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Este artculo presenta los resultados detres proyectos de investigacin realiza-dos por los autores, orientados al mejo-ramiento de procesos en sistemas desalud en el hospital Orlando Regional dela ciudad de Orlando USA. Los estudiosfueron realizados en la sala de emer-gencias y el centro de tratamiento am-bulatorio del cncer de este hospital.Cada estudio consisti en representarel sistema a travs de modelos de simu-lacin animada mostrando el flujo de pa-cientes dentro del sistema hospitalario.El objetivo consisti en proponer y eva-luar alternativas de mejoramiento del flu-jo de pacientes a travs de una mejorutilizacin de los recursos del hospital ode transformaciones fsicas.

Estas investigaciones revelaron la po-tencialidad de mejorar el diseo arqui-tectnico de establecimientos de saludpblica y otros edificios de servicios,por medio de la simulacin de activida-des. Por lo cual se ha iniciado una inves-tigacin subsecuente, destinada a vin-

cular estas tcnicas de anlisis con lamodelacin tridimensional interactiva,generando representaciones virtualesdel acontecer en espacios arquitectni-cos. Para esto se ha planteado el desa-rrollo de un programa de enlace entrelos sistemas de simulacin de procesosy plataformas de Realidad Virtual, apli-cndolo en un caso experimental de unHospital Regional, lo cual permitir fun-damentalmente explorar digitalmentenuevas aproximaciones de diseo ar-quitectnico vinculadas al desarrollo delas actividades en el tiempo, lo cual hasido sugerido en algunas obrasvanguardistas, como una relevante po-sibilidad para la arquitectura contempo-rnea.

IntroduccinLa simulacin es una tcnicacomputacional que permite representarsistemas en forma dinmica yestocstica. En otras palabras, el com-portamiento variable del sistema en eltiempo (dinmica) es considerado en el

anlisis al igual que la aleatoriedad delos posibles eventos que pueden ocurrir(estocstica) durante el desarrollo de lasimulacin. Desde una perspectiva ana-ltica estos aspecto representan unaventaja considerable frente a otras tc-nicas que permiten estudiar un sistemaen forma esttica y determinstica, lo cualrepresentara solamente un instante dela realidad del sistema. Finalmente unatercera componente es la capacidad deanimar el movimiento de las entidadesque fluyen dentro del sistema. Esto per-mite estudiar el comportamiento del sis-tema durante el transcurso del periodode simulacin. Estos tres factores quepermiten representar el problema en for-ma dinmica, estocstica y animada,hacen de la simulacin una herramientamuy poderosa y confiable para elmodelamiento de sistemas.

Este artculo presenta los resultados dela aplicacin de esta tcnica en tres pro-yectos hospitalarios. El objetivo originalde estos estudios fue el de analizar el

EL USO DE SIMULACIN EN EL AN`LISIS DELFLUJO DE PACIENTES EN SISTEMAS DE SALUD

Felipe Baesler A.Jos SeplvedaRodrigo Garca A.Mauricio Pezo B.Pedro Rodrguez M.Universidad del BioBioAv. Collao 1202, Concepcin, Chile

William ThompsonIndustrial Engineering and ManagementSystemsUniversity of Central FloridaOrlando, FL 32816-2450, U.S.A.

Imagen sintesis:Vista Modelo en Arena

AbstractThis paper presents the results of three research projects developed by the authorsoriented to the use of simulation as a tool for process improvement at the emergencyroom and cancer treatment center of the Orlando Regional Health Care SystemsHospital in the USA. The results obtained showed that simulation is as powerfultool for reducing patients waiting time. A second phase of this study presents theidea of integrating simulation and virtual reality techniques. This methodologywould allow to explore digitally new alternatives for architectonic design linked tothe development of activities over time.

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comportamiento de los pacientes quetransitan dentro de los recintos hospita-larios con el fin de proponer alternativaspara la disminucin de los tiempos deespera al cual ellos se enfrentan. Sinduda este es un objetivo netamente cuan-titativo, sin embargo como una segundaetapa de estos proyectos se plantea laintegracin de un modelo de simulacincon un software de realidad virtual, locual permitir fundamentalmente explo-rar digitalmente nuevas aproximacionesde diseo arquitectnico vinculadas aldesarrollo de las actividades en el tiem-po.

