Operating Theatre Planning and Scheduling under Material and Human Resource Constraints - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Operating Theatre Planning and Scheduling under Material and Human Resource Constraints

Planification et programmation du bloc opératoire sous contraintes de ressources matérielles et humaines

Résumé

Operating rooms are bottleneck resources for the flow of surgical patients and represent the main costs hub in acute care hospitals. Operating room planning and scheduling methods need to meet requirements of economic and operational efficiency as well as those of surgery safety. This thesis focuses on operating room scheduling under material and human resource constraints.Three decision levels are considered. Policies including bed management for the patients to surgery dates assignment and emergencies admission are evaluated by means of discrete event simulation and by considering resource shortages and wait times minimization objectives. The weekly scheduling of surgery is performed in two stages. A branch-and-price-and-cut algorithm is applied to schedule surgeries for a set of operating rooms under surgeon and nurse capacity constraints, surgery durations are deterministic. The second stage problem performs the nurse to surgery assignment considering objectives of nurse constant training, overtime minimization, visited operating rooms and by considering uncertain surgery duration. Finally, the insertion of emergency surgeries considering waiting time targets into given schedules of elective surgery is optimized by means of stochastic optimization techniques of queues systems. Developed problem solution methods are tested by means of numerical experiments and using real-world data from hospitals.
Le bloc opératoire représente une ressource critique de l'activité chirurgicale et constitue un goulot d'étranglement pour le flux des patients ainsi que le principal générateur de coût des établissements hospitaliers. Les outils d'aide à la planification de l'activité chirurgicale doivent être à la hauteur des enjeux en termes d'efficience économique, opérationnelle et de qualité des soins. Dans cette thèse, on aborde des problématiques connexes de planification du bloc opératoire en focalisant l'attention sur la programmation des procédures chirurgicales sous contraintes des ressources matérielles et humaines.Trois niveaux de décisions sont traités. Les stratégies de planification des jours d'intervention sont optimisées en s'appuyant sur un modèle à simulation à événements discrets qui permet de jouer sur la projection des places disponibles en amont et en val du bloc, avec les critères d'améliorer les délais d'attente et l'insertion des urgences. La planification hebdomadaire se fait en deux étapes. Un algorithme de branch-and-price-and-cut planifie les chirurgies dans les salles sous des contraintes capacitaires de ressources infirmières et en considérant des durées opératoires déterministes. Une deuxième étape affecte le personnel infirmier avec des critères plus fins de rotation de l'activité et des dépassements horaires, en tenant compte de l'incertitude des durées opératoires. Enfin, l'insertion des urgences en cours de journée est étudiée par l'optimisation d'un système dynamique stochastique de file d'attente avec plusieurs délais d'urgence. Les méthodes sont validées par des expérimentations numériques utilisant des données hospitalières réelles.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03412745 , version 1 (03-11-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03412745 , version 1

Citer

Roberto Bargetto. Operating Theatre Planning and Scheduling under Material and Human Resource Constraints. Other. Université de Lyon, 2021. English. ⟨NNT : 2021LYSEM017⟩. ⟨tel-03412745⟩
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