A data generator for covid-19 patients’ care requirements inside hospitals

  1. Marin-Garcia, Juan A. 1
  2. Ruiz, Angel 2
  3. Julien, Maheut 1
  4. Garcia-Sabater, Jose P. 1
  1. 1 Universidad Politécnica de Valencia
    info

    Universidad Politécnica de Valencia

    Valencia, España

    ROR https://ror.org/01460j859

  2. 2 FSA ULaval
Journal:
WPOM

ISSN: 1989-9068

Year of publication: 2021

Volume: 12

Issue: 1

Pages: 76-115

Type: Article

DOI: 10.4995/WPOM.15332 DIALNET GOOGLE SCHOLAR

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Sustainable development goals

Abstract

En este trabajo se presenta cómo se ha generado un conjunto de datos verosímiles relacionados con las necesidades de pacientes covid-19 con síntomas severe or critical. Se considerarán las etapas posibles con los conocimientos médicos a fecha de enero de 2021. Los parámetros elegidos en este data set están personalizados para adecuarse a los valores poblacionales de la región de Valencia (Spain), unos 2.5 Millones de habitantes y la evolución de la pandemia entre los meses de septiembre 2020 y marzo 2021, un periodo de tiempo que contemple dos olas completas de pandemia.En contra de lo que cabría esperar, a pesar de la ley de transparencia europea y nacional (BOE-A-2013-12887, 2013; Parlamento Europeo y del Consejo de la Unión Europea, 2019), los datos reales relacionados con la pandemia covid-19, al menos en España, tardan mucho en actualizarse y estar disponibles (normalmente una semana o más días). Además, algunos datos relevantes para trabajar los modelos de gestión de camas de hospital no están accesibles públicamente. Bien porque no se hayan recogido esos datos, o porque los organismos públicos no los ofrecen (a pesar de tenerlos indexados en sus bases de datos), o los ofrecen camuflados en indicadores procesados y no muestran los datos en bruto, o simplemente los publican en un formato de difícil reutilización (por ejemplo, en documentos PDF en lugar de en tablas CSV). A pesar de que los sistemas de información de los hospitales son bastante potentes, siguen existiendo datos que ni siquiera están recogidos adecuadamente en el sistema de información de salud.Por otra parte, los datos recogidos en un hospital dependen de las estrategias y practicas propias de ese hospital o sistema de salud. Este efecto limita la generalización de los datos “reales” y es necesario trabajar con datos “realistas” o verosímiles que están limpios de interacciones con variables o decisiones locales (Gunal, 2012; Marin-Garcia et al., 2020). Por un lado, se puede parametrizar el modelo y definir la estructura de datos que sería necesaria para ejecutar el modelo con datos reales. Por otro lado, se pueden generar conjuntos de datos verosímiles a partir de la información pública disponible y, posteriormente, cuando se disponga de los datos reales evaluar la bondad del modelo (Garcia-Sabater & Maheut, 2021).