Descripcin y Resultados del Estu-dioLos estudios que se presentarn en esteartculo fueron realizados en el OrlandoRegional Healthcare Systems. Este com-plejo hospitalario est ubicado en la ciu-dad de Orlando en los Estados Unidosde Amrica y corresponde a un hospitalnivel III, categora que representa el ta-mao del hospital, siendo el nivel III lacategora mas alta. El proyecto se divi-di en tres estudios distintos, los cualesanalizaron diferentes sub-sistemas den-tro del hospital. El primero correspondea la simulacin realizada en la sala deemergencias del hospital. Esta sala reci-be mas de 75.000 pacientes al ao paralo cual cuentan con 55 camas divididasen zonas de adultos, nios, trauma yfast-track. El objetivo del estudio fueanalizar alternativas para disminuir eltiempo de espera de los pacientes antesde recibir tratamiento. De igual manerase buscaba disminuir el nmero de pa-cientes que se retiran sin recibir trata-miento debido al alto tiempo de espera.Los detalles de este estudio pueden serencontrados en [Baesler et al. 1998] y[Seplveda et al. 2001].

Los resultados mas importantes arroja-dos por este estudio demostraron quees posible lograr los objetivos antesmencionas al hacer una mejor utilizacinde los recursos ya existentes. Una delos puntos clave que presentaban po-tencial para una mejor utilizacin de losrecursos corresponde a la seccin de

fast-track. Esta estacin representa ungrupo de 10 camas reservadas parapacientes cuyo tratamiento puede serfinalizado antes de una hora. El estudiorevel que nunca se utilizaban mas de 5camas en forma simultanea, por lo tantoalgunas de estas camas podran ser uti-lizadas para otro tipo de pacientes. Usan-do este criterio y combinado con unamejor asignacin de horarios para lasenfermeras fue posible disminuir el tiem-po de espera de los pacientes adultosen aproximadamente un 30%. De igualmanera se eliminaron los pacientes quese retiraban sin recibir tratamiento.

El segundo estudio contemplado en esteproyecto corresponde a la simulacinde la unidad de tratamiento ambulatoriodel cncer del mismo hospital. Este cen-tro atiende a pacientes que requierentratamiento de quimioterapia cuya dura-cin flucta entre 1 y 8 horas. El objetivoprincipal del proyecto era la evaluacinde la alternativa de mover la farmaciaque prepara las drogas para el trata-miento, a un lugar cercano al centro don-de se imparte el tratamiento. De estamanera sera posible disminuir los tiem-pos de espera de los pacientes antesde recibir el tratamiento. Los resultadosarrojados por el estudio mostraron queeste cambio no genera un impacto im-portante en el tiempo de espera de lospacientes debido a que la preparacinde las drogas no representa un cuellode botella dentro del flujo del sistema. Deigual manera se encontr que el verda-dero cuello de botella son los sillonesdonde se imparte el tratamiento. En otraspalabras, se aprecia que muchas vecesexisten pacientes esperando por un cupoen un silln a pesar que la droga para sutratamiento ya estaba disponible. Por estarazn se estudi la posibilidad de aplicaruna forma alterativa para la programa-cin de las llegadas de pacientes. Deesta manera fue posible mejorar la utili-zacin de los sillones, lo cual finalmentese tradujo de un aumento de un 20% enla cantidad de pacientes que se tratandiariamente.El ltimo estudio realizado correspondea una extensin del proyecto anterior.

La inquietud corresponde al eventualtraspaso del centro de tratamiento delcncer a un nuevo edificio construidoespecialmente para este centro, con unaumento de capacidad superior al 100%en relacin a la actual. Los resultadosmostraron la necesidad de redisear al-gunas salas de espera del edificio debi-do a que aparentemente no seran ca-paces de soportar el aumento en el flujode pacientes y acompaantes. Mayoresdetalles de los proyectos relacionadoscon el centro de tratamiento del cncerpueden ser encontrados en [Seplvedaet al. 1999].

