Geri Dön

Mathematical and statistical modelling of hospital-acquired infections in an intensive care unit

Hastane kaynakli enfeksiyonlarin bir yogun bakim ünitesi ıçin ıstatistiksel ve matematiksel modellenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 637621
  2. Yazar: MARAL TAHER SHABESTARI
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİNE YAYLALI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 85

Özet

Günümüzde sağlık hizmetleri ve enfeksiyon kontrol önlemlerindeki gelişmelere rağmen sağlık hizmeti ilişkili enfeksiyonlar (SHİE), eski adıyla hastane enfeksiyonları, güncelliğini korumaya devam etmektedir. SHİE'ler insidans, mortaliteye ve yaşam kalitesi üzerine etkisi, sağlık maliyetlerini artırması, antibiyotik direnci gelişimine katkısı ve getirdiği ek sağlık hizmeti yükü gibi sebepler, yanı sıra sağlık hizmetlerine toplumun güvenini olumsuz etkilemesi ve hukuksal boyutu nedeni ile önemli bir halk sağlığı sorunudur. Amerika Birleşik Devletleri (ABD)'nde SHİE'lerin yılda en az 30.000 ölüme neden olduğu, hastanede yatış süresini hasta başına 7-10 gün uzattığı ve yıllık 5-10 milyar dolarlık ek maliyete neden olduğu bildirilmiştir. 2009 yılında 6 milyar olan dünya nüfusunun %5'inin hastaneye yattığı ve yaklaşık %5'inde SHİE geliştiği bilinmektedir. Her yıl dünya genelinde 300 milyon yatış, 15 milyon hastane enfeksiyonu ve %10 ölüme katkı ile 1.5 milyon ölümün SHİE nedenli olduğu tahmin edilmektedir. Gelişmiş ülkelerde SHİE'lerin oranı %5-10 iken gelişmekte olan ülkelerde %25'lere vardığı bildirilmektedir. Bu enfeksiyonların gelişmekte olan ülkelerde %20 ve gelişmiş olan ülkelerde ise %40'dan fazla önlenebilir olduğu düşünülmektedir. Enfeksiyon kontrol önlemlerinin kalitesi genel olarak sağlık hizmeti kalitesinin de bir göstergesidir.Bu durumun en çarpıcı örneklerinden biri organ nakli sonrası gelişen SHİE'ye bağlı görülen ölümlerdir. Tanı ve tedavilerdeki gelişmelerle birlikte yaşam süresi uzamış ancak SHİE riskini arttıran sağlık hizmetleri de artmıştır. Bu nedenle son 30-40 yılda SHİE'ler giderek artan bir ilgi odağı olmuştur. 1970'li yılların başında hastane enfeksiyonlarının kontrolünün etkinliği çalış-masında ABD hastanelerinde sürveyans ve/veya enfeksiyon kontrol önlemlerinin uygulanmasının SHİE'leri önleyici etkisi kanıtlanmıştır. Ayrıca enfeksiyon kontrol hemşireliğinin önemi de ortaya konduğu bu çalışmada SHİE'lerin genel olarak %32 oranında önlenebilir olduğunun gösterilmesi de SHİE'lere olan ilgiye ivme kazandırmıştır. Matematiksel modeller sağlık hizmetleri sırasında enfeksiyon bulaşmasının karmaşık dinamiklerini anlamak için teorik bir çerçeve sunmaktadır.Enfeksiyonları kontrol etmek için çeşitli stratejilerin etkinliklerini