Bibliographic References

  • Alexander, G. L. (2007). The nurse-patient trajectory framework. Medinfo. MEDINFO, 12(Pt 2), 910- 914.
  • Belciug, S., Bejinariu, S. I., & Costin, H. (2020). An artificial immune system approach for a multicompartment queuing model for improving medical resources and inpatient bed occupancy in pandemics. Advances in Electrical and Computer Engineering, 20(3). https://doi.org/10.4316/AECE.2020.03003
  • BOE-A-2013-12887. (2013). Ley 19/2013, de 9 de diciembre, de transparencia acceso a la información pública y buen gobierno. 1-32.
  • Brochard, L. (2003). Mechanical ventilation: Invasive versus noninvasive. European Respiratory Journal, Supplement, 22(47), 31s-37s. https://doi.org/10.1183/09031936.03.00050403
  • Buckley, D., & Gillham, M. (2007). Invasive Respiratory Support. In Cardiothoracic Critical Care (pp. 419-436). Elsevier Inc. https://doi.org/10.1016/B978-075067572-7.50032-1
  • Casas-Rojo, J. M., Antón-Santos, J. M., Millán-Núñez-Cortés, J., Lumbreras-Bermejo, C., RamosRincón, J. M., Roy-Vallejo, E., Artero-Mora, A., Arnalich-Fernández, F., García-Bruñén, J. M., Vargas-Núñez, J. A., Freire-Castro, S. J., Manzano-Espinosa, L., Perales-Fraile, I., CresteloViéitez, A., Puchades-Gimeno, F., Rodilla-Sala, E., Solís-Marquínez, M. N., Bonet-Tur, D., Fidalgo-Moreno, M. P., … Gómez-Huelgas, R. (2020). Clinical characteristics of patients hospitalized with COVID-19 in Spain: Results from the SEMI-COVID-19 Registry. Revista Clinica Espanola, 220(8), 480-494. https://doi.org/10.1016/j.rce.2020.07.003
  • Castelnuovo, F., Marchese, V., Cristini, G., Crosato, V., Pennati, F., Renisi, G., Izzo, I., Paraninfo, G., Van Hauwermeiren, E., & Castelli, F. (2020). Discharge ward during the sars-cov-2 pandemic: An effective way to increase patient turnover when human resources are scarce. Infezioni in Medicina, 28(4), 539-544. https://doi.org/10.1007/s15010-020-01522-4
  • Celeux, G., Lavergne, C., Vernaz, Y., Celeux, G., Lavergne, C., Vernaz, Y., Material, A., & Censored, D. (2006). Assessing Material Aging from Doubly Censored Data : Weibull Distribution vs . Poisson Process To cite this version : HAL Id : inria-00072799 Assessing material aging from doubly censored data : Weibull distribution vs . Poisson process apport. [Research Report] RR-3857, INRIA. 2000. inria-00072799.
  • Claudio, D., Cosgriff, V., Nino, V., & Valladares, L. (2021). An Agile Standardized Work Procedure for Cleaning the Operating Room. Journal of Industrial Engineering and Management, 14, in press. https://doi.org/https://doi.org/jiem.3440
  • CNE -Centro Nacional de Epidemiología. (2020). Información científico-técnica, enfermedad por coronavirus, COVID-19 (actualizado 20201112).
  • Comtois, D. (2021). summarytools: Tools to Quickly and Neatly Summarize Data.
  • Corbin, J. M., & Strauss, A. L. (1988). Unending Work and Care: Managing Chronic Illness at Home. Jossey-Bass Inc.
  • Daniel, P., Mecklenburg, M., Massiah, C., Joseph, M. A., Wilson, C., Parmar, P., Rosengarten, S., Maini, R., Kim, J., Oomen, A., & Zehtabchi, S. (2021). Non-invasive positive pressure ventilation versus endotracheal intubation in treatment of COVID-19 patients requiring ventilatory support. American Journal of Emergency Medicine, 43, 103-108. https://doi.org/10.1016/j.ajem.2021.01.068
  • Dominguez-Lara, S. A. (2018). Odds-ratios and their interpretation as effect size in research. In Educacion Medica (Vol. 19, Issue 1, pp. 65-66). Fundacion Educacion Medica. https://doi.org/10.1016/j.edumed.2017.01.008
  • ECDP. (2020). Guidance for discharge and ending isolation in the context of widespread community transmission of COVID-19-first update Scope of this document. In European Centre for Disease Prevention (Issue April, pp. 1-8).
