Afet olaylarında acil departman kapasitelerinin simülasyon tabanlı modellenmesi: Beklenen İstanbul depremi uygulaması

Abstract

Acil Servisler (AS), günün herhangi bir vaktinde ilk müdahale sağlayan tek noktalarolduklarından hastanelerin kalbi olarak değerlendirilmektedirler. Bu birimlerin önemi,özellikle afet koşullarında mevcut kaynaklarını kullanarak ortaya çıkan hasta artışınacevap vermedeki yetkinlikleri ile ortaya çıkmaktadır. Çoğu acil servis, böylesi felaketdurumlarıyla karşılaşıldığında maksimum kapasitesine ulaşır ve ihtiyaçlara cevapveremez. Bu durumda, ortaya çıkan darboğazlarla mücadele ederek AS performansınıiyileştirme gerekliliği ortaya çıkar. Simülasyon, diğer yöneylem araştırması teknikleri gibihastanelerin ve acil servislerin işleyişinin modellenmesinde kullanılan bir yöntemdir.Normal durumlarda acil servis işlemlerinin karmaşıklığı ve belirsizliği, afet şartlarındadaha fazla artmaktadır. Hasta gelişi ve tedavi süreçlerinin stokastik doğası, bu çalışmanınsimülasyon tabanlı olarak modellenmesini olurlu kılmaktadır. Ayrıca kurulacaksimülasyon modelleri ile afet şartlarının değiştirdiği parametrelerin AS performansınaetkileri izlenebilmektedir.Bu tez, deprem zamanlarında hastane acil servislerinde ortaya çıkan hasta artışıkarşısında kaynak kapasitelerinin planlanması için simülasyon tabanlı bir modelönermiştir. Önerilen model, JICA raporu tarafından İstanbul'da olası bir depremden ençok etkileneceği tahmin edilen bölgede bulunan beş kamu hastanesinin acil servisinikapsamaktadır. Deprem zamanı acil servis ağı simülasyon modeli (DZ-ASMOD) diyeisimlendirilen bu model, yapay sinir ağı (YSA) tabanlı bir deprem yaralı tahmin modelininsonuçlarından yararlanmıştır. Literatürde, bu tezin çözmeyi amaçladığı problemin belliparçaları (afet durumundaki hasta artışı ve acil servislerde yaşatacağı yoğunluk) üzerinde çalışmalar bulunmaktadır. Ancak birden çok acil servisin simülasyonu üzerine yapılmış,olası bir deprem afetinin koşullarını dikkate alan bir çalışma bulunmamaktadır. Budurum, tezin temel motivasyonunu oluşturmuştur.Tez kapsamında ayrıca, deprem durumu için İstanbul'daki acil servislerin işleyişini içerenkavramsal bir çerçeve geliştirilmiştir. Türkiye'de son dönemlerde yaşanan depremlereait istatistiksel verilerden, İstanbul'un depreme hazırlığı ile ilgili raporlardan ve depremiyaşamış AS tıbbi personeli ile yapılan mülakatlardan elde edilen çıkarımlarınbirleştirilmesi ile deprem durumunda acil servislerde yaşanan temel problemler tıbbipersonel bakışı ve literatür kaynaklı olarak ortaya konulmuştur. Çalışılan ağ içinde yeralan acil servislerin depreme hazırlık kabiliyetlerini değerlendirmek için deney tasarımıile simülasyon modelleme birleştirilmiştir. Deprem büyüklüğü ve deprem zamanına bağlıolarak tahmin edilen yaralı sayısının (YSA tabanlı modelle elde edilen), acil servislerehasta iletilme olasılıklarının ve triyaj gruplarına göre hasta geliş yüzdelerinin, doktor vehemşire sayılarının TKU ve kaynak kullanımları üzerindeki etkisini incelemek içingenelleştirilmiş tam faktöriyel deney tasarımı yapılmıştır. Ayrıca çok kriterli bir analizkullanılarak her bir AS için depreme hazırlık kabiliyeti skoru hesaplanmıştır.Bu tezin İstanbul'daki diğer kamu hastanelerinin acil servisleri ile özel ve üniversitehastanelerinin acil servisleri için de bir başvuru kaynağı olması ve bu yönüyle, ulusal vemakro ölçüde sağlık politikalarının belirlenmesinde de paydaşlara katkı sunmasıamaçlanmıştır. Sonuç olarak, önerilen modelin, sağlık ve afet yönetimi alanında odak birkonuya çözüm getirirken, İstanbul gibi deprem riski yüksek bir metropol için depremsonrası sağlık yönetiminin alması gereken karar ve politikalara dayanak sağlamasıbeklenmektedir.

Emergency departments (EDs) are considered as heart of hospitals since they are thesole admission points to get first care anytime. Especially, importance of thesedepartments are appeared clearly in meeting patient surge during disaster times withavailable resources. Many emergency departments reach their maximum capacity andcannot respond the requirements. In such a case, it is revealed the need to improve EDperformance by struggling the bottlenecks emerged. Simulation modeling is a methodused to model the operations of hospitals and emergency departments as well as otheroperations research techniques. The complexity and uncertainty of ED operations innormal conditions increase more in disaster conditions. The stochastic nature of patientarrival and treatment processes enable this study be modeled as simulation-based. Also,by constructed simulation models, the effects of parameters that the disaster conditionschange on ED performance can be monitored.This thesis proposes a simulation based model for resource capacity planning whilefacing with patient surge demand in earthquake times. Proposed model covers fivepublic hospital emergency departments located in a region of which is estimated to havethe highest injury rate by JICA report. The model named as earthquake time emergencydepartment network simulation model (ET-EDNETSIM) benefits the results of anartificial neural network based earthquake casualty estimation model. Studies on someparts of the problems (patient surge in disaster time and crowding caused in EDs) thatthis thesis aimed to solve are available in the literature. However, there is no such a study related to the multiplexing an emergency department simulation modelconsidering earthquake disaster conditions. This has been main motivation of the thesis.Also, a conceptual framework including operations of EDs in Istanbul for earthquakesituation has been developed within the scope of the thesis. The main issuesencountered in the EDs in case of earthquake are pointed out from medical staffs'viewpoints and, as well as from the related literature by incorporating the implicationsobtained from the statistical data of recent earthquakes in Turkey, a comprehensivereport on the disaster preparedness of Istanbul and, one to one interviews with theearthquake experienced ED medical staff. In order to evaluate the preparednesscapability of the EDs in the studied network, simulation modeling has been incorporatedwith design of experiment. A generalized full factorial design has been performed inorder to examine the effect of the rate of estimated casualties depending on theearthquake magnitude and earthquake time (results obtained from ANN based model),routing probabilities of patients from the regions to the EDs inside the network,percentage of patient arrivals with respect to the triage level, number of doctors andnumber of nurses on the performance measures of patient average length of stay (LOS)in the ED and utilization of resources. Additionally for each ED, an earthquakepreparedness capability score is calculated by using a multi criteria analysis.This thesis is aimed to reveal a guidance for public, university and private hospitalemergency departments located in other areas of Istanbul and in this respect, tocontribute to the stakeholders in the determination of national and macro-scale healthpolicies. As a result, proposed model is expected to provide the basis for decisions andpolicies that must be taken by health management after the earthquake for Istanbulwhich is a metropolitan of high earthquake risk while providing solution to a focalsubject in health and disaster management.