JP4644533B2 - 医療運営シミュレーションシステム - Google Patents

Description

本発明は、医療分野における病院情報システム技術に係り、特に、医療分野における最適な運営計画立案を支援するシステムに関する。

大学病院を中心に包括支払制度が開始されるなど、医療の質の向上と効率的な医療を推進する大きな改革の波が医療業界に押し寄せている。このような状況の中で、運営効率を的確に分析して把握し、その分析結果を適切にフィードバックして最適な運営計画を立案するという医業経営の効率化を実現することは急務の課題である。その中でも、病院が取り扱う医療機器は非常に高額であるため、機器の稼働率を向上させるような運営計画を立案することが重要である。しかし、経営効率の分析結果を適切にフィードバックすることに取り組むためには、分析結果が複雑で膨大である、病院経営に携わるスタッフが必ずしも経営の専門家ではない、という問題があった。

特に放射線部門では多数の高額機器を取り扱っているため、機器の稼働率を向上させる運営計画の立案が重要である。ここで、放射線部門の検査業務について概要を説明する。従来、検査予約は、次のように行われるのが一般的であった。まず、放射線部門もしくは病院全体で、「午前中に頭部の検査」などといった業務プロセスを規定する予約枠を設定する。診療科の医師は、オーダリングシステムもしくは伝票処理により、医療機器と検査種別と検査日とからなる予約オーダを放射線部門に伝達する。放射線部門では、逐次的にもしくはある程度の蓄積を行った後に検査日時などの実施計画を決定し、医師と患者に検査日時を伝達する。この決定および伝達には、オーダエントリシステムまたは放射線情報システム（ＲＩＳ： Radiology Information System）または紙面および伝票処理が使われる。ここで、医師からの指示の中には時間が指定されることもある。このようにして予約された一般の検査では、まず、患者が放射線部門の受付を訪れたことを事務員が確認し、ＲＩＳなどから依頼検査情報を取得する。次に、放射線技師らが、検査の準備を行い、患者を撮影室に呼び込み、検査を実施する。検査実施終了すると、患者には退室してもらい、放射線技師らが実施情報をＲＩＳや伝票に入力する。ただし、緊急検査など予約以外の検査が必要な時も多く、この場合は緊急検査を優先し予約検査で決定した時間をずらして実施する。また、入院患者など時間に融通がきく患者を対象に、検査実施日のみを予め決定しておき、検査が行われていない時間に検査を実施する予約枠外検査もある。

次に、最適な運営計画を立案することを支援するシステムに関連した従来例を示す。「特開２００３−１０８７５０号公報」（従来例１）に記載されている方法は、現状の経営情報から医療機関の入院動態を予測し、経営状況を診断するものである。また、職員数や人件費といった運営計画の少なくとも一つの項目を変数として、収支状況が最適となる変数を探索することで運営計画を最適化するシステムである。また、「特開２００４−３８６３２号公報」（従来例２）に記載されている方法は、医療機関の医療機能をモデル化し、医療活動経過をシミュレートして、来院患者数や待ち患者数などを予測し、それらの情報を評価基準として医療機関の医療機能を評価することを可能にするシステムである。医療活動経過をシミュレートする過程では、来院する患者の容態を予めいくつか設定し、容態毎に診療窓口を設定し、さらに検査や治療などの医療活動も容態毎に並列的に実施していると仮定している。