  • Epstein, R. H., & Dexter, F. (2020). A Predictive Model for Patient Census and Ventilator Requirements at Individual Hospitals During the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Pandemic: A Preliminary Technical Report. Cureus. https://doi.org/10.7759/cureus.8501
  • European center for disease prevention and control. (2020). Coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic: increased transmission in the EU/EEA and the UK - seventh update. 2019 (March).
  • Fowler, R., Hatchette, T., Salvadori, M., Baclic, O., Volling, C., Murthy, S., Emeriaud, G., Money, D., Brooks, J., Decou, M., & Ofner, M. (2020). Clinical management of patients with COVID-19: Second interim guidance. Canadian Critical Care Society and Association of Medical Microbiology and Infectious Disease (AMMI) Canada, 1-67.
  • Garcia-Sabater, J. P., & Maheut, J. (2021). Introducción al Modelado Matematico, Nota Técnica. RiuNet. Repositorio Institucional UPV. https://doi.org/http://hdl.handle.net/10251/158555
  • Garcia-Sabater, J. P., Maheut, J., Ruiz, A., & Garcia-Sabater, J. J. (2020). A framework for capacity and operations planning in services organizations employing workers with intellectual disabilities. Sustainability (Switzerland), 12(22), 1-17. https://doi.org/10.3390/su12229713
  • Generalitat Valenciana. Conselleria de Sanitat Universal i Salut Pública. (2019). Memoria de gestión conselleria de sanitat universal i salut pública 2019. 14493-14496.
  • Generalitat Valenciana. (2018). Memoria de Gestión de la Conselleria de Sanitat Universal i Salut Pública.
  • Guan, W., Ni, Z., Hu, Y., Liang, W., Ou, C., He, J., Liu, L., Shan, H., Lei, C., Hui, D. S. C., Du, B., Li, L., Zeng, G., Yuen, K.-Y., Chen, R., Tang, C., Wang, T., Chen, P., Xiang, J., … Zhong, N. (2020). Clinical Characteristics of Coronavirus Disease 2019 in China. New England Journal of Medicine, 382(18), 1708-1720. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2002032
  • Gunal, M. M. (2012). A guide for building hospital simulation models. Health Systems, 1(1), 17-25. https://doi.org/10.1057/hs.2012.8
  • Hair, J. F., Black, W. C., Babin, B., & Anderson, R. E. (2009). Multivariate data analysis (7th edition). Prentice Hall. Huang, C., Wang, Y., Li, X., Ren, L., Zhao, J., Hu, Y., Zhang, L., Fan, G., Xu, J., Gu, X., Cheng, Z., Yu, T., Xia, J., Wei, Y., Wu, W., Xie, X., Yin, W., Li, H., Liu, M., … Cao, B. (2020). Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The Lancet, 395(10223), 497- 506. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5
  • Lagarda-Leyva, E. A., & Ruiz, A. (2019). A Systems Thinking Model to Support Long-Term Bearability of the Healthcare System: The Case of the Province of Quebec. Sustainability, 11(24), 7028. https://doi.org/10.3390/su11247028
  • Manninen, K. (2020). Typical progress of covid-19. Marin-Garcia, J. A. (2015). Publishing in two phases for focused research by means of "research collaborations." WPOM-Working Papers on Operations Management, 6(2), 76. https://doi.org/10.4995/wpom.v6i2.4459
  • Marin-Garcia, J. A., Bonavia, T., & Losilla, J.-M. (2020). Changes in the Association between European Workers' Employment Conditions and Employee Well-Being in 2005, 2010 and 2015. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(3), 1048. https://doi.org/10.3390/ijerph17031048
  • Marin-Garcia, J. A., Garcia-Sabater, J. P., Ruiz, A., Maheut, J., & Garcia-Sabater, J. J. (2020). Operations Management at the service of health care management: Example of a proposal for action research to plan and schedule health resources in scenarios derived from the COVID-19 outbreak. Journal of Industrial Engineering and Management, 13(2), 213. https://doi.org/10.3926/jiem.3190
  • Marin-Garcia, J. A., Vidal-Carreras, P. I., Garcia Sabater, J. J., & Escribano-Martinez, J. (2019). Protocol: Value Stream Maping in Healthcare. A systematic literature review. WPOM-Working Papers on Operations Management, 10(2), 36. https://doi.org/10.4995/wpom.v10i2.12297
