Совершенствование процесса обслуживания пострадавших в чрезвычайных ситуациях с помощью мобильных телемедицинских комплексов

На правах рукописи

Дроговоз Виктор Анатольевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБСЛУЖИВАНИЯ ПОСТРАДАВШИХ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ С ПОМОЩЬЮ МОБИЛЬНЫХ ТЕЛЕМЕДИЦИНСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Специальность 05.26.02 – Безопасность в чрезвычайных ситуациях

(авиационная и ракетно-космическая техника)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Москва

2009

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Государственном научном центре Российской Федерации- Институте медико-биологических проблем (ГНЦ РФ- ИМБП РАН)

Научные руководители:

доктор технических наук, Беркович Юлий Александрович

доктор медицинских наук, чл.-корр. РАН, Орлов Олег Игоревич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Строгонова Любовь Борисовна

кандидат технических наук, c.н.с., Шилкин Игорь Петрович

Ведущая организация (предприятие): ГНИИИ военной медицины МО РФ

Защита диссертации состоится ”_27___” ______мая________2009 г.

в___14 00_______ на заседании диссертационного совета Д002.111.02 при ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН по адресу: 123007 Москва Хорошевское шоссе, д. 76 А

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научного центра Российской Федерации - Института медико-биологических проблем Российской академии наук

Автореферат разослан “_25__”____апреля_________2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 002.111.02

доктор биологических наук ________________Назаров Н.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Специалисты в области космической медицины определяют безопасность как взаимоотношение человека с объектами внешней среды, при котором незапланированные (экстремальные) изменения в их состоянии не приводят к потере жизни, здоровья или имущества [Лебедев, 2001]. Согласно определению МЧС, процесс возникновения в течение короткого времени экстремальных условий для человека, является чрезвычайной ситуацией (ЧС). Таким образом, средства повышение безопасности в экстремальных ситуациях, будь то космический полёт или наземная ЧС, часто обладают сходными чертами. В условиях ЧС, сложившейся в результате катастрофы, при которой число пораженных, нуждающихся в экстренной медицинской помощи, превосходит возможности своевременного ее оказания силами и средствами местного здравоохранения, большое значение приобретает использование методов и средств телемедицины (ТМ). [Григорьев и др., 2001; Орлов, 2003]. Телемедицина основана на методах медицинского обеспечения пилотируемых космических полётов. Поскольку безопасность и эффективность пилотируемой космонавтики напрямую зависят от состояния здоровья членов экипажей космических экспедиций, космическая медицина была призвана свести к минимуму риск развития функциональных нарушений, патологических состояний и обеспечить безопасность космонавтов в космических полетах.

Общеизвестными примерами эффективного применения средств ТМ в условиях ЧС на Земле является создание советско-американского космического телемедицинского моста весной 1989 г. во время землетрясения в Армении, а также организация телемедицинских консультаций (ТМК) для пострадавших в результате террористического акта в г. Беслане в 2004 г. В настоящее время накоплен определенный опыт использования ТМ-технологий для оказания помощи пострадавшим в условиях техногенных, в частности, авиационных катастроф. Для российских территориальных масштабов важным средством повышения эффективности оказания помощи пострадавшим в ЧС являются мобильные телемедицинские комплексы (МТК), обслуживаемые врачами общей практики. МТК делают возможным проведение телемедицинских (ТМ) консультаций при помощи космической связи и системы ГЛОНАСС непосредственно с места ЧС, что позволяет увеличить быстроту и точность постановки диагноза и процент выживаемости пострадавших на догоспитальном и последующих этапах оказания медицинской помощи [Григорьев, Саркисян, 1996; Орлов, 2003]. Данные о пострадавших, полученные с места ЧС, позволяют оперативно подготовить медперсонал клиник к приему пострадавших ( вызов специалистов, подготовка операционных, необходимых медикаментов и т.д.).

В 2005-2009 гг. в рамках Федеральной целевой программы «Электронная Россия» и «Здоровье» Российской Федерации была поставлена задача разработки конкурентоспособного отечественного МТК для оказания помощи населению в очагах техногенных и природных катастроф, основанного на научно-техническом опыте оказания консультативно-диагностической медицинской помощи, накопленном в космической медицине. При участии автора коллективом российских разработчиков из Государственного научно-учебного учреждения «Учебно-исследовательский центр космической биомедицины» (ГНУУ УИЦ КБМ), г. Москва, на базе автомобиля «Соболь» был создан МТК, в котором использовался опыт разработки комплекса для оказания телемедицинской помощи в космической медицине [Григорьев и др., патент № 61536,2006 год].

