Помощь студентам в учебе
Модели и алгоритмы управления обслуживанием пациентов медицинского учреждения
|
Введение 3
1 Анализ моделей и алгоритмов обслуживания в медицинском учреждении . 8
1.1 Порядок приема пациента в медицинском учреждении 8
1.2 Анализ вспомогательных средств работы медицинского учреждения 12
1.3 Обзор готовых решений 14
1.4 Анализ поликлиники как системы массового обслуживания 16
1.5 Анализ алгоритмов формирования очередей в многоканальной системе
массового обслуживания 20
Выводы 24
2 Модель управления потоками пациентов в очереди на обслуживание 26
2.1 Описание модели потоков пациентов в поликлинике 26
2.2 Алгоритм формирования потоков пациентов для приема
у специалиста в медицинском учреждении 33
Выводы 39
3 Проектирование модуля расписания приема пациентов 41
3.1 Разработка средств управления расписанием приема пациентов 41
3.2 Проектирование базы данных 46
3.3 Построение логической модели базы данных 51
3.4 Построение физической модели базы данных 52
3.5 Разработка хранимых процедур, функций и триггеров базы данных 53
3.6 Проектирование программных средств 54
3.7 Тестирование программы 61
Выводы 63
Заключение 64
Список использованных источников 65
Приложение А. Глоссарий 68
Приложение Б. Скрипт создания базы данных 70
Приложение В. Скрипты хранимых процедур 74
Приложение Г. Тестирование программы 77
1 Анализ моделей и алгоритмов обслуживания в медицинском учреждении . 8
1.1 Порядок приема пациента в медицинском учреждении 8
1.2 Анализ вспомогательных средств работы медицинского учреждения 12
1.3 Обзор готовых решений 14
1.4 Анализ поликлиники как системы массового обслуживания 16
1.5 Анализ алгоритмов формирования очередей в многоканальной системе
массового обслуживания 20
Выводы 24
2 Модель управления потоками пациентов в очереди на обслуживание 26
2.1 Описание модели потоков пациентов в поликлинике 26
2.2 Алгоритм формирования потоков пациентов для приема
у специалиста в медицинском учреждении 33
Выводы 39
3 Проектирование модуля расписания приема пациентов 41
3.1 Разработка средств управления расписанием приема пациентов 41
3.2 Проектирование базы данных 46
3.3 Построение логической модели базы данных 51
3.4 Построение физической модели базы данных 52
3.5 Разработка хранимых процедур, функций и триггеров базы данных 53
3.6 Проектирование программных средств 54
3.7 Тестирование программы 61
Выводы 63
Заключение 64
Список использованных источников 65
Приложение А. Глоссарий 68
Приложение Б. Скрипт создания базы данных 70
Приложение В. Скрипты хранимых процедур 74
Приложение Г. Тестирование программы 77
В настоящее время медицина является одной из самых важных и самых сложных отраслей человеческой деятельности, удовлетворение потребностей населения в качественной медицине является наиболее важной задачей российской политики в отрасли здравоохранения. Одной из целей здравоохранения является повышение эффективности работы государственных медицинских учреждений, не только за счет оптимизации лечебных и диагностических процессов, но и за счет совершенствования информационных технологий в области медицины и модификации процессов взаимодействия пациентов, сотрудников и специалистов медицинского учреждения.
На данный момент, наиболее важными направлениями реорганизации в области здравоохранения являются:
- повышение эффективности работы врачей;
- организация управления обслуживанием пациентов в лечебном учреждении;
- ускорение доступа к справочной информации медицинского учреждения;
- повышение уровня достоверности информации при формировании медицинской документации;
- оптимизация информационного взаимодействия между сотрудниками и специалистами медицинского учреждения.
Решение данных проблем обеспечит снижение количества очередей на прием к специалисту медицинского учреждения, снижение времени ожидания пациентов в очереди, увеличит показатели качества обслуживания пациентов, а также предоставит возможность быстрой и простой организации взаимоотношений пациента с медицинской организацией.
Современная медицина уже достигла значительных успехов в диагностике и лечении многих заболеваний, за счет использования более сложных инструментальных средств и методов. В то же время происходит
4 постепенная стандартизация многих процессов в области оказания медицинской помощи. Сложность медицины как области человеческой деятельности отражается в функционировании медицинских учреждений, а, следовательно, показывает проблематику разработки, внедрения и использования медицинских информационных систем.