  • Ministerio De Sanidad, Servicios Sociales e Igualdad. (2017). Hábitos de Vida Informe Anual del Sistema Nacional de salud 2016 (INFORMES,). MINISTERIO DE SANIDAD, SERVICIOS SOCIALES E IGUALDAD.
  • Mun, J. (2008). Appendix C. Understanding and Choosing the Right Probability Distributions. Advanced Analytical Models: Over 800 Models and 300 Applications from the Basel II Accord to Wall Street and Beyond, 899-917. https://doi.org/10.1002/9781119197096.app03
  • Nino, V., Gomez, K., Martinez, K., & Claudio, D. (2021). Improving the registration process in a healthcare facility with lean principles. Journal of Industrial Engineering and Management, 14, in press. https://doi.org/https://doi.org/jiem.3432
  • Olivieri, A., Palù, G., & Sebastiani, G. (2021). COVID-19 cumulative incidence, intensive care, and mortality in Italian regions compared to selected European countries. International Journal of Infectious Diseases, 102. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.10.070
  • Parlamento Europeo y del Consejo de la Unión Europea. (2019). Directiva
  • (UE) 2019/1024 DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de la Unión Europea de 20 de junio de 2019 relativa a los datos abiertos y la reutilización de la información del sector público (versión refundida). 172/56-172/78.
  • Petermann-Rocha, F., Hanlon, P., Gray, S. R., Welsh, P., Gill, J. M. R., Foster, H., Katikireddi, S. V., Lyall, D., Mackay, D. F., O'Donnell, C. A., Sattar, N., Nicholl, B. I., Pell, J. P., Jani, B. D., Ho, F. K., Mair, F. S., & Celis-Morales, C. (2020). Comparison of two different frailty measurements and risk of hospitalisation or death from COVID-19: findings from UK Biobank. BMC Medicine, 18(1). https://doi.org/10.1186/s12916-020-01822-4
  • Pinaire, J., Azé, J., Bringay, S., & Landais, P. (2017). Patient healthcare trajectory. An essential monitoring tool: a systematic review. Health Information Science and Systems, 5(1), 1-18. https://doi.org/10.1007/s13755-017-0020-2
  • Plaza, J. (2021). Informe Científico-Divulgativo: Un Año De Coronavirus Sars-Cov-2. Ministerio de Ciencia e Innovación.
  • Popat, B., & Jones, A. T. (2012). Invasive and non-invasive mechanical ventilation. In Medicine (United Kingdom) (Vol. 40, Issue 6, pp. 298-304). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.mpmed.2012.03.010
  • Posso, M., Comas, M., Román, M., Domingo, L., Louro, J., González, C., Sala, M., Anglès, A., Cirera, I., Cots, F., Frías, V.-M., Gea, J., Güerri-Fernández, R., Masclans, J. R., Noguès, X., Vázquez, O., Villar-García, J., Horcajada, J. P., Pascual, J., & Castells, X. (2020). Comorbidities and Mortality in Patients With COVID-19 Aged 60 Years and Older in a University Hospital in Spain. Archivos de Bronconeumología, 56(11), 756-758. https://doi.org/10.1016/j.arbres.2020.06.012
  • R Core Team. (2020). R: A Language and Environment for Statistical Computing. Revelle, W. (2021). psych: Procedures for Psychological, Psychometric, and Personality Research.
  • Roa-Martínez, S. M., Vidotti, S. A. B., & Santana, R. C. (2017). Estructura propuesta del artículo de datos como publicación científica. Revista Espanola de Documentacion Cientifica, 40(1), 1-12. https://doi.org/10.3989/redc.2017.1.1375
  • Romeo Casabona, C. M., & Urruela Mora, A. (2020). Informe Del Ministerio De Sanidad Sobre Los Aspectos Éticos En Situaciones De Pandemia: El Sars-Cov-2. 12.
  • RStudio Team. (2020). RStudio: Integrated Development for R. RStudio, PBC.
  • Ruckdeschel, P., Kohl, M., Stabla, T., & Camphausen, F. (2006). S4 Classes for Distributions. R News, 6(2), 2-6. Ruza, F. (2008). Cuidados Intensivos Pediatricos. 6(6), 336. Schauberger, P., & Walker, A. (2020). openxlsx: Read, Write and Edit xlsx Files.
