医疗后送仿真及后送工具配置研究
【摘要】 对医疗后送过程中伤员产生、救治和后送三个环节进行了描述，并建立医疗后送仿真模型，通过该仿真模型对师救护所后送工具的配置进行了探讨，结果表明模拟方法是研究后送工具配置的一种有效的方法，可为战时卫生资源优化配置研究提供一个很好的思路。
【关键词】 仿真 医疗后送 后送工具 配置
1 前言
战时后送装备包括急救车、救护车、中型伤员运输车、伤员附加装置、担架等卫生装备，这些装备如何合理的编配到各级救治机构，长期以来一直是围绕卫勤研究领域的一大难题。它不仅包括后送工具品种和数量上的配置，还包括医疗后送过程中后送工具使用过程中的优化配置。后送工具是寓于各级救治机构内并在救治机构间不断运动的，因伤员发生的随机性、伤员救治和后送的不确定性，后送工具的配置很难用确定的解析方法或运筹学方法解决。因此，只能采用模拟的方法研究后送工具的配置。
2 模拟模型
利用系统论的观点分解医疗后送过程，将医疗后送过程分解成各系统要素构成的有机联系的整体。从数学角度上看，医疗后送的模拟模型是一个过程描述性的模型，它是根据战时医疗后送中各个具体过程抽象而成的。
2.1 医疗后送的系统成分
根据战争的卫勤保障特点，战时我军采用分级救治的医疗后送体制。战术区救治机构以作战部队本身的卫勤力量为主，由连抢救组和营、团、师救护所组成，其中连抢救组和营救护所实施急救，团救护所实施紧急救治，师救护所实施早期。考虑到急救车和救护车后送工具的勤务功能，一般配置到师救护所，在战术区执行后送救治功能。
战术区医疗后送系统的系统成分包括救治机构、后送工具、伤员。每一级救治机构的医疗后送都是由三部分组成的，如图1所示，包括伤员的产生(到达)、伤员的处置和伤员的后送。伤员产生并到达各级救治机构后，经过各级救治的处置，最终通过后送工具运送到上一级救治机构进行更高一级的救治。伤员一经产生，其伤类、伤情和伤势都是确定的，针对伤类对应的一系列的医疗处置也是确定的，因此产生的伤员是否得到救治、何时救治、是否后送及何时后送，都最终将对后送工具的配置产生影响。因此，建立后送工具配置的概念模型，必须搞清楚三者之间的关系。
2.2 伤员产生
战时的伤员产生具有随机性的特点，战时伤员产生的时间间隔满足以下3个条件：① 独立性：在互不相交的时间区间内伤员产生的数量是相互独立的，即把伤员发生的时间间隔看做是一个无后效性的过程。② 对于充分小的△t>0，在时间区间［t,t+△t］内有一个伤员产生的概率与时间起点t无关，而仅与△t长度成正比。③ 对于充分小的△t>0，在时间区间［t,t+△t］内有一个以上伤员产生的概率几乎为0。
以上特点正是泊松分布的特点，因此可以用泊松流来描述伤员产生的。采用抽随机数的办法确定在一个给定的时间间隔内产生的伤员数，其伤类是根据作战中各伤类出现的概率通过抽随机数确定。
伤员产生所依据的输入数据是伤类库，如表1所示为建立的伤类表，在伤类表中给出了在作战中可能出现的各种伤类，各类伤出现的概率、各种属性，每类伤在各救治机构中所要进行的各种处置、处置的平均时间及处置后对伤员寿命产生的影响。
伤员的救治和后送将根据伤员的优先权来安排，在伤类库中予以表示。伤员的优先权分三类，优先权1的伤员优先安排救治和后送，优先权2和3依次排序。优先权1的伤员是重度危及生命体征即危及呼吸、循环、意识者，如窒息、大出血等；优先权2的伤员中中度伤情比重度要轻，只要短时间内得到及时处理，一般不危及生命，否则伤情很快恶化如单纯性骨折、软组织伤等；优先权3的伤员轻度，血压、呼吸、脉搏等基本生命体征正常，可步行，症状较轻，一般对症处理即可，如无移位的小腿或前臂骨折、一般挫伤、擦伤。表1 伤类表（略)
2.3 伤员救治过程
在医疗后送系统中，伤员的救治是通过各级救治机构内战时卫勤编组来实现的，一般来说，各级救治机构都包括分类组、手术组、重伤救治组及伤员处置组，并根据要求组织伤员后送。以团救护所为例，描述伤员进入救治机构的工作流程。
