科学家开发了一种算法来帮助缓解NHS的压力
新的研究表明,一种算法可以用于帮助优化COVID-19大流行期间的医疗资源共享,防止NHS重症监护病房(ICU)不堪重负。
这项由伦敦玛丽女王大学领导的研究提出了一种负载平衡方法,可以在医院之间转移重症监护病房患者,并优化分配新患者,这可能有助于减轻美国卫生系统的压力第二波以及潜在的后续浪潮。
该研究团队包括来自埃克塞特大学和布里斯托尔大学的科学家,他们使用英国国民医疗服务体系和西班牙卫生系统的可用数据测试了该算法。他们证明了数学方法可以帮助重新分配多达1000名重症监护室患者,否则这些患者可能无法得到适当的重症监护。
在大流行期间,各国对重症监护病房的需求各不相同,一些医院在疫情爆发初期接收了大量患者,而另一些医院则未受影响。这些需求的差异创造了一个机会,通过将病人从需求高的地区转移到有空闲容量的当地医院,来平衡各医院的病人入院负荷。
重路由和负载平衡解决方案在计算机网络等领域有着悠久的历史,在这些领域中,通常不同的任务被分配到不同的互连服务器上,服务器可以通信和传输任务,以最小化全局处理时间。在本研究中,研究人员采用了类似的方法来管理ICU资源医院网络,其中要分配的“负荷”是ICU患者或呼吸机的数量,并且在医院之间进行重新路由。
通过使用该算法,研究人员表明,当全国ICU需求一致时,在算法的单个步骤中,可以在不需要增加容量的情况下,在英国获得多达1000个额外病例。在更现实的情况下,我们看到医院或地区之间的需求差异,科学家们发现,他们的新方法在本地共享资源时,在西班牙系统中每一步可以平衡大约600张床位,在全国范围内共享时,每一步可以平衡1300多张床位,这可能挽救很大一部分无法进入icu的生命。
希望这种数学方法也可以用于在疫情开始下降时帮助减少需求,使医院尽可能有效地恢复正常。
埃克塞特大学数据分析高级讲师Leon Danon博士说:“当前的COVID-19大流行使许多国家卫生系统面临巨大压力,特别是对icu和呼吸机来说。到目前为止,在高需求时期平衡病人负荷是自发发生的,例如,医院与其他当地医院的同事分享关于需求和可用资源的日常信息。虽然这种快速行动可以立即提供帮助,但一旦多家医院不堪重负,需求模式就会变得更加复杂,需要更系统的方法。我们的负荷分担方法可以帮助防止卫生服务因重症监护的过度需求而不堪重负,这一点在我们目前经历的第二波疫情可能与流感季节同时出现的情况下尤为重要。”
玛丽女王学院应用数学读者Lucas Lacasa博士说:“我们已经验证了该方法与来自英国和西班牙的真实数据的有效性,并表明它可以用于实时负载平衡患者。我们目前正在探索如何在医疗保健系统中实施该方法,并正在为NHS或其他机构开发一个用户友好的界面卫生系统在全球范围内,能够将这项技术嵌入到每个国家已经部署的管理大流行的一系列措施中。”
“这种方法也很容易移植到其他国家,虽然这种负载分担算法主要是为当前的大流行而开发的,但没有理由不能使用类似的方法来平衡其他医疗资源的负载。”
这项研究发表在《公共科学图书馆•综合》.