Extensiones del ProyectoCon el fin de desarrollar una metodolo-ga de representacin de las activida-des para el diseo arquitectnico, apli-cada en establecimientos hospitalarios,se ha planteado la integracin de pro-gramas de simulacin de procesos ymodelacin virtual. Esta integracin in-formtica permitira alcanzar un sistemade simulacin integral y complementarlas capacidades de anlisis de las dis-tintas tcnicas involucradas, experimen-tando su utilizacin en el caso de Unida-des de Emergencia Hospitalaria (UEH).Para simulacin de procesos se ha se-leccionado el software Arena 4.0 (deSystem Modeling Corporation) que cons-tituye una de las plataformas mas avan-zadas para el anlisis de operaciones yadems de es el al mismo software utili-zado en los estudios presentados ante-riormente. Por otro lado para lamodelacin virtual se ha utilizado el soft-ware Virtual Reality Toolkit 5.6 (deSuperscape Corp) que ofrece una com-pleta plataforma de modelacintridimensional y navegacin interactiva.Incluyendo el control de dispositivosinmersivos (como gafasestereoscpicas), sonido, texturas, ilu-minacin y programacin de movimien-tos. Estos programas se inscriben en eldesarrollo de sistemas de diseo asisti-do por computadora (CAD), que hanavanzado en capacidades demodelacin volumtrica, representacinrealista y animacin. Pero se distinguende los programas 3D en que permiten

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visualizaciones en tiempo-real, es de-cir, que el usuario decide en el momentola direccin, recorriendo libremente elambiente virtual. Esto implica que el mo-delo debe ser mas simple en geometra ypresentacin grfica por las limitacionesde procesamiento computacional, peropermite realizar acciones interactivas(como abrir una puerta) y visualizarintegralmente el entorno espacial. Esteprograma ha sido utilizado por los inves-tigadores para distintasexperiencias de representacin arqui-tectnica. En una primera etapa de laintegracin de estos programas, se hautilizado un caso original de Unidad deEmergencia Hospitalaria del softwareArena, que esta basado en anteceden-tes estadsticos dados. La Figura 1 pre-senta una vista 2D correspondiente a laanimacin de este modelo. Para estecaso se construy en VRT el modelovirtual correspondiente, basado en laplanta y objetos involucrados (vehcu-los y personas), los detalles de la edifi-cacin y amoblamiento se obtuvieron devisitas a terreno a establecimientos si-milares y del Manual para Diseo de UEHproducido por el Ministerio de Salud. Lafigura 2 presenta el mismo modelocontruido en VRT. En este modelo se haprogramado el desplazamiento de laambulancia, paciente regular y pacientecrtico, que constituyen los objetos concomportamientos mas complejos, ade-ms de efectuar recorridos de visuali-zacin interior y exterior. A su vez se haestudiado la simulacin en Arena paraanalizar la evolucin de los procesos enel tiempo y la extraccin de informacinde sus resultados.

ConclusionesEste artculo ha presentado a la herra-mienta de simulacin como una alternati-va para abordar problemas de flujo depacientes en establecimientos de salud.En los tres casos abordados, la utiliza-cin de la herramienta signific un apor-te importante para el anlisis de los sis-temas estudiados y de igual manera unmtodo para validar la implementacinde alternativas de solucin.

Una segunda parte del proyecto planteala utilizacin de simulacin integrada conrealidad virtual con el fin de representaractividades para el diseo arquitectni-co, aplicada en establecimientos hospi-talarios. Para tal objetivo se utiliz el soft-ware de simulacin ARENA y el de rea-lidad virtual VRT. Esta metodologa per-mitira explorar digitalmente nuevasaproximaciones de diseo arquitectni-co vinculadas al desarrollo de las activi-dades en el tiempo.

BibliografaBaesler, F., Seplveda, J.A., Thompson,W., Kotnour, T., Working with HealthcarePractitioners to Improve HospitalOperations with Simulation, en actas deConferencia Arena Sphere 98,Farmington, Pittsburgh, USA, pp. 122-130, 1998

Seplveda, J.A.,., Thompson, W.,Baesler, F., Alvarez, M., The Use ofSimulation for Process Improvement in aCancer Treatment Center, en actas deconferencia Winter SimulationConference 99, Phoenix, Arizona, USA,pp. 1551-1548, 1999

Seplveda, J., Baesler, F., Thompson, W.,The Use Of Simulation For ProcessImprovement In An EmergencyDepartment, aceptada en ConferenciaASM (2001), Marbella, Espaa , 2001

Modelamiento en VRT