Thèse soutenue

HospiT'Win : conception d’un double numérique basé sur la simulation à événements discrets pour le suivi en temps réel et la prédiction à court terme des parcours des patients à l’hôpital

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Auteur / Autrice : Abdallah Karakra
Direction : Jacques LamotheFranck Fontanili
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Industriel et Informatique
Date : Soutenance le 18/10/2021
Etablissement(s) : Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Systèmes (Toulouse ; 1999-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche Génie industriel (Albi) - Centre Génie Industriel / CGI
Jury : Président / Présidente : Thibaud Monteiro
Examinateurs / Examinatrices : Jacques Lamothe, Franck Fontanili, Virginie Goepp, Grégory Zacharewicz, Elyes Lamine, Sondes Chaabane, Adel Taweel
Rapporteurs / Rapporteuses : Virginie Goepp, Grégory Zacharewicz

Résumé

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L'hôpital est un lieu de travail exigeant qui nécessite une prise en charge en temps réel du patient et une interaction humaine élevée au niveau des ressources (médecin, infirmières, etc.), de l'emplacement (salle d'examen, salle d'opération, etc.), des processus (parcours de soins et de santé) et au niveau des usagers (patients). Concevoir et manager un établissement de santé peut être difficile. D’une part, parce que les services peuvent être des ressources critiques, et présenter une grande variété et une grande variabilité. D’autre part, l’adaptation à une demande de soins partiellement imprévisible peut se révéler très complexe. Pour augmenter l'efficacité et la qualité des soins tout en limitant les coûts, un hôpital a donc besoin d’outils d’aide à la décision. Ils peuvent être basés sur des méthodes et des outils d'ingénierie organisationnelle afin de suivre l’état des services en temps réel, de prédire leur comportement dans un futur proche, et d'améliorer les processus. Parmi les méthodes et outils disponibles, la simulation à événements discrets (SED) permet de mieux comprendre le comportement des processus opérationnels et d'évaluer leur performance en simulant une chaîne d'événements qui se produisent dans le temps. Cependant, bien que les logiciels de SED disposent de multiples fonctionnalités, ils se limitent principalement à la construction de modèles de simulation « hors ligne » qui ne sont donc pas connectés au monde réel en temps réel. Par conséquent, les modèles ne sont pas adaptés pour récupérer l'état courant d’une organisation à un instant précis, ils ne peuvent donc pas être considérés comme des doubles numériques (DN). De plus, les simulations démarrent dans un état « vide » et « inactif », qui peut être différent de l'état réel, ce qui peut entrainer un biais dans les rapports statistiques à la fin de la simulation. Notre travail de recherche propose une approche de double numérique à base d'un simulateur à événement discret. Notre double numérique fournit une représentation virtuelle et en temps réel qui est synchronisée avec les ressources physiques et/ou les activités des processus. Il est basé sur des modèles de SED qui sont utilisés pour (1) le suivi en temps réel et en ligne des parcours des patients, et (2) la prédiction hors ligne du futur proche face à un comportement inattendu ou à des situations imprévisibles. L'objectif principal de cette thèse est de fournir un cadre pour la construction d’un double numérique du parcours des patients que des professionnels de santé et des décideurs pourraient utiliser comme outil d'aide à la décision. Plusieurs problématiques spécifiques sont également abordées : l'initialisation des modèles de SED sur l'état courant, la synchronisation en temps réel avec le monde réel, et la connexion entre le modèle de suivi et le modèle de prédiction. Comme preuve de concept, nous proposons des expérimentations basées sur un émulateur d'un service hospitalier connecté à un double numérique développé suivant notre approche.