Análisis del flujo de pacientes entre el servicio de urgencias, el bloque quirúrgico y las unidades de hospitalización del Centre Hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM) mediante simulación por eventos discretos

Abstract

[ES] El presente trabajo ha sido desarrollado durante unas prácticas de investigación en el Departamento de Matemáticas e Ingeniería Industrial de la Ecole Polytechnique de Montréal y en colaboración con el Centre Hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM). Situado en el centro de la ciudad, el CHUM ofrece atención y servicios especializados a pacientes adultos del área metropolitana de Montreal y de toda la provincia de Quebec. El CHUM recibe aproximadamente medio millón de pacientes cada año. Se creó a partir de la fusión del Hôtel-Dieu, del Hôpital Notre-Dame y del Hôpital Saint-Luc. En 2017, se inauguró el nuevo complejo hospitalario, reuniendo a los tres hospitales fundadores en un solo espacio. Actualmente, el CHUM es un reconocido centro hospitalario con instalaciones y equipos avanzados de última generación. Además, el CHUM es miembro de la Red Universitaria Integrada de Salud y Servicios Sociales de la Universidad de Montreal (RUISSS de la UdeM). El objetivo del RUISSS es mejorar la calidad y la accesibilidad de la atención y los servicios, en particular mediante actividades de transferencia de conocimientos y la difusión de los resultados de las investigaciones. Esta red de colaboración fomenta la acción conjunta en cuestiones relacionadas con la enseñanza, la investigación y la organización de la atención y los servicios. El objeto de este proyecto es el análisis del flujo de pacientes entre los servicios de urgencias, el bloque quirúrgico y las unidades de hospitalización del CHUM a través de la simulación de eventos discretos. El trabajo tiene como principal objetivo generar una visión general de la utilización de las camas del CHUM en relación con el bloque quirúrgico y el flujo del servicio de urgencias para explicar cómo interactúan estos recursos entre sí y cómo podemos tenerlos en cuenta para mejorar la utilización y la predicción de las necesidades de camas. El modelo de simulación generado pretende servir como base de una previsión fiable para el próximo año sobre la utilización de las camas, de la planificación del horario del bloque quirúrgico para hacer frente a la demanda estacional, para el estudio de la duración de la estancia y los tiempos de espera en las unidades de urgencias, entre otros. Al final de este proyecto de investigación, se ha estudiado el flujo de pacientes en el hospital e identificado los cuellos de botella y sus características, con vistas a ayudar a la investigación. Con el fin de cumplir con los objetivos, algunas de las acciones llevadas a cabo han sido: la recogida, tratamiento y análisis de datos sensibles pertenecientes a pacientes reales del CHUM; o el desarrollo del modelo siguiendo una rigurosa metodología establecida, entre otras. Para ello, algunas de las competencias adquiridas en el máster han sido puestas en práctica como la aplicación de modelos de análisis de datos o el dominio de programas de simulación por eventos discretos. Este documento se estructura como sigue. En primer lugar, se describe la problemática y se ha contextualizado el trabajo. Con ello, se ha podido comprender, de forma más precisa, el entorno y las condiciones en las que se lleva a cabo el proyecto. A continuación, se presenta el estado de la cuestión, una breve revisión teórica sobre los trabajos relacionados con la simulación de sistemas del sector hospitalario. Seguidamente, se desarrolla el diseño y la construcción del modelo de simulación, así como la validación del mismo. Además, se presentan los experimentos realizados, sus resultados y una discusión sobre estos últimos. Por último, la memoria concluye con una reflexión, desde un punto de vista personal, acerca de las dificultades encontradas, así como sobre las lecciones aprendidas y los conocimientos adquiridos en el desarrollo del proyecto.

