Optimizacija transporta bioloških vzorcev v Splošni bolnišnici Celje – EOL 57

1 Uvod

Zaposleni v centralni transportni enoti (v nadaljevanju CTE) Splošne bolnišnice Celje (v nadaljevanju SBC) dnevno skrbijo za prenos bioloških vzorcev. Vsakodnevno se srečujejo s problemi določitve števila zaposlenih za prenos biološkega materiala in izbiro poti transportne ekipe.
Raziskava je temeljila na oblikovanju modela za transport vzorcev z različnih lokacij do laboratorija. Pri tem smo se osredotočili na smiselnost umestitve posameznega odjemnega mesta ob posamezni uri na redne obhode pobiranja biološkega materiala. V čim večji meri smo namreč želeli izničiti obhode tistih odjemnih mestih, kjer večkrat ni potrebno pobrati niti enega biološkega vzorca.
Model temelji na intuitivnem pristopu, kjer predstavlja poleg omenjenega izredni pomen tudi pridobitev kakovostnega izvida. To pomeni, da morajo vzorci v laboratorij prispeti v roku ene ure, sicer se karakteristike posameznih bioloških vzorcev pričnejo spreminjati.

2 Proces dela centralne transportne enote

Transport bioloških vzorcev, ki ga izvaja CTE SBC, zajema prenos devetih različnih vzorcev (kri, urin, blato, bris, urikult, sanford, aspirat, punktat, hemokultura). Vzorci se pobirajo na 20 odjemnih mestih in nato transportirajo v centralni laboratorij. Velik del dodatne prehojene kilometrine doprinese hoja po odjemnih mestih, ki so locirana po treh fizično ločenih stavbah: v stavbi pediatrije, stavbi infekcije in glavni stavbi SBC. Slednjo sestavljata poliklinika in stari del SBC, kjer se nahaja 17 odjemnih mest.

Tabela 2.1: Odjemna mesta glavne stavbe SBC

V stavbi pediatrije se nahajata 2 odjemni mesti.

Tabela 2.2: Odjemni mesti pediatrije

V tretji stavbi se nahaja le Oddelek za infekcijske bolezni in vročinska stanja (v nadaljevanju XX).
Sedež transportne ekipe se nahaja v kleti glavne stavbe, od koder se vrši vsaka pot pobiranja vzorcev. Glede na to, da je v jutranjih urah frekventnost odvzemov največja, se v raziskavi podrobneje posvečamo le optimizaciji transportnih poti v dopoldanski izmeni. V tej izmeni med delovnim tednom transport bioloških vzorcev izvajata dva transporterja, saj ima CTE trenutno vzpostavljeni dve redni poti [1]. Prva pot se opravlja vsako polno uro med 6. in 16. uro, druga redna pot pa ob 9. in 13. uri. V kolikor se na določenem odjemnem mestu izven obhodov transporterjev pojavi potreba po transportu vzorcev, drugi transporter opravi klicno pot na to dotično odjemno mesto.

