بخشی از مقاله
مسیریابی ایستگاه هاي انتقال خون در شرایط بحران با در نظر گرفتن سازگاري گروههاي خونی
چکیده: در دهههاي اخیر موضوع زنجیره تامین در حوزهي سلامت و بهداشت مورد توجه بسیاري قرارجزوگرفته است. خون کالاهاي حیاتی است که تامین به موقع و مناسب آن هنگام وقوع بلایاي طبیعی و غیرطبیعی مثل زلزله و تصادفات جادهاي از اهمیت بالایی برخوردار است و کمبود آن خسارات جبرانناپذیري به بار میآورد. تامین خون به صورت داوطلبانه بوده و هیچ روشی در حال حاضر براي تولید خون وجود ندارد. مراکز سیار انتقال خون در نقاط مختلف مستقر شده و هر روزه اهداکنندگان به این مراکز مراجعه کرده و اقدام به اهداي خون میکنند. از این رو سازماندهی مراکز سیار انتقال خون به خصوص در شرایط بحران نیازمند برنامهریزي و مدیریت صحیح میباشد. در این مقاله با استفاده از مدلسازي ریاضی یک مدل برنامهریزي مختلط عددصحیح غیرخطی جهت تعیین تعداد مورد نیاز مراکز سیار انتقال خون، تعیین مسیر بهینه هر یک از این مراکز و تعیین مدت زمانی که هر مرکز سیار باید در محل اهدا باقی بماند ارائه شده است. تابع هدف مدل عبارتست از حداقل کردن هزینههاي زنجیرهتامین که شامل هزینهي عملیاتی جمعآوري خون، هزینهي ثابت استفاده از مراکز سیار انتقال خون، هزینهي انتقال مراکز سیار، هزینهي نگهداري موجودي و هزینهي ناشی از ارضاي تقاضا با گروه-خونی متفاوت میباشد
در مدل پیشنهادي از دو نوع مرکز سیار انتقال خون با ظرفیتهاي متفاوت جهت جمعآوري خون استفاده شده است، مقادیر تقاضا و تامین خون، همچنین ساعت کاري مراکز سیار انتقال خون در سناریوهاي وقوع بحران متفاوت میباشد. تقاضاها به تفکیک گروه خونی در نظر گرفته شدهاند و مسئلهي سازگاري گروههاي خونی نیز لحاظ شده است تا مدل ارائه شده نزدیکی بیشتري با دنیاي واقعی داشته باشد. در نهایت با روش حل دقیق مدل برنامهریزي ریاضی حل گردیده و نتایج بدست آمده ارائه شده است.
کلمات کلیدي: بحران، زنجیره تامین خون، مراکز سیار انتقال خون، مسیریابی، سازگاري گروههاي خونی
-1 مقدمه
خون کالایی حیاتی و ضروري است. علی رغم پیشرفتهاي قابل توجه در حوزهي پزشکی، هنوز جـایگزین مناسـبی براي این کالاي حیاتی یافت نشده است و کمبود آن خسارات جبران ناپذیري را به بار میآورد. به طور میانگین از هر سـه نفر، یک نفر در طول زندگی احتیاج به تزریق خون و فرآوردههاي خونی پیدا میکند و در هر ثانیه یک نفر از ساکنان کـره زمین از همه سنین و تمام نژادها براي ادامه حیات به انتقال خون نیاز دارد. علاوه بر این وقوع حوادث غیر قابل پیشبینـی مثل زلزله، آتش سوزي، سیل و حوادث غیر طبیعی همچون تصادفات نیاز به این کالاي حیاتی را دو چندان میکند. تامین به موقع و مناسب خون خصوصا در شرایط بحران از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است که نیازمند برنامهریـزي و مـدیریت صحیح میباشد.
سازمان انتقال خون سریلانکا بعد از سونامی سال 2004 مشکلات فراوانی در زنجیره تـأمین خـون داشـت. همـاهنگی براي اجتناب از دریافت بیش از حد خون از خیل عظیم اهدا کنندگان از دغدغههاي این سازمان بود .[1] در ایران نیز پس از وقوع زلزله بم در دي ماه سال 1382، به علت طراحی و برنامهریزي نامناسـب زنجیـره تـأمین خـون، از میـان 108985 واحد خون اهدایی تنها 21347 واحد یعنی حدود %23 از خونهاي اهدایی به مناطق آسیب دیده به صـورت سـالم ارسـال گردید.[2]
پژوهش مربوط به مدیریت زنجیره تامین محصولات فساد پذیر و همچنین محصولات خونی به طور خاص از دههي 1960 آغاز گردید و در اواخر دههي 1970 و اوایل دههي 1980 به اوج خود رسید .[3] در شکل 1 توزیع مقالات بر اساس تاریخ انتشار مشخص شده است.[4]
شکل :2 توزیع مقالات بر اساس سال انتشار
در طی این سالها مطالعات متعددي در بحث زنجیره تامین خون انجام گرفته است که به مسائل مختلفی اعم از مکانیابی مراکز منطقهاي، بانکهاي خون، مباحث موجودي و مسیریابی وسایل نقلیه جهت جمعآوري و توزیع خون پرداخته شده است. با توجه به اینکه در این مطالعه مسالهي مسیریابی وسایل نقلیهي سیار مورد مطالعه قرار گرفته است در بخش 2 به بررسی مطالعات صورت گرفته در این حوزه پرداخته شده است. در بخش 3، مدل ریاضی عدد صحیح مختلط غیرخطی چند دورهاي براي مسیریابی مراکز سیار جمعآوري خون ارائه شده است. در بخش4، جهت اعتبارسنجی مدل و روش حل پیشنهادي، مثال عددي حل و تحلیل حساسیت انجام شده است، در نهایت در بخش 5، نتیجهگیري و پیشنهادات براي تحقیقات آتی ارائه شده است.
