IMPLANTAÇÃO, ANÁLISE E MODELAGEM DE UM SISTEMA DE WORKFLOW HOSPITALAR

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1 IMPLANTAÇÃO, ANÁLISE E MODELAGEM DE UM SISTEMA DE WORKFLOW HOSPITALAR Vanessa P. Leite 1, 2 Manassés Ribeiro 2 Eros Comunello 1, 2 1 Universidade do Vale do Itajaí UNIVALI Faculdade de Ciência da Computação, Campus VII São José SC Brasil 2 Universidade Federal de Santa Catarina UFSC The Cyclops Group Laboratórios de Telemedicina e Informática Médica LABTELEMED Florianópolis SC Brasil {nessapl, / Resumo Um sistema de workflow é uma ferramenta que tem por finalidade automatizar processos, racionalizando-os e conseqüentemente aumentando a produtividade por meio de dois componentes: organização e tecnologia. Um sistema de workflow aplicado à área hospitalar permite maximizar a utilização dos recursos, aumentando a qualidade dos serviços de saúde e tornando os dados atualizados e confiáveis. Analisando este contexto em parceria com o Grupo Cyclops, foi implantado e testado um protótipo de workflow hospitalar no Centro Cirúrgico Geral (CCG) do Hospital Regional Homero Miranda Gomes (HRSJ). Para a validação dos testes foram utilizadas duas metodologias, sendo elas: Goal Question Metric (GQM) e a Análise de Variância (ANOVA). Os resultados obtidos com essas duas metodologias foram satisfatórios, pois obteve-se uma melhora de 40% no tempo para a elaboração da escala de serviço. Além de ser comprovado através da ANOVA, que a escala produzida pelo workflow é igual a escala feita manualmente. 1. Introdução O Um fluxo de trabalho ou workflow é uma ferramenta que tem por finalidade automatizar processos, racionalizando-os e conseqüentemente aumentando sua produtividade por meio de dois componentes implícitos: organização e tecnologia. Assim, um sistema de workflow é desenvolvido obedecendo à arquitetura cliente-servidor [3] e padrões internacionais de sistemas de workflows sugerido por [9]. Esta tecnologia aplicada na área hospitalar permite maximizar a utilização dos recursos, aumentando desta forma, a qualidade dos serviços de saúde. É possível alocar de forma precisa e eficiente os recursos disponíveis, controlando qualquer evento que possa interferir na programação previamente elaborada. Portanto, este trabalho teve por objetivo realizar a implantação e avaliação de um protótipo de workflow hospitalar, apresentado por [6] como resultado de pesquisa. Os objetivos propostos para este trabalho foram os de modelar um procedimento do serviço de enfermagem para utilização piloto no CCG. Realizar a implantação do protótipo do sistema de workflow para a execução do procedimento modelado. Testar e analisar os resultados obtidos com a implantação e realizar a modelagem de um novo sistema de workflow considerando os resultados obtidos na análise do protótipo. Esta pesquisa, além da elaboração de um modelo de sistema de workflow hospitalar adequado às necessidades do corpo de enfermagem, serviu de suporte para a gerência de processos que deverá ser incorporado ao Prontuário Eletrônico do Paciente Supra Hospitalar (PEPS), atualmente em desenvolvimento por pesquisadores ligados ao Grupo Cyclops, em parceria com o FNS (Fundo Nacional de Saúde). Desta forma, foi implantado e testado um protótipo de workflow hospitalar no CCG do HRSJ. Para a validação dos testes foram utilizadas duas metodologias, sendo elas: Goal Question Metric (GQM) e a Análise de Variância (ANOVA). A GQM é uma metodologia baseada na idéia de que a medida deve ser orientada a objetivos [1]. Isto significa que alguns objetivos que servirão de guia para a elaboração de questões devem ser identificados e especificados de modo preciso. As questões, por sua vez, orientarão a definição de métricas em um determinado contexto para o objeto estudado [7]. Utilizando essa metodologia é possível realizar medições em relação ao esforço despendido no uso do protótipo de workflow comparando com o serviço realizado manualmente. O método estatístico ANOVA tem por objetivo comparar grupos diferentes de médias e verificar se esses valores são iguais. Com essa metodologia será possível determinar se os resultados obtidos com o workflow são semelhantes ao que é gerado atualmente. 2. Trabalhos Relacionados Foram pesquisadas duas técnicas utilizadas para o gerenciamento de processos, focados em sistemas de workflow, que possam ser utilizados em ambientes hospitalares. Em um modelo proposto por [2], pode-se projetar o fluxo de execução de várias tarefas por vários atores diferentes. Para isso o modelo utiliza: gráficos, símbolos e textos para descrever as tarefas envolvidas e especificar os mecanismos de disparo e término das ações previstas. No entanto, no modelo proposto por [5], o

