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Optimización de una red de drones para entregar desfibriladores externos automatizados

Justin J Boutilier1, Steven C Brooks1, Alyf Janmohamed1

  • 1From Department of Mechanical and Industrial Engineering (J.J.B., T.C.Y.C.), Division of Engineering Science (A.J.), Department of Family and Community Medicine (S.C.), and Department of Medicine (L.J.M.), University of Toronto, Ontario, Canada; Department of Emergency Medicine, Queen's University, Kingston, Ontario, Canada (S.C.B.); Rescu, Li Ka Shing Knowledge Institute, St Michael's Hospital, Toronto, Ontario, Canada (S.C.B., A.B., J.E.B., C.Z., S.C., L.J.M., T.C.Y.C.); Sunnybrook Centre for Prehospital Medicine, Toronto, Ontario, Canada (J.E.B., S.C.); and University of Toronto Institute for Aerospace Studies, Ontario, Canada (A.P.S.).

Circulation
|March 4, 2017
PubMed
Resumen

La entrega por drones de desfibriladores externos automatizados (DEA) puede reducir significativamente los tiempos de respuesta para los paros cardíacos fuera del hospital. Una red optimizada de drones, guiada por un modelo matemático, asegura una llegada más rápida del DEA para mejorar las tasas de supervivencia.

Palabras clave:
Desfibriladores externos automatizadosParado cardíacoel avión no tripuladoOptimizaciónla reanimación

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Área de la Ciencia:

  • Medicina de emergencia
  • La robótica
  • Investigación de las operaciones

Sus antecedentes:

  • Los programas de desfibrilación de acceso público son cruciales para la supervivencia del paro cardíaco fuera del hospital (OHCA).
  • Los desfibriladores externos automatizados (DEA) no siempre están disponibles en las escenas de OHCA para el uso de los transeúntes.
  • Los aviones no tripulados ofrecen una solución novedosa para la entrega rápida de DEA a los eventos OHCA.

Objetivo del estudio:

  • Para hacer la hipótesis de que una red de drones, optimizada por un modelo matemático, puede disminuir los tiempos de llegada de AED.
  • Para cuantificar el tamaño requerido de la red de drones para una entrega más rápida de DEA.
  • Evaluar la eficiencia de una red coordinada de drones en comparación con los despliegues específicos de la región.

Principales métodos:

  • Aplicación de un modelo matemático de optimización y colas a 53.702 casos de OACI en Toronto (2006-2014).
  • Cuantificación del tamaño de la red de drones necesaria para lograr una entrega de DEA 1, 2 o 3 minutos más rápida que los tiempos de respuesta históricos al 911.
  • Análisis de la reducción de recursos en una red única y coordinada de drones en comparación con redes regionales separadas.

Principales resultados:

  • El análisis específico de la región indicó que se necesitan 81 bases y 100 aviones no tripulados para una llegada más rápida de 3 minutos.
  • Se observaron reducciones significativas en los tiempos de llegada del percentil 90 del DEA: 6 min 43 s (urbano) y 10 min 34 s (rural).
  • Una red coordinada requería un 39,5% menos de bases y un 30,0% menos de aviones no tripulados para tiempos de entrega comparables.

Conclusiones:

  • Una red optimizada de drones, informada por un nuevo modelo matemático, reduce sustancialmente los tiempos de entrega de DEA para OHCA.
  • El despliegue de drones es una estrategia viable para mejorar la respuesta médica de emergencia para el paro cardíaco.
  • El modelado matemático es clave para optimizar la eficiencia de la red de drones para la entrega médica crítica.