Primerjava med odvzetim biološkim materialom v letu 2009

3 Analiza odjemnih mest

Za optimalno določitev posameznega odjemnega mesta ob posamezni uri v redno pot je bila narejena podrobnejša analiza odvzemov vseh bioloških vzorcev vsakega obravnavanega odjemnega mesta. Na sliki 3.1 predstavljamo razmerja v številu pobranega biološkega materiala v letu 2009 [2, 3].
Kot je razvidno iz slike, krvni odvzemi predstavljajo skoraj 80 % vsega odvzetega biološkega materiala, zato smo pri formulaciji poti upoštevali le tovrstne odvzeme. V letu 2009 je bilo na vseh odjemnih mestih SBC narejenih približno 200.000 krvnih odvzemov [2]. Od tega je bilo za našo analizo primernih 95.284 krvnih odvzemov po 20 obravnavanih odjemnih mestih. Ker težišče raziskave predstavlja dopoldanska izmena, smo v nadaljevanju podrobneje analizirali ure med 6. in 16. uro. Tako nam je za raziskavo ostalo primernih 77.976 krvnih odvzemov, kar predstavlja 81,8 % vseh krvnih odvzemov po obravnavanih odjemnih mestih [2]. Preostalih 18,2 % odvzemov smo zanemarili, kajti predstavljajo število pobranih krvnih vzorcev v popoldanskih in nočnih izmenah.
V nadaljevanju predstavljamo primer analize krvnih odvzemov za oddelek travmatologije. Frekventnost odvzema vzorcev nam prikazuje Slika 3.2 [2].
Opažamo veliko nihanje v številu odvzetega krvnega materiala med posameznimi urami v dnevu. Maksimalno število vzorcev v letu 2009 je doseglo vrednost 23, ko so v povprečju na uro odvzeli 2,17 vzorca [2]. Po opravljenem krajšem globalnem pregledu odvzemov smo pripravili analizo krvnih odvzemov skupnega števila vzorcev za vsak dan v letu na dnevni ravni. Temu je sledila še križna analiza, v okviru katere smo grafično uprizorili gibanje števila krvnega materiala tekom posameznih dni v tednu in posameznih ur v dnevu. Ugotavljamo, da pomemben detajl predstavlja variiranje števila poti na i-ti oddelek med posameznimi urami v dnevu, ko je bilo potrebno pobrati vsaj en biološki vzorec.
V nadaljevanju je sledila analiza vseh 20 obravnavanih odjemnih mest po pristopu, opravljenem za oddelek travmatologije. Na podlagi izvedenih analiz ugotavljamo, da so si pri večini odjemnih mest delovni dnevi med seboj dovolj podobni in po drugi strani dnevi med vikendi, da smo lahko v nadaljevanju za pridobitev rešitve slednje obravnavali ločeno. Predpostavili smo, da na opredelitev optimalne poti ne vpliva skupno število vzorcev, ampak število poti, ki jih je bilo potrebno v letu 2009 opraviti na določeno odjemno mesto.

Slika 3.2: Prikaz števila odvzetih vzorcev za vsak dan v letu, razdeljeno po vseh obravnavanih urnih intervalih na primeru travmatološkega oddelka

4 Optimizacija poti

Pri formuliranju rednih poti glede na posamezne ure in dneve v tednu dobimo 50 različnih kombinacij obhodov. Z upoštevanjem vidika števila kombinacij, obvladljivosti situacije in zaključkov, narejenih na podlagi analize, smo se odločili, da združimo delovne dneve, saj so si med seboj bolj podobni kot posamezne ure v dnevih. Torej bodo poti določene za celotni delovni teden, razlikovale pa se bodo po posameznih urah.
V tem delu raziskave smo se sklicevali na dobljene rezultate iz analize obravnavanih odjemnih mest. Za izdelavo kriterija, ki določa, če posamezno odjemno mesto sodi v redno pot, nas je zanimalo, kolikokrat je bil na posameznem odjemnem mestu ob posamezni uri in ob posameznem dnevu odvzet vsaj en krvni vzorec. Opravka smo imeli z 52-imi posameznimi dnevi v letu.

Table 4.1: Uvrščenost oddelkov na redno pot pri mejni vrednosti k = 15

Vhodni podatki, s katerimi smo operirali, so bile torej informacije za posamezno odjemno mesto, ki povedo, kolikokrat je bil na posameznem odjemnem mestu ob posamezni uri in ob posameznem dnevu odvzet vsaj en krvni vzorec. To je prikazano v matriki A, kjer posamezna vrstica predstavlja ure od 6. do 16. ure, stolpci pa ponazarjajo posamezne dneve v tednu od ponedeljka do petka, seveda za določeno odjemno mesto. Vrednosti v matriki A so bile pridobljene iz križnih analiz posameznega obravnavanega odjemnega mesta. Te vrednosti označujemo z oznako ah, n, kjer h predstavlja posamezne ure v dnevu, n pa posamezne dni v tednu.
V začetku optimizacije, ko je j = 1, izberemo mejno vrednost k1, ki je enaka 1. Najprej izračunamo vrednosti odločitvenih spremenljivk v matriki X glede na izbrano mejno vrednost. Te odločitvene spremenljivke označujemo z oznako xh, n, kjer h ponovno predstavlja posamezne ure v dnevu, n pa posamezne dni v tednu. Vrednosti v matriki X se izračunavajo na podlagi vhodne matrike A za vsak oddelek posebej. Zveza med elementi matrike A ter X je sledeča:

Slika 4.1: Optimizacijski algoritem

V relaciji 4.1 odločitvena spremenljivka xh, n ponazarja pripadnost oz. nepripadnost redni poti ob h-ti uri in n-tem dnevu.