Однако, до настоящего времени не были рассмотрены вопросы оптимального применения МТК в процессе оказания медицинской помощи пострадавшим при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. В частности, не были разработаны критерии и параметры оптимизации процесса обслуживания с помощью МТК пострадавших в ЧС, не использовался аппарат теории массового обслуживания, эффективно применяемого, например, в авиакосмическом приборостроении для обеспечения безопасности систем регистрации параметров полёта [Попов, 2006]. Всё это не позволяло формализовать и оптимизировать процесс совершенствования обслуживания потока заявок на проведение ТМ консультаций в процессе применения разработанного МТК для обслуживания пострадавших в ЧС различных категорий.

Таким образом, задача, решаемая в предлагаемой диссертационной работе и направленная на оптимальное применение МТК, повышающее выживаемость пострадавших в ЧС на догоспитальном и последующих этапах, является актуальной.

Цель и задачи исследования.

Целью диссертации является оптимизация процесса оказания телемедицинских консультаций, направленная на обеспечение безопасности пострадавших в чрезвычайных ситуациях с помощью мобильных телемедицинских комплексов на основе космических технологий.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

–сравнительный анализ опыта использования телемедицинских технологий и особенностей конструкций МТК при ликвидации ЧС;

-математическое моделирование основных характеристик процесса обслуживания с помощью разработанного МТК пострадавших в ЧС различных категорий, идентификация параметров модели обслуживания с помощью МТК пострадавших в ЧС на основе анализа статистических данных о медико-санитарных последствиях ЧС различных категорий;

-экспериментальное обоснование рекомендаций по применению разработанного МТК для обслуживания пострадавших в ЧС различных категорий;

-разработка методики для экспериментально-экспертной оценки конкурентоспособности опытного образца МТК и оценка разработанного МТК для организации ТМ-консультаций пострадавшим в ЧС различных категорий.

Методы исследования. Для решения поставленных в диссертации задач использовались следующие методы:

• методы математического моделирования с применением теории массового обслуживания,
• статистические методы анализа случайных процессов и аппроксимации их функций распределения,
• методы экспертных оценок при оценке параметров математических моделей,
• анализ и систематизация данных, полученных при стендовых и клинических испытаниях МТК.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что впервые получены следующие результаты:

• Создана и апробирована незамкнутая трёхэтапная модель массового обслуживания для потока заявок на ТМ консультацию на начальных стадиях оказания помощи пострадавшим в массовых ЧС с применением МТК;
• На основе математического моделирования с применением теории массового обслуживания получены оценки основных характеристик (вероятность немедленного реагирования с учетом среднего времени нахождения заявки в системе обслуживания и среднего размера очереди) для процесса оказания ТМ консультаций с помощью МТК, содержащих различное количество ММТУ, применительно к ЧС различных категорий;
• Предложена и апробирована методика экспертной оценки индекса удовлетворенности врачей-потребителей характеристиками МТК и предложен количественный метод оценки конкурентоспособности путем анализа конструкции для различных моделей МТК.

Научно-практическая значимость диссертационной работы заключается в следующем.

1. Рассчитанные характеристики (среднее время нахождения заявки в системе обслуживания, средний размер очереди; вероятность немедленного реагирования) для процесса оказания ТМ консультаций с помощью МТК и соответствующие рекомендации позволяют организаторам спасательных работ выбирать оптимальное количество ММТУ и МТК применительно к ЧС различных категорий;
2. Разработанная методика оценки для различных моделей МТК индекса удовлетворенности врачей-потребителей и показателя конкурентоспособности позволяет корректировать структуру и конструктивные параметры в процессе разработки и доработки новых моделей МТК.
3. Разработанный с участием соискателя запатентованный опытный образец МТК показал наивысший показатель конкурентоспособности среди известных отечественных МТК на базе микроавтобусов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработанная математическая модель массового обслуживания потока заявок на ТМ консультацию на начальных стадиях оказания помощи пострадавшим в массовых ЧС с применением МТК позволяет давать рекомендации по выбору оптимального количества ММТУ в процессе оказания ТМ консультаций с помощью МТК для ЧС различных категорий.
2. Рассчитанные зависимости среднего времени нахождения заявки в системе от количества каналов обслуживания позволяют организаторам ликвидации медико-санитарных последствий ЧС привлекать оптимальное количество МТК для обеспечения приемлемого уровня санитарных потерь.
3. Разработанная методика расчёта и оценки индекса удовлетворенности врачей-потребителей характеристиками МТК позволяет оптимизировать конструкцию МТК и других сложных телемедицинских систем по критерию конкурентоспособности

Личный вклад автора заключается в выполнении основного объема теоретических и расчетных исследований, включая разработку модели массового обслуживания для потока заявок на ТМ консультацию с применением МТК, методики экспертной оценки индекса удовлетворенности врачей-потребителей характеристиками МТК, количественного метода оценки конкурентоспособности для различных моделей МТК, а также в непосредственном участии в разработке и испытаниях опытного образца МТК, созданного в рамках ФЦП «Электронная Россия» и «Здоровье» на 2005-2009 годы.