В последнее время информационные технологии все чаще используются в медицине в виде системного анализа и поддержки принятия решений. К преимуществам данного подхода стоит отнести возможность генерации различных сценариев функционирования системы, а также их исследования с целью оптимизации процесса управления обслуживанием пациентов.
Существует множество исследований процессов обслуживания пациентов в поликлинике или в стационаре. Во всех исследованиях медицинские учреждения представлены, как многоканальная система массового обслуживания (СМО) с ожиданием и неограниченной очередью, но в разных моделях выделяются разнообразные наиболее важные характеристики СМО, описывающие состояние системы. Примерами таких характеристик являются приоритеты заявок на обслуживание (В.М. Хачумов, С.В. Погодин) или количество пациентов в очереди (Е.С. Прокофьева). Однако все проведенные исследования не учитывают возможность контроля нагрузок на каналы обслуживания и распределения потоков заявок в очереди, поскольку нагрузка специалиста медицинского учреждения так же существенно влияет на ожидание пациентов в очереди. Помимо узконаправленных разработок существуют более обобщенные исследования сложных моделей СМО (Ю.В. Жерновый), которые являются комбинированными с изменениями режимов обслуживания. Для процесса распределения потоков заявок необходимо провести обзор существующих алгоритмов распределения заявок в очередях. Существующие исследования алгоритмов приема заявок на обслуживания в очередях также не привязаны к конкретной предметной области.
Целью магистерской диссертации является разработка модели управления обслуживанием пациентов в медицинском учреждении и разработка алгоритма распределения потоков пациентов, позволяющих повысить эффективность и качество обслуживания пациентов в медицинских учреждениях.
В соответствии с поставленной целью выделены следующие задачи работы:
- провести анализ предметной области, в частности, процессов обслуживания пациентов в медицинском учреждении;
- провести анализ известных моделей массового обслуживания медицинского учреждения для определения методов контроля потоков пациентов на приеме у врача;
- провести анализ известных алгоритмов формирования очередей заявок на обслуживание;
- разработать модель распределения потоков пациентов в очереди в медицинском учреждении;
- разработать алгоритм формирования потоков пациентов в очереди на прием у специалиста медицинского учреждения;
- разработать модуль медицинской информационной системы в части формирования расписания приемов пациентов.
Объектом исследования является процесс обслуживания пациентов в медицинской организации.
Предметом исследования являются модели и алгоритмы управления обслуживанием пациентов медицинского учреждения.
В качестве методов исследования используются методы теории массового обслуживания, теория графов и сетей, теории расписаний, системного анализа, методы проектирования программных систем.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- предложена модель распределения пациентов в очереди на прием у специалиста медицинской организации, которая, в отличие от известных, учитывает рабочую нагрузку на специалистов и, в зависимости от показателя нагрузки, формирует очереди на прием;
- предложен алгоритм формирования потоков пациентов в городской поликлинике, который, в отличие от известных, позволяет учесть возможность контроля нагрузки на специалистов и равномерно распределить число пациентов в очередях;
- предложен прототип модуля медицинской информационной системы для управления потоками пациентов в медицинском учреждении, позволяющий контролировать рабочую нагрузку на специалистов медицинской организации и тем самым распределять очереди пациентов.
Разработанные модели и алгоритмы могут быть использованы для применения в процессах обслуживания пациентов медицинского учреждения.
Основные результаты, выносимые на защиту:
- модель управления потоками пациентов в очереди на обслуживание в медицинском учреждении, которая, в отличие от известных, учитывает изменение рабочей нагрузки на специалистов и контролирует длину очереди на обслуживание в зависимости от нагрузки;
- алгоритм формирования потоков пациентов на приеме у специалиста в медицинской организации, который, в отличие от известных, позволяет учесть возможность контроля нагрузки на специалистов и равномерно распределить число пациентов в очередях;
- модуль медицинской информационной системы, реализующий формирование расписаний приема пациентов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
- VI ежегодная межвузовская научно-практическая конференция «Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы» (Пенза, март 2019 г.);
- XVI международная научно-техническая конференция «Новые информационные технологии и системы» (Пенза, ноябрь 2019 г.);
- VII ежегодная всероссийская межвузовская научно-практическая конференция «Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы» (Пенза, март 2020 г.).