ve bunların birleşik etkilerini tahmin etmek için nicel bir yöntem sağlarlar. Son yıllarda araştırmacılar, Ross-MacDonald modelleri adı verilen matematiksel modelin genişletilmiş bir versiyonunu kullanarak hastalar ve sağlık hizmeti sağlayıcıları arasındaki etkileşimleri incelemişlerdir. Bu çalışmada, Ross-MacDonald modeline çevrenin etkisini ekleyerek ve bu sayede tıbbi personelin çevre ile temasının dinamik etkisini hastane enfeksiyonları sayısındaki durumunu incelememizi sağlayacak yeni bir stokastik kompartıman modeli oluşturduk.Tıbbi personel, elini yıkamasına veya temiz ve yeni eldiven kullanmasına rağmen hastalara enfeksiyon bulaşmasına neden olabilir, bunun sebebinin doktor, hemşire ve diğer personelin temiz ellerini veya eldivenlerini hastaların yakınındaki Yüksek Temas Yüzeylerine (YTY) veya klinik malzemelere ve cihazlara dokunup yeniden kontamine olmaları olduğu düşünülmektedir. Bu çalışmada, yoğun bakım üniteleri için daha uygun olduğu için matematik modelleme yöntemleri arasından stokastik modeli tercih ettik. Yoğun bakım ünitesindeki hastalar sabit durumda oldukları için hastane enfeksiyonları oluştur-maları diğer enfekte hastalara temas ile değil, enfekte hastalara temas eden sağlık personeli veya kontamine olan çevre, tıbbi malzeme ve cihazlar nedeniyle olmaktadır. Bu yüzden, oluşturduğumuz modele çevre yoluyla dolaylı kontaminasyonu ekledik. çalışma, Şubat 2016-Eylül 2019 tarihleri arasında Sakarya Üniversitesi Eğitim ve Araştırma Hastanesi (SÜEAH) yoğun bakım ünitelerinde toplanan hastane enfeksiyonları verileri üzerinde çalıştık. SÜEAH, 120'si yoğun bakım hasta yatağı olmak üzere toplam 935 yataklı üçüncü basamak hastanedir. Çalışma 2.ve 3. Düzey 12 yoğun bakım ünitesinde yapıldı. Bu kısımda toplam 75 yoğun bakım yatağı bulunmakta olup kısım başına yatak kapasiteleri 4 ile 9 (ortalama 7 yatak) arasında değişmektedir. Bu tezin temel amaçları aşağıdaki gibidir: • Yoğun bakım üniteleri sağlık hizmeti ilişkili enfeksiyonlar (SHİE) açısından riskli birimlerdir. Yoğun bakım ünitesinde enfeksiyon kontrol programının temelini temizlik-dezenfeksiyon uygulamaları oluşturur. Hastane ortamının temizlik ve dezenfeksiyonunun uygun şekilde yapılmaması SHİE'ye ve mikroorganizmaların yayılmasına neden olabilmektedir. Bu çalışmanın amacı yoğun bakım ünitesinde, ultraviole (UV) işaretleyen doğal boya ile yapılan hastane temizlik kontrolü uygulamasının etkinliğini değerlendirmektir. • Bu çalışmada, hastane enfeksiyonlarında çevresel kontaminasyonun rolü ve hastane temizliğinin ve sıklığının etkisini değerlendirmektir. Bununla beraber, yoğun bakım ünitesindeki hastalar için doktor ve hemşire gibi tıbbi personelin ve çevre ile iletişimlerinin SHİE bulaşım