Апробация результатов исследования.

Основные положения диссертации доложены и получили положительную оценку на научно-технической конференции МедТех (Турция, Анталия, 2003), конференции «Информационные и телемедицинские технологии в охране здоровья» (Москва, 2005), конференции «Гипербарическая физиология и водолазная медицина», (Москва, 2005), конференции «Телемедицина – опыт и перспективы» (Донецк, 2006), конференции «Med-e-Tel» (Люксембург, 2006), конференции «Космическая биология и авиакосмическая медицина» (Москва, 2006).

Получен российский патент на полезную модель «Мобильный телемедицинский комплекс» N 61536, 2006 год

Публикации. По теме диссертации имеется 11 публикаций, включая 4 статьи.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, списка литературы и приложения. Работа содержит 106 страниц основного текста, 21 таблицу, 50 рисунков. Список цитируемой литературы содержит 150 - наименований (79 отечественных, 71 – зарубежных).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается выбор и актуальность темы исследования, научная новизна и практическая значимость исследования, сформулированы цель и задачи работы, а также положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу опыта использования телемедицинских технологий при оказании медицинской помощи пострадавшим в ЧС. Проведен анализ статистических данных медико-санитарных последствий ЧС с 2004 по 2006 гг. Проанализирован опыт применения телемедицинских технологий с использованием космической связи в условиях ЧС. Выявлены особенности и преимущества использования мобильных телемедицинских комплексов в условиях ЧС.

Согласно статистике, в настоящее время в стране происходит ежегодно около 15 тыс. ЧС, в которых гибнут более 9 тыс. человек, а получают травмы - около 30 тыс. человек. На рис. 1 и 2 представлены диаграммы, показывающие динамику количества пострадавших в ЧС различных категорий, а также числа пострадавших в ЧС с различной специализацией поражения за 2004-2006 гг.

Рис. 1 Количество пострадавших в ЧС различных категорий за 2004-2006 гг.

В таблице 1 представлено распределение среднего за 3 года количества пострадавших, П,от категории и уровня ЧС.

Таблица 1

Среднее по России за 3 года (2004-06 гг.) число пострадавших, чел., в одной ЧС определённой категории и уровня (местного, регионального или федерального)

Тип ЧС Категория	Техногенные	Природные	Биолого-социальные	Социальные
Местная	16	20	25	18
Региональная	99	121	226	85
Федеральная	868	1100	1100	2400

Рис.2 Число пострадавших с различной специализацией поражения в ЧС за 2004-2006 гг.

Анализ статистики пострадавших в чрезвычайных ситуациях показал, что среднее число пострадавших в различных ЧС (местные, территориальные, федеральные) может составлять от 20 до 200 человек (рис. 3).

Практика показала, что интенсивность потока заявок на ТМ-консультации в первые часы после ЧС в большей степени зависит не от общего количества пострадавших, а от доли пострадавших с тяжёлыми и средней тяжести повреждениями, поскольку крайне тяжёлые больные нуждаются не в ТМ-консультациях, а в немедленной госпитализации, а лёгким больным не требуется уточнения диагноза с помощью ТМ-консультаций.

Рис. 3 Среднее число пострадавших в одной территориальной ЧС в 2004-2006 годах

Вследствие этого необходимо иметь в наличии данные о распределении пострадавших в ЧС по степени тяжести поражения при ликвидации медико-санитарных последствий ЧС (рис.4) Опыт врачей-спасателей показал, что число пострадавших, нуждающихся в ТМ консультациях в процессе сортировки раненых, приблизительно пропорционально суммарному количеству пострадавших с тяжёлой и средней степенью поражения. На диаграмме рис. 5 демонстрируется доля, , таких пострадавших от общего числа пострадавших в ЧС различных категорий за 2004-2006 гг.. В табл.2 показаны рассчитанные нами средние за 3 года доли пострадавших средней и тяжелой степени для основных категорий ЧС.

Рис. 4. Количество пострадавших в ЧС различных категорий по степени тяжести поражения. за 2004-2006 гг.

Рис.5. Доля пострадавших с тяжёлой и средней степенью поражения от общего числа пострадавших в ЧС различных категорий за 2004-2006 гг.

Таблица 2

Средняя доля пострадавших средней и тяжелой степени для выбранных категорий ЧС

	Техногенные	Природные	Биолого-Социальные	Социальные
Доля пострадавших с тяжёлой и средней степенью поражения, %	60	14	52	65