Trabajo de grado - Maestría
Desarrollo de un software para análisis de riesgo con redes complejas en radioterapia de haz externo
Fecha
2023Registro en:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia
Autor
Arévalo Casas, Manuel Julián
Institución
Resumen
Hemos desarrollado un software que utiliza conceptos de redes complejas y el método de
la matriz de riesgo para realizar análisis de riesgo en servicios de radioterapia. Además de
medir la importancia de las barreras y proyectar la implementación de barreras faltantes
según su robustez, el software permite el estudio de la dinámica en servicios o modelos
sometidos a fallas y ataques en las barreras. Para definir la red de sucesos y barreras,
utilizamos una red bipartita y pesada que consta de un grupo de nodos que representan
los sucesos iniciadores y otro que representa las barreras, cuyas conexiones son
ponderadas por la robustez de las barreras. Se crearon estas redes para los modelos de
errores y fallos potenciales (FMEA) en radioterapia convencional (MARR) y con técnicas
avanzadas (MARRTA), y se utilizó un algoritmo para determinar los riesgos a partir de
estas redes. La definición de la red permitió estudiar la dinámica de los modelos y servicios
reales cuando se someten a fallas o ataques en sus barreras, definiendo cuatro fases
según la fracción de barreras que fallan o se atacan, donde cada fase corresponde al
dominio global de un nivel de riesgo específico. Durante la implementación del software,
se obtuvieron análisis de riesgo de los modelos MARR y MARRTA, y se comprobó que los
resultados obtenidos coinciden con los reportados. También realizamos el análisis de un
caso hipotético donde el nivel base de frecuencia de los iniciadores del modelo MARRTA
se aumentó en un nivel, encontrando que existe una fase de dominio del nivel de riesgo
muy alto cuando se generan fallas en el 99% de las barreras. Además, estudiamos tres
servicios reales identificando que la implementación de barreras con una robustez normal
resultó en una mayor disminución de riesgos en comparación con la implementación de
las barreras con mayor robustez.
(Texto tomado de la fuente) We have developed a software that uses complex network concepts and the risk matrix
method to perform risk analysis in radiotherapy services. In addition to measuring the
importance of barriers and projecting the implementation of missing barriers according to
their robustness, the software allows the study of dynamics in services or models subjected
to failures and attacks on barriers. To define the event and barrier network, we use a
weighted bipartite network consisting of a group of nodes representing initiating events and
another representing barriers, whose connections are weighted by the robustness of the
barriers. We create these networks for potential error and failure modes (FMEA) in
conventional radiotherapy (MARR) and with advanced techniques (MARRTA), and then
use an algorithm to determine risks from these networks. The network definition allowed
us to study the dynamics of real services and models when subjected to failures or attacks
on their barriers, defining four phases according to the fraction of barriers that fail or are
attacked, where each phase corresponds to the global domain of a specific risk level.
During the software implementation, we obtained risk analyses of the MARR and MARRTA
models, verifying that we obtain the same results as reported. We also conducted the
analysis of a hypothetical case where the base frequency level of the MARRTA model
initiators was increased by one level, finding that there is a phase of very high-risk level
dominance when failures occur in 99% of the barriers. Additionally, we studied three real
services identifying that the implementation of barriers with normal robustness resulted in
a greater decrease in risks compared to the implementation of barriers with higher
robustness.