基于離散事件系統仿真的縣級公立醫院資源優化配置研究
——以超聲科為例

段桂敏

（成都中醫藥大學管理學院，四川成都611137）

基于離散事件系統仿真的縣級公立醫院資源優化配置研究
——以超聲科為例

段桂敏

（成都中醫藥大學管理學院，四川成都611137）

目的以成都某縣級公立醫院為研究對象，以超聲科為例，識別服務流程及資源配置的瓶頸，并提出相應的資源配置建議。方法采用離散事件系統仿真技術，對超聲科現有服務流程進行仿真，識別流程中資源配置的瓶頸、運用窮舉法得出備選方案；通過仿真結果對比，選擇最佳方案。結果彩超檢查、B超檢查和取報告的等待時間均接近或超過半個小時，接近或突破國家衛計委規定的閾限，仿真結果顯示上下午的人員配置失衡是導致擁堵的直接原因。結論將住院部進行超聲檢查的患者統一安排至下午，并增加下午14：00～18：00之間B超檢查和彩超檢查的資源配置，即下午時段增加B超檢查和彩超檢查醫生各一名，流程各個節點和全天各時段的患者平均等待時間均明顯縮短。

仿生學； 超聲； 衛生資源； 醫院，縣； 醫院管理

“十二五”醫改規劃提出，要把縣級醫院改革放在突出位置，作為公立醫院改革的重點任務全面推進，提升縣級醫院服務能力，是貫徹落實“?；尽娀鶎印钡谋厝灰?。因此，運用仿真方法優化資源配置、提升醫院服務效率，對提升縣級醫院服務能力具有重要意義。醫技科室作為輔助診斷和技術支持部門，在醫院科室中具有重要地位，其檢查、檢驗流程是否順暢、患者等候時間是否合理對患者滿意度具有重要影響?；颊邿o法忍受長時間的等待[1]，排隊等候時間過長會導致感知服務質量降低[2]，忍受超過病情本身帶來的兩倍痛苦[3]。超聲科是醫院的重要的醫技科室之一，為醫院其他科室提供強大的技術支持，所以資源的合理利用顯得尤為重要。本研究以成都某縣級公立醫院超聲科為研究對象，以離散事件系統仿真理論和優化決策理論為基礎，通過現場調查法、觀察法，獲取超聲科就診流程、資源配置、患者到達分布數據，建立超聲科系統仿真模型，分析影響服務效率的瓶頸，結合窮舉法，對患者檢查時間調度和資源配置進行優化，為醫技部門流程優化與資源配置提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究以成都某縣級公立醫院超聲科就診流程為研究對象，該醫院于1952年成立，是成都市首批國家“二級甲等”綜合性公立醫院，醫院設有18個科室，現編制床位600張，實際開放床位623張，2014年門診量突破4萬人，較上年增長20.84%，在當地醫療市場中發揮著重要作用。超聲科是該醫院的核心醫技科室，在輔助診斷方面發揮著重要作用，目前擁有12位醫務人員，其中9名醫生，3名打字員。該科室共有6臺超聲設備，其中，B超機2臺，彩超機4臺。

經過深入的實地調研，詳細了解該醫院超聲科就診流程，如圖1所示。患者到達超聲科后，需要持繳費憑證和檢查單到超聲科窗口預約排號處領取排號簽。排號處護士根據患者檢查項目，確定B超室流向還是彩超室流向，并書寫排號簽，包括：號碼和檢查室?；颊吣玫脚盘柡炘诔暱频群騾^等候，待醫生喊到號碼后，進入檢查室檢查。檢查完畢后，在超聲科等候區等待取報告，然后離開。

圖1 超聲科就診流程

1.2 方法 本研究采用離散事件系統仿真技術，對超聲科現有服務流程進行仿真，識別流程中的瓶頸、針對提出的新的資源配置方案進行進一步仿真，通過仿真結果對比，選擇最佳方案。仿真的目標包含3個方面：第一，對超聲科現有服務流程進行仿真，通過調整參數，使得仿真結果符合實情；第二，識別擁堵瓶頸，探究優化方案；第三，檢驗優化策略的有效性，選擇最優策略。具體步驟如下。（1）步驟1：識別瓶頸——現實系統分析。根據超聲科現實系統的特征，建立仿真模型，通過調整參數使得仿真模型與現實系統一致，根據仿真系統運算出的預約排號、檢查、領取報告等環節的等待時間和等待人數數據，識別出超聲科服務流程中的瓶頸。（2）步驟2：備選方案。該步驟的目標是針對超聲科服務流程中存在的瓶頸，結合文獻研究、運用窮舉法，制訂相應的備選方案，（3）步驟3：方案選擇——仿真。針對上步形成的備選方案，分別進行仿真，進行縱向和橫向對比，以確定方案的有效性，從中選擇最優方案。