特開２００３−１０８７５０号公報

特開２００４−３８６３２号公報

医業経営の効率化を実現するためには、運営計画を実施した時の稼働状況を予測して、運営計画を収支だけではなく患者の視点などを取り入れて多面的に評価し、最適な運営計画を立案することが重要である。しかし、分析結果から将来の稼働状況を正確に予測し最適な運営計画を立案する事は、前記背景技術では十分に実現する事ができなかった。特に、運営計画を多面的に評価するための評価項目が不十分である、さらには、将来の稼働状況を予測することが困難であるという問題があった。
まず、運営計画を多面的に評価するための評価項目が不十分であるという問題点について述べる。従来例１では、最適化の評価関数として収入などの財務面しか考慮していない。医療分野では、対人サービスを中心とするマネジメントを行っているため、財務面に依存したマネジメントでは運営活動の一側面しか捉えていない。そのため、財務面だけではなく、患者の視点や内部プロセスの視点など非財務的資産も医療運営には欠かせない要素である。これらのことから、従来例１では医療経営者が本当に理想としている最適な運営計画を提示することが困難であった。また、従来例２では、待ち患者数を評価関数としていたが、その他の要素を考慮していない。

次に、将来の稼働状況を予測する方法の問題点について述べる。従来例１では、一日の入院患者数と各入院患者の入院日数から入院動態を定めていた。しかし、患者の容態の差などを考慮していないため、これによる入院動態の変化を考慮していなかった。また、従来例２では、患者の容態の差を考慮していたものの、医療活動が患者容態毎に並列に実施されているものと仮定していた。しかし、ある一つの医療機器に対して、緊急患者や予約患者など運用形態が異なる患者を同時に扱う。そのため、例えば、これまで午前中に行ってきた検査を午後に変更するといった医療機器の予約設定を変更することで、稼働状況が変わるという状況の予測に対応できない。これらのことから、将来の医療活動経過を正確に予測することが困難であった。

以上のように、立案した運営計画を実施した時の実施状況を正確に予測し、最適な運営計画を立案するためには、上述した従来例では十分な効果を得ることが困難であった。
そこで、本発明の目的は、運営計画の立案時に、適切な運営指標の、正確な変化を予測し、最適な運営計画の立案を支援する医療運営シミュレーションシステムを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の医療運営シミュレーションシステムは、医療機器の稼働状況を記した医療機器稼働記録から医療機器の稼働状況パターンをモデル化する稼働状況モデル生成手段と、前記稼働状況モデル生成手段にて生成した稼働状況モデルを一つもしくは複数蓄積する稼働状況モデル蓄積手段と、新規の運営計画を入力させる新規計画入力手段と、前記稼働状況モデル蓄積手段に蓄積された稼働状況モデルと前記新規計画入力手段で入力した新規の運営計画から予測稼働記録を生成する稼働状況予測手段とを有することを特徴とする。

また、前記医療運営シミュレーションシステムは、前記稼働状況予測手段は、医療行為を受ける患者を擬似的に発生させる患者発生ステップと、発生した患者への医療行為の実施を予測する運営シミュレーションステップとを有することを特徴とする。
さらに、前記医療運営シミュレーションシステムは、前記新規計画入力手段にて入力する運営計画は、医療機器の稼働に関するスケジュールを規定する予約枠を含むことを特徴とする。

また、前記医療運営シミュレーションシステムは、前記稼働状況モデル生成手段で生成する稼働状況モデルは、少なくとも、患者発生の頻度分布を記した患者発生モデルと、患者属性ごとの医療機器の利用時間を記した所要時間モデルとから構成されることを特徴とする。
さらに、前記医療運営シミュレーションシステムは、前記稼働状況モデル蓄積手段に蓄積されている稼働状況モデルから一つ選択するモデル選択手段を備え、前記稼働状況予測手段では前記モデル選択手段によって選択した稼働状況モデルを用いて予測稼働記録を生成することを特徴とする。

また、前記医療運営シミュレーションシステムは、前期医療機器稼働記録から稼働状況の実績を抽出する稼働状況実績抽出手段を有することを特徴とする。
さらに、前記医療運営シミュレーションシステムは、前記予測稼働記録と前記稼働状況実績のどちらか一方もしくは両方から、一つもしくは複数の運営指標を算出する運営指標算出手段を有することを特徴とする。