-2مرور ادبیات
بنتاهو و همکاران یک مدل مسیریابی چند دورهاي جهت توزیع خون بین بیمارستانها ارائه کردهاند. آنها فرض کردند که درهنگام تقاضاي اورژانسی، وسیله نقلیه سریعا به بیمارستان خونرسانی میکند و بدون توقف در بیمارستان هاي دیگر به مرکز خون بر می گردد؛ از اینرو هزینهي ارسال در مواقع اضطرار و غیر اضطرار را متفاوت در نظر گرفتهاند.[5]
صالحی پور و همکاران بحث مسیریابی وسایل نقلیه جهت توزیع خون بین 24 بیمارستانها را مطرح کردند. آنها مدل پیشنهادي خود را با الگوریتم ترکیبی هیوریستیک حل نمودند .[6] بزرگی و همکارانش یک مدل احتمالی استوار چندهدفه براي لجستیک در مواقع اضطرار ارائه کردند. عدم قطعیت در مدل آنها شامل تقاضا، عرضه و هزینه هاي تدارکات حملونقل میباشد.[7] زهیري و ترابی اهداکنندگان، تسهیلات موقت خون، مراکز اصلی خون، آزمایشگاهها، تسهیلات ذخیره، مراکز توزیع و نقاط تقاضا را جزء شبکهي زنجیره تامین خون در نظر گرفته و به دنبال تعیین بهترین مکان براي تسهیلات موقت و دائم با کمترین هزینهي ممکن بودند.[8] فهیمنیا و همکاران درحوزه زنجیره تامین خون، بحث کارایی و اثربخشی را مطرح کردند.آنها اثربخشی را کاهش هزینه ها و کارایی را ارسال خون در کوتاهترین زمان ممکن تعریف کرده مدل پیشنهادي خود را با محدودیت اپسیلون و روش لاگرانژین حل نمودند.[9] وفاآرانی و همکاران در مطالعهي خود بحث عدالت را مطرح کردند، آنها سعی در کمینه کردن بیشینه کمبود را داشتند و در تابع هدف دوم هزینهها را اعم از هزینههاي حمل و نقل، هزینههاي اهدا، هزینهي جابجایی تسهیلات و هزینهي کمبود را به حداقلسرکانبرسانند.[10]
گانپینر1 و همکاران بحث مسیریابی مراکز انتقال خون را مطرح کردند. آنها مدل تک هدفه با هدف کاهش هزینههاي زنجیره تامین خون ارائه کردهاند و نتایج مدل خود را با تحقیقات پیشین مقایسه نمودند.[11] ساهینیازان و همکاران2در مقالهي خود نحوهي جمعآوري و ارسال خون از مراکز سیار به بانکهاي خون را مورد بررسی قرار دادهاند. آنها براي هر منطقه وسیلهي نقلیهاي در نظر گرفته تا از بانک خون حرکت کند، خون اهدایی را از مراکز موقت جمعآوري کند و سپس به همان بانک خون باز گردد .[12]
در سالهاي اخیر مطالعات متعددي در زمینهي زنجیره تامین خون صورت گرفته است، اما به مسئلهي مسیریابی ایستگاههاي سیار انتقال خون کمتر توجه شده است. در نظر گرفتن عدم قطعیت در تامین، تقاضا، ساعت کاري ایستگاه- هاي انتقال خون در شرایط قبل و بعد بحران، امکان استفاده از مراکز سیار خونگیري با ظرفیتهاي متفاوت، مسئلهي تفکیک گروههاي خونی و امکان انتقال خون بین گروههاي متفاوت از مواردي است که در مطالعات قبلی مورد توجه قرار نگرفته است.
