Главная > Разное > Математика в биологии и медицине
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

12.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БОЛЬНИЦ

Предыдущий раздел был посвящен главным образом определению общей потребности в средствах для стационарного лечения, выраженной через число коек по различным медицинским специальностям. Допустим теперь, что эта задача решена применительно к новой больнице, строительство которой только намечается. Каким образом спроектировать здание так, чтобы деятельность всей сложной системы больничных служб была максимально эффективной? Во многом это по существу архитектурная задача. В принципе заказчик указывает, какие именно цели он ставит перед собой, а архитектор предлагает один или несколько возможных проектов, в которых надлежащим образом должны быть учтены эстетические, экономические, технические и функциональные требования. На практике больничный комитет может изучить в чертежах проекты зданий, представленные различными архитекторами, и выбрать тот из них, который, по их мнению, является наилучшим. Никто не сомневается в том, что обычно заказчик знает, что именно ему нужно. Трудность состоит в том, чтобы перевести общую цель эффективного оказания медицинской помощи в такие категории, на которых можно было бы основывать выбор конкретных деталей архитектурных проектов.

По-видимому, еще далеко то время, когда можно будет математически рассчитать полный проект здания, наиболее эффективно удовлетворяющего определенным требованиям. Однако рассчитать некоторые последствия принятия любого данного проекта и, следовательно, провести количественное сравнение разных проектов можно уже сейчас. Таким образом, в некоторых вопросах, где раньше можно было высказывать только догадки, мы теперь можем пользоваться численными критериями. Такой подход позволит заказчику более четко формулировать основные требования к проекту больницы, а архитекторам — оценивать, насколько будут приемлемы их предварительные планы. Трудно предвидеть, каким путем пойдет развитие в дальнейшем, однако ясно, что пока достигнут лишь первый этап в разработке научных методов проектирования зданий, базирующийся на значительно более количественной основе.

Рассмотрим вначале ряд проблем, связанных с проектированием отделения больницы, поскольку их можно рассматривать независимо от общего проекта больницы в целом. Большая часть основной работы первоначально была выполнена Наффилдским медицинским центром [48]; с вопросами статистики при проектировании больниц можно познакомиться в одной из работ автора [5].

Одно из самых важных требований, предъявляемых к отделению, — его относительная компактность. Если оно слишком длинно и различные вспомогательные помещения расположены на одном его конце, то медицинским сестрам и санитаркам придется совершать много ненужных переходов. Относительные достоинства различных проектов нельзя обнаружить непосредственно путем простого наблюдения, так как маршруты движения медицинских сестер от койки к койке, между палатой и сестринским постом, изолятором и т. д. также значительно влияют на общую длину проходимого ими расстояния. Один из способов измерения этой деятельности, которую никогда по-настоящему не проверяли, состоит в определении средней типичной схемы движения между всеми основными элементами отделения; для этого необходимо провести обследования в целой группе больниц, выбранной надлежащим образом. На основании такой типичной схемы для отделения с определенной специализацией можно будет установить среднее число переходов, скажем, между сестринским постом и палатами за сутки или за смену. Возможно, потребуется также описать более точно схему движения персонала внутри одной палаты между различными койками.

Какой бы метод получения стандартной схемы ни был выбран, ее можно будет использовать для различных проектов отделения и получить показатель его относительной компактности. Разумеется, этому показателю нельзя будет придавать решающее значение, однако он явится одним из численных параметров, которые должны приниматься во внимание. При прочих равных условиях необходимо выбирать наиболее компактный проект, обеспечивающий минимальную дальность передвижения за время дежурства.

Существуют, однако, пределы целесообразной компактности. В частности, недопустима скученность, которая способствует передаче инфекции; важно также наличие свободного пространства вокруг коек, так как иначе медицинский персонал не будет иметь возможности выполнять свои обязанности; все эти соображения необходимо учитывать при планировании расстояния между койками. Количественный показатель связи между скученностью и передачей инфекции еще не разработан, но учет потребностей медицинского персонала — это вполне выполнимая задача. В упоминавшемся здесь исследовании, проведенном Наффилдским центром, различные операции, выполняемые медицинскими сестрами, были засняты на кинопленку. Полы в палате были разбиты на квадраты со стороной 30 см, а над каждой койкой были установлены часы. После этого не представило труда построить кривую плотности распределения доли времени, в течение которого персоналу требовалось различное пространство вокруг коек. Так, при заправке постели 86% времени санитарка находится не далее 60 см от койки, а 98% времени — не далее 75 см. При более сложных процедурах, например при внутривенных вливаниях или при усаживании больного в кресло-каталку, требуется больше места, но и в этих случаях персонал не выходит за пределы 1,2 м. В некоторых частных случаях требуется дополнительное пространство. Так, для установки кислородной палатки над постелью больного нужны две медицинские сестры и две санитарки. Около 28% времени вся эта операция производится на расстоянии от койки, превышающем 1,2 м, но так как вся она занимает меньше минуты, ясно, что детальный статистический анализ здесь не нужен. Практически расстояние между койками 1,2 м вполне достаточно и удобно. Лишь изредка такое пространство может оказаться для медицинской сестры тесноватым. Если принять ширину койки равной 90 см, то ясно, что достаточное расстояние между серединой коек составляет 2,1 м.

