Persistencia de Cuellos de Botella: Algunas áreas clave, como el Departamento de Emergencias, mostraron fluctuaciones significativas en el flujo entrante y saliente.

- Desbordamientos: Se observó un desbordamiento importante hacia unidades críticas como la UCI y el Departamento de Emergencias.

- Comportamiento No Lineal: Las salas mostraron diferentes niveles de perturbación dependiendo de la relación entre el número de camas y servidores.

 5. Comparaciones de Escenarios

- Igualdad de Camas y Servidores: Cuando el número de camas y servidores era igual, algunas salas mostraron un comportamiento más estable.

- Diferencias en Recursos: Reducir el número de camas o servidores exacerbó los cuellos de botella y desbordamientos.

Contenido del artículo

Los wards (o "salas" en español) son unidades o departamentos dentro de un hospital que representan los nodos (vértices) en la red del modelo. Cada ward tiene características específicas que influyen en el flujo de pacientes, como:

Características de un ward en el modelo:

  • 1. Capacidad (camas):

 - Número máximo de pacientes que puede albergar (ej. 30 camas en Unidad de Medicina Interna).

 - Si se llena, los pacientes entran en cola o bloquean flujos hacia otros wards.

  • 2. Servidores (staff):

 - Personal médico disponible (ej. doctores, enfermeras).

 - Afecta la tasa de servicio (cuántos pacientes pueden ser atendidos por unidad de tiempo).

  • 3. Tiempo de servicio (longitud de estancia):

 - Tiempo que un paciente permanece en el ward (variable según diagnóstico o recursos).

 - Se modela con funciones de distribución (ej. valores entre 5 y 1300 horas).

  • 4. Distribución probabilística de salida:

 - Probabilidad de que un paciente siga una ruta específica hacia otro ward (ej. 70% a rehabilitación, 30% a casa).

 

 Ejemplos de wards mencionados en el artículo:

- Emergency Department (ED):

 - Recibe flujo directo desde la fuente (pacientes nuevos).

 - Suele tener alta congestión por llegadas impredecibles.

- Unidad de Medicina Interna:  

 - Ward médico con fluctuaciones en flujo de entrada/salida.

- Unidad de Enfermedades Infecciosas:

 - Sala de enfermedades infecciosas, con comportamiento más estable.

- Wards pequeños (ej. 2-5 camas):

 - Bloquean el flujo fácilmente por baja capacidad.

 ¿Por qué son importantes los wards en el modelo?

- Identifican cuellos de botella:

 - Un ward con capacidad insuficiente o alto tiempo de servicio afecta a toda la red (ej. "Unidad de Cuidados Intensivos Central).

- Muestran comportamientos no lineales:

 - Su desempeño varía con las tasas de llegada y recursos (Figuras 4-5).

- Permiten optimizar recursos:

 - Añadir camas o personal en wards clave (ej. ED) puede reducir overflow (Figuras 11-12).

En resumen, los wards son la base estructural del modelo, y su interacción a través de las aristas (rutas de pacientes) determina la eficiencia global del hospital.

 

 6. Fortalezas del Algoritmo

- Proporciona una vista rápida y holística del rendimiento del hospital.

- Ayuda a identificar cuellos de botella y sus causas raíz.

- Es adaptable a redes dirigidas que representan hospitales de cualquier escala.

- Requiere menos recursos computacionales en comparación con simulaciones basadas en eventos discretos.

7. Limitaciones y Futuras Mejoras

- El algoritmo actualmente se basa en un modelo de flujo de una sola fuente y un solo destino, lo que podría limitar su aplicabilidad en hospitales con múltiples puntos de entrada y salida.

- No considera aún la variabilidad en el número de servidores, aunque los autores sugieren incorporar funciones de distribución para abordar esta limitación.

- Podría extenderse para incluir tipos específicos de pacientes y sus necesidades médicas particulares.

 8. Conclusión

Este estudio introduce un enfoque innovador para modelar el flujo de pacientes en hospitales mediante un algoritmo dinámico y no lineal. Ofrece una herramienta valiosa para optimizar recursos y mejorar la gestión de pacientes, proporcionando información crítica para la toma de decisiones en entornos hospitalarios complejos.

Este algoritmo tiene el potencial de ser generalizado y aplicado a otros hospitales, contribuyendo significativamente al campo de la investigación operativa en salud.


Fuente: Norberto C. Di Mascio

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