基于随机规划的日间手术规划与调度研究

发布时间：2020-10-23 14:04

　　 在医院面临的需求压力日益增长的背景下,日间手术作为一种能有效提升医院运作效率的模式相继在各大医院开展。然而目前针对日间手术,医院普遍缺乏管理经验,调研发现其规划和调度缺乏定量化的分析,能力与需求不匹配,造成了资源浪费或者能力不足的现象;另一方面,对多种不确定性的预测和调控能力较弱,导致手术设施的闲置浪费和医护人员加班等问题。针对以上问题,本文对日间手术规划调度过程的多个决策层级展开研究,考虑其中的多种不确定因素,对手术室、病床等瓶颈资源展开调度分析,以期减少资源浪费、提高运作效率。首先,本文以上海某三甲医院的调研情况为基础,结合其日间手术中心筹建的背景,进行日间手术中心的规划设计。综合考虑日间手术的临床路径以及门诊流程、术前术后管理流程等,对日间手术的流程进行设计和优化;同时,通过合理的布局设计来减少医护人员和病人的走动距离。以上的研究成果均作为医院日间手术建设的方案得到实施。此外,医院需要对日间手术的候选手术种类进行筛选,而手术的时长是重要的筛选标准。本文通过假设检验的方法对日间手术候选手术的时长进行了拟合分析。分析的结果将作为该手术是否在日间手术中开展的重要依据,同时也作为数据基础应用于本文的其他研究。在此基础上,本文研究了日间手术关键资源(手术室、病床)的配置和调度分派问题。资源的配置是指为日间手术分配合理的资源数量,资源的调度分派则是指为每个科室的手术分派合理的手术室使用时间。考虑到资源的配置和调度分派是两个互相影响的问题,本文建立了统一的随机规划模型对二者进行联合优化分析,以最大化净收益(综合考虑成本、收益、惩罚)为目标,并考虑了病人需求及手术时长的不确定性。针对该模型,首先应用蒙特卡洛模拟处理了病人到达和手术时间的不确定性;进一步针对大规模问题,设计了启发式求解算法。最后,数值试验验证了启发式算法的求解性能,敏感度分析进一步探讨了不同的资源成本、超时惩罚及手术收益等参数对最优策略的影响。最后,本文进一步研究了手术的预约调度问题,目的是减少病人的等待时间、提高病人的满意度,同时提高手术设施的利用效率、减少医护人员的加班。为此,本文建立了随机规划模型对手术指派方案、手术顺序及手术开始时间进行联合优化。为求解随机规划模型,首先基于蒙特卡洛仿真方法,将随机规划模型转化为线性规划模型求解;进一步针对大规模样本问题,提出了基于遗传算法的随机规划求解方法。数值试验的结果表明,本文设计的遗传算法可以在保证精确度的情况下,大幅缩短计算时间。敏感度分析探讨了惩罚成本系数和手术数量等参数对最优策略的影响。最后,针对日间手术的背景,考虑了手术切换和手术偏好等因素,数值试验的结果揭示了其对最优决策的影响。本文的研究基于上海某三甲医院的实际情况,研究的结论对其他医院的日间手术开展具有一定的参考意义。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O221.5;R197.323
【部分图文】：

第二章 日间手术中心规划设计研究2.3.2 布局设计优化医护人员尤其是护士的无效走动时间是护士工作效率低、疲劳度高等问题的主要来源，而无效走动主要来源是医疗设施的布局不合理。一方面，设施布局与运作流程的匹配度不高，造成了无效的走动；另一方面，设施之间的距离与相对应的物流强度不匹配，造成了无效的走动。针对此问题，本文综合考虑日间手术的运作流程、相关设施以及设施之间的物流强度等因素，对日间手术中心的布局进行优化设计。系统布局设计方法（Systematiclayoutplanning，简称 SLP）是一种有效的设施布局规划方法，最初来源于工厂的设施布局设计，通过作业单元间的物流与非物流的相互关系分析，进而确定设施之间的距离的方法。本章所研究的布局问题，其优化目标是降低病人的治疗路径及医护人员的工作路径，因此可以应用 SLP 方法辅助进行分析。经过调研和分析，确立的日间手术管理中心布局方案如下所示：

上海交通大学硕士学位论文2.3.3 相关手术数据分析手术的数据分析是医院日间手术运作管理中多项工作的基础，是从定性分析开展到定量分析工作的基础，同时也是准入规则设计的重要衡量指标，因为在日间手术中，手术的时长在很大程度上决定了该手术是否适合引入到日间手术体系中；日间手术的医生选择中，该医生的手术时长也能影响该医生是否适合执行日间手术。根据文献[50]，手术时长一般呈对数正态分布。因此在本节的手术数据分析的步骤中，将假设手术时长服从对数正态分布，并根据医院信息系统提供的样本信息进行检验。

手术时长一般呈对数正态分布。因此在本节的手术，将假设手术时长服从对数正态分布，并根据医院信息系统提检验。图 2-3 手术时长样本对数折线图Fig.2-3 Logarithmic line chart of day surgery duration
【参考文献】

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本文编号：2853134