2 modelo de workflow está dividido em dois grupos: comunicação e atividades. No modelo baseado em comunicação o trabalho é considerado um conjunto de interações humanas bem definidas, representando compromissos realizados entre as pessoas envolvidas. E o modelo baseado em atividades o trabalho é considerado como sendo composto por uma seqüência de atividades. Cada atividade recebe entradas e produz saídas. Além disso [5], aplicou conceitos de transações permitindo o agendamento cronológico com dependência temporal. Desta forma, ele propôs um modelo para levantamento, execução e gerência de workflows. As ferramentas desenvolvidas para ambientes hospitalares que implementam gerenciamento do fluxo de trabalho (workflow). Verifica-se, que estas aplicações baseiam-se em um modelo tradicional estático. Nesta filosofia, analistas vão até o ambiente hospitalar, desenvolvem uma análise criteriosa e projetam uma seqüência para o workflow com base nas necessidades específicas de cada hospital. A partir deste modelo parametriza-se a aplicação determinando um fluxo estático para o trabalho hospitalar. Em sua maioria, estas aplicações são partes integrantes de sistemas maiores, geralmente associados a setores hospitalares específicos. Estas aplicações são consideradas workflows pelo fato que orientam para um fluxo de trabalho indicando uma seqüência de passos que são necessários seguir e que não podem ser ignorados. Tais aplicações também possibilitam o controle de questões relacionadas à agendamentos tanto de pacientes quanto de recursos e materiais, dentre outras funcionalidades necessárias em ambientes hospitalares [4] Características do sistema O protótipo de workflow foi dividido em duas partes: módulos cliente e servidor. O servidor de workflow foi desenvolvido utilizando a linguagem Smalltalk. O módulo cliente foi implementado com a linguagem Java para desktop, utilizando o Sistema Operacional Windows Funcionalidade do sistema O protótipo tem por objetivo realizar a alocação de funcionários para um determinado mês, o módulo cliente realiza a interface com o usuário e o módulo servidor é o responsável por essa alocação. Desta forma, são passados como parâmetro o horário de trabalho e a quantidade de funcionários necessários para o setor. E como resultado o servidor de workflow gera uma escala, o qual é apresentado pelo módulo cliente através de relatórios Organização do sistema O servidor de workflow está estruturado nas seguintes camadas: protocolo de comunicação, apresentação de dados, serviços de workflow, máquina de inferência, API de manutenção de dados e configuração (Figura 1). 3. Arquitetura do Sistema Para o desenvolvimento do protótipo foram realizadas a modelagem do sistema de workflow hospitalar, bem como o protótipo, os testes, a análise e a validação dos resultados. Baseado na pesquisa realizada por [6] optouse por iniciar o projeto com a análise do módulo servidor, em seguida foram feitas a modelagem do cliente de workflow, sendo que o processo escolhido foi a escala de serviço. Para a análise dos dados obtidos com a utilização do protótipo foram utilizados dois tipos de validações, um com o método estatístico ANOVA e o outro utilizando a metodologia GQM. Através da ANOVA, foi possível determinar que os resultados obtidos com o teste do protótipo de workflow são semelhantes aos que são gerados manualmente. Desta forma, os dados foram considerados iguais, provando que o sistema conseguiu atingir o objetivo esperado. Com o GQM foi mensurado o tempo de esforço necessário para a elaboração das duas escalas e realizado uma análise a partir desses dados, tendo ambas as validações apresentado resultados adequados ao contexto deste projeto. Figura 1. Modelo do servidor de workflow As camadas de Protocolo de Comunicação, Apresentação de Dados e Mensagens de Serviços são responsáveis pelo meio de comunicação com o módulo cliente, receber os dados, fazer verificações de consistência e prepará-los para serem enviados às camadas de processamento. A camada de máquina de inferência gerencia os procedimentos internos do servidor delegando os trabalhos aos módulos específicos a cada necessidade. Já a camada de configuração é responsável pelos procedimentos de configuração dos planos de workflow, controle de dependência temporal nas configurações e manutenção de contexto [6]. O cliente de workflow está estruturado com as interfaces de cadastro de funcionários, cadastro da escala de serviço e relatórios, com conexão com o módulo servidor.

