Escalonamento de Pacientes em Hospitais

Relat´rio Intercalar o Mestrado Integrado em Engenharia Inform´tica e a Computa¸ao c˜ Agentes e Inteligˆncia Artificial Distribu´ e ıda

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Rua Roberto Frias, sn, 4200-465 Porto, Portugal

Grupo T02 4:
Filipe Miranda - 201207067 - ei12021@fe.up.pt
Jo˜o Bandeira - 201200615 - ei12022@fe.up.pt a Jo˜o de Figueiredo - 201206044 - ei12084@fe.up.pt a 21 de Novembro de 2015
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Conte´ do u 1 Enunciado
1.1 Descri¸˜o do cen´rio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ca a
1.2 Objectivos do trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Resultados esperados e forma de avalia¸˜o . . . . . . . . . . . . . ca 3
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2 Plataforma/Ferramenta
2.1 Para que serve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Descri¸˜o das caracter´ ca ısticas principais . . . . . . . . . . . . . . .

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3 Especifica¸˜o ca 3.1 Identifica¸˜o e caracteriza¸˜o dos agentes (arquitectura, comporca ca tamento, estrat´gias) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e 3.2 Protocolos de interac¸˜o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ca 3.3 Faseamento do projecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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4 Recursos
4.1 Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1.1

Enunciado
Descri¸˜o do cen´rio ca a

Decis˜es de escalonamento de pacientes em hospitais sao por vezes feitas de o forma descentralizadas, ou seja, as unidades hospitalares actuam de maneira idependente das necessidades do paciente, bem como dos horarios das v´rias a especialidades.
S˜o grandes os incentivos para diminuir os custos e melhorar a qualidade a de servi¸o num hospital, como por exemplo, reduzir os tempos de espera nas c unidades. De forma a reduzir custos, as taxas de ocupa¸˜o dos recursos do ca ´ hospital dever˜o ser maximizadas. E contudo, necess´rio um escalonamento a a eficiente para que n˜o ocorram situa¸˜es de bottleneck com as instala¸˜es e a co co recursos.
A admiss˜o de utentes no hospital tem portanto de ser ponderada com a a capacidade das instala¸˜es, de forma a equilibrar a procura e oferta de servi¸o co c e melhorar a sua qualidade

1.2

Objectivos do trabalho

O objectivo deste trabalho ´ criar sistema multiagente que permita o escaloe namento nos diversos servi¸os de um hospital, de forma a optimizar o tempo que c os pacientes tˆm de passar no Hospital, bem como a produtividade dos v´rios e a recursos. 1.3

Resultados esperados e forma de avalia¸˜o ca Com este sistema multiagente espera-se que a aloca¸˜o de pacientes e a ca produtividade do Hospital melhore, sendo que que o paciente dever´ passar a o menor tempo possivel no hospital ou em filas de espera, e que as unidades hospitalares sejam o mais produtivas possiveis (uma utiliza¸˜o mais produtiva ca dos recursos do hospital para realiza¸˜o de exames como diagnosticos, Raio-X, ca pessoal m´dico etc..). e Para avaliar a efectividade do sistema, poderemos comparar o desempenho do escalonamento de pacientes do hospital com sistema de multiagentes e na sua ausencia, analisando o tempo m´dio que um paciente passa no Hospital ou e o numero m´dio de utentes que passa por cada unidade diariamente. e 3

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2.1

Plataforma/Ferramenta
Para que serve

O ponto fundamental deste trabalho incide especificamente nos sistemas de software orientado a agentes, assim sendo, decidimos concentrar-nos numa ferramenta espec´ ıfica de modo a auxiliar o desenvolvimento do projecto. Desta forma, utilizamos o framework JADE (”Java Agent DEvelopment framework”), um ambiente integrado que segue o padr˜o FIPA (Foundation For Intelligent, a Physical Agents), bem estruturado, open source e que facilita o desenvolvimento de aplica¸˜es de agentes, uma vez que disponibilizada uma pan´plia extensa de co o recursos e com o qual podem ser desenvolvidas v´rios tipos de aplica¸˜es para a co dispositivos (servidores por exemplo).

2.2

Descri¸˜o das caracter´ ca ısticas principais

No que concerne `s suas caracter´ a ısticas e arquitectura, o JADE ´ composto e por v´rios elementos entre os quais containers de agentes, que podem estar a distribu´ ıdos na rede. Um container ´ uma estrutura que permite guardar agentes e e ´ respons´vel por disponibilizar todos os recursos que o agente execute e todas e a as suas tarefas. O container pode conter v´rios agentes e a plataforma JADE a pode conter v´rios containers. As Plataformas JADE obrigatoriamente tˆm a e de conter o MainContainer, um container respons´vel pela gest˜o de agentes, a a containers e recursos da plataforma.

