Optimizing the master surgery schedule in a private hospital

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barros, Nara Marques
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/25350
Resumo: Tese de mestrado, Estatística e Investigação Operacional (Investigação Operacional) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016
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spelling Optimizing the master surgery schedule in a private hospitalCuidados de saúdeBloco operatórioPlano mestre de cirurgiasProgramação linear inteira mistaAbordagem multiobjetivoTeses de mestrado - 2016Departamento de Estatística e Investigação OperacionalTese de mestrado, Estatística e Investigação Operacional (Investigação Operacional) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016This dissertation presents an automated method for creating a cyclic master surgery schedule (with a week horizon), and describes the reality and the results of a case study applied in a medium-sized Portuguese private hospital. Four objectives are taken into account when building the master surgery schedule, which can have OR time allocated to a specific surgeon, or to a surgical specialty. Firstly, the resulting workload at the hospitalization units should be leveled as much as possible. Secondly, the operating rooms are best allocated if shared as little as possible between different surgical specialties (i.e., by being shared by surgeons of the same surgical specialty). Thirdly, the surgical specialties are best allocated when the highest number of surgeons not already assigned that belong to the surgical specialty are available. Lastly, the weekly OR time assigned to surgeons or surgical specialties must be as close as possible to the corresponding OR time used in the last trimester (so the master surgery schedule is renewed based on the recent demand for surgeries). The surgery duration is not assumed to be deterministic. Since the duration of the surgeries are highly dependent on the type of surgery, and dependent on the surgeon and on the surgical specialty of the surgeon performing the surgery, Sturges' rule is considered in order to incorporate the empirical distribution of the stochastic variable in the model. Besides the constraints related with the objectives, the developed model incorporates structural constraints which ensure that surgeons and surgical specialties share the OR time properly, such as, capacity constraints that limit the available blocks on each day, and others related with hospital requirements. The number of required OR time blocks per surgical specialty is not given as input as it usually happens on other studies available in the literature. The method relies on mixed-integer linear programming techniques involving the solution of multiobjective optimization problems. Since the problem' objective function is formulated as a weighted sum of the multiple criteria presented, the model does not provide an overall solution, and after different algorithm runs, it is up to the decision maker to choose the best solution.O sistema de saúde e os fatores que determinam a sua evolução são de grande complexidade. O desenvolvimento científico, tecnológico, social e económico a que temos assistido nas últimas décadas possibilitou a resolução de muitos dos problemas relacionados com os cuidados de saúde que enfrentávamos, mas também contribuiu para a descoberta de novos problemas mais complexos. Entre outros, as alterações nas necessidades dos cuidados de saúde motivadas pelo aumento da esperança média de vida, o progressivo envelhecimento da população, e o aumento da incidência e prevalência de doenças cronicas, deu origem aos novos desafios que o sector dos cuidados de saúde enfrenta atualmente. O sector dos cuidados de saúde em Portugal sofreu grandes alterações não só devido ao envelhecimento da população, mas também devido à crise financeira portuguesa (que se desenvolveu em consequência da crise da dívida pública da Zona Euro). A crise financeira portuguesa levou ao corte de orçamentos nos hospitais públicos e também no setor privado. A gestão do fornecimento de serviços de saúde está, pois, a tornar-se cada vez mais importante e exigente. Uma unidade hospitalar que é de particular interesse é o bloco operatório. Dado que uma grande percentagem das admissões hospitalares é devida à necessidade de intervenção cirúrgica (Guerriero & Guido 2011), o bloco operatório é um recurso hospital que representa um elevado nível de custo e receita, o que deixa pouco espaço para uma gestão ineficiente ou comunicação deficiente. O planeamento e agendamento do bloco operatório pode ser encarado como um processo de otimização hierarquizado em três fases: case mix planning (ou nível de decisão estratégica, em que são tomadas as decisões relacionadas com a oferta cirúrgica do hospital), master surgery planning (ou nível tático, em que é definido um horário cíclico que divide, entre cirurgiões ou especialidades cirúrgicas, o tempo de funcionamento das salas de operação), e surgery scheduling (ou nível operacional, em que os procedimentos cirúrgicos são marcados para uma sala operatória e dia específico), tal como referido no trabalho de Marques et al. (2012). Este trabalho apresenta e estuda a realidade de um hospital privado de dimensão médio localizado em Lisboa. O hospital tem oito salas de operação idênticas, estando apenas sete completamente equipadas e operacionais e nenhuma delas dedicada a um servi co específico, treze valências ou especialidades cirúrgicas, cerca de 224 cirurgiões ativos. Mais de 8400 cirurgias realizadas no ano de 2014. O hospital tem serviço de emergência, mas dado que a percentagem destes procedimentos é muito reduzida face ao volume global de cirurgias, este serviço não faz parte do estudo realizado. Em termos de cirurgias programadas, o hospital realiza cirurgias de ambulatório e convencionais. Pacientes sujeitos