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Operating room scheduling under the uncertainty of surgical duration

Research Project

Project/Area Number 18K13952
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 25010:Social systems engineering-related
Research InstitutionKobe University (2022)
Tokyo University of Science (2018-2021)

Principal Investigator

ITO Mari  神戸大学, 数理・データサイエンスセンター, 特命准教授 (20778211)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsスケジューリング / 確率計画 / 確率計画法
Outline of Final Research Achievements

The study proposed a stochastic programming model for scheduling operating rooms using the conditional value-at-risk (CVaR) as a criterion. The CVaR expresses the risk-aversion of the manager towards the risk that the surgical duration estimated by the surgeon could be significantly delayed. We evaluated the effectiveness of the proposed model based on numerical experiments in which we compared the schedules by the CVaR and the expected value of delay in the objective function to the schedules by the expected value without CVaR in the objective function. Since there is a trade-off between the CVaR and expected value, the manager's policy has a major impact on operating room operation. To avoid the risk of delayed surgery, the manager orders surgeries from small to big variances of duration.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

病院の収支の半数を占める手術室の管理は安定的な経営を維持するために重要である.本研究で提案した手術室のスケジューリングモデルは手術室の管理向上に貢献できる.また数値分析から得られた知見は,スケジュール作成時に容易に考慮することが可能であり,実用的である.本モデルの見解は手術室のスケジューリングに限らず,不確実性を伴うスケジューリング問題においての基となる.

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] 医療における数理・データサイエンスー課題と展望ー2023

    • Author(s)
      伊藤真理
    • Journal Title

      経営システム

      Volume: 32(2) Pages: 101-107

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  • [Journal Article] Bed management for inpatient using particle swarm optimization2022

    • Author(s)
      Mari Ito and Masaaki Suzuki
    • Journal Title

      Proceedings of IIAI Letters on Informatics and Interdisciplinary Research

      Volume: 1(39) Pages: 1-7

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  • [Journal Article] Home Care Scheduling with Different Objectives for Local Government and Home Care Agency2020

    • Author(s)
      Mari Ito, Yoichi Nakamura, Ryuta Takashima
    • Journal Title

      Proceedings of the 2020 IIAI 5th International Conference on Enterprise Architecture and Information Systems

      Volume: - Pages: 669-674

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  • [Journal Article] 地域包括ケアシステム実現に向けた数理的なアプローチ ―千葉県野田市・流山市との地域連携―2020

    • Author(s)
      伊藤真理,高嶋隆太
    • Journal Title

      オペレーションズ・リサーチ

      Volume: 65(9) Pages: 477-483

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  • [Journal Article] Examination-order Scheduling for Minimizing Waiting Time: A Case Study of a Medical Checkup2019

    • Author(s)
      Mari Ito, Shizuka Hara, Mirai Tanaka, Ryuta Takashima
    • Journal Title

      Operations Research for Health Care

      Volume: 22 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1016/j.orhc.2019.100190

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  • [Journal Article] Risk Averse Scheduling for a Single Operating Room with Uncertain Durations2019

    • Author(s)
      Mari Ito, Fumiya Kobayashi, Ryuta Takashima
    • Journal Title

      Transactions on Engineering Technologies

      Volume: - Pages: 291-306

    • DOI

      10.1007/978-981-32-9808-8_23

    • ISBN
      9789813298071, 9789813298088
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      伊藤真理
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      鈴木敦夫,伊藤真理,村端章吾
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  • [Presentation] オペレーションズ・リサーチによる手術スケジューリングの自動化2021

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      鈴木敦夫,伊藤真理
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      日本臨床麻酔学会第41回大会
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  • [Presentation] Scheduling of Inpatient Hospital Beds: A Case Study of Ebina General Hospital2021

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      Juan Ohara, Mari Ito, Ryuta Takashima, Takamori Ukai, Masaki Koizumi, Akemi Yano, Shunsuke Matsushima, Sadaki Inokuchi
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      INFORMS Healthcare 2021
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  • [Presentation] 手術スケジューリングのための2段階アプローチ―手術数と手術室割り当ての最適化―2020

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      星野欣樹, 秋山諒太, 伊藤真理, 高嶋隆太
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      星野欣樹, 秋山諒太, 伊藤真理, 高嶋隆太
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  • [Presentation] 入院患者の病床スケジューリング ー海老名総合病院の事例ー2020

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      小原樹杏,伊藤真理,高嶋隆太,鵜飼孝盛,小泉正樹,矢野明美,松島俊輔,猪口貞樹
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      日本オペレーションズ・リサーチ学会2021年春季研究発表会
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  • [Presentation] 緊急手術の不確実性を考慮した待機的手術計画2020

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      秋山諒太, 星野欣樹,伊藤真理,高嶋隆太
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      日本オペレーションズ・リサーチ学会2020年春季研究発表会
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  • [Presentation] Operating Rooms Scheduling with Uncertain Durations of Surgeries2019

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      Mari Ito, Kinju Hoshino, Ryuta Takashima, Manabu Hashimoto, Hiroyuki Yamamoto, Hirofumi Fujii
    • Organizer
      INFORMS healthcare 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Operating Room Scheduling: Analyzing the Trade-off between the Expectation and CVaR of Delay Time2019

    • Author(s)
      Kinju Hoshino, Mari Ito, Ryuta Takashima, Manabu Hashimoto, Hiroyuki Yamamoto, Hirofumi Fujii
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      The 20th Asia Pacific Industrial Engineering and Management Systems
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 緊急手術の発生を考慮した待機的手術の計画2019

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      秋山諒太, 星野欣樹,伊藤真理,高嶋隆太,橋本学,山本弘之,藤井博史
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      スケジューリング・シンポジウム2019
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  • [Presentation] 緊急手術発生リスクと待機的手術計画2019

    • Author(s)
      秋山諒太, 星野欣樹,伊藤真理,高嶋隆太
    • Organizer
      都市のORウィンターセミナー2019
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  • [Presentation] 遅延時間の不確実性を考慮した複数手術室のスケジューリング2019

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      星野欣樹,伊藤真理,高嶋隆太,山本弘之,橋本学,藤井博史
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  • [Presentation] 医療福祉とエネルギー分野における数理最適化と政策影響分析2018

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      SSOR中部支部2018
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  • [Presentation] スケジューリング問題のモデリング: 実社会へ最適化手法を応用するために2018

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  • [Presentation] 医療福祉とエネルギー分野におけるスケジューリング問題2018

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      伊藤真理
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      日本経営工学会2018年秋季大会
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      星野欣樹,伊藤真理,高嶋隆太
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      「都市のOR」ワークショップ2018
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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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