また、前記医療運営シミュレーションシステムは、目標とする運営指標と運営計画の各パラメータにおける可変範囲を入力する目標入力手段と、目標入力手段にて入力したパラメータにおける可変範囲内にある運営計画の中から、運営計画を定量的に評価する評価関数の最大値もしくは最小値となる運営計画を探索する最適計画探索手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、運営計画の立案時に、適切な運営指標の、正確な変化を予測し、最適な運営計画の立案を支援する医療運営シミュレーションシステムを実現できる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳述する。ただし本実施例では、特に断りが無い場合は、放射線部門の医療機器の一つであるＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)の運営計画の最適化について記述する。また、本実施例で述べる稼働状況とは、どのような患者が、いつ、どのような検査を受けたかを表したものである。

図１は、本発明における医療運営シミュレーションシステムの構成図であり、特に、立案した運営計画を実施した時の稼働状況を予測する部分である。図１に示す医療運営シミュレーションシステムは、稼働状況モデル生成手段１０１と、稼働状況モデル蓄積手段１０２と、新規計画入力手段１０３と、モデル選択手段１０４と、稼働状況予測手段１０５から構成される。稼働状況モデル生成手段１０１では、医療機器または医療機器を管理しているシステム１００に蓄えられた医療機器の稼働状況を記した医療機器稼働記録から稼働状況パターンをモデル化する。稼働状況モデル蓄積手段１０２では、稼働状況モデル生成手段１０１にて生成した稼働状況モデルを一つもしくは複数蓄積する。新規計画入力手段１０３では、新規の運営計画を入力する。モデル選択手段１０４では、稼働状況モデル蓄積手段１０２に蓄積されている稼働状況モデルから一つのモデルを選択する。稼働状況予測手段１０５では、新規計画入力手段１０３で入力した新規の運営計画とモデル選択手段１０４にて選択した稼働状況モデル蓄積手段１０２に蓄積された稼働状況モデルから予測稼働記録を生成する。

ここで、稼働状況を予測するまでのデータの流れについて述べる。稼働状況モデル生成手段１０１にて生成する稼働状況モデルは、過去の医療機器の稼働状況を記した医療機器稼働記録から稼働状況の傾向を記述したものである。ここで医療活動記録の抽出元は、医療機器や医療機器を管理しているシステムなどである。稼働状況モデルは複数種類のモデルから構成されており、少なくとも、患者発生の頻度分布を記した患者発生モデルと、一件の検査の検査時間を記した検査時間モデルからなる。この他に、例えば、設定した検査開始予定時刻と患者が来院する時刻との関係を記述した来院時間モデルや、患者来院時刻と検査開始時刻との関係を記述した検査開始時間モデルなどが考えられる。図２には患者発生モデル、図３には所要時間モデルの一例を示す。図２に示す患者発生モデルでは、検査属性・曜日ごとの発生件数を記したものである。この他に、来院時間や年齢という分類を追加しても構わない。この患者発生モデルは、少なくとも予約患者・緊急患者・予約枠外患者に分割して生成する事が望ましい。その理由については後述する。また、図３に示す所要時間モデルでは、着目する検査の検査属性と、着目する検査の一つ前に実施した検査の検査属性ごとに所要時間を記したものである。この他に、年齢や性別といった患者属性による分類を追加しても構わない。

次に、稼働状況モデル生成手段１０１にて生成した稼働状況モデルを稼働状況モデル蓄積手段１０２に蓄積する。その際、稼働状況モデルを複数個蓄積しても構わない。これは、運営計画などによって稼働状況が大きく異なるからである。例えば、放射線部門のＭＲＩにおける稼働状況モデルを蓄積する場合を考える。２００５年３月まではＭＲＩを１台で稼働しており、２００５年４月にＭＲＩを新たに導入しＭＲＩを２台で運営していると仮定する。この場合、機器が増加することで患者発生頻度が大きく異なることが予想される。このような場合、“ＭＲＩ１台の稼働状況モデル”と“ＭＲＩ２台の稼働状況モデル”と２個の稼働状況モデルを蓄積することが望ましい。
次に、稼働状況予測手段１０５にて、過去の稼働状況を記した稼働状況モデルと新規の運営計画から稼働状況を予測する。稼働状況モデル蓄積手段１０２に複数個の稼働状況モデルが蓄積されている場合は、モデル選択手段１０４を用いて利用する稼働状況モデルを選択する。また、新規の運営計画は、新規計画入力手段１０３を用いて入力する。