3 3.4. Metodologia para implementação e validação A análise do protótipo realizou-se de duas formas, a primeira através da metodologia GQM, a idéia básica dessa metodologia é derivar métricas de software a partir de perguntas e objetivos [8]. A segunda fase de análise foi utilizada o método estatístico ANOVA, avaliando dessa maneira o comportamento das escalas de serviço geradas manualmente e pelo sistema. Para a utilização da metodologia GQM, foram definidos seis aspectos para a medição, sendo eles divididos da seguinte forma: 1. Objetivo: O que será analisado? R: Escala de serviço; 2. Propósito: Por que o objeto será analisado? R: Para avaliar a alocação dos dias de trabalho de cada funcionário, respeitando a necessidade do setor; 3. Enfoque de qualidade (conformidade, eficiência, eficácia): Quais atributos de objeto serão analisados? R: Hora plantão, hora normal de trabalho, quantidade de funcionários durante o dia, quantidade de funcionários no final de semana, alterações na escala e esforço despendido no uso do sistema; 4. Ponto de vista: Quem usará os dados? R: Analista deste projeto; 5. Contexto: Em qual contexto acontece a análise? R: Projeto workflow, unidade de CCG; e 6. Quando, como e por quem os dados são coletados? R: Quando: mensalmente. Como: formulário contabilizando o tempo despendido para a realização da tarefa. Por quem: Enfermeira Chefe. Assim, foi realizado o acompanhamento da Enfermeira no desenvolvimento das duas escalas de serviço, a escala feita manualmente contabilizando o tempo despendido para a elaboração da mesma e depois o desenvolvimento da escala realizada através do sistema. Para a elaboração da escala manualmente a Enfermeira levou 1hora e 25 minutos, ou seja, 85 minutos no total, para distribuir as horas normais de trabalho, alocar as horas plantões e anotar os funcionários de férias ou que possuem algum tipo de licença. A medição desse esforço foi apenas para a elaboração do rascunho da escala, depois de pronta é digitado os dados no computador, essa parte do processo não está contabilizada. Na elaboração da escala pelo protótipo de workflow não foi contabilizado o tempo que a Enfermeira levou para cadastrar os funcionários no sistema, devido o fato de que uma vez cadastrados, por ser esta uma atividade única. A medição foi iniciada a partir do cadastro da escala de serviço. O tempo do esforço despendido para o cadastro da escala, a verificação e correções foram de 51 minutos sendo que nesse tempo ela foi interrompida algumas vezes por outros funcionários com perguntas sobre o setor e outras rotinas diárias. A partir dessas medições foi possível responder as seguintes perguntas, conforme a metodologia GQM: 1. O esforço despendido para a elaboração da escala diminui utilizando o sistema? Sim. Comparando o tempo para a elaboração do rascunho da escala e a do sistema houve uma melhora de 34 minutos (Figura 2), podendo haver melhorias de desempenho após o usuário estar mais habituado a ferramenta; 2. A hora normal de trabalho foi alocada corretamente? Sim. Todas as horas normais de trabalho de cada funcionário foram geradas de forma correta pelo sistema; 3. A hora plantão dos funcionários foi gerada corretamente? Não. Algumas horas plantões foram readequadas pela responsável. Essas alterações ocorreram por fatores que fogem ao desenvolvimento do sistema, ou seja, alguns funcionários não podem trabalhar num determinado dia, ou precisam de folga. Outras situações que interferem na alocação da agenda estão relacionadas aos dias que possuem mais cirurgias marcadas, ocasionando em um número maior de funcionários para trabalhar nesse expediente. Além disso, o sistema também não identifica feriados, para esses dias é necessária uma quantidade menor de funcionários. Estas informações não foram levadas em consideração dentro do contexto do workflow, por não ter um sistema totalmente informatizado dentro da organização; 4. A quantidade de funcionários necessários para trabalhar durante o dia foi distribuída de forma eficiente? Sim. Foi alocada a quantidade passada por parâmetro no sistema, no entanto, dependendo do dia da semana onde o número de cirurgias é maior que o padrão, foi feitas realocações das HPs para cobrir a quantidade de funcionários necessária; e 5. Foi necessário fazer alterações manuais na escala depois de gerada pelo sistema? Sim. Nas horas plantões. Figura 2. Gráfico representando o esforço despendido para a elaboração da escala A escala gerada manualmente, o tempo contabilizado foi somente na geração do rascunho desta escala, não foi realizada a medição do tempo de digitação do rascunho para o computador. Apesar desse tempo não ser contabilizado, deve ser considerado que o workflow gera um relatório, o qual facilita ainda mais o trabalho da organização. Utilizando o método estatístico ANOVA foi realizado a segunda parte da análise deste protótipo. Para esta validação verificou-se a quantidade de funcionários que trabalham nos períodos manhã e tarde. Definido a quantidade de funcionários para cada período de trabalho, formaram-se dois grupos de amostras: escala manual e do workflow. Outra categoria de amostra