Публикации. По теме данной диссертационной работы опубликовано 3 печатных работы.
Работа включает введение, 3 главы, заключение, список использованных источников. Общий объем основного текста - 67 страниц, включая 19 рисунков и 16 таблиц. Список литературы изложен на 3 страницах и содержит 25 наименований.
На данный момент, наиболее важными направлениями реорганизации в области здравоохранения являются:
- повышение эффективности работы врачей;
- организация управления обслуживанием пациентов в лечебном учреждении;
- ускорение доступа к справочной информации медицинского учреждения;
- повышение уровня достоверности информации при формировании медицинской документации;
- оптимизация информационного взаимодействия между сотрудниками и специалистами медицинского учреждения.
Решение данных проблем обеспечит снижение количества очередей на прием к специалисту медицинского учреждения, снижение времени ожидания пациентов в очереди, увеличит показатели качества обслуживания пациентов, а также предоставит возможность быстрой и простой организации взаимоотношений пациента с медицинской организацией.
Современная медицина уже достигла значительных успехов в диагностике и лечении многих заболеваний, за счет использования более сложных инструментальных средств и методов. В то же время происходит
4 постепенная стандартизация многих процессов в области оказания медицинской помощи. Сложность медицины как области человеческой деятельности отражается в функционировании медицинских учреждений, а, следовательно, показывает проблематику разработки, внедрения и использования медицинских информационных систем.
В последнее время информационные технологии все чаще используются в медицине в виде системного анализа и поддержки принятия решений. К преимуществам данного подхода стоит отнести возможность генерации различных сценариев функционирования системы, а также их исследования с целью оптимизации процесса управления обслуживанием пациентов.
Существует множество исследований процессов обслуживания пациентов в поликлинике или в стационаре. Во всех исследованиях медицинские учреждения представлены, как многоканальная система массового обслуживания (СМО) с ожиданием и неограниченной очередью, но в разных моделях выделяются разнообразные наиболее важные характеристики СМО, описывающие состояние системы. Примерами таких характеристик являются приоритеты заявок на обслуживание (В.М. Хачумов, С.В. Погодин) или количество пациентов в очереди (Е.С. Прокофьева). Однако все проведенные исследования не учитывают возможность контроля нагрузок на каналы обслуживания и распределения потоков заявок в очереди, поскольку нагрузка специалиста медицинского учреждения так же существенно влияет на ожидание пациентов в очереди. Помимо узконаправленных разработок существуют более обобщенные исследования сложных моделей СМО (Ю.В. Жерновый), которые являются комбинированными с изменениями режимов обслуживания. Для процесса распределения потоков заявок необходимо провести обзор существующих алгоритмов распределения заявок в очередях. Существующие исследования алгоритмов приема заявок на обслуживания в очередях также не привязаны к конкретной предметной области.
Целью магистерской диссертации является разработка модели управления обслуживанием пациентов в медицинском учреждении и разработка алгоритма распределения потоков пациентов, позволяющих повысить эффективность и качество обслуживания пациентов в медицинских учреждениях.
В соответствии с поставленной целью выделены следующие задачи работы:
- провести анализ предметной области, в частности, процессов обслуживания пациентов в медицинском учреждении;
- провести анализ известных моделей массового обслуживания медицинского учреждения для определения методов контроля потоков пациентов на приеме у врача;
- провести анализ известных алгоритмов формирования очередей заявок на обслуживание;
- разработать модель распределения потоков пациентов в очереди в медицинском учреждении;
- разработать алгоритм формирования потоков пациентов в очереди на прием у специалиста медицинского учреждения;
- разработать модуль медицинской информационной системы в части формирования расписания приемов пациентов.
Объектом исследования является процесс обслуживания пациентов в медицинской организации.
Предметом исследования являются модели и алгоритмы управления обслуживанием пациентов медицинского учреждения.
