愛知医科大学における手術室のスケジュール自動作成システムの試作
2010SE147 中山裕二郎
指導教員：鈴木敦夫

1

はじめに解消するため，２つの方法を用いた．まず，変数「術式診断」について，表 1 にあるように，執刀医によって書きか

本研究では, 愛知医科大学における手術室のスケジューたが異なる術式を厚生労働省が定めている診療報酬点数表

ル自動作成システムについて考える．現在, 愛知医科大学に基づいて番号をふった．次に，表 2 にあるように「術前病院は診療科数３２科, 病床数９００床, 手術室数１９室診断」と「術式診断」を組み合わせて１つに纏めたものをを構え, 入院患者数の１日平均は 746.8 人（平成２４年度） 「術前＋術式」とした．となっている．１日の手術件数は平均して２０〜４０件となっている．このような中で手術室の割り当てを決め結果として説明変数を「年齢」「性別」「術前＋術式」「執刀医」の４つとした．

る為, 各診療科の執刀医はオンライン上で手術室の希望時表 1 診療報酬名によるまとめ

間を予約する．予約の際には執刀医の申告による手術時間などが入力され, 送られてきたデータを元に看護師長が一週間分（月曜日から金曜日）のスケジュールを手動で作成

手術番号している．このスケジュール作成には約２時間半を要する

診療報酬名

右鼠径ヘルニア

鼠径ヘルニア

鼠径ヘルニア修復術が, この後, 出来上がったスケジュールの確認や緊急の変更などを行う為, 各診療科の代表が集まり１時間程話し合

手術名

鼠径ヘルニア手術

1いが行われ, 最終的なスケジュールが作成されている．こ左鼠径ヘルニア根治術

うして出来上がったスケジュールだが, 執刀医の申告したヘルニア手術

手術時間は経験によるところが大きく, 実際の手術時間と２腹腔鏡下ヘルニア根治術解離することが多い．また，医師が意図的に申告時間を短腹腔鏡下鼠径ヘルニア手くする場合がある．これらが原因で，手術の予定終了時刻

術腹腔鏡下ヘルニア手術が遅延し，医師や麻酔科医の勤務時間の増加が起こっている．そこで, 我々の研究グループでは，過去のデータを元
表 2 術前＋術式の例に手術時間を推定する．それにより，現実に近く正確な手術時間を用いた手術室のスケジュール作成を行う為のモデルを作成する．その結果に基づいて自動的にスケジュール

術前診断

術前を作成するシステムを試作する．なお，我々の研究グループは愛知医科大学の看護師長，南山大学大学院生の伊藤真

右眼窩腫瘤

理氏との共同研究である．

末期腎不全

2手術時間の推定
愛知医科大学病院より, ２０１２年３月１２日から２０術式診断

番号

子宮筋腫
子宮筋腫
子宮頚部異形成

83292958

再建術
内シャント造設術
選択帝王切開選択帝王切開子宮頚部切除術

術式

術前＋番号

術式

2024161612820
324
2916
2916
5812

１４年２月３日までの９３１１件の手術データの提供を受けた．これを用いて重回帰分析を行い，各診療科単位で手術時間を推定する．各診療科の手術時間は，QQ プロットを用いた正規性の検定により, 対数正規分布に従うことが

2.1

推定結果

統計解析ソフト R を用いて重回帰分析を行った結果は分かった．よって，手術時間は対数正規分布に従っている

表 3 のようになった．全ての診療科の調整済み決定変数はと仮定して，手術時間の対数をとり，重回帰分析を行った． 0.6 から 0.8 の値をとった [2]．また，AIC 検定により変数被説明変数は「手術時間」である．看護師長への聞き取 選択を行った結果，各診療科で選択された変数が異なった
り調査によって手術に関係のあると思われる説明変数をが，「術前＋術式」についてはどの診療科も必ず選択され「年齢」「性別」「術前診断」「術式診断」「執刀医」「麻酔た．変数選択の結果の欄は，以下のように表している．

