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为解决 EMS 响应时间影响因素及资源分配问题,研究人员开展基于机器学习的分析,发现多因素影响响应时间,对优化 EMS 管理意义重大。
在医疗急救的 “战场” 上,时间就是生命,急救医疗服务(EMS)的响应时间至关重要。在瑞典,EMS 接到紧急呼叫后,会依据患者情况划分三个优先级,其中优先级 1 最为紧急。然而,实际操作中,准确评估紧急呼叫的紧迫性困难重重,语言障碍、来电者情绪激动,再加上很多紧急呼叫并非患者本人拨打,导致紧急医疗通信中心(EMCC)分配的优先级与 EMS 人员到达现场后的临床评估存在差异,进而影响患者的救治效果。
响应时间作为衡量 EMS 性能的关键指标,由呼叫处理时间和旅行时间组成。但目前,人们对各种因素如何相互作用影响响应时间的理解存在不足,许多研究只关注交通或天气等单一因素,忽略了它们的综合影响以及不同紧急程度之间的差异。
在此背景下,来自瑞典卡罗林斯卡学院(Karolinska Institutet)等机构的研究人员开展了一项旨在深入理解影响 EMS 响应时间复杂因素的研究。研究成果发表于《BMC Medical Informatics and Decision Making》。
为了深入剖析这一问题,研究人员采用了回顾性观察研究设计,分析了 2017 年至 2022 年瑞典斯德哥尔摩超过 100 万次的 EMS 任务数据。数据来源包括 Region Stockholm VAL 数据库的 EMS 程序数据和瑞典气象水文研究所的气象数据。
在研究方法上,研究人员运用了多种统计方法,如线性回归和先进的机器学习模型,还进行了特征工程,以提取有意义的信息。为了确保研究的严谨性,他们构建了有向无环图(DAG)来展示影响响应时间的因素及其潜在因果路径。此外,利用梯度提升模型评估特征的相对重要性,并通过部分依赖图(PDP)来解释模型,从而更好地理解各个特征对响应时间的影响。
研究结果显示,影响 EMS 响应时间的因素复杂多样。呼叫处理时间和旅行时间因呼叫原因和紧急程度而异,例如呼吸问题、意识丧失等呼叫的响应和旅行时间较短,而腹痛等呼叫的处理时间较长。EMCC 的优先级设定对响应时间影响最大,同时,温度、降水等环境因素也显著影响响应时间。极端寒冷(<-8°C)对优先级 1 的呼叫影响较大,而较高温度(>18°C)则对较低优先级的呼叫影响更明显。
地理位置同样在响应时间中扮演重要角色。在斯德哥尔摩市中心,高优先级呼叫的响应时间明显较短,但在低优先级呼叫时,市中心的响应时间却比预期更长,这表明在高峰时段资源饱和可能导致高优先级病例优先处理,而低优先级呼叫出现延迟。
从模型性能来看,梯度提升模型在测试数据中的平均平方误差(ASE)为 1757.70 分钟,按优先级分层后,优先级 1 的预测准确率最高(ASE=545.99),优先级 3 最低(ASE =6752.75),这反映出优先级 3 的数据更分散。
研究结论指出,通过机器学习驱动的预测模型,EMS 机构可以优化资源分配,改善响应时间。例如,建立动态资源分配系统,根据呼叫类型、天气状况和地理趋势进行实时监测和预测;在 EMCC 部署人工智能辅助分诊系统,提高紧急呼叫优先级分类的准确性;整合交通和天气数据,实现更智能的路线规划等。
这项研究意义重大,它为 EMS 管理提供了新的思路和方法,有助于推动 EMS 从静态部署模式向自适应部署模式转变,从而提高应急护理系统的效率、公平性和可持续性,最终改善患者的治疗效果。
总的来说,该研究通过深入分析影响 EMS 响应时间的多因素,为优化 EMS 资源规划和响应策略提供了重要依据,对提升全球急救医疗服务水平具有重要的参考价值。