Escalonamento de Pacientesem Hospitais

Relatorio Intercalar

Mestrado Integrado em Engenharia Informatica eComputacao

Agentes e Inteligencia Artificial Distribuıda

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

Grupo T02 4:Filipe Miranda - 201207067 - ei12021@fe.up.ptJoao Bandeira - 201200615 - ei12022@fe.up.pt

Joao de Figueiredo - 201206044 - ei12084@fe.up.pt

27 de Novembro de 2015

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Conteudo

1 Enunciado 31.1 Descricao do cenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Objectivos do trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 Resultados esperados e forma de avaliacao . . . . . . . . . . . . . 3

2 Plataforma/Ferramenta 42.1 Para que serve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Descricao das caracterısticas principais . . . . . . . . . . . . . . . 4

3 Especificacao 53.1 Identificacao e caracterizacao dos agentes (arquitectura, compor-

tamento, estrategias) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 Protocolos de interaccao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.3 Faseamento do projecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

4 Recursos 74.1 Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.2 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

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1 Enunciado

1.1 Descricao do cenario

Decisoes de escalonamento de pacientes em hospitais sao por vezes feitas deforma descentralizadas, ou seja, as unidades hospitalares actuam de maneiraidependente das necessidades do paciente, bem como dos horarios das variasespecialidades.

Sao grandes os incentivos para diminuir os custos e melhorar a qualidadede servico num hospital, como por exemplo, reduzir os tempos de espera nasunidades. De forma a reduzir custos, as taxas de ocupacao dos recursos dohospital deverao ser maximizadas. E contudo, necessario um escalonamentoeficiente para que nao ocorram situacoes de bottleneck com as instalacoes erecursos.

A admissao de utentes no hospital tem portanto de ser ponderada com acapacidade das instalacoes, de forma a equilibrar a procura e oferta de servicoe melhorar a sua qualidade

1.2 Objectivos do trabalho

O objectivo deste trabalho e criar sistema multiagente que permita o escalo-namento nos diversos servicos de um hospital, de forma a optimizar o tempo queos pacientes tem de passar no Hospital, bem como a produtividade dos variosrecursos.

1.3 Resultados esperados e forma de avaliacao

Com este sistema multiagente espera-se que a alocacao de pacientes e aprodutividade do Hospital melhore, sendo que que o paciente devera passaro menor tempo possivel no hospital ou em filas de espera, e que as unidadeshospitalares sejam o mais produtivas possiveis (uma utilizacao mais produtivados recursos do hospital para realizacao de exames como diagnosticos, Raio-X,pessoal medico etc..).

Para avaliar a efectividade do sistema, poderemos comparar o desempenhodo escalonamento de pacientes do hospital com sistema de multiagentes e nasua ausencia, analisando o tempo medio que um paciente passa no Hospital ouo numero medio de utentes que passa por cada unidade diariamente.

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2 Plataforma/Ferramenta

2.1 Para que serve

O ponto fundamental deste trabalho incide especificamente nos sistemas desoftware orientado a agentes, assim sendo, decidimos concentrar-nos numa fer-ramenta especıfica de modo a auxiliar o desenvolvimento do projecto. Destaforma, utilizamos o framework JADE (”Java Agent DEvelopment framework”),um ambiente integrado que segue o padrao FIPA (Foundation For Intelligent,Physical Agents), bem estruturado, open source e que facilita o desenvolvimentode aplicacoes de agentes, uma vez que disponibilizada uma panoplia extensa derecursos e com o qual podem ser desenvolvidas varios tipos de aplicacoes paradispositivos (servidores por exemplo).

2.2 Descricao das caracterısticas principais

No que concerne as suas caracterısticas e arquitectura, o JADE e compostopor varios elementos entre os quais containers de agentes, que podem estardistribuıdos na rede. Um container e uma estrutura que permite guardar agentese e responsavel por disponibilizar todos os recursos que o agente execute e todasas suas tarefas. O container pode conter varios agentes e a plataforma JADEpode conter varios containers. As Plataformas JADE obrigatoriamente temde conter o MainContainer, um container responsavel pela gestao de agentes,containers e recursos da plataforma.

