Repositorio
Institucional

Watzinger, Sven

A flexible hybrid simulation model for hospital capacity management through multimodal transfers of COVID-19 patients

ELSEVIER

SIMULATION MODELLING PRACTICE AND THEORY

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The global pandemic provoked by the SARS-CoV-2 virus in recent years has presented new challenges to health care systems. One major issue is the risk of overloading hospital capacities during regional surges, especially in intensive care units. Strategic patient transfers between regions with different loads can mitigate this risk. To coordinate such nationwide strategic patient transfers in Germany, the clover-leaf system was initiated. The transfer decision consists of allocating patients to destination hospitals as well as scheduling patients on transport vehicles which includes the possibility of combining different modes of transport, for instance ground-based with an ambulance and air-based with a helicopter, during one transfer. As potentially conflicting objective dimensions the impact of the transfers on the transferred patients and the impact on loads in intensive care units have to be considered. To support the decision makers a hybrid simulation model combining agent-based and discrete-event modeling is developed by an interdisciplinary team of medical and operations research experts. The main contribution of the simulation model is the modeling of multimodal patient transfers which to the best of our knowledge has not been considered in the existing literature. Next to the simulation model, several transfer strategies in the form of decision rules are proposed. These transfer strategies are used to benchmark transfer plans created by the decision makers in a test scenario based on nationwide data of the German health care system. Using simulation allowed to evaluate the transfer plans in different objective dimensions and informed the decision-making process.La pandemia mundial provocada por el virus SARS-CoV-2 en los últimos años ha planteado nuevos desafíos a los sistemas de salud. Un problema importante es el riesgo de sobrecarga de la capacidad hospitalaria durante los picos regionales, especialmente en las unidades de cuidados intensivos. Los traslados estratégicos de pacientes entre regiones con diferentes cargas pueden mitigar este riesgo. Para coordinar dichos traslados estratégicos a nivel nacional en Alemania, se implementó el sistema de trébol. La decisión de traslado consiste en asignar pacientes a hospitales de destino y programar su transporte en vehículos, lo que incluye la posibilidad de combinar diferentes modos de transporte, por ejemplo, terrestre con ambulancia y aéreo con helicóptero, durante un mismo traslado. Como dimensiones objetivas potencialmente conflictivas, deben considerarse el impacto de los traslados en los pacientes trasladados y el impacto en la carga de las unidades de cuidados intensivos. Para apoyar a los responsables de la toma de decisiones, un equipo interdisciplinario de expertos en medicina e investigación operativa ha desarrollado un modelo de simulación híbrido que combina modelado basado en agentes y de eventos discretos. La principal contribución del modelo de simulación es la modelización de traslados multimodales de pacientes, que, hasta donde sabemos, no se ha considerado en la literatura existente. Además del modelo de simulación, se proponen diversas estrategias de transferencia en forma de reglas de decisión. Estas estrategias se utilizan para comparar los planes de transferencia elaborados por los responsables de la toma de decisiones en un escenario de prueba basado en datos nacionales del sistema sanitario alemán. El uso de la simulación permitió evaluar los planes de transferencia en diferentes dimensiones objetivas y orientó el proceso de toma de decisiones.

artículo original

Simulation

Hybrid simulation

Multimodal transport

Patient transfer

COVID-19

10.1016/j.simpat.2025.103192

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OPTIMIZATION APPROACH

OPERATIONS

IMPROVE

OPTIMIZATION APPROACH

OPERATIONS

IMPROVE

Servicios y Cuidados en Ciencias de la Salud (Administración de Hospitales, financiamiento de la atención hospitalaria)

Ingeniería de Sistemas y Comunicaciones

Enfermedades Infecciosas

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WOS:001554893700001

A flexible hybrid simulation model for hospital capacity management through multimodal transfers of COVID-19 patients

artículo original

ELSEVIER

SIMULATION MODELLING PRACTICE AND THEORY

Computer Science, Interdisciplinary Applications

Computer Science, Software Engineering

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1569-190X

CC BY 4.0

German Federal Ministry of Health

German Federal Ministry of Health

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