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3.1

Especifica¸˜o ca Identifica¸˜o e caracteriza¸˜o dos agentes (arquitecca ca tura, comportamento, estrat´gias) e Recurso
O agente Recurso representar´ os recursos que os pacientes ir˜o ”utilizar”. Os a a recursos ir˜o englobar quer espa¸os f´ a c ısicos (como salas, por exemplo), equipamento hospitalar, e recursos humanos. Sendo assim, um agente Recurso pode representar mais do que um recurso hospitalar. Por exemplo, para ser levado a cabo um exame raio-x, ´ necess´ria a disponibilidade tanto do equipamento e a como do t´cnico que opera o mesmo, no entanto, ser´ representado apenas por e a um agente.
Agrupando mais do que um recurso num s´ agente consegue-se assim dimio nuir a complexidade do sistema, diminuindo tamb´m a probabilidade de falha, e assim como a dificuldade de implementa¸˜o. ca Para permitir uma melhor atribui¸˜o de recursos de acordo com o estado ca actual dos pacientes, o Recurso ir´ tamb´m armazenar informa¸˜o relativa ao a e ca tempo m´dio de dura¸˜o da sua ac¸˜o. e ca ca Paciente
O agente Paciente corresponder´ aos pacientes do hospital. Ter´ associado a si a a uma patologia, e um conjunto de tratamentos associados (que correspondem ` a utiliza¸˜o de determinados recursos). ca 3.2

Protocolos de interac¸˜o ca A um Paciente, dando entrada no hospital, com determinados sintomas, ´ e atribu´ uma patologia, ` qual est´ associado um conjunto de tratamentos. ıda a a A sequˆncia de tratamentos ´ processada pelo comportamento (behaviour ) do e e
Paciente.
Assim que o paciente entra no sistema, ir´ procurar quais os Recursos que a se adequam ao seu tratamento, subscrevendo-os (isto ´, no Recurso a que e se prop˜e utilizar, ficar´ registado este agente). Este processo ser´ feito com o a a recurso `s ferramentas do JADE (neste caso, DirectoryFacilitator - p´ginas amaa a relas) para encontrar Recursos livres.
`
A medida que o comportamento vai processando os tratamentos do Paciente, vai tentando obter ”autoriza¸ao”para utiliza¸˜o dos recursos correspondentes. c˜ ca
Relativamente ao agente Recurso, este ter´ de ter um mecanismo que permita a atribuir a sua utiliza¸˜o ao paciente em maior necessidade, n˜o esquecendo que ca a
´ necess´ria uma gest˜o eficiente da sua ocupa¸˜o pelo que a prioridade dos e a a ca pacientes n˜o ser´ o unico factor a ter em conta. a a ´
Este mecanismo seguir´ um processo semelhante ao de um leil˜o, e dividira a se-´ em trˆs fases: a e
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• An´ ncio u O agente Recurso ter´ de notificar todos os agentes Paciente que o subsa creveram de que est´ dispon´ (livre). Estes, como resposta, enviar˜o a ıvel a informa¸˜o sobre o tempo que esperam demorar at´ concluir o que est˜o ca e a a fazer (se estiverem livres, o tempo ser´ nulo, no entanto, se estiverem a a utilizar um outro Recurso, este tempo ser´ obtido atrav´s do historial de a e tempo m´dio de ocupa¸ao de um Recurso, guardado no mesmo). e c˜
• Licita¸˜o ca Nesta fase, os agentes Paciente far˜o as suas licita¸˜es para obter a utia co liza¸˜o do recurso. O valor da licita¸˜o de um paciente ser´ calculado de ca ca a acordo com o seu preju´ caso n˜o ganhe o leil˜o. ızo a a • Atribui¸˜o ca Nesta fase o agente Recurso avalia as licita¸˜es feitas, e atribui a sua co utiliza¸˜o ao paciente que fez a licita¸˜o mais alta. ca ca

3.3

Faseamento do projecto

1. Criar classes de agentes e sua estrutura, permitindo o teste sem qualquer tipo de prioritiza¸˜o de pacientes, para posterior compara¸˜o com o ca ca algoritmo de ”licita¸˜es”. co 2. Implementar o protocolo de distribui¸˜o de recursos por ”licita¸˜o”, tesca ca tando o mesmo aplicando compara¸˜es com o algoritmo inicial. co 3. Desenvolver uma interface gr´fica para inser¸˜o dinˆmica de agentes no a ca a sistema.

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Recursos

4.1

Bibliografia

Agent-Based Patient Scheduling in Hospitals - Torsten O. Paulussen, Anja
Z¨ller, Franziska Rothla uf, Armin Heinzl, Lars Braubach, Alexander Pokahr, o Winfried Lamersdorf https://paginas.fe.up.pt/~eol/AIAD/1516/trabalhos/Agent-based\%20patient\ %20scheduling\%20in\%20hospitals.pdf
Agent-based Patient Admission Scheduling in Hospitals - Anke K. Hutzschenreutery, Peter A. N. Bosman, Ilona Blonk-Altena, Jan van Aarle, Han La
Poutr´
e

4.2

Software

JAVA Agent DEvelopment Framework - http://jade.tilab.com/

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