伤员到达团救护所后，先要经过收容处置组的检伤分类后，按照救治要求送入到不同的处置队列中，一般来说轻伤送入的伤员处置组进行救治，需要手术的伤员送入到手术组中，休克或危急伤员送到重伤处置组中。这期间各类救治组要根据伤员的伤类和伤情安排在各个组中的流动，如有的轻伤伤员经过处置后可能需要手术，则送入到手术组中。同样，手术组中伤员经过手术后也可能送入到伤员处置组中，随后转入后送；重伤处置组可能也要接收术后的伤员，进行重伤处置；所有伤员的流动都根据伤类及救治需要进行安排。在模拟中，将体现伤员的流动过程，最终送到后送程序中。团救护所伤员救治流程见图2。
2.4 伤员后送与后送工具使用
后送是指伤员后送输送工具将下级医疗机构中等待后送队列中的伤员后送到上一级(或两级)医疗机构的过程。后送所需的时间即是输送工具从下级医疗机构到目的医疗机构所需的机动时间。
后送工具包括急救车、救护车、伤员附加装置(运输车)，在可能的情况下，也将救护直升机考虑进去。其基本参数见表2。表2 后送工具参数表（略）
急救车车内的急救设备相当于一家的急诊室，可称流动ICU，主要功能是对危重伤员进行现场急救和监护。其使用规则是一般只运送危重伤员，一次可运送2名卧位危重伤员，或1名卧位危重伤员和2名坐位危重伤员。危重伤员由于危及生命，一产生危重伤员，就立刻后送，无须等待。
救护车一般运送中轻度伤员，一次可运送2名中轻度卧位伤员或1名卧位加2名坐位中度伤员，装满后立刻后送。未满时，可在救治机构内等待，超过规定时间后，未满载也必须后送。汽车运送附加装置以运送中轻度伤员为主，每次可运载6名中轻伤员，装满后立刻后送；未满时，可在救治机构等待，超过规定时间后，未满载也必须后送。
3 模拟思路
3.1 系统的推进方式
医疗后送程模拟中，模拟时间的推进代表了医疗后送过程中时间的推进，系统模拟时钟的推进以各事件发生时间点相互间隔作为步长。由于系统的全部状态仅在各个事件时点才有变化，系统中不活动期间可以通过系统模拟时钟从一个事件时点跳到另一个事件时点而被跳过，此种方式为事件步长法。
医疗后送过程中有很多事件，如伤员的发生、后送、手术等。事件有过程性事件和非过程性两种。过程性事件有开始和结束时间，如后送事件有后送起始时间和后送到达时间，手术时间也有手术开始时间和手术结束时间；非过程性事件只有事件的发生时间，如伤员发生事件只有伤员发生的时间。
医疗后送的机模拟中，将过程性事件的开始时间、结束事件和非过程性事件的发生时间按时间顺序进行升序排列而形成一个事件的时间队列。由于不断有入队列或出队列发生，因此模拟过程中这个队列是不断变化的。
3.2 采用事件调度法的模拟策略
医疗后送系统是离散事件系统，事件的发生引起系统状态的变化(如等待后送的队长等)。用事件的观点分析医疗后送系统，通过定义事件及每个事件发生对系统状态的变化，按时间顺序确定并执行每个事件发生时有关的关系。具体表现在医疗后送模拟模型中，将伤员产生、伤员救护、伤员分类、伤员救治、伤员后送等事件放在事件表中，设置一个时间控制机构，该机构从事件表中选择具有最早发生时刻的事件。模拟策略的趋向控制以事件种类依据，不同种类事件的处理将进入相应的事件处理模块，并在事件处理完后返回时间控制机构，这样医疗后送各事件的选择与处理不断地进行，起到模拟终止的条件或事件产生为止。
4 实例分析
4.1 模拟的初始条件
本模拟的后送区域定义在战术后方区，即师团之间的战术范围。伤员的救治都在团救护所进行，后送任务是由师救护所派出的后送工具完成。伤员产生是在前线发生，按照战伤救治时效理论，2～3小时内就得到紧急救治，即应到达团救护所，由于没有伤员产生到团救护所时间的统计数字，假定伤员在产生和团护所之间的到达时间服从均匀分布，即(120min,180min)，因此伤员到达团救护所的预期寿命必须减去这一均匀分布的到达时间。团救护所执行紧急救治任务，可分为紧急手术和紧急非手术处置，分别由团救护所的手术组、重伤救治组和轻伤救治组完成。团救护所的卫勤参数见表3。表3 团救护所卫勤参数表（略）
假定师救护所保障3个团救护所伤员的后送，将有600名伤员通过三个团救护所，又假定有80%的伤员在团救护所经过救治后转送到后送队列等待后送。师救护所派出的后送工具包括急救车、救护车和伤员附加装置，模拟时，将根据这3种后送工具的不同配置数量，考察不同数量配置时的后送效率。
