[en] RESOURCE OPTIMIZATION FOR ELECTIVE SURGICAL PROCEDURES USING QUANTUM-INSPIRED GENETIC ALGORITHMS

• Main Author: RENE GONZALEZ HERNANDEZ
• Other Authors: MARLEY MARIA BERNARDES REBUZZI VELLASCO
• Language: pt
• Published: MAXWELL 2019
• Subjects: [pt] OTIMIZACAO; [en] OPTIMIZATION; [pt] SAUDE; [en] HEALTH; [pt] ALGORITMOS GENETICOS; [en] GENETIC ALGORITHMS; [pt] ALGORITMOS GENETICOS COM INSPIRACAO QUANTICA; [en] GENETIC ALGORITHMS WITH QUANTUM INSPIRATION; [pt] SCHEDULE; [en] SCHEDULE
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=37529@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=37529@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.37529

[pt] Atualmente as Unidades de Saúde, em um grande número de países do mundo, apresentam demandas de serviços que superam suas capacidades reais. Por esta razão, o surgimento das listas de espera é inevitável. Preparar o planejamento das mesmas, de modo otimizado resulta, portanto, em um grande desafio, devido à quantidade de recursos que devem ser considerados. O caso particular dos procedimentos cirúrgicos é particularmente crítico pela quantidade de recursos que se precisam para a realização do mesmo. Poucos projetos têm sido desenvolvidos para a gestão completa dessas listas. O trabalho desenvolvido nesta Dissertação propõe o uso de um modelo, baseado em algoritmos genéticos com inspiração quântica, para a automatização e otimização do planejamento de procedimentos cirúrgicos eletivos. Este modelo, denominado Algoritmo Evolucionário com Inspiração Quântica para a Área de Saúde (AEIQ-AS), além de alocar os pacientes e os recursos necessários para que o processo cirúrgico seja exitoso, procura reduzir o tempo total para que todas as cirurgias sejam realizadas. Este trabalho apresenta também uma ferramenta que permite a modelagem, de modo simplificado, de uma Unidade Cirúrgica de Saúde. Esta ferramenta possibilita a realização de simulações com o objetivo de ver o efeito de diferentes configurações dos recursos nas Unidades de Saúde. Para a validação do modelo proposto foi criada, de modo artificial e fazendo uso da ferramenta de simulação, uma lista de espera de 2000 cirurgias. Caso as cirurgias fossem realizadas seguindo a ordem de chegada, seriam necessárias pouco mais de 37 semanas e teria 1066 operações fora do prazo. Foram feitos vários experimentos onde se buscava a otimização destes valores. Esta busca foi feita, primeiramente, tomando em consideração só um dos parâmetros e a continuação eles em conjunto. Na primeira abordagem o AEIQ-AS consegue a realização das mesmas cirurgias em aproximadamente 31 semanas. Assim, observa se que há uma redução de aproximadamente 16,25 porcento do tempo. O número de operações fora do prazo, por sua vez, foi reduzido pelo modelo para 927 (13,04 porcento). Na abordagem simultânea, o AEIQ-AS, consegue uma diminuição do tempo total de alocação em 16,22 porcento e o número de operações fora do prazo em 9,76 porcento. Foram feitas, também, várias simulações da Unidade de Saúde mantendo as caraterísticas da lista de cirurgias para ver seu efeito no tempo total de alocação de todos os processos cirúrgicos. === [en] Currently, Health Units in a large number of countries in the world present service demand that exceed their real capacities. For this reason, is inevitable the emergence of the waiting lists. To prepare the planning of this in an optimized manner results in a substantial challenge due to the number of resources that should be considered. The case of chirurgical procedures is particularly critical by the number of resources needed for their realization. A small quantity of projects has been developed to fully manage these lists. The work developed in this Dissertation proposes the use of a model based on evolutionary algorithms with quantum inspiration for the automation and optimization of the planning of elective chirurgical procedures. This model, denominated Evolutionary Algorithm with Quantum Inspiration for the Health Field (AEIQ-AS), beyond patients and necessary resources for the successful completion of the chirurgical procedure allocation, pursue the reduction of the total time of realization of all the surgeries. The work presents also a tool that allows the modeling, in a simplified manner, of a Chirurgical Health Unit. This tool enables the realization of simulations with the objective of seeing the effect of different configurations of the resources in the Health Units. To validate the proposed model was created, in artificial mode and employing the simulation tool, a waiting list of 2000 surgeries. In case that the surgeries were realized following the arrival order, will be needed a little more than 37 weeks and will have 1066 surgeries out of time. Several experiments were conducted in order to optimize these values. This search was executed, firstly, considering only one of the parameters and, in continuation, all together. In the first approach, the AEIQ-AS obtains the realization of the same surgeries in approximately 16,25 percent of the time. The number of operations out of time was reduced by the model to 927 (13,04 percent). In the simultaneous approach, the AEIQAS achieves a decrease of the allocation total time in 16,22 percent and the number of operations out of time in 9,76 percent. It were done, also, several simulations of the Health Unit maintaining the characteristics of the surgeries list in order to look the effect in the allocation total time of all the chirurgical procedures.