Allocation optimization of medical resources using quantum annealing
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20K14979
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 25010:Social systems engineering-related
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| Research Institution | Keio University (2021-2022)
The University of Tokyo (2020) |
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Principal Investigator |
Kawaguchi Hideaki 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (30813969)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 量子アニーリング / ヘルスサービスリサーチ / 空間統計学 / 空間統計 |
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| Outline of Research at the Start |
医療提供体制確保のためには医療資源配置の適正化が必要であり、実データに則した最適配置を直接的に算出できれば、より適切な政策立案につながることが期待される。本研究では、医療資源配置最適化問題を制約条件付き組合せ最適化問題と捉え、量子アニーリングを用いて医療資源配置最適化シミュレーションを行う。方法としては、以下の手順で行う。1. 医療資源の地域単位の集計データを生成する。 2．空間統計を用いハミルトニアンを設計する。 3．シミュレーテッドアニーリングによる予備的実験を行う。 4．量子アニーリングを実行する。 5．最適化候補解の評価を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
Quantum annealing was performed using a Hamiltonian designed with medical resource data to create a color-coded map showing the optimal allocation of medical resources. We also verified the extent to which changing the medical resources according to the obtained map would affect the health status of each region. By performing quantum annealing with adjacency conditions, we were able to obtain a map in which different colors were assigned to neighboring areas while assigning a color with higher priority to areas with fewer medical resources. Furthermore, by increasing or decreasing the number of psychiatrists and psychosomatic physicians according to the map obtained by quantum annealing, it was confirmed that regional differences in suicide mortality rates could be reduced, and the overall average suicide mortality rate could be lowered.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の成果は、医療政策のシミュレーション研究における量子アニーリングの応用事例として、国内外で先進的な知見をもたらす成果である。本研究成果から、量子アニーリングの結果得られた塗分け図に従って、医療資源を増減させることで、各疾患の健康状況の地域差を減少させる可能性が得られた一方、十分に地域差を解消するためには、相当数の医療資源数の増減が必要であることも確認された。医療資源数の増減のみでは十分な健康格差の解消につながらない可能性が想定されたため、各地域の特性に合わせた運用も同時に重要である可能性が考えられた。
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Report
(4 results)
Research Products
(3 results)