enacba 4.1

Kriterij za uvrstitev oddelkov v redno ali klicno pot je sestavljen iz dveh pogojev. Za prvi pogoj ah velja, da dotični oddelek ob obravnavani uri sodi v redno pot, če vsaj trije dnevi od petih v tednu ob obravnavani uri pripadajo redni poti. Za drugi pogoj h pa velja, da dotični oddelek ob obravnavani uri sodi v redno pot, če seštevki vseh dni v tednu ob obravnavani uri presežejo zastavljeno mejno vrednost. V primeru, ko sta izpolnjena oba pogoja, dotično odjemno mesto ob obravnavani uri uvrstimo v redno pot. Tako dobimo vektor optimiziranih poti za vsak i-ti oddelek. Vrednosti v vektorju ponazarjajo pripadnost oz. nepripadnost i-tega oddelka redni poti od 6. ure do 16. ure, pri obravnavani mejni vrednosti.
Na enak način postopek ponavljamo za vsa obravnavana odjemna mesta in za vse mejne vrednosti. Na podlagi spreminjanja mejnih vrednosti smo tako pridobili razmerja med t, u in v odločitvenimi parametri.
Na sliki 4.2 opažamo, da višja kot je mejna vrednost, manjše je število intervalov, ko je bil na posameznem odjemnem mestu odvzet vsaj en vzorec, in manjše je število intervalov, ko na posameznem odjemnem mestu ni bilo nobenega odvzetega vzorca. Seveda je to razumljivo, ker s povečevanjem mejne vrednosti v redno pot uvrstimo manj odjemnih mest, kar pomeni, da ta neuvrščena odjemna mesta ostajajo na klicni poti. S tem pa se posledično viša število klicev v CTE.

4.1 Izbor optimalne rešitve

V okviru iskanja najboljše rešitve smo se osredotočili na interval iskanja optimalne rešitve med mejno vrednostjo k = 10 in k = 20. S pomikanjem desno od mejne vrednosti k = 10 smo dosegli, da bo verjetnost vsaj 50 %, da bo na dotičnem odjemnem mestu potrebno pobrati vsaj en vzorec. S pomikanjem levo od mejne vrednosti k = 20 pa dosežemo nižjo vrednost števila klicev, kot je trenutno prisotna na uporabljenih rednih poteh.
V nadaljevanju smo mejno vrednost k = 10 zanemarili, ker število intervalov, ko na posameznem odjemnem mestu ni bilo nobenega odvzetega vzorca, preseže vrednost na trenutni redni poti. Zanemarili smo tudi mejno vrednost k = 20, ker ob morebitni uvedbi obhodov na podlagi te mejne vrednosti ne zmanjšamo števila klicev v CTE. V končni fazi smo tako izbrali obhod po obravnavanih odjemnih mestih glede na dobljeno mejno vrednost k = 15. Na podlagi najboljše dobljene mejne vrednosti dobimo naslednjo uvrstitev odjemnih mest na redne poti, kot prikazuje tabela. Če je posamezni oddelek ob posamezni uri uvrščen na redno pot, je dotična celica obarvana z modro barvo.
V primeru opravljanja rednih obhodov po opisanem razporedu bi transporterji v 18.524-urnih intervalih pobrali vzorce na posameznih odjemnih mestih. Na odjemna mesta, kjer ni bilo odvzetega niti enega vzorca, pa bi se odpravili v 13.337-urnih intervalih. Glede na število uvrščenih odjemnih mest ob posamezni uri v redne obhode pobiranja biološkega materiala bi po tem razporedu transporterji med delovnim tednom uporabljali 18 poti; po eno pot ob 6. in 14. uri, ter po dve poti ob ostalih urah v dopoldanski izmeni.
Verjetnost, izražena v odstotkih, da bo na dotičnem odjemnem mestu potrebno pobrati vsaj en vzorec, smo izračunali s količnikom med številom intervalov, ko je na posameznem odjemnem mestu potrebno pobrati vsaj en vzorec, in med vsoto števila intervalov vseh obiskanih odjemnih mest v roku enega leta. Vrednost, ki jo dobimo, je naslednja:

