Analysing hospital resilience capacities to cope with maxi emergencies : a simulation approach

The aim of this thesis is to contribute to the research and practice advancements on Resilience and Business Continuity Management in hospitals. The results achieved offer useful insights to hospital managers for orchestrating hospital resources to cope with a maxi emergency event. Specifically, the response of the hospital system to a maxi emergency event applying the indications proposed by the PEMAF (Piano di Emergenza per il Massiccio Afflusso di Feriti) is evaluated. PEMAF is a set of organizational and procedural provisions that allows a hospital to cope with maxi emergencies, and it is an accreditation requirement for Italian hospitals with Accident and Emergency Department (A&E). Multi-method simulation under routine and emergency conditions, based on a case study to support the likelihood of the simulated-performances evaluation, is the basis of the research methodology applied in the study. All the parameters quantified to develop the simulator are related to Ospedale San Raffaele in Milan. Two simulation campaigns were carried out to analyze two different scenarios: the daytime and the night one. In the first scenario, the hospital system response is compared with two different strategies developed to foster the resilience of the overall system and to integrate and preserve urgent and ordinary care processes. In the night scenario the ED robustness is evaluated, simulating different scenarios of resource release escalation to identify the most efficient and effective one. In both the simulation campaigns a specific set of KPIs was developed. The results clearly point out that, in case of a maxi emergency alarm, it is reasonable to immediately allocate all the available resources to the ED, in order to guarantee the maximum emergency services delivery capacity. Conversely, shifting resources gradually from ED to ordinary activities, anticipating this way the recovery to normal operating conditions, enables the improvement of the overall hospital system’s performance, considering both urgent and elective patients. For what concerns the night scenario, it emerged the suitability of improving the available staff in terms of general surgeons and anesthesiologists. The proposed methodology overcomes the limitations of the current approaches towards the application of simulation techniques to the evaluation of hospital system performance in emergency conditions. This research shows also how further investigations could be carried out deepening the representation of the processes carried out in ED or modifying the nature and the magnitude of the emergency.

Scopo di questa tesi è dare un contributo al miglioramento delle strategie e pratiche di resilienza e di continuità operativa nelle strutture ospedaliere. I risultati raggiunti si ritiene possano offrire utili raccomandazioni ai manager ospedalieri che devono preparare le loro organizzazioni a far fronte a un evento di maxi emergenza. All’interno di questa tesi viene valutata la risposta del sistema ospedaliero applicando le indicazioni proposte dal PEMAF (Piano di Emergenza per il Massiccio Afflusso di Feriti). La presenza di un PEMAF è un requisito di accreditamento per ogni ospedale italiano dotato di un Dipartimento di Emergenza e Urgenza. Una simulazione multi-method in condizioni di routine e di emergenza, basata sul caso dell’Ospedale San Raffaele, è la base della metodologia applicata per l'analisi. Sono state condotte due campagne di simulazione per analizzare due diversi scenari, quello diurno e quello notturno. Nel primo scenario, la risposta del sistema ospedaliero, applicando le indicazioni contenute nel PEMAF, viene confrontata con due diverse strategie sviluppate per promuovere la resilienza del sistema ospedale e per preservare i processi di cura sia urgenti che ordinari. Nello scenario notturno viene valutata la robustezza del Pronto Soccorso, simulando diversi scenari di aumento delle risorse per individuare quello più efficiente ed efficace. Per valutare e comparare le prestazioni misurate in diverse campagne di simulazione è stato sviluppato uno specifico set di indicatori (KPIs). I risultati indicano chiaramente che, in caso di allarme di maxi emergenza, è ragionevole destinare immediatamente tutte le risorse disponibili al Pronto Soccorso, al fine di garantire la massima capacità di erogazione dei servizi medici. Viceversa, la riallocazione graduale delle risorse dal Pronto Soccorso alle attività ordinarie, anticipando in questo modo la loro parziale ripresa (recovery), consente un miglioramento delle prestazioni complessive del sistema ospedaliero, in termini di servizio ai pazienti, sia urgenti che elettivi. Per quanto riguarda lo scenario notturno, è emersa la convenienza di aumentare il personale disponibile in termini di chirurghi generali e anestesisti. La metodologia proposta supera alcuni dei limiti dell'attuale approccio presente in letteratura verso l'applicazione di tecniche di simulazione alla valutazione delle prestazioni del sistema ospedaliero in condizioni di emergenza. Questa ricerca mostra inoltre come ulteriori indagini potrebbero essere svolte approfondendo la rappresentazione dei processi effettuati in Pronto Soccorso o modificando la natura e l'entità dell'emergenza.