法」「麻酔担当医」の７つとした．その内，AIC（Akaike’sInformation Criterion）検定を用いて変数選択を行った結果，「麻酔法」と「麻酔担当医」を説明変数から除いた．
また，ダミー変数に対して, 変数の数が多すぎる問題を(a:年齢b:性別c:術前＋術式d:執刀医)

表 3 重回帰分析の結果
診療科
整形外科
産婦人科
消火器外科
耳鼻咽頭科
形成外科
泌尿器科
眼科
血管外科
歯科
心臓外科

手術

変数

調整済み

変数選択件数の数

決定係数の結果

1273
1150
1029
727
590
546
371
300
261
127

728
426
487
343
420
113
197
115
152
65

0.62060.76750.7901
0.69140.83670.77070.62050.63820.75620.7421a,c,dc,da,b,c,da,c,db,ca,b,ca,cb,c,db,c,da,c

図 2 スケジューリング結果

4

システムの評価
愛知医科大学病院からシステム評価のため手術時間の推定で扱ったデータとは別の手術データの提供を受けた．その手術データを用いて実際に計算を行った時の計算時間な手術室のスケジューリングシステム

3どを示す．手術データ数は 2014 年 6 月 2 日〜6 月 6 日までの１５２件となる．結果は表 4 のようになった．５日

第２章で推定した手術時間の予測値を用いて，手術室ス間分の手術スケジュールの計算から出力までの合計時間はケジューリングを行うシステムを作成する．手術室スケ６分１５秒だった．実際にはこれにデータの取り込み，手ジューリングのための定式化は，その大部分を大学院生の術所要時間の推定などの操作時間がおよそ３０秒ほどかか研究による．よって，ここではその説明は省略する．シスる．現状の２時間半に比べ，手作業でのシフトスケジュー

テムは EXCEL の VBA を用いて EXCEL 上に実装してル作成の手間が大きく改善された計算時間である．

いる．

3.1

表 4 計算結果

インターフェース

図 1 はシステムのインターフェースを表している．ま日付ず，左上の「データの取り込み」というボタンを押すことで，患者の情報などが入ったファイルを読み込んでくる．
次に「手術の所要時間の推定」のボタンを押すと，第２章で行った手術時間の推定の結果を用いて，手術の所要時間を推定する．結果は図 1 の左下のような形で表示される．
次に，「日付の設定」を押すことで，任意の日付からスケ

6/2
6/3
6/46/56/6

手術変数の制約式

計算時

実行から出力件数

数の数間までの時間

23
3626
39
28

30002
46798
33878
50674
36462

4171
5097
4008
4932
4480

6.8 秒
18.6 秒
10.6 秒
40.9 秒
18.2 秒

54 秒
1 分 34 秒
57 秒
1 分 36 秒
1 分 15 秒

ジューリングに必要な５日間分の手術データを別のシートに表示する．最後に，「スケジューリング」というボタンを押すと，日付毎に分けられた手術データを定式化に基づき，5おわりにスケジューリングする．５日分を一度にまとめて計算し，本研究では，愛知医科大学病院の手術室スケジュール自結果はそれぞれ別のシートに表示される．スケジューリン

動作成システムの試作に取り組んだ．現段階ではこのスケグのための計算には，IBM ILOG CPLEX Optimization

ジュールを利用者に試用してもらえるように調整中であStudio バージョン 12.4 を用いている．また，実行結果は
図 2 のように表示される．

る．また，今後は新しく行われた手術が手術時間の推定に反映するうようにデータを更新することを考えている．

参考文献[1] 伊藤真理・鈴木敦夫・藤原祥裕：『手術所要時間の予測値を用いた手術室のスケジューリング』．
日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会
アブストラクト集 2014， pp. 62–63.

[2] 伊藤真理・鈴木敦夫・藤原祥裕：『手術室スケジューリングのための手術所要時間の推定について』．
日本経営工学会，春季大会，2014，D5， pp. 74-75.
図 1 システムのインターフェース