4 analisada foi a quantidade total de funcionários alocados por dia. Esses dados são importantes porque para a geração da escala é necessário uma quantidade de funcionários para trabalhar diariamente no setor. Na Tabela 1 estão representadas as amostras analisadas com o método estatístico. Como a escala é gerada mensalmente, foi escolhido o mês de outubro para análise por apresentar vários tipos de alocações, como funcionários de férias e um feriado, podendo desta forma, realizar um melhor estudo do comportamento do workflow. A quantidade de amostra de cada grupo foi de 31 elementos, ou seja, uma amostra de cada dia do mês de outubro. Para cada grupo de amostras: manhã, tarde e o total geral de funcionários por dia, foram geradas médias para realizar a análise com a ANOVA. As análises da quantidade total de funcionários por dia estão representadas nas Tabelas 1 e 2. Como podem ser observadas as médias de cada grupo são diferentes, entretanto aplicando-se a ANOVA foi possível concluir que as médias são similares, ou seja, o valor de F apresentado nas Tabelas 1 e 2 foram menores que a do valor crítico (F crítico). Assim, é aceito H0. Significando que a escala gerada pelo workflow é igual à feita manualmente e que o sistema conseguiu satisfazer o que foi proposto, além de ter reduzido o seu tempo de elaboração em 40% (85 minutos escala manual e 51 minutos escala workflow). Tabela 1. Análise do total de funcionários por dia Grupo Contagem Soma Média Variância Manual Workflow Tabela 2. ANOVA do total de funcionários por dia Fonte da gl MQ F valor-p F crítico variação Entre grupos Dentro dos grupos Total Discussão Podem ser sugeridos temas de continuidade para melhorias do sistema de workflow e novos requisitos que foram levantados durante a realização dos testes. O servidor como está implementado atualmente exige muito processamento do computador, para realizar a montagem da escala de serviços o servidor levou em média 12 minutos, esse tempo pode ser melhorado implementando o servidor em uma linguagem mais robusta como C ou C++. Outro item que pode ser melhorado é referente à alocação da agenda de cada funcionário. Se o usuário desejar que seja refeita a agenda de um funcionário específico não é possível, o workflow vai realizar a alocação de toda a escala, ou seja, vai refazer a agenda de todos os funcionários. Na parte do cliente uma melhoria seria o cadastro dos feriados e dos dias que alguns funcionários não podem trabalhar, assim evitaria possíveis correções da escala pelo usuário. Além disso, vários clientes podem ser implementados e integrados ao PEPS, como um sistema para marcação de exames, sendo o workflow responsável por alocar os profissionais responsáveis, equipamentos e a melhor data para o paciente realizar o procedimento. Também pode ser utilizado no agendamento do mapa cirúrgico ou em outros processos hospitalares que podem ser identificados durante o desenvolvimento do PEPS. 5. Resultados Os resultados obtidos nos testes do protótipo de workflow auxiliaram na visualização do grau de eficiência do sistema proposto e os seus benefícios para o setor de CCG. A primeira avaliação apresenta o resultado obtido com a aplicação da metodologia GQM, através da medição do esforço despendido para a elaboração das duas escalas. Assim, foi possível determinar que o tempo de geração da escala de serviço utilizando o protótipo, foi menor que o tempo despendido para ser feito manualmente, tendo um ganho de 40% de melhora com o sistema. Observou-se também que o resultado obtido nestes testes, podem ser considerados modestos em relação ao potencial desta ferramenta, uma vez que a sua utilização freqüente tende a melhorar o seu desempenho. A segunda avaliação apresenta o resultado obtido com a utilização do método estatístico ANOVA, com esta análise foi possível comprovar que a escala gerada pelo workflow é igual à escala feita manualmente e que a quantidade de funcionários alocados por cada dia de trabalho, satisfazem a necessidade do setor. Também deve ser observado que a análise da escala manual foi realizada apenas na elaboração do seu rascunho, após o seu término a Enfermeira deve repassar todos os dados para o computador e esse tempo não foi medido. Com a utilização do protótipo esses relatórios já estão prontos para serem impressos, evitando desta forma, este tipo de retrabalho. 