a uma cirurgia de ambulatório têm admissão e alta em menos de vinte e quatro horas. Em oposição, pacientes a que seja realizada uma cirurgia convencional terão que recuperar pelo menos uma noite numa das unidades de hospitalização (internamento ou cuidados intensivos). Segundo a análise efetuada aos dados das cirurgias realizadas no hospital ao longo de 2013 e 2014, e segundo a administração do bloco operatório, o volume de trabalho do mesmo tem vindo e continua a aumentar, incrementando a dificuldade de o gerir de forma eficiente. Esta realidade hospitalar difere significativamente da realidade dos hospitais públicos por não existir lista de espera para cirurgia, e por, em grande maioria, ser o cirurgião a propor ao paciente, no momento da consulta, a data para o procedimento cirúrgico. Este estudo tem como objetivo criar um master surgery schedule automatizado, de acordo com os requisitos específicos do hospital, por forma a aumentar a eficiência do bloco operatório. Este trabalho insere-se no segundo nível de otimização. No entanto, não pode ser considerado um problema exclusivamente inserido neste nível de decisão, pois não considera o tempo a ser atribuído a cada cirurgião ou especialidade cirúrgica como um input do modelo. A decisão inerente a este valor é considerada como pertencente ao primeiro nível de decisão. Calculando este valor no processo de otimização do segundo nível, este trabalho difere significativamente do de Belien et al. (2009), apesar de este ser o trabalho mais próximo de que temos conhecimento em termos de abordagem ao problema e definição de variáveis. As especificações do problema diferem também do trabalho mencionado, dado que cada hospital tem uma realidade hospitalar particular, apesar de os desafios diários, preocupações e dificuldades de implementação serem, genericamente, idênticos. À semelhança do estudo referido, este trabalho considera que a duração das cirurgias não é determinística. É usada a regra de Sturges, por forma a incorporar, no modelo, a distribuição empírica da duração das cirurgias. A duração das cirurgias é conhecida como sendo estritamente dependente do tipo de procedimento cirúrgico, consequentemente dependente da especialidade cirúrgica, e dependente do cirurgião que executa o procedimento (nomeadamente, por ser mais ou menos experiente na realização da cirurgia). Com o uso desta abordagem, espera-se simplificar a tarefa do diretor do bloco operatório, reduzir o conflito entre cirurgiões e o responsável pelo planeamento (sem perda de confiança por parte dos cirurgiões), e aumentar a eficiência e robustez do bloco operatório, reduzindo a variabilidade na sua produção, e consequentemente reduzindo a variabilidade da procura pelos serviços subsequentes (como as unidades de hospitalização). Pretende-se ainda demonstrar, nomeadamente junto do hospital, o potencial das técnicas de programação linear inteira mista na criação de boas sugestões de mudança neste âmbito de atuação. De forma mais precisa, este trabalho tem o intuito de alocar cirurgiões e especialidades cirúrgicas ao tempo de bloco de operatório disponível, considerando restrições estruturais gerais (p. ex. de capacidade) e restrições particulares provenientes dos processos implementados no hospital. Consideram-se quatro objetivos: reduzir a variabilidade da procura pelas unidades de hospitalização, nivelando o máximo possível, ao longo dos dias, a carga de trabalho resultante do centro cirúrgico; concentrar cirurgiões da mesma especialidade cirúrgica o máximo possível na mesma sala operatória, reduzindo o tempo de intervalo entre cirurgias; alocar tempo de bloco às especialidades cirúrgicas quando o maior número de cirurgiões não alocados estejam disponíveis; e renovar o horário cíclico, com uma semana de horizonte temporal, tendo por base o histórico mais recente de cirurgias. A metodologia criada recai, portanto, num modelo multiobjetivo, formulado como a soma ponderada dos quatro critérios descritos. Ao correr o algoritmo para diferentes pesos dos critérios, tem-se uma visão sobre o espaço das soluções, não se obtendo uma solução ótima única global. Compete, portanto, ao diretor do bloco decidir sobre qual a ponderação dos critérios, e consequentemente a solução, que aplicada à sua realidade particular, é considerada a melhor. Nesta fase, são avaliados vários trade-offs (dada a natureza conflituosa dos critérios da função objetivo ponderada). Foram recolhidos, junto do hospital, os dados das cirurgias realizadas ao longo dos anos de 2013 e 2014. Depois de analisados os dados, e ter sido possível extrair algumas métricas como p. ex. a taxa de ocupação real do bloco e a variabilidade do volume de cirurgias ao longo da semana e do ano, foi possível criar três instâncias de teste. Foram também recolhidos três master surgery schedules que estiveram em vigor durante o período de tempo de janeiro de 2013 a março de 2015. Foi, por isso, possível comparar os resultados obtidos pelo modelo e o plano real em vigor. Concluiu-se que o modelo produz soluções de qualidade, de acordo com as especificações e necessidades do hospital. Algumas das soluções encontradas obtêm melhor resultado para as várias métricas apresentadas (critérios da função objetivo) do que a solução implementada no hospital, o que permite estabelecer que o modelo desenvolvido gera master surgery schedules que melhoram o desempenho do bloco operatórios, tal como proposto inicialmente.Proença, Inês Marques, 1978-Captivo, Maria Eugénia, 1954-Repositório da Universidade de LisboaBarros, Nara Marques2016-12-21T13:47:39Z201620162016-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/25350TID:201331144enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:15:02Zoai:repositorio.ul.pt:10451/25350Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:42:23.407617Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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