ここで、新規計画入力手段１０３で入力する項目について述べる。入力項目は、医療施設資源に関する項目（以下、施設項目）と患者傾向に関する項目（以下、患者項目）とに大別することができる。施設項目とは、医療施設が投入する資源に関する項目であり、例えば、スタッフ数・機器数・予約枠などがある。また、患者項目とは、患者属性などの患者傾向に関する項目であり、例えば、年齢構成比・男女比などがある。設定方法は、各項目の平均値や最大値や最小値を入力すればよい。

入力項目の第一の具体例として、放射線部門のＭＲＩにおける入力項目について述べる。患者項目として、年齢構成比・男女比・平均検査処理時間・オーダ件数などがある。また、施設項目として、スタッフ数・医療機器数・機器償却年数・人件費・減価償却費・保守費・雑費・光熱費・医療消耗器具品費・予約枠などがある。ここで、予約枠とは、ある時間にどのような検査を行うかを規定したものである。一件の検査における属性は、検査開始時刻・検査終了時刻・検査部位・最大検査件数などがある。図４に検査予約枠の一例を示す。この検査予約枠の設定は、稼働状況に大きな影響を及ぼす。例えば、腹部検査のオーダが発行されてから検査が行われるまでの予約待ち日数が頭部検査の予約待ち日数より長いという状況を仮定する。この時、頭部検査に関して需要より供給が多い事を意味しているため、頭部検査の検査予約枠数を減少させ、腹部検査の検査予約枠数を増加させることで、腹部検査と頭部検査の予約待ち日数を等しくすることが実現できる。このように検査予約枠の設定が、稼働状況に影響を及ぼす事となる。

入力項目の第二の具体例として、医療施設の入院患者動向における入力項目について述べる。患者項目として、年齢構成比・男女比・平均入院日数・平均入院人数などがある。また、施設項目として、スタッフ数・スタッフの比率・病床数・人件費・減価償却費・保守費・雑費・光熱費・医療消耗器具品費などがある。

次に、稼働状況予測手段１０５にて予測稼働記録を生成する手続きについて詳細に述べる。図５は、予測稼働記録を生成するフローチャートである。本手続きは、まず、患者発生ステップにおいて医療行為を受ける患者を運営形態の異なる患者属性毎に発生させる。次に、運営シミュレーションステップにおいて、来院した患者への医療行為の実施をシミュレートし、ある一日の予測稼働記録を生成する。この生成は、予め定めた回数Nだけ繰り返し実施し、N日分の予測稼働記録を生成する。以下、各々のステップのフローチャートを示した図６を用いて詳細に述べる。

患者発生ステップでは、モデル選択手段１０４にて選択した稼働状況モデルの中から患者発生頻度モデルを用いて患者を発生させる。発生は一日毎に乱数を用いて行う。その際、予約検査と予約枠外検査と緊急検査ごとに患者を発生させる。予約検査における患者の発生では、まず、患者発生頻度モデルと乱数を用いて検査属性別に患者をA件発生させる(S601)。具体的には、患者発生頻度モデルにある検査属性の割合に従って値域を区切り、得られた乱数がどの値域区分に入るかで発生する患者の検査属性を決定する。次に、発生させた患者を、新規計画入力手段１０３にて入力した予約枠に応じて振り分ける(S602)。この振り分けでも、発生させた場合と同様に乱数に応じて振り分ける。緊急検査における患者の発生では、乱数を用いて患者発生頻度モデルに従って検査属性・発生時間別に患者を発生させる(S603)。予約枠外検査における患者の発生では、乱数を用いて患者発生頻度モデルに従って検査属性別に患者を発生させる(S604)。