dinamiklerini nasıl etkilediklerini stokastik bir simulasyon modeli ile incelemektedir. • Oluşturduğumuz matematiksel modeli kullanarak Sakarya Üniversitesi Eğitim ve Araştırma Hastanesi Yoğun Bakım Ünitesi için günlük/yıllık hastane enfeksiyonları tahminlerinde bulunmaktır. • Ek olarak, modelin parametrelerini tek tek ve birlikte değerlendirilmesi ile yoğun bakım ünitesinde hastane enfeksiyonlarının azaltılması için en uygun kontrol yöntemlerinin belirlemektir. Bu çalışmada bulaşıcılık, el hijyeni, çevre temizlik verimliliği, el yıkama ve temizlik sıklığı, yoğun bakım ünitesi yatış ve taburcu olma oranı gibi çeşitli müdahalelerin etkilerini analiz ettik. Bu araştırmanın sonuçları aşağıdaki gibidir: • Yapılan istatistiksel analize göre, UV ile işaretlenerek yapılan hastane temizlik kontrolünün hastane enfeksiyonlarını azaltmada istatistiksel olarak önemli bir etkisinin olmadığını gözlemledik. • Oluşturulan stokastik matematik modelin sonuçlarına göre, bir sene için ortalama enfeksiyon sayıları tahmin edilmiş ve çeşitli kontrol yöntemlerinin etkinlikleri incelenmiştir. Bu yöntemlerden el hijyeni Sakarya Üniversitesi Hastanesi'ndeki şu andaki durumda tek başına etkili olmamakla beraber başka kontrol yöntemleri ile daha etkili olmaktadır. • Modelin diğer sonuçlarından biri yoğun bakım ünitesine çevre kontaminasyonunun enfeksiyon yayılımındaki etkisinin bulunmasıdır. Sonuçlara göre, bu etki az olarak hesaplanmıştır, olası nedeninin indirek bulaşımla riskin azalması olduğu düşünülmüştür. SHİE'lerin yoğun bakım ünitelerinde azaltılması için kontrol yöntemleri incelenmiş ve etkinlikleri karşılaştırılmıştır. Özet olarak, temel sonuçlar aşağıdaki gibidir: • Tıbbi personel ile yatan hastalar arasında temasın artırılması SHİE sayısında artışa neden olmaktadır. • Yatış sırasında enfekte olan hastalarının oranının artması, SHİE sayısının önemli oranda artırılmasına sebep olmuştur. Sakarya Üniversitesi Eğitim ve Araştırma Hastanesi Aralık 2017-Eylül 2019 tarihleri arasında yoğun bakım ünitesinde toplanan hastane enfeksiyonları ile ilgili verileri kullanılmıştır. Bu tarihlerdeki gerçek vaka sayıları, modelden elde edilen sonuçlarının oluşturduğu alt ve üst limitler arasında olduğu gözlenilmiştir. Bu durumda modelin geçerli olduğu söylenebilir. Ek olarak, SÜEAH'nesinden elde edilen verileri kullanarak çevre temizliği ve etkinliğini değerlendirmek için bir regresyon modeli oluşturduk. Regresyon modelinin sonuçlarına göre toplam enfeksiyon sayısı ile temizlik arasında istatistiksel olarak anlamlı bir doğrusal ilişki olmadığını göstermiştir. Bu sonuçlar, çevreyi temizlemenin hastanemizdeki SHİE'yi azaltmada önemli bir rol oynamadığına dair tahminlerimizi doğrulamıştır.

