A醫(yī)院血常規(guī)檢查特需窗口配置方案研究

肖晗曦 孫率

摘要：論文運用實證研究方法，通過HIS系統(tǒng)提取A醫(yī)院多次羊水穿刺前一天需做血常規(guī)的孕婦到達檢驗科采血室的時間數(shù)據(jù)，后通過假設(shè)檢驗中的單樣本K-S檢驗法去驗證這部分孕婦到達采血室的時間規(guī)律和采血窗口平均服務(wù)時間。論文以排隊論為基礎(chǔ)，建立數(shù)學模型對上述采血過程不同時間段特需窗口的數(shù)量進行配置。論文之目的為建立模型得出上述成本和的最小值。論文最后會運用MATLAB軟件，以蒙特卡洛仿真法，用已有的數(shù)據(jù)和各類參數(shù)，在建立的數(shù)學模型上進行多次仿真實驗，求得模型的最優(yōu)解。最優(yōu)解即為各時段最節(jié)省成本的特需窗口數(shù)量。

關(guān)鍵詞：排隊論;優(yōu)化模型;蒙特卡洛仿真法

一、研究目的

本論文通過建立數(shù)學模型，在滿足最大孕婦排隊等待羊水穿刺前血常規(guī)檢查時間的條件下，使總運行成本最低，最終建立在一天不同時段內(nèi)羊水穿刺孕婦血常規(guī)檢查特需采血窗口數(shù)量配置方案。通過模型的建立和模擬仿真檢驗，該模型可以計算出一個特定的婦產(chǎn)科醫(yī)院在同一天內(nèi)不同時間最佳的特需窗口數(shù)。

二、研究內(nèi)容

論文的研究對象為A醫(yī)院羊水穿刺前血常規(guī)檢查的特需窗口，具體研究內(nèi)容如下所示：

（一）A醫(yī)院羊水穿刺前血常規(guī)檢查的常規(guī)窗口排隊系統(tǒng)研究

1、孕婦到達采血窗口取號時間的分布規(guī)律：利用SPSS統(tǒng)計分析軟件中的卡方檢驗對樣本中孕婦的取號時間分布進行檢驗，最終確定這部分樣本中的孕婦到達取號的時間完全符合泊松分布。

2、確定孕婦到達采血窗口取號密集度的高峰和低谷：利用上述卡方檢驗對樣本進行檢驗，再確定上述樣本分布為泊松分布后確定同一天不同時間段患者到達率。這個達到率用λi表示。最終再通過對不同的λi數(shù)值進行分析，確定孕婦到達采血窗口取號時間存在高峰和低谷。（這樣的結(jié)果證明有資源錯配的空間。）

3、特需窗口平均服務(wù)時間：因為特需窗口采血并沒有因為采血的對象是需要做羊水穿刺的孕婦而有所不同，因此利用該醫(yī)院其他特需采血窗口的服務(wù)時間作為數(shù)據(jù)樣本。其服務(wù)時間可以通過醫(yī)院HIS系統(tǒng)直接提取。提取出的樣本再用SPSS軟件中的單樣本K-S檢驗進行檢驗，最終確定樣本符合負指數(shù)分布。特需窗口服務(wù)速率的參數(shù)定義為μ。

4、特需窗口僅為羊水穿刺孕婦服務(wù)而不能為其他病人服務(wù)所產(chǎn)生的機會成本：對于這部分機會成本，論文通過二次指數(shù)平滑法利用歷史數(shù)據(jù)對近期的采血病人數(shù)量進行預(yù)測，再通過單位時間其他采血窗口產(chǎn)生的效益計算設(shè)置特需窗口進行采血的機會成本。

5、孕婦最大等待時間：通過HIS系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)分析得出孕婦的理論最大排隊等待時間。這個最大等待時間是通過HIS系統(tǒng)提取的平均時間計算所得。2、以排隊理論為基礎(chǔ)，以最大患者等待時間為約束條件使孕婦排隊等待做血常規(guī)檢查的時間成本和特需窗口增設(shè)的運營成本之和的值最小。

（三）求解模型最優(yōu)值

論文借鑒了蒙特卡洛仿真法，用Matlab軟件對上述所定義的參數(shù)，進行多次模擬仿真實驗，求取總成本最低的特需窗口數(shù)量最優(yōu)值。

三、技術(shù)路線

四、詳細數(shù)據(jù)分析

（一）數(shù)據(jù)采集

本文選取了成都市某婦產(chǎn)?？漆t(yī)院采血窗口孕婦羊水穿刺前血常規(guī)檢查整個過程作為數(shù)據(jù)采取點。通過在現(xiàn)場卡表采集真實采血窗口服務(wù)時間收集了大量數(shù)據(jù)。