次に、運営シミュレーションステップでは、患者発生ステップで発生させた患者と作成したモデルと立案した運営計画から稼働状況を計算する。放射線部門で取り扱う患者の運営形態は、予約・予約枠外・緊急という３種類に分類できる。放射線部門での患者の取り扱いは、たとえ予約検査で検査開始時刻が確定していたとしても、その時刻に緊急検査が割り込んだ場合は緊急検査を優先し予約検査で決定した時刻をずらして実施する。また、予約枠外の検査では、入院患者など時間に融通のきく患者を対象に検査実施日のみを予め決定しておき、検査が行われていない時間に検査を実施する。これらのことから、検査実施の優先順位は高い方から緊急検査・予約検査・予約枠外検査となる。そこで運営シミュレーションステップでもこの運営ルールを模擬して、検査実施の優先順位の高い緊急検査から順に検査実施時間を決定することとする。まず、緊急検査は発生させた時間通りに実施するものとする(S605)。次に、以下のルールに従って早い時間帯から予約検査の患者の検査実施時間を決定する(S606-S611)。予約検査は、原則、発生させた通りに実施するようにする(S610)。しかし、緊急検査や予約検査が後ろにずれこんでいるなど既に他の検査が実施している場合(S608)は、その検査の実施が終了してから検査を行うものとする(S609)。このようにして検査を実施する順序を決定した後、検査処理時間モデルを活用して検査処理時間を決定する。最後に、緊急検査や予約検査が行われていない時間に予約枠外検査を実施することとする(S612)。具体的には、緊急検査や予約検査が行われていない時間の中から、乱数を用いて検査実施時間を決定する。これらの手続きの中で、患者が検査室を訪れた受付時間を来院時間モデルから決定してもよいし、検査を実際に開始する検査開始時間を検査開始時間モデルから決定してもよい。このように新規計画を考慮したり、緊急・予約・予約枠外のように異なる運営形態を考慮してルール化することで、より高精度な稼働状況を予測する事が可能となる。

次に、本システムを活用して最適な運営計画を立案するシナリオについて述べる。図７は、本発明の医療運営シミュレーションシステムにおける画面の一例を示す図である。図中上段の運営計画入力部７１では、機器数や技師数や予約枠などの施設項目やある一日に実施する予約件数や平均緊急検査件数などの患者項目などを設定する。図４に示した予約枠や検査部位ごとの検査件数など詳細な設定を行いたい場合は、詳細設定ボタン７１０１を押下して設定を行う。次に、稼働状況表示ボタン７２０１を押下することで、設定した運営計画に対する予測稼働記録を算出結果表示部７３に表示する。この例では、機器の稼働状況の様子を稼働状況表示部７３０１に示し、収支状況を収支状況表示部７３０２に棒グラフで表示している。稼働状況表示部７３０１では、横軸を時間軸とし、一つの矩形が一件の検査状況を表している。具体的には、検査種別を描画パターンを用いて表示し、稼働時間を矩形の横幅を用いて表示する。

このように、本システムを活用する事で、立案した運営計画を実施した時の効果を事前に把握する事が可能となる。また、予測した稼働状況を直感的に把握する事が可能となる。さらに、どのようにスタッフを時間帯別に配置するかなど詳細な人員配置計画の立案支援が可能となる。