2 結 果

2.1 仿真系統參數設置結果 研究提取了該醫院信息系統中1周內患者到達時間點數據。由于絕大多數患者是在白天到達，且在上午8：00～11：00及下午14：00～15：00出現高峰，因此將仿真的時間段確定為 8：00～18：00?；颊咴诔暱频木驮\流程如圖1所示。

超聲科窗口預約排號處是由1名專職護士負責相關工作。排號護士主要工作內容是檢查患者的就診單，根據患者所檢查的具體項目，將患者分配排號。通過對超聲科2013年4月每天的檢查單進行統計顯示，進行B超檢查的患者占34.56%，進行彩超檢查的患者占65.44%。該過程診斷時間分布為7.5+GAMM（6.92，2.19）s。

B超室主要進行一些常規檢查，如腹部檢查。該處有2臺診斷儀器（1臺儀器配備1名醫生），是由醫生操作儀器為患者診斷，有1名打字員輔助醫生。該過程診斷時間分布：上午為2.3+WEIB（4.36，1.34）min，下午為2.2+ WEIB（4.36，1.34）min。

彩超室主要進行心臟、四肢血管及淺表類等復雜的檢查。該處有4臺檢查儀器，2名打字員輔助醫生。該過程診斷時間分布：上午為-0.2+LOGN（8.10，5.78）min，下午為-0.3+LOGN（8.10，5.78）min。

發報告工作由1名護士負責，由于每隔30分鐘左右發放一次報告，該處經常出現排隊現象。運用現場觀察法，以30 min為一個時間段，記錄報告打印結束的各個時間節點，計算各個時間節點與30 min后時間點的差值，來模擬患者的等候時間。該過程患者等候時間分布為3.1×BETA（1.19，1.13）min。

2.2 瓶頸識別：資源利用率過高、擁堵嚴重 仿真結果顯示上午8：00～12：00 B超檢查平均等待時間為0.33h，等待人數約為7人；彩超檢查平均等待時間為0.68 h，平均等待人數約為20人；取報告平均等待時間為半小時，等待人數約為12人。負責B超和彩超檢查的醫生及發放報告的護士的資源利用率均超過95%。雖然負責排號的護士的資源利用率為31%，但該護士除了負責排號之外，還需要將患者信息錄入至信息系統，同時負責咨詢工作，其工作飽和度較高。

14：00～18：00時段，做B超檢查的患者平均等待時間為0.78 h，平均等待人數為5人；做彩超檢查的患者平均等待時間為0.40 h，平均等待人數為3人；取報告處等候時間為0.83 h，平均等待人數為5人。取報告處的等待時間長的原因是上午有部分患者沒有拿到報告，所以影響了下午的報告發放速度。負責B超和彩超檢查的醫生及發放報告的護士的資源利用率介于50%～70%。雖然負責排號的護士的資源利用率為10%，但該護士除了負責排號之外，還需要將患者信息錄用信息系統，并且負責咨詢工作，其工作飽和度依然較高。

從超聲科系統仿真模型運行結果看，彩超檢查、B超檢查和取報告的等待時間均接近或超過半個小時，根據衛生部（現中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會）的要求，影像常規檢查項目從開始檢查到取到報告的時間不超過半小時，由此可見，該醫院的擁堵情況較為嚴重，具體情況如表1。2.3 備選方案建立結果 由于上午的資源已經處于滿負荷的狀態，沒有多余的資源可供增加，因此僅從優化資源配置的角度去改善擁堵問題不具有可行性。由于超聲科就診的患者，除了門診患者，還包括住院患者，住院患者對檢查時間的要求沒有門診患者高。基于此，將上午的住院患者調整至下午檢查，從而減少上午的患者流量，另外下午的資源并沒有處于滿負荷狀態，可以通過增加資源配置來緩解下午擁堵狀況。現場調研顯示，上午進行超聲檢查的住院患者的數量約占一天中總患者人數的18.4%。將這部分患者安排在下午進行檢查，這樣上午的患者流量將會減少。

表1 現實系統仿真結果

下午的時間段是從14：00～18：00，在新模型中患者量會比以前多，除了原有的患者外還會有來自上午住院部18.4%的患者。在新的患者到達分布規律下，需要對資源配置進行重新設置，以達到優化的目標。在原模型中，資源配置方案為B超室醫生1名，彩超室醫生2名，由于兩個資源都有上限，為了求得資源配置最優解，本研究采取窮舉法解決該問題，即在全部解集內逐一測試，直到找出符合問題要求的解。已有研究表明，窮舉法具有簡單快速準確等特點，并驗證了該方法的有效性（石玉英，2003）。運用窮舉法，列出了可以組合的5種新的資源配置方案，如表2所示。

表2 下午時段資源配置組合方案

3 討 論

由于將上午進行超聲檢查的住院患者安排在下午進行檢查，上午的患者流量將會減少。在新的患者到達分布規律下，保持其他參數不變運行模型，運行結果顯示：8：00～12：00就診時段，B超和彩超患者的平均等待時間降低至0.06 h和0.02 h，取報告的平均等待時間降低至0.09 h。B超和彩超醫生的資源占用率分別將至59%和71%。