В качестве методов исследования используются методы теории массового обслуживания, теория графов и сетей, теории расписаний, системного анализа, методы проектирования программных систем.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- предложена модель распределения пациентов в очереди на прием у специалиста медицинской организации, которая, в отличие от известных, учитывает рабочую нагрузку на специалистов и, в зависимости от показателя нагрузки, формирует очереди на прием;
- предложен алгоритм формирования потоков пациентов в городской поликлинике, который, в отличие от известных, позволяет учесть возможность контроля нагрузки на специалистов и равномерно распределить число пациентов в очередях;
- предложен прототип модуля медицинской информационной системы для управления потоками пациентов в медицинском учреждении, позволяющий контролировать рабочую нагрузку на специалистов медицинской организации и тем самым распределять очереди пациентов.
Разработанные модели и алгоритмы могут быть использованы для применения в процессах обслуживания пациентов медицинского учреждения.
Основные результаты, выносимые на защиту:
- модель управления потоками пациентов в очереди на обслуживание в медицинском учреждении, которая, в отличие от известных, учитывает изменение рабочей нагрузки на специалистов и контролирует длину очереди на обслуживание в зависимости от нагрузки;
- алгоритм формирования потоков пациентов на приеме у специалиста в медицинской организации, который, в отличие от известных, позволяет учесть возможность контроля нагрузки на специалистов и равномерно распределить число пациентов в очередях;
- модуль медицинской информационной системы, реализующий формирование расписаний приема пациентов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
- VI ежегодная межвузовская научно-практическая конференция «Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы» (Пенза, март 2019 г.);
- XVI международная научно-техническая конференция «Новые информационные технологии и системы» (Пенза, ноябрь 2019 г.);
- VII ежегодная всероссийская межвузовская научно-практическая конференция «Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы» (Пенза, март 2020 г.).
Публикации. По теме данной диссертационной работы опубликовано 3 печатных работы.
Работа включает введение, 3 главы, заключение, список использованных источников. Общий объем основного текста - 67 страниц, включая 19 рисунков и 16 таблиц. Список литературы изложен на 3 страницах и содержит 25 наименований.
В работе проведен анализ процессов обслуживания пациентов в медицинском учреждении. В ходе анализа установлено, что проблемой текущих процессов приема являются неконтролируемые потоки очередей к врачу. В качестве вспомогательного средства управления процессами обслуживания пациентов в поликлинике выступают медицинские информационные системы. Проведен обзор существующих систем, выделены их достоинства и недостатки. Установлено, что для решения проблемы необходимо реорганизовать процесс распределения пациентов в очередях.
Для решения проблемы проведен анализ известных моделей управления обслуживанием пациентов и алгоритмов управления потоками пациентов на обслуживание в медицинском учреждении. В ходе работы были разработаны следующие модели и алгоритмы:
- модель распределения пациентов в очереди на прием у специалиста медицинской организации, которая, в отличие от известных, учитывает изменение рабочей нагрузки на специалистов и контролирует длину очереди на обслуживание в зависимости от нагрузки;
- алгоритм формирования потоков пациентов на приеме у специалиста в медицинской организации, который, в отличие от известных, позволяет учесть возможность контроля нагрузки на специалистов и равномерно распределить число пациентов в очередях;
- модуль медицинской информационной системы, реализующего формирование расписаний приема пациентов.
Спроектированный модуль реализован с использованием среды разработки Microsoft Visual Studio, база данных создана в системе управления базами данных Microsoft SQL Server. Проведенное тестирование показало правильность работы функционала приложения и его полноту.
Для решения проблемы проведен анализ известных моделей управления обслуживанием пациентов и алгоритмов управления потоками пациентов на обслуживание в медицинском учреждении. В ходе работы были разработаны следующие модели и алгоритмы:
- модель распределения пациентов в очереди на прием у специалиста медицинской организации, которая, в отличие от известных, учитывает изменение рабочей нагрузки на специалистов и контролирует длину очереди на обслуживание в зависимости от нагрузки;
- алгоритм формирования потоков пациентов на приеме у специалиста в медицинской организации, который, в отличие от известных, позволяет учесть возможность контроля нагрузки на специалистов и равномерно распределить число пациентов в очередях;
- модуль медицинской информационной системы, реализующего формирование расписаний приема пациентов.
Спроектированный модуль реализован с использованием среды разработки Microsoft Visual Studio, база данных создана в системе управления базами данных Microsoft SQL Server. Проведенное тестирование показало правильность работы функционала приложения и его полноту.