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3 Especificacao

3.1 Identificacao e caracterizacao dos agentes (arquitec-tura, comportamento, estrategias)

RecursoO agente Recurso representara os recursos que os pacientes irao ”utilizar”. Osrecursos irao englobar quer espacos fısicos (como salas, por exemplo), equipa-mento hospitalar, e recursos humanos. Sendo assim, um agente Recurso poderepresentar mais do que um recurso hospitalar. Por exemplo, para ser levadoa cabo um exame raio-x, e necessaria a disponibilidade tanto do equipamentocomo do tecnico que opera o mesmo, no entanto, sera representado apenas porum agente.

Agrupando mais do que um recurso num so agente consegue-se assim dimi-nuir a complexidade do sistema, diminuindo tambem a probabilidade de falha,assim como a dificuldade de implementacao.

Para permitir uma melhor atribuicao de recursos de acordo com o estadoactual dos pacientes, o Recurso ira tambem armazenar informacao relativa aotempo medio de duracao da sua accao.

PacienteO agente Paciente correspondera aos pacientes do hospital. Tera associado a siuma patologia, e um conjunto de tratamentos associados (que correspondem autilizacao de determinados recursos).

3.2 Protocolos de interaccao

A um Paciente, dando entrada no hospital, com determinados sintomas, eatribuıda uma patologia, a qual esta associado um conjunto de tratamentos.A sequencia de tratamentos e processada pelo comportamento (behaviour) doPaciente.

Assim que o paciente entra no sistema, ira procurar quais os Recursos quese adequam ao seu tratamento, subscrevendo-os (isto e, no Recurso a quese propoe utilizar, ficara registado este agente). Este processo sera feito comrecurso as ferramentas do JADE (neste caso, DirectoryFacilitator - paginas ama-relas) para encontrar Recursos livres.

A medida que o comportamento vai processando os tratamentos do Paciente,vai tentando obter ”autorizacao”para utilizacao dos recursos correspondentes.

Relativamente ao agente Recurso, este tera de ter um mecanismo que permitaatribuir a sua utilizacao ao paciente em maior necessidade, nao esquecendo quee necessaria uma gestao eficiente da sua ocupacao pelo que a prioridade dospacientes nao sera o unico factor a ter em conta.

Este mecanismo seguira um processo semelhante ao de um leilao, e dividir-se-a em tres fases:

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• AnuncioO agente Recurso tera de notificar todos os agentes Paciente que o subs-creveram de que esta disponıvel (livre). Estes, como resposta, enviaraoinformacao sobre o tempo que esperam demorar ate concluir o que estaoa fazer (se estiverem livres, o tempo sera nulo, no entanto, se estiverem autilizar um outro Recurso, este tempo sera obtido atraves do historial detempo medio de ocupacao de um Recurso, guardado no mesmo).

• LicitacaoNesta fase, os agentes Paciente farao as suas licitacoes para obter a uti-lizacao do recurso. O valor da licitacao de um paciente sera calculado deacordo com o seu prejuızo caso nao ganhe o leilao.

• AtribuicaoNesta fase o agente Recurso avalia as licitacoes feitas, e atribui a suautilizacao ao paciente que fez a licitacao mais alta.

3.3 Faseamento do projecto

1. Criar classes de agentes e sua estrutura, permitindo o teste sem qual-quer tipo de prioritizacao de pacientes, para posterior comparacao com oalgoritmo de ”licitacoes”.

2. Implementar o protocolo de distribuicao de recursos por ”licitacao”, tes-tando o mesmo aplicando comparacoes com o algoritmo inicial.

3. Desenvolver uma interface grafica para insercao dinamica de agentes nosistema.

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4 Recursos

4.1 Bibliografia

Agent-Based Patient Scheduling in Hospitals - Torsten O. Paulussen, AnjaZoller, Franziska Rothla uf, Armin Heinzl, Lars Braubach, Alexander Pokahr,Winfried Lamersdorfhttps://paginas.fe.up.pt/~eol/AIAD/1516/trabalhos/Agent-based\%20patient\

%20scheduling\%20in\%20hospitals.pdf

Agent-based Patient Admission Scheduling in Hospitals - Anke K. Hutzs-chenreutery, Peter A. N. Bosman, Ilona Blonk-Altena, Jan van Aarle, Han LaPoutre

4.2 Software

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

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