[FRA] Ce travail a été développé lors d'un stage de recherche au Département de mathématiques et de génie industriel de l'École Polytechnique de Montréal et en collaboration avec le Centre Hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM). Situé au centre de la ville, le CHUM offre des soins et des services spécialisés aux patients adultes de la région métropolitaine de Montréal et de l'ensemble de la province de Québec. Le CHUM reçoit environ un demi-million de patients chaque année. Né de la fusion de l'Hôtel-Dieu, de l'Hôpital Notre-Dame et de l'Hôpital Saint-Luc, le nouveau complexe hospitalier a été inauguré en 2017, réunissant les trois hôpitaux fondateurs dans un même espace. Aujourd'hui, le CHUM est un centre hospitalier réputé, doté d'installations et d'équipements de pointe. De plus, le CHUM est membre du Réseau universitaire intégré de santé et de services sociaux (RUISSS de la UdeM) de l'Université de Montréal. L'objectif du RUISSS est d'améliorer la qualité et l'accessibilité des soins et des services, notamment par des activités de transfert de connaissances et la diffusion des résultats de la recherche. Ce réseau de collaboration encourage les actions conjointes sur des questions liées à l'enseignement, à la recherche et à l'organisation des soins et des services. Le but de ce projet est d'analyser le flux des patients entre les services d'urgence, le bloc opératoire et les unités d'hospitalisation du CHUM par la simulation d'événements discrets. L'objectif principal de ce travail est de générer une vue d'ensemble de l'utilisation des lits du CHUM en relation avec le flux des blocs chirurgicaux et des services d'urgence afin d'expliquer comment ces ressources interagissent entre elles et comment nous pouvons les prendre en compte pour améliorer l'utilisation et prévoir les besoins en lits. Le modèle de simulation généré doit servir de base à une prévision fiable pour l'année prochaine sur l'utilisation des lits, la planification du calendrier des blocs chirurgicaux pour répondre à la demande saisonnière, l'étude de la durée du séjour et des temps d'attente dans les unités d'urgence, entre autres. Au terme de ce projet de recherche, le flux des patients dans l'hôpital a été étudié et les goulots d'étranglement et leurs caractéristiques ont été identifiés, en vue de faciliter l'enquête. Afin d'atteindre les objectifs, certaines des actions menées ont été : la collecte, le traitement et l'analyse de données sensibles appartenant à des patients réels du CHUM ; ou le développement du modèle selon une méthodologie rigoureuse établie, entre autres. À cette fin, certaines des compétences acquises dans le cadre du master ont été mises en pratique, comme l'application de modèles d'analyse de données ou la maîtrise de programmes de simulation d'événements discrets. vi Ce document est structuré comme suit. Tout d'abord, le problème est décrit et le travail est contextualisé. Cela a permis de comprendre, plus précisément, l'environnement et les conditions dans lesquelles le projet est réalisé. Ensuite, l'état de l'art est présenté, un bref examen théorique des travaux liés à la simulation des systèmes dans le secteur hospitalier. Ensuite, la conception et la construction du modèle de simulation sont développées, ainsi que sa validation. En outre, les expériences réalisées, leurs résultats et une discussion sur ces derniers sont présentés. Enfin, le rapport se termine par une réflexion, d'un point de vue personnel, sur les difficultés rencontrées, ainsi que sur les enseignements et les connaissances acquises dans le cadre du développement du projet.

[EN] This work was developed during a research internship at the Department of Mathematics and Industrial Engineering of the Ecole Polytechnique de Montréal and in collaboration with the Centre Hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM). Located in the centre of the city, the CHUM provides specialized care and services to adult patients in the Montreal metropolitan area and throughout the province of Quebec. The CHUM receives approximately half a million patients each year. It was created through the merger of Hôtel-Dieu, Hôpital Notre-Dame and Hôpital SaintLuc. In 2017, the new hospital complex was inaugurated, bringing together the three founding hospitals in a single space. Today, the CHUM is a renowned hospital centre with state-of-the-art facilities and equipment. In addition, the CHUM is a member of the University of Montreal's Integrated University Network for Health and Social Services (RUISSS de la UdeM). The objective of the RUISSS is to improve the quality and accessibility of care and services, in particular through knowledge transfer activities and the dissemination of research results. This collaborative network promotes joint action on issues related to teaching, research and the organisation of care and services. The aim of this project is to analyse the flow of patients between the emergency services, the surgical block and the hospitalisation units of the CHUM through the simulation of discrete events. The main objective of the work is to generate an overview of the use of beds at the CHUM in relation to the surgical block and the flow of the emergency department to explain how these resources interact with each other and how we can take them into account to improve the use and prediction of bed requirements. The simulation model generated is intended to serve as a basis for a reliable forecast for the next year on bed utilization, for planning the surgical block schedule to meet seasonal demand, for studying length of stay and waiting times in the emergency units, among others. At the end of this research project, the flow of patients in the hospital was studied and bottlenecks and their characteristics were identified, with a view to assisting the research. In order to meet the objectives, some of the actions carried out have been: the collection, processing and analysis of sensitive data belonging to actual patients at the CHUM; or the development of the model following a rigorous established methodology, among others. To this end, some of the skills acquired in the master's degree have been put into practice, such as the application of data analysis models or the mastery of discrete event simulation programmes. viii This document is structured as follows. Firstly, the problem is described and the work is contextualised. This has made it possible to understand, more precisely, the environment and conditions in which the project is carried out. Next, the state of the art is presented, a brief theoretical review of the work related to systems simulation in the hospital sector. This is followed by the design and construction of the simulation model, as well as its validation. In addition, the experiments carried out, their results and a discussion on the latter are presented. Finally, the report concludes with a reflection, from a personal point of view, on the difficulties encountered, as well as the lessons learned and the knowledge acquired in the development of the project.