6. Considerações Finais Este trabalho permitiu ampliar a visão crítica sobre o gerenciamento dos processos hospitalares, objetivando uma melhora em seu funcionamento ou facilitando a execução do mesmo. Todos os objetivos propostos no início deste trabalho foram concluídos com êxito, tendo uma análise positiva dos seus resultados. No início do desenvolvimento do trabalho foi feita a modelagem do servidor de workflow, baseando-se na pesquisa de [6], seguindo o padrão estabelecido pelo [9]. Observando a necessidade do setor de CCG foi escolhido um procedimento na área de enfermagem para utilização no protótipo de workflow hospitalar. O procedimento escolhido foi a escala de serviços dos funcionários, nesta fase do projeto, foram feitas entrevistas com a Enfermeira

5 Chefe do setor e desta forma, modelado um cliente de workflow. A escolha desse cliente foi baseada nos benefícios que poderia gerar para a organização. A parte do cliente de workflow foi implementada por um pesquisador do Grupo Cyclops em linguagem Java e foram realizados alguns ajustes no módulo servidor para se adequar as necessidades do cliente. Após ter sido concluída a implementação, o sistema foi instalado em uma máquina própria e implantado no setor de CCG, o qual foi testado pela responsável. A implantação do sistema baseou-se na norma da ISO Nem todos os itens que a norma estabelece foram seguidos, pois o sistema foi utilizado apenas para teste no setor, não sendo uma versão definitiva. Após a realização dos testes, o protótipo foi avaliado e analisado seguindo as orientações da metodologia GQM e o método estatístico ANOVA. Os resultados obtidos com essas validações foram satisfatórios, pois obteve-se a confirmação de que o sistema conseguiu reproduzir a mesma escala de serviço feita manualmente pela Enfermeira e em um tempo menor. Desta forma, concluí-se que o sistema de workflow possibilita uma melhora na eficiência, produtividade e mantém as informações atualizadas, auxiliando no serviço hospitalar. Além de possibilitar automatizar o agendamento de funcionários para um determinado dia de serviço. em Gestão do Conhecimento e Tecnologia da Informação - Universidade Católica de Brasília, [8] WANGENHEIM, Christiane Gresse Von. Medição de Software. LQPS/UNIVALI, [9] WFMC - Workflow Management Coalition. The Workflow Management Coalition Specification. Disponível em: <http://www.wfmc.org>. Acesso em: 22 abr Referências [1] BASILI, V.; ROMBACH, H. Goal question metric paradigm. Encyclopedia of software engineering v. 2, [2] CASATI, Fabio; CERI, Stefano; PERNICI, Barbara; POZZI, Giuseppe. Workflow evolution. International Conference on Conceptual Modeling the Entity Relationship. Disponível em: <http://citeseer.ist.psu.edu/casati96workflow.html> Acesso em: 29 jul [3] CRUZ, Tadeu. Workflow II A Tecnologia que Revolucionou Processos. E-papers: Rio de Janeiro, [4] FERREIRA, Levi. Uma solução para o gerenciamento inteligente de processos hospitalares utilizando a tecnologia de workflow. Florianópolis, p (Dissertação de Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Ciências da Computação Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, [5] GEORGAKOPOULOS, Dimitrios; HORNICK, Mark F.; MANOLA, Frank; BRODIE, Michael L.; HEILER, Sandra; NAYERI, Farshad; HURWITZ, Benjamin. An extended transaction environment for workflows in distributed object computing. Data Engineering Bulletin, v. 16, n. 2, p. 24_27, Disponível em: <citeseer.ist.psu.edu/georgakopoulos93extended.html> Acesso em: 29 jul [6] RIBEIRO, Manassés. Extensão ao modelo WFMC para Servidores de Workflow em Ambientes Hospitalares p. (Dissertação de Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Ciências da Computação Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, [7] SOUSA, K.; OLIVEIRA, K. M.; ANQUETIL, N. Uso do GQM para avaliar implantação de processo de manutenção de software p. (Dissertação de Mestrado). Mestrado

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