（二）數(shù)據(jù)分析

（1）通過SPSS描述性統(tǒng)計以及K-S單樣本檢驗，孕婦到達的總體分布符合泊松分布、孕婦在不同時間段的到達規(guī)律具有明顯的差異。

五、A血常規(guī)檢查到達排隊服務(wù)系統(tǒng)優(yōu)化

（一）模型建立

對于婦產(chǎn)科醫(yī)院孕婦采血排隊服務(wù)系統(tǒng)M/M/c模型，將CS設(shè)定為每個特需服務(wù)窗口單位時間服務(wù)成本;c表示特需服務(wù)窗口個數(shù);將CW設(shè)定為平均每個孕婦在采血排隊系統(tǒng)中等待的成本;將LS設(shè)定為平均隊伍長度，此數(shù)值是一個背特需服務(wù)窗口個數(shù)c影響的因變量;將Z設(shè)定為孕婦采血排隊服務(wù)系統(tǒng)單位時間總成本。

函數(shù)被記錄如下：

Minz=Css+CwLs

（二）參數(shù)確定

模型中確定特需窗口單位時間作業(yè)成本為120元/小時。

（三）利用蒙特卡洛仿真法求最優(yōu)解

根據(jù)分析和研究調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)孕婦在同一天不同的時間段到達采血排隊服務(wù)系統(tǒng)的到達率不完全相同。同時在上午和下午有明顯的差異。該婦產(chǎn)專科醫(yī)院在想滿足羊水穿刺病人血常規(guī)檢查的情況下，應(yīng)根據(jù)孕婦到達采血排隊服務(wù)系統(tǒng)的分布規(guī)律對特需窗口的數(shù)量分時段進行設(shè)置，以實現(xiàn)孕婦等待時間成本和特需窗口運營成本合計最小，盡量避免特需窗口過于繁忙或者過于空閑。本論文結(jié)合上述分析的特需窗口排隊M/M/c模型的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)研后計算所得的相關(guān)核心參數(shù)，在MATLAB上運用蒙特卡洛仿真法，最終在不同時間段配置出令總成本最低的特需窗口數(shù)配置方案。具體參數(shù)如下：

每時間段仿真工作時間長度=60分鐘;

采血排隊系統(tǒng)最大隊列長度=100000m;

分時間段計算孕婦平均到達率;詳見表3-8。

孕婦單位時間等待平均成本（加上陪同人員）=40元/小時;

特需采血窗口單位時間運營成本=120元/小時。

研究根據(jù)時間段的不同對可行的特需窗口配置方案做了多次模擬仿真。在特需采血窗口數(shù)量增加的情況下，孕婦的平均等待時間顯著減少。以8：00-8：59時間段模擬仿真的數(shù)據(jù)為例，當配置一個特需采血窗口時，隨機選擇了一次模擬仿真結(jié)果。發(fā)現(xiàn)在這種配置下，患者等待時間遠遠超過患者最大等待時間，同時也超過了1個小時的限制。因此應(yīng)增加特需采血窗口數(shù)。

現(xiàn)將最終的最優(yōu)配置列舉如下：

根據(jù)結(jié)果，在各項參數(shù)限制下，該婦產(chǎn)?？漆t(yī)院為羊水穿刺前血常規(guī)檢查的孕婦設(shè)置特需采血窗口分時間段的最優(yōu)窗口配置應(yīng)該如下：8：00～8：59時間段三個，9：00～9：59時間段三個，10：00～10：59時間段三個，11：00～12：00時間段三個，14：00～14：59時間段一個，15：00～15：59時間段一個，16：00～17：00時間段一個。

六、研究結(jié)論

本文通過實地采集數(shù)據(jù)和利用醫(yī)院信息管理系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)，后運用實證統(tǒng)計相關(guān)方法對數(shù)據(jù)進行檢驗，最終驗證了該婦產(chǎn)?？漆t(yī)院孕婦到達采血排隊服務(wù)系統(tǒng)的分布規(guī)律在各時段和整體一天都符合泊松分布。論文采取相同方法對采血窗口血常規(guī)檢查時間進行驗證，結(jié)果顯示其時間分布符合負指數(shù)分布。論文建立數(shù)學模型，以總成本最小為目標，在排隊論基礎(chǔ)上建立了分時段特需采血窗口數(shù)量配置辦法。進一步將實證研究后經(jīng)計算得到的真實參數(shù)放入數(shù)學模型中，以求得最優(yōu)解。這里所說的總成本既包括了特需采血窗口的運營成本，也考慮到了患者等待的實際情況所產(chǎn)生的等待時間成本。

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作者簡介：

肖晗曦，孫率，四川大學華西第二醫(yī)院運營管理部

通訊作者：孫率