針對下午就診時段，在新的患者到達分布規律下，需要對資源配置進行重新設置，以達到優化的目標。在原模型中，資源配置方案為B超室醫生1名，彩超室醫生2名，由于兩個資源都有上限，為了求得資源配置最優解，本研究采取窮舉法解決該問題，針對5種資源配置方案分別進行仿真，在新的參數條件下，分別進行仿真，運行結果如表3所示。

表3 新方案下的平均等待時間（h）

從表3可以看出，雖然方案五的能將B超和彩超處的平均等待時間都降到最低，但由于方案五是資源的滿負荷運作狀態，如果考慮系統的資源成本，方案四則更加合適。與方案五相比，方案四中B超檢查的平均等待時間相近，均為6～7 min，而彩超處的平均等待時間約為12 min，患者是可以接受的。另外，將方案四和方案五的資源利用率進行比較，如表4所示：方案五中彩超醫生的資源利用率僅有27%，低于方案四中的57%的資源利用率（從其他文獻中可獲知50%以上的資源利用率是比較理想），會出現浪費醫生資源的現象?；谝陨戏治?，選擇方案四作為下午14：00～18：00檢查時段的資源配置方案，即在原來下午資源配置的基礎上，增加1名B超醫生和1名彩超醫生。

表4 方案四和五的資源利用率（%）

最終，將優化后B超和彩超處的平均等待時間匯總在表5中，各個階段和時段的患者平均等待時間較均明顯縮短。

表5 優化前后患者平均等待時間對比（h）

擁堵是大中型公立醫院普遍存在的問題，擁堵的原因包括較低的員工（醫生和護士）利用率、醫院空間的狹小、儀器設備的匱乏等因素，但醫護人員的利用不合理是造成擁擠的主要原因[4-5]。針對該問題，許多相關領域的學者提出了各種可能的解決方法，包括遺傳算法和電腦仿真[6-8]、全面質量管理[9]、冗余建模方法[10]、廣義線性模型[11]、醫護人員輪班與休息時間分配的混雜系統方法[12]、緊急搜索和策略交替運用技術[13]，其中電腦仿真作為新型的工具，在研究醫院科室復雜問題時是最為有效的工具，能有效改善服務質量[6]。

目前，關于醫院服務流程與資源配置優化的研究主要針對于大型醫院。由于大型醫院與縣級公立醫院服務對象以及其醫療資源的差異，已有研究表明對缺乏適用性。且已有研究的對象聚焦于急診服務、門診全過程服務、檢驗科，而對超聲科的關注較少。但在中國，眾多醫院均反映超聲科是患者擁堵較為突出的科室。該研究以成都某縣級公立醫院為研究對象，基于離散事件系統仿真思想和優化決策理論，通過現場調查法、訪談法收集數據，建立了超聲科患者就診仿真模型，運用Arena軟件對模型進行分時段仿真，通過觀測各環節的平均等待時間和排隊人數，識別影響服務效率的瓶頸。運用專家法提出將住院部進行超聲檢查的患者統一安排至下午，并增加下午14：00～18：00之間B超檢查和彩超檢查的資源配置，提升服務系統響應效率。通過窮舉法將備選的新方案分別進行仿真，效果比對得出：下午時段增加B超檢查和彩超檢查醫生各一名，即可降低B超檢查和彩超檢查處的患者平均等候時間。該研究顯示，離散事件仿真技術在識別擁堵問題、客觀反應資源利用率方面具有可行性，其前提條件是能從醫院信息管理系統中提出患者排隊數據，并且觀測醫務人員的工作效率。

該研究采用的仿真技術及優化過程對其他醫院超聲科開展服務流程優化提供了借鑒。與傳統的優化方法，如全面質量管理、冗余建模等方法相比，仿真技術能更為精準的反應患者流情況和資源利用率[6]，識別擁堵問題，并能對備選方案的運轉情況進行仿真預測，從而選擇最優方案，避免了人工選擇的主觀性。該研究也存在一定的局限性。首先，在觀測醫務人員工作效率時，沒有根據檢查項目進行細分，由于不同檢查項目所需的時間有所差異，因此可能會影響仿真結果。其次，優化方案中，將上午的住院患者全部安排至下午檢查，而在現實系統中，有些住院患者，如做腹部B超檢查的患者，需要在上午完成需要對這部分患者的比率進行進一步計算。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.20.065

B

1009-5519（2015）20-3191-04

2015-07-27）

國家社會科學基金青年項目（15CGL070）；教育部人文社科規劃項目青年基金（14YJC630028）。

段桂敏（1980-），女，河北青縣人，博士研究生，副教授，主要從事醫院管理研究工作；E-mail：1639359@qq.com。