در این مطالعه سعی شده است با تعیین تعداد بهینه مراکز سیار، نوع مراکز سیار وتعیین مسیر بهینهي هر یک جهت جمعآوري خون؛ هزینههاي زنجیره تامین خون را کاهش دهیم. در این تحقیق جهت جمعآوري و تامین خون از دو نوع مرکز سیار با ظرفیتهاي مختلف بهره گرفته شده است. همچنین سناریوهاي وقوع مختلف در نظرگرفته شدهاند، سناریو 1 قبل از وقوع حادثه و سناریو 2 مربوط به شرایط بحران میباشد و پارامترهایی نظیر تقاضا، تامین خون و ساعتمراکزکاري سیار تحت سناریوها متفاوت میباشد. علاوه براین تقاضاي خون به تفکیک گروههاي خونی لحاظ گردیده و مسئلهي سازگاري گروههاي خونی و امکان ارضاي تقاضاي هر نوع خون با گروه خونی متفاوت مد نظر قرار داده شده است.
-3تشریح مسئله و مدلسازي ریاضی
-3-1بیان مساله در این تحقیق مراکز سیار حرکت خود را از بانک خون آغاز کرده، در نقاط بالقوهي اهدا ساکن میشوند، این امکان وجود دارد که در یک دوره، در صورت نیاز مرکز سیار از یک نقطهي اهدا به مکان دیگري منتقل شود. سپس با توجه به اینکه خون مادهاي فسادپذیر است هر مرکز سیار موظف است در پایان هر دوره خون جمعآوري شده را به بانک خون منتقل کند. در بانک خون آزمایشات لازم صورت گرفته درصدي از خون جمعآوري شده به علت وجود بیماريهایی مثل ایدز و هپاتیت غیرقابل استفاده میباشند. در بانک خون نوع گروههاي خونی مشخص میگردد. پس از انجام آزمایشات لازم و صدور مجوز تزریق خون، بنابر تقاضاي بیمارستانهاي که تحت پوشش بانک خون قرار میگیرند، خون موجود در بانک خون به تفکیک گروه خونی و با توجه به سازگاري گروههاي خونی به تقاضاي بیمارستانها اختصاص مییابد. در مدل ارائه شده تمرکز بر نحوهي جمعآوري و تعیین نوع و تعداد مراکز سیار خونگیري فعال در هر دوره میباشد. در این مدل یک بانک خون در نظر گرفته شده است، مراکز سیار خونگیري با دو سایز متفاوت و ظرفیت متفاوت در هر دوره از بانک خون سفر خود را آغاز کرده، میتوانند به هر کدام از نقاط اهداي بالقوه رفته، اقدام به جمعآوري خون کنند، مدت زمانی که هر مرکز سیار میتواند در هر مکان باقی میماند محدود است و این امکان وجود دارد که مرکز سیار در همان دوره به مکان دیگري جهت جمعآوري خون جابهجا شود و در انتهاي دوره نیز باید به مرکز خون بازگردد. خونهاي جمعآوري شده به تفکیک گروهخونی به تقاضاي بیمارستانهاي تحت پوشش بانک خون اختصاص داده میشوند. از آنجاییکه تامین خون حیاتی است و کمبود آن خسارات جبران ناپذیري به بار میآورد؛ کمبود در این مسئله غیرمجاز است. در ضمن در مدل پیشنهادي مسئلهي انواع گروههاي خونی نیز لحاظ شده است. همچنین مسئلهي سازگاري گروههاي خونی نیز مد نظر قرار گرفته است و با توجه به سازگاري گروههاي خونی این امکان وجود دارد که از گروه خونی متفاوت جهت ارضاي تقاضا استفاده گردد. مفروضات اصلی مساله عبارتند از:
• تعداد مراکز سیار که در هر دوره قابل استفاده میباشند و ظرفیت مراکز سیار محدود است و براي جمعآوري خون از دو نوع وسیله نقلیه با ظرفیتهاي متفاوت استفاده شده است.
• هر نقطهي اهدا در هر دوره تنها یکبار میتواند جهت اهداي خون بازگشایی شود.
• هر مرکز سیار بین سه تا هشت ساعت میتواند در یک مکان جهت جمعآوري خون باقی بماند .
• تقاضا، تامین، هزینهي انتقال مراکز سیار و ساعت کاري مراکز سیار در هر دوره و تحت سناریوهاي وقوع متفاوت است.
• در صورت ارضاي تقاضا با گروه خونی متفاوت و گروه خونی مقدار جریمه لحاظ میشود، بنابه دلایل پزشکی بهتر هست هر گروه خونی در صورت امکان از گروه خونی همسان خود خون دریافت کند زیرا عوارض و ریسک کمتري براي بیمار به همراه دارد.
-3-2 مدلسازي ریاضی
در مدل پیشنهادي iوj مجموعهي نقاط کاندید اهدا، k مجموعه مراکز سیار، c سایز مراکز خونگیري، h مجموعه نقاط تقاضا(بیمارستانها و کلینیکها)، Q,P مجموعه نوع گروههاي خونی، t مجموعه دورههاي برنامهریزي شده و s مجموعه سناریوهاي وقوع حادثه میباشد.