  • Stang, A., Stang, M., & Jöckel, K. H. (2020). Estimated use of intensive care beds due to COVID-19 in Germany over time. Deutsches Arzteblatt International, 117(19). https://doi.org/10.3238/arztebl.2020.0329
  • Unroe, M., Kahn, J. M., Carson, S. S., Govert, J. A., Martinu, T., Sathy, S. J., Clay, A. S., Chia, J., Gray, A., Tulsky, J. A., & Cox, C. E. (2010). One-year trajectories of care and resource utilization for recipients of prolonged mechanical ventilation: A cohort study. Annals of Internal Medicine, 153(3), 167-175. https://doi.org/10.7326/0003-4819-153-3-201008030-00007
  • Venables, W. N., & Ripley, B. D. (2002). Modern Applied Statistics with S (Fourth). Springer. https://doi.org/10.1007/978-0-387-21706-2
  • Wang, Y., Wang, Y., Chen, Y., & Qin, Q. (2020). Unique epidemiological and clinical features of the emerging 2019 novel coronavirus pneumonia (COVID-19) implicate special control measures. In Journal of Medical Virology (Vol. 92, Issue 6, pp. 568-576). John Wiley and Sons Inc. https://doi.org/10.1002/jmv.25748
  • Wickham, H. (2007). Reshaping Data with the {reshape} Package. Journal of Statistical Software, 21(12), 1-20. https://doi.org/10.18637/jss.v021.i12
  • Wickham, H. (2011). The Split-Apply-Combine Strategy for Data Analysis. Journal of Statistical Software, 40(1), 1-29. https://doi.org/10.18637/jss.v040.i01
  • Wiersema, U. F. (2007). Noninvasive Respiratory Support. In Cardiothoracic Critical Care (pp. 410- 418). Elsevier Inc. https://doi.org/10.1016/B978-075067572-7.50031-X
  • Winck, J. C., & Scala, R. (2021). Non-invasive respiratory support paths in hospitalized patients with COVID-19: proposal of an algorithm. Pulmonology. https://doi.org/10.1016/j.pulmoe.2020.12.005
  • Wong, G. N., Weiner, Z. J., Tkachenko, A. V., Elbanna, A., Maslov, S., & Goldenfeld, N. (2020). Modeling COVID-19 dynamics in Illinois under non-pharmaceutical interventions. In medRxiv. https://doi.org/10.1101/2020.06.03.20120691
  • Wu, H., Godfrey, A. J. R., Govindaraju, K., & Pirikahu, S. (2020). ExtDist: Extending the Range of Functions for Probability Distributions.
  • Xia, W., & Sun, J. (2013). Simulation guided value stream mapping and lean improvement: A case study of a tubular machining facility. Journal of Industrial Engineering and Management, 6(2), 456-476. https://doi.org/10.3926/jiem.532
  • Xu, X. W., Wu, X. X., Jiang, X. G., Xu, K. J., Ying, L. J., Ma, C. L., Li, S. B., Wang, H. Y., Zhang, S., Gao, H. N., Sheng, J. F., Cai, H. L., Qiu, Y. Q., & Li, L. J. (2020). Clinical findings in a group of patients infected with the 2019 novel coronavirus (SARS-Cov-2) outside of Wuhan, China: Retrospective case series. The BMJ, 368. https://doi.org/10.1136/bmj.m606
  • Zheng, Z., Peng, F., Xu, B., Zhao, J., Liu, H., Peng, J., Li, Q., Jiang, C., Zhou, Y., Liu, S., Ye, C., Zhang, P., Xing, Y., Guo, H., & Tang, W. (2020). Risk factors of critical & mortal COVID-19 cases: A systematic literature review and meta-analysis. In Journal of Infection (Vol. 81, Issue 2, pp. e16- e25). W.B. Saunders Ltd. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.04.021
  • Rubio-Rivas, M., Corbella, X., Mora-Luján, J. M., Loureiro-Amigo, J., López Sampalo, A., Yera Bergua, C., Esteve Atiénzar, P. J., Díez García, L. F., Gonzalez Ferrer, R., Plaza Canteli, S., Pérez Piñeiro, A., Cortés Rodríguez, B., Jorquer Vidal, L., Pérez Catalán, I., León Téllez, M., Martín Oterino, J. Á., Martín González, M. C., Serrano Carrillo de Albornoz, J. L., García Sardon, E., Gómez Huelgas, R. (2020). Predicting Clinical Outcome with Phenotypic Clusters in COVID-19 Pneumonia: An Analysis of 12,066 Hospitalized Patients from the Spanish Registry SEMI-COVID19. Journal of Clinical Medicine, 9(11), 3488. https://doi.org/10.3390/jcm9113488