В проекте отделения следует учесть также необходимость в таких помещениях, как туалеты, ванные комнаты и холлы. Потребность в этих помещениях в значительной степени зависит от числа ходячих больных и больных, находящихся не на строгом постельном режиме, а это в свою очередь зависит от специализации отделения, а также от характера лечебного учреждения.

Очевидно, что эта величина значительно варьирует ото дня ко дню, однако некоторая численная информация о ее статистическом характере была получена следующим образом. В течение определенного промежутка времени врач обследовал больных в отделениях различного профиля и не только регистрировал число ходячих больных и больных со строгим и нестрогим постельным режимом, но и оценивал, какой была бы численность этих трех категорий больных, если бы: 1) была принята традиционная система ведения больных и 2) была принята система, предусматривающая раннюю отмену постельного режима. Естественно, что многие из этих оценок весьма субъективны, однако численные данные для больных хирургического отделения, приведенные в табл. 22, весьма наглядны.

Таблица 22. Относительное число ходячих больных хирургического отделения при различных системах ведения больного

Разница между процентом больных со строгим постельным режимом при традиционной системе и процентом, ожидаемым при ранней отмене постельного режима, очень значительна, и учет этого обстоятельства может вызвать весьма серьезные изменения в проекте отделения. Для того чтобы использовать эти данные при проектировании, нужно было бы вычислить предполагаемое число больных, которые будут находиться в различных помещениях данного отделения. Чтобы сделать это правильно, потребуются уточненные материалы обследований, а также информация о том, какой принцип ведения больных будет принят. Конечно, могут возникнуть различные неясности и трудности, но главное — это то. что при наличии такого количественного справочного материала архитекторам и врачам будет значительно легче найти приемлемое решение.

Еще одним аспектом, который следует учитывать при разработке отделения, является число коек, которое необходимо установить в изоляторах, в отличие от числа коек в общих палатах.

Необходимость в нескольких однокоечных палатах обусловлена целым рядом причин. Например, у больного может быть инфекционное заболевание или он обладает повышенной восприимчивостью к инфекции; бывают также очень беспокойные больные или больные с повышенной чувствительностью к внешним раздражителям. Потребность в изоляторах также сильно варьирует, однако очень важно определить их оптимальное число для каждого отделения. Выявление важнейших особенностей этой задачи требует более детального математического анализа, который, оказывается, возможен. Этот анализ позволяет проиллюстрировать нередко возникающее затруднение общего характера, а именно столкновение между двумя противоречивыми требованиями. Очевидно, что если бы все койки были установлены в отдельных палатах, то потребность в таких палатах всегда удовлетворялась бы полностью (за исключением того редкого случая, когда все отделение переполнено больными, остро нуждающимися в изоляции). Однако при такой проектировке изоляторы значительную часть времени не будут использоваться по своему прямому назначению. Это может оказаться неэкономичным и привести к определенным неудобствам для медицинского персонала. В то же время если в проекте будет предусмотрено лишь очень небольшое число отдельных палат, то они почти всегда будут использоваться по назначению, однако значительная часть потребности останется неудовлетворенной. Ясно, что необходимо найти какое-то компромиссное решение.

Для этого можно провести в каких-либо других больницах обследование отделения такого же профиля, как и то, для которого производится расчет, и, исходя из полученных данных, найти вероятность того, что в какой-либо из дней данному больному потребуется отдельная палата. На этом основании для отделения определенного размера можно будет найти среднее число больных, для которых потребуется изолятор. Однако вследствие значительных статистических колебаний, наблюдающихся в небольших отделениях, это среднее число не обязательно будет оптимальным. Для проведения более точного расчета введем следующие два понятия: 1) коэффициент обеспеченности, т. е. та доля фактической потребности в однокоечных палатах, которая может быть удовлетворена, и 2) коэффициент, использования, т. е. доля времени, в течение которого эти палаты используются по своему прямому назначению. Например, в одном из обследований вероятность того, что какого-либо больного в какой-то день потребуется поместить в изолятор, оказалась равной примерно 0,3. Следовательно, для отделения на 16 человек потребуется койки, т. е. около 5 коек. Что же даст такое число коек на практике?