enačba 4.2

Torej bi se transporter odpravil na pot s približno 60-odstotno verjetnostjo, da bo na dotičnem odjemnem mestu potrebno pobrati vsaj en vzorec. Po tem razporedu v redno pot zajamemo veliko večino oddelkov, število klicev v CTE pa pri tem znaša 2.818, kar je skoraj 2-krat manj kot na trenutno uporabljenih rednih poteh.
V nadaljevanju prikazujemo sekvenco obhodov za dobljeno pot zjutraj ob 6. uri ter prehojeno število metrov na posamezni relaciji (za razumevanje oznak posameznih odjemnih mest glej poglavje 2, zlasti tabeli 2.1 in 2.2).
Opazimo lahko, da obhod ob 6. uri opravlja samo en transporter. Obhod opravi v 21 minutah in 10 sekundah, pri tem pa prehodi 1.100 metrov. Na dobljeni redni poti se tako obiščejo tista odjemna mesta, na katerih je potrebno pobrati vsaj en biološki vzorec, hkrati se zmanjšajo obhodi po tistih odjemnih mestih, po katerih obhodi so nesmiselni.

Table 4.2: Urnik obhodov ob 6. uri

5 Zaključek

Raziskava Optimizacija transporta bioloških vzorcev v Splošni bolnišnici Celje obravnava prenovo delovnega procesa CTE. CTE je v SBC odgovorna za prenos biološkega materiala od obravnavanih odjemnih mest do centralnega laboratorija. Med svojim delom so transporterji izpostavili dva temeljna problema, ki smo ju preučevali v raziskavi. V okviru prvega je bilo potrebno določiti število zaposlenih za prenos bioloških vzorcev, v okviru drugega pa je bilo potrebno določiti optimalne poti transportne ekipe.
Na podlagi narejene analize obravnavanih odjemnih mest smo ugotovili, da število pobranih vzorcev med posameznimi urami v dnevu močno variira. Na podlagi uporabljenega pristopa optimizacije poti med delovnim tednom smo določili 18 več ali manj med seboj podobnih poti, ki se izvajajo med 6. in 16. uro. Poti so definirane glede na optimalno uvrščenost odjemnih mest v obhode ob posameznih urah v dnevu. Obhode po obravnavanih odjemnih mestih izvajata dva transporterja, in sicer vsako polno uro. S tovrstno določitvijo poti med delovnim tednom smo dosegli enkratno zmanjšanje števila klicev s posameznih odjemnih mest v CTE, zmanjšanje števila poti na tista odjemna mesta, kjer ni potrebno pobrati nobenega vzorca, in po drugi strani povečanje verjetnosti s 50 na 60 %, da bo na dotičnem odjemnem mestu potrebno pobrati vsaj en vzorec. Vrednosti parametrov na trenutno uporabljenih in optimiziranih poteh je nazorneje primerjano v tabeli 5.1.

Tabela 5.1: Primerjava dobljenih rešitev

Izbrani pristop smo nadalje aplicirali še pri optimizaciji poti med vikendom. CTE trenutno med vikendom ne izvaja rednih obhodov, zato ni bilo možno v celoti pridobiti primerjave med dobljeno rešitvijo in trenutnim stanjem. Ugotovili smo, da je med vikendom obhod po bolj frekventnih odjemnih mestih smiseln, saj s tem pristopom dosežemo zmanjšanje števila klicev v CTE za 60 %.
Rešitve, ki smo jih dobili v tej raziskavi, izboljšujejo obstoječe stanje, zato se nam zdi uvedba tovrstnega pristopa v prakso smiselna. Če bi se takšna organizacija upoštevala tudi v praksi, bi lahko dosegli minimalni čas stanja posameznega odvzetega vzorca in skladno s tem tudi ohranitev vseh karakteristik vzorcev, ki so potrebne pri posamezni analizi.
Z danimi rešitvami raziskave smo dosegli tudi boljšo organiziranost med CTE in obravnavanimi odjemnimi mesti ter posledično minimizacijo števila bioloških vzorcev, ki v laboratorij ne prispejo v roku ene ure.

6 Viri

[1] Splošna bolnišnica Celje (2009). Lista razporeditve dela za leto 2009. Neobjavljeno delo.
[2] Splošna bolnišnica Celje (2010). Elektronska baza podatkov o številu odvzetih bioloških vzorcev za leto 2009. Neobjavljeno delo.
[3] Splošna bolnišnica Celje (2010). Baza podatkov o številu odvzetih bioloških vzorcev za leto 2009. Neobjavljeno delo.