Özet (Çeviri)

Despite advances in biology and medicine, in the last decades, the incidence of health-associated infections (HAIs) has increased. HAIs seem to be the most serious immediate event in healthcare settings, negatively impacting up to one in three patients in ICUs in the developed countries. In Europe, HAIs cause 16 million extra-day hospital stays 37000 deaths, and an additional 110000 deaths each year. Annual reported financial losses are estimated at around euro 7 billion, including direct costs only. In the US, about 99000 deaths were related to HAI in 2002, and the annual economic effects have been estimated at around US $ 6,5 billion in 2004. In Turkey, it has been estimated that an additional \$48 million was spent in hospitals in Turkey in 1995 for the management of health-related infections. Over the past few years, mathematical models provide a theoretical framework for understanding the complex dynamics of transmission in health care. They provide a quantitative method to estimate the impact of various strategies for controlling infections and their combined effects. Recently, researchers have studied the interactions between patients and health care providers (HCWs) using an extended version of the S-I model called the Ross-MacDonald models. By adding the environment compartment to this method, we presented a stochastic compartmental model that describes the dynamics of patient-to-patient transmission, taking into consideration the interaction between medical personnel and environmental contamination since the staff may touch High Touch Surfaces(HTS) or clinical types of equipment near patients even after washing their hands or using new gloves and may become contaminated again. Our choice of mathematical model was stochastic models because this type of models are more suitable for ICU cases. Since ICU patients are supposed to be in a stationary state, we can neglect indirect contamination via environmental exposure in our model. The main objectives of this thesis were as follows: • To assess whether a cleaning control program in Sakarya University Training and Research Hospital effectively reduces the burden of HAI. • To evaluate the role of environmental contamination in the transmission of HAI and propose a stochastic simulation model to represent the dynamics of HAI transmission between patients, HCW, and the environment in the ICU. • To examine the influence of infection control interventions by adjusting the values of the parameters or parameter combinations in the stochastic simulation model and to evaluate the most appropriate control methods for the ICU. We analyzed the effects of various interventions including transmissibility, hand hygiene, environmental cleaning, frequency of hand-washing and cleaning, the proportion of infected patients in admission and discharge rates. The results of this research were as follows: • Based on the statistical analysis conducted on the data provided by the Sakarya Research and Training Hospital (SRTH), the cleaning control intervention has no significant impact on reducing infection rates. • Based on the stochastic mathematical model of HAIs in the ICU, • The model predicts a significant increase in the HAI rate if the effectiveness of the hand hygiene is below 40 percent, and increasing the effectiveness of hand decontamination above approximately 40 percent would make very little difference to the frequency and severity of the number of patients infected. • The role of the ICU environment in the infection transmission was relatively minor as only medical personnel, but not patients, could obtain pathogens directly from contaminated surfaces. The number of infected patients from December 2017 through September 2019 were used for model validation. The number of infections predicted with our stochastic simulation model for 50 replications include the real data, thus we concluded that our model is validated and it could predict future infections in the ICU accurately. We also performed a simple linear regression to evaluate the environmental cleaning efficiency obtained from the hospital. The results showed that there is no statistically significant relationship between total infection and cleaning. These results confirmed our predictions of simulation that cleaning the environment does not play a significant role in reducing HAI in our hospital.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    540102

    Development of heuristic optimization methods and experimental simulation design for the components and resources of healthcare

    Sağlık bileşenleri ve kaynakları için sezgisel optimizasyon yöntemlerinin ve deneysel simülasyon tasarımının geliştirilmesi

    ABDULKADİR ATALAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM ÇAĞRI DÖNMEZ

  2. Tez No

    356059

    Meme merkezinde hasta akış diyagramının oluşturulması ve iyileştirilmesi

    Modeling and improvement of patient flow chart in a breast cancer center

    DUYGU ARSOY İLİKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Hastanelerİstanbul Teknik Üniversitesi

    İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. HATİCE AKDAĞ

  3. Tez No

    687375

    Evde sağlık hizmetleri çizelgeleme ve rotalama problemi: Matematiksel modeller ve meta-sezgisel algoritmalar

    Home health care scheduling and routing problem: Mathematical models and meta-heuristics algorithms

    ASİYE ÖZGE DENGİZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBaşkent Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KUMRU DİDEM ATALAY

    PROF. DR. FULYA ALTIPARMAK

  4. Tez No

    710689

    Markov zincir modeli ve SEIARD modeli kullanılarak Türkiye'deki COVID-19 vaka sayılarının incelenmesi

    Examination of the number of cases in Turkey COVID-19 using Markov chains model and model SEIARD

    İSMAİL TEKŞUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    MatematikSiirt Üniversitesi

    Matematik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ RUKİYE ŞAMCI KARADENİZ

  5. Tez No

    646900

    Inter-city travel estimation incorparating 2-level spatial interaction modelling: An examination on travels between metropolitan city of Istanbul & Konya

    2 katmanlı mekansal etkileşim modeli kullanılarak kentler arası ulaşım talep tahmini: Konya ve İstanbul kentleri arasındaki yolculuklar üzerinde inceleme

    SEÇKİN ÇİRİŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜSEYİN ONUR TEZCAN

Geri Dön