4.2 模拟的精度
本模拟假定战斗时间为3000分钟(相当于有2天最高战斗减员日)，模拟次数100次。已经测试，模拟次数达到100次，能够满足模拟的精度要求，各种后送效率指标如平均等待后送时间等都在允许误差范围内。
4.3 模拟的输出指标
后送效率反映了后送工具配置的合理情况，而后送工具的合理配置是通过后送等待时间等指标描述的。假定伤员在前线产生后，已经在2～3小时内到达团救护所，在团救护所经过救治后，需要在4～6小时内到达师救护所，因此伤员在从团救护所到师救护所的平均等待时间即不能越过90分钟，又针对不同类伤员后送时效(后送时效包括等待后送时间和后送时间)，假定重症监护伤员后送时效为60分钟，中重度伤员后送时效为90分钟。因此，考察的指标将包括所有伤员总的后送平均等待时间、重伤员后送平均等待时间、中度伤员后送平均等待时间、轻伤员后送平均等待时间、急救车利用率、救护车利用率、伤员附加装置利用率、等待后送时死亡人数、后送时死亡人数、6小时到达率。
4.4 模拟结果
由于不同勤务功能的后送工具主要用来后送不同伤势的伤员，后送效率中各类伤员的平均等待时间将反映各类后送工具配置的合理性。表4所示为急救车数量为3、附加装置数量为6、救护车数量变化时的后送效率表。
从表4中可以看出，急救车数量固定为3时，重伤员后送平均等待时间基本在25分钟左右，变化不大，而中度伤员后送平均等待时间及其它一些后送指标随着救护车数量的变化而变化巨大。如救护车数量为2辆时，中度伤员平均等待后送时间519分钟，后送死亡人数达到99人，6小时后送率为86%；而当增加到4辆时，中度伤员平均等待后送时间减少到22分钟，后送死亡人数也降到17人，6小时后送则增加到97%，变化明显。从后送时效上看，急救车、救护车和伤员附加置配置数量为(3，4，6)时，已符合后送要求。可考虑师救护所三种后送工具的配置数量为(3，4，6)。有关救护车数量和后送效率的关系见图4。表4 后送效率表(救护车数量2～4、急救车数量3和附加装置数（略)注：No.表示序号，JjcN表示急救车数量，JhcN表示救护车数量，FjzzN表示附加装置数量，T?wait表示总的后送平均等待时间，0?wait表示重伤员后送平均等待时间，1?wait表示中伤员后送平均等待时间，2?wait表示轻伤员后送平均等待时间，Jic?A表示急救车利用率，Jhc?A表示救护车利用率，Fjzz?A表示附加装置利用率，W?D表示等待后送时死亡人数，E?D表示后送时死亡人数，6h表示6小时内后送率。
5 结束语
应用模拟方法不仅可以研究后送工具的配置问题，而且也可对救治过程中卫勤编组、手术台服务等人员装备的配置进行研究，本研究在研究后送工具配置的过程中，已经将师团救治机构救治模块考虑进去，即得出后送工具的后送效率结论，也得出了救治机构的救治效率结论。同时，可以看到采用模拟的方法研究伤员后送工具的配置，可为未来我军大型后送车辆、卫生列车等机动卫生装备的立项依据及需求分析上提供一个强有力的工具。
【】
1 秦超，陈国良，方影.基于随机性集合覆盖模型的伤病后送运力预计及优化配置仿真模型设计.第二军医大学学报，2006，27(3)：299～302.
2 李雪芳.计算机海上医疗后送模拟系统研究.1993.
3 王可定.作战模拟理论与方法.长沙：国防科技大学出版社，1999，313～320.
4 Sundstrom SC, Blood CG, Matheny SA. The optimal placement of casualty evacuation assets: a linear programming model. ADA306020, 1996.
5 Matheny SA, Keith DC, Sundstrom SC, et al. A medical planning tool for projecting the required casualty evacuation assets in a military theater of operations. ADA335748，1998.