Довольно простая математическая модель состоит в следующем. Пусть вероятность того, что данному больному в один из дней потребуется отдельная палата, равна . Тогда для отделения на человек вероятность того, что гбольным потребуется отдельная палата, будет иметь биномиальное распределение

(12.10)

а среднее число таких палат составит пр. Представим себе, что мы обеспечены произвольным числом а отдельных палат. Среднее число больных, находящихся в таких палатах и действительно нуждающихся в изоляции, равно

(12.11)

Первый член выражения (12.11) соответствует числу больных в те дни, когда спрос может удовлетворяться полностью, а второй член относится к случаям, когда спрос превышает предложение. Если коэффициент обеспеченности равен а коэффициент использования равен то легко видеть, что

(12.12)

Простые вычисления, основанные на формулах (12.11) и (12.12), дают результаты, показанные в табл. 23.

Таблица 23. Коэффициенты обеспеченности и коэффициенты использования для отделения на 16 человек

Если в отделении имеется пять однокоечных палат, то спрос будет удовлетворен на 87%, а койки будут использоваться по своему прямому назначению в 83% случаев. Это, по существу, оптимальное равновесие, хотя коэффициент обеспеченности можно, например, увеличить до 0,94 за счет уменьшения коэффициента использования до 0,75.

Если изолированных палат будет меньше, то равновесие сдвинется в другую сторону. В общем если число изоляторов примерно равно среднему спросу (4,8 койки в приведенном здесь примере), то в больших отделениях достигается довольно оптимальное соотношение между этими противоречивыми требованиями. Однако в небольших отделениях трудно поддерживать высокие значения обоих коэффициентов одновременно. В этих случаях целесообразнее воспользоваться вычисленными данными, аналогичными приведенным в табл. 23. На основании результатов, представленных в таком виде, математик, правда, не сможет сообщить медицинскому персоналу необходимые для них данные или посоветовать архитектору, какой план следует выбрать, но все же каждый из них получит более точное представление о том, что скрывается за различными вариантами проекта, и это позволит проводить совместное обсуждение проекта на более рациональной основе.

Разумеется, существует много других аспектов организации отделения больницы, которые можно подвергнуть количественному анализу с целью более эффективной разработки новых проектов. То же относится и к большинству других помещений больницы: операционных, рентгеновских кабинетов, амбулаторного отделения и т. д. Помимо вопросов, связанных с улучшением функциональной эффективности различных отделений больницы, существует также вопрос их взаимодействия. Рассмотрим, например, потоки людей и различных материальных объектов, циркулирующие внутри больницы. Вообще говоря, участки с большой интенсивностью взаимных потоков должны располагаться поблизости, а участки, меньше связанные друг с другом, находиться на большем расстоянии один от другого. Отступления от этого принципа могут вызываться необходимостью оказания неотложной помощи или удобством административного управления. Различают два основных понятия: общую интенсивность потока между любыми двумя участками, которую желательно свести к минимуму, чтобы сократить расстояния перехода для больных и обслуживающего персонала, а также уменьшить количество шума и грязи, и плотность потока, изменяющуюся с течением времени и в зависимости от места. Ее также по возможности необходимо уменьшать хотя бы в такой степени, чтобы исключить образование местных перегрузок и узких мест.

Основные проблемы обычно связаны с приемом амбулаторных больных, приемом посетителей и работой пассажирских лифтов. Часто бывает достаточно рассмотреть предложенные проекты больницы с учетом этих основных источников потока. Конкретные численные оценки интенсивности и плотности потоков можно определить с помощью сложных и дорогостоящих обследований существующих лечебных учреждений, однако полученные данные могут не подойти к новому проекту.

По-видимому, более целесообразно построить априорные предсказания. Предполагаемое общее число амбулаторных больных, которых придется обслуживать по той или иной специальности, можно получить с помощью исследования, аналогичного описанному в разд. 12.2 для стационарных больных. Конкретная схема потока амбулаторных больных зависит частично от проекта лечебного учреждения, а частично от принятого порядка обслуживания, поэтому необходимо учитывать предполагаемую организацию обслуживания амбулаторных больных.

Поток посетителей часто определяется соотношением «два человека на одного больного». Влияние этого потока на общую интенсивность потока зависит от расписания приема посетителей и расположения лестниц и лифтов. Правильная организация приема посетителей имеет важнейшее значение для преодоления трудностей, связанных с движением потоков.

Перевозка людей в лифтах представляет собой более сложную проблему, и на практике часто можно наблюдать, что подъемные устройства обладают недостаточной пропускной способностью. Расчет потребности в лифтах часто строится на коммерческих эмпирических методах, не имеющих рациональной основы, и маловероятно, чтобы эти методы были пригодны для больниц. Работа лифтов связана с некоторыми довольно сложными процессами массового обслуживания. Вопрос о целесообразности детального математического исследования работы лифтов еще требует дополнительного обсуждения. Возможно, было бы полезно заблаговременно рассчитать, к каким последствиям приведет применение подъемников различного типа.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление