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Melhorando as Previsões de Tempo de Cirurgia nos Hospitais

Novo método melhora precisão na previsão das durações de cirurgia pra uma melhor gestão hospitalar.

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Prever quanto tempo uma cirurgia vai durar é super importante pra hospitais. Isso ajuda a gerenciar melhor as salas de cirurgia, o que pode levar a um atendimento melhor pra os pacientes. Esse artigo explica um método pra prever o tempo das cirurgias baseado em vários fatores.

O Desafio da Gestão da Sala de Cirurgia

As salas de cirurgia, ou ORs, são cruciais nos hospitais. É lá que as cirurgias são feitas, e gerenciá-las pode ser complicado. Cada cirurgia precisa de um planejamento cuidadoso pra garantir que tudo aconteça conforme o esperado.

Um grande problema é que cada cirurgião tem habilidades e experiências diferentes. Além disso, cada paciente é único, o que significa que várias coisas podem afetar quanto tempo uma cirurgia vai levar. Por exemplo, a idade do paciente, problemas de saúde e o tipo de cirurgia tudo isso influencia no tempo da operação.

Por causa desses fatores, uma abordagem única pra agendar cirurgias não tá funcionando bem. Os hospitais precisam adaptar seus planos pra atender às necessidades individuais de pacientes e cirurgiões.

A Importância de Prever a Duração da Cirurgia

Quando os hospitais conseguem prever com precisão quanto tempo as cirurgias vão levar, eles podem melhorar suas operações de várias formas:

  1. Melhor Uso de Recursos: Os hospitais podem alocar equipes e equipamentos de forma mais eficaz.
  2. Aumento no Atendimento aos Pacientes: Mais pacientes podem ser atendidos conforme as cirurgias são agendadas de forma mais eficiente.
  3. Redução de Desperdício: Menos atrasos e cancelamentos significam menos desperdício de recursos e tempo.

Previsões precisas ajudam os gestores dos hospitais a tomarem decisões melhores, o que beneficia todo mundo envolvido.

Modelos Preditivos em Ação

Pra prever a duração da cirurgia, os pesquisadores usaram dados de cirurgias passadas. Esses dados incluem vários detalhes que os cirurgiões conhecem no momento que estão agendando uma operação. Esses detalhes são chamados de Covariáveis.

Com tantos fatores potenciais pra considerar, escolher as covariáveis certas pra previsões se torna essencial. O número de covariáveis que podem ser usadas de forma eficaz depende de quanta informação tá disponível.

Uma nova abordagem chamada regressão multitarefa pode ajudar nessa situação. Essa abordagem permite que os pesquisadores encontrem um conjunto comum de covariáveis que podem ser usadas pra diferentes tarefas, enquanto ainda deixam o modelo se adaptar aos detalhes específicos de cada tarefa.

Como Funciona a Regressão Multitarefa

A regressão multitarefa olha pra várias tarefas ao mesmo tempo. Por exemplo, uma tarefa pode se referir a um cirurgião específico ou a um tipo de cirurgia específico. A ideia é usar um conjunto comum de covariáveis pra todas as tarefas, enquanto permite diferenças em como elas afetam cada previsão.

Isso significa que, ao prever a duração da cirurgia pra diferentes cirurgiões ou tipos de cirurgia, o modelo pode usar o mesmo conjunto básico de covariáveis, mas ajustar os coeficientes pra cada caso específico.

Levando em conta esses vários fatores, esse método pode dar previsões mais precisas da duração da cirurgia. Além disso, identificar as covariáveis certas pode ajudar os hospitais a entenderem quais recursos são necessários pra diferentes cirurgias.

Resultados da Nova Abordagem

Em testes desse novo método, foi descoberto que usar modelos específicos do cirurgião e modelos combinados do cirurgião e tipo de cirurgia teve um desempenho melhor do que os modelos tradicionais. No entanto, quando o modelo considerou apenas o tipo de cirurgia, ele não teve um desempenho tão bom quanto o esperado.

Com previsões melhores da duração da cirurgia, os gestores hospitalares podem melhorar o atendimento a mais pacientes, alocar recursos de forma mais eficaz e reduzir desperdícios desnecessários. Essa pesquisa mostra um passo importante pra tornar as previsões cirúrgicas mais eficazes.

A Complexidade da Atividade na Sala de Cirurgia

Gerenciar as atividades de uma sala de cirurgia envolve muitos fatores desafiadores. Do ponto de vista dos gestores hospitalares, a atividade da OR não é só sobre finanças. Envolve garantir um alto nível de serviço profissional, coordenar equipes multidisciplinares e gerenciar o desempenho dos cirurgiões.

Pra realmente se destacar na sala de cirurgia, os gestores precisam ampliar a variedade de procedimentos oferecidos e estimular práticas inovadoras entre os médicos.

Enfrentando Desafios de Frente

A complexidade da gestão da OR gira em torno de duas questões principais:

  1. Diversidade de Cirurgiões: Cada cirurgião tem habilidades e experiências diferentes com vários procedimentos.
  2. Fatores Ambientais: Isso inclui as características dos pacientes, a diversidade da equipe médica, e múltiplos elementos de equipamentos e infraestrutura.

Esses fatores resultam em muitos cenários possíveis, aumentando a incerteza que os gestores enfrentam quando tentam maximizar a eficiência.

Planos tradicionais que servem pra todo mundo não são eficazes. Os gestores médicos estão agora buscando ativamente abordagens personalizadas pra atender às necessidades únicas de pacientes e equipe médica dentro das limitações dos recursos disponíveis.

Rumo à Medicina Personalizada

Os benefícios da medicina personalizada na OR são claros. Ela permite uma melhor alocação de recursos, ajuda a reduzir desperdícios e leva a um atendimento melhor aos pacientes. No entanto, na prática, os gestores médicos muitas vezes têm dificuldades em levar em conta todos os elementos relevantes no cenário médico em constante mudança.

Esse artigo apresenta uma nova ferramenta desenhada pra prever a duração cirúrgica, com o objetivo de melhorar o desempenho da OR e oferecer os máximos benefícios pra pacientes e hospitais.

Práticas Atuais e Limitações

Tradicionalmente, as estimativas de duração da cirurgia são baseadas no julgamento dos membros da equipe, confiando nas experiências passadas deles. Infelizmente, essas estimativas muitas vezes não são muito precisas. Várias soluções foram propostas pra melhorar o desempenho da OR, com diferentes métodos de aprendizado de máquina (ML) sendo desenvolvidos pra gerenciar melhor a utilização da OR.

Os métodos de ML requerem dados de treinamento e utilizam modelos estatísticos. Ao contrário das abordagens baseadas em regras, os métodos de ML se baseiam em insights orientados por dados e podem considerar relações complexas entre diferentes variáveis. Eles usam a experiência passada pra prever eventos futuros com mais precisão.

Em estudos anteriores, pesquisadores testaram um método de ML usando registros médicos eletrônicos de um grande hospital em Israel. Esse método se baseou apenas em covariáveis que eram conhecidas no momento do agendamento, empregando um único modelo grande pra todas as cirurgias.

O estudo recente analisa um modelo diferente que utiliza regressão multitarefa pra permitir um conjunto comum de covariáveis preditivas em diferentes tarefas, enquanto ainda varia os coeficientes pra cada tarefa.

Seleção de Covariáveis Preditivas

Ao prever a duração da cirurgia, selecionar as covariáveis certas é fundamental. Algumas covariáveis devem ser usadas pra tamanhos de amostra menores, enquanto tamanhos de amostra maiores podem utilizar modelos mais complicados.

A seleção de características envolve remover características irrelevantes pra evitar overfitting e garantir que o modelo possa generalizar bem. No artigo, três principais abordagens de seleção de características são discutidas:

  1. Métodos de Filtro: Esses avaliam as características com base na correlação ou associações com a variável predita, de forma independente do modelo de predição.
  2. Métodos Wrapper: Eles comparam o desempenho de diferentes subconjuntos de características com base em um modelo de predição específico.
  3. Métodos Embutidos: Esses integram a seleção de características como parte do processo de construção do modelo.

O estudo começa com uma fase de filtragem pra identificar características chave, seguido por uma avaliação de desempenho para diferentes subconjuntos de características usando regressão.

Fonte de Dados e Análise

O conjunto de dados usado nessa pesquisa vem dos registros médicos eletrônicos de um grande hospital público em Israel. Esses dados cobrem cirurgias de dezembro de 2009 a maio de 2020, focando em dois departamentos de cirurgia geral.

A análise incluiu mais de 23.000 cirurgias realizadas por vários cirurgiões com diferentes tipos de operação. Esses dados foram divididos em conjuntos de treinamento e teste pra validar os modelos preditivos desenvolvidos.

Variáveis Chave na Previsão

Os autores identificaram várias covariáveis importantes que estão fortemente correlacionadas com a duração da cirurgia. Essas covariáveis incluem idade do paciente, o número de anestesiologistas presentes, várias condições de saúde e a experiência do cirurgião.

O estudo também destaca a importância de entender como essas covariáveis interagem entre si na determinação da duração das cirurgias, assim como as implicações de mudar as políticas do hospital sobre os modelos.

Previsões Multitarefa

Pra prever a duração da cirurgia, o modelo de regressão multitarefa deles considera as características únicas de cada tarefa, como cirurgiões individuais e tipos de operação.

Os erros de previsão são avaliados usando várias métricas, permitindo uma comparação do desempenho de diferentes modelos. A meta geral é identificar o modelo que melhor prevê as durações cirúrgicas enquanto fornece insights pra Gestão de Recursos.

Desempenho Comparativo dos Modelos

Os resultados mostram que os modelos de regressão multitarefa propostos fornecem menores erros de previsão em comparação com os modelos tradicionais. Eles também ressaltam as vantagens de desempenho de usar menos covariáveis, levando a modelos mais simples e mais fáceis de interpretar.

Nos testes, os modelos baseados em cirurgiões consistentemente superaram outros métodos, incluindo modelos mais complexos como eXtreme Gradient Boosting, que tinham sido usados originalmente pra prever a duração das cirurgias.

Conclusão e Direções Futuras

Em conclusão, esse estudo demonstra o valor de usar a regressão multitarefa pra prever as durações cirúrgicas. Ao aplicar uma abordagem mais personalizada, os gestores hospitalares podem melhorar o desempenho da OR e o atendimento aos pacientes.

Mais pesquisas são necessárias pra explorar o potencial desse método, refinar as abordagens de modelagem preditiva, e garantir que as ferramentas desenvolvidas possam se adaptar ao cenário da saúde que tá sempre mudando.

Resumo das Descobertas

  1. Prever a duração da cirurgia é essencial pra gerenciar a eficiência da sala de cirurgia.
  2. Métodos tradicionais muitas vezes são inadequados, levando à necessidade de abordagens personalizadas.
  3. Modelos de regressão multitarefa fornecem previsões melhores em comparação com métodos convencionais.
  4. A seleção correta de covariáveis é crítica pra melhorar a precisão da previsão.
  5. O estudo destaca a importância de se adaptar a mudanças nas práticas e políticas de saúde.

Esse novo método de prever a duração das cirurgias representa um avanço importante na gestão hospitalar, proporcionando uma base pra um atendimento mais eficaz e eficiente aos pacientes.

Fonte original

Título: Surgery duration prediction using multi-task feature selection

Resumo: Efficient optimization of operating room (OR) activity poses a significant challenge for hospital managers due to the complex and risky nature of the environment. The traditional "one size fits all" approach to OR scheduling is no longer practical, and personalized medicine is required to meet the diverse needs of patients, care providers, medical procedures, and system constraints within limited resources. This paper aims to introduce a scientific and practical tool for predicting surgery durations and improving OR performance for maximum benefit to patients and the hospital. Previous works used machine-learning models for surgery duration prediction based on preoperative data. The models consider covariates known to the medical staff at the time of scheduling the surgery. Given a large number of covariates, model selection becomes crucial, and the number of covariates used for prediction depends on the available sample size. Our proposed approach utilizes multi-task regression to select a common subset of predicting covariates for all tasks with the same sample size while allowing the model's coefficients to vary between them. A regression task can refer to a single surgeon or operation type or the interaction between them. By considering these diverse factors, our method provides an overall more accurate estimation of the surgery durations, and the selected covariates that enter the model may help to identify the resources required for a specific surgery. We found that when the regression tasks were surgeon-based or based on the pair of operation type and surgeon, our suggested approach outperformed the compared baseline suggested in a previous study. However, our approach failed to reach the baseline for an operation-type-based task.

Autores: David Azriel, Yosef Rinott, Orna Tal, Benyamine Abbou, Nadav Rappoport

Última atualização: 2024-03-20 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2403.09791

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.09791

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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