図８は、本発明における医療運営シミュレーションシステムの構成図であり、特に、立案した運営計画を実施した時の運営指標を予測する部分が特徴である。図８に示す医療運営シミュレーションシステムは、図１に示した構成図を拡張したものである。図８に示す医療運営シミュレーションシステムの構成図の中で、新たに追加した構成要素は、稼働状況実績抽出手段１０６と、運営指標算出手段１０７と、運営指標蓄積手段１０８である。稼働状況実績抽出手段１０６では、医療機器の稼働状況を記した医療機器稼働記録から稼働状況実績を抽出する。運営指標算出手段１０７では、稼働状況実績抽出手段１０６で抽出した稼働状況実績や稼働状況予測手段１０５で生成した予測稼働記録から運営指標を算出する。運営指標蓄積手段１０８では、運営指標算出手段１０７で算出した運営指標を蓄積する。この追加した構成要素の中で、稼働状況実績抽出手段１０６は必ずしも必須のものではない。

次に、運営指標を算出して蓄積するまでのデータの流れについて述べる。稼働状況実績抽出手段１０６で抽出する稼働状況実績は、稼働状況予測手段１０５で生成する予測稼働記録と同じ形式であることが望ましい。

運営指標算出手段１０７では、運営指標の予測値を算出する。図９は、運営指標の予測値を算出する典型的なフローチャートである。本手続きは、稼働状況予測手段１０５にて乱数を用いて生成した予測稼働記録からある一日の運営指標を算出する。この算出手続きを予め設定した回数(N)だけ実施し、その平均値を計算して運営指標の予測値を算出する。ここで、ある一日の運営指標の生成数を定数(N)としたが、ある一日の運営指標を算出する毎にこれまで算出したある一日の運営指標の平均値を算出し、その平均値の変動幅がある定数に収まるまである一日の運営指標を繰り返し生成しても構わない。実施例１で生成した予測稼働記録により経営者が立案した運営計画の改善効果を事前に把握することが可能となるが、収支などの定量的な運営指標を算出することで運営計画の改善効果をさらに容易に把握することが可能となる。改善効果を適切に計るためには、医療サービスの観点を考慮し、財務面だけではなく、患者の視点や内部プロセスの視点など非財務的資産に関する運営指標も医業経営には欠かせない運営指標である。以下、算出する運営指標の例を挙げる。財務面を計る指標として、収入・支出・収支率などがある。患者の視点を計る指標として、患者数・検査待ち時間・検査待ち日数などがある。内部プロセスを計る指標として、医療機器使用効率・病床利用率・平均検査時間・入外比率・緊急検査率・紹介患者率・平均在院日数・スタッフ当たりの患者数や収益・全検査の中の受入時間内における検査の割合などがある。

また、稼働状況実績と予測稼働記録の形式が同一である場合、運営指標算出手段１０７を活用することで、実際に運営した時の運営指標も算出することができる。これにより、現在の運営指標と予測した運営指標と容易に比較する事が可能となり、立案した運営計画の改善効果を容易に判断する事ができるという効果がある。
このようにして算出した運営指標は、運営指標蓄積手段１０８に蓄積される。これにより、既に予測した運営指標を再計算することなく参照する事が可能となる。また、図８では、稼働状況モデル蓄積手段１０２と運営指標蓄積手段１０８を異なる構成要素としているが、両者と新規計画入力手段１０３で入力した新たな運営計画を統合した蓄積手段を構築してもよい。これにより、既に立案した運営計画とその予測した運営指標を再計算する必要が無くなり、参照するまでの時間が短縮できるため、立案した複数の運営計画の評価を迅速に実施することが可能となる。

次に、本システムを活用して最適な運営計画を立案するシナリオについて述べる。図１０は、本発明の医療運営シミュレーションシステムにおける運営指標の実績値と予測値とを比較する画面の一例を示す図である。図１０に示す医療運営シミュレーションシステムにおいても、図中上段の運営計画入力部７１において新たな運営計画を入力し、算出結果ボタン表示部７２にあるボタンを押下すると、運営計画を実施した時の評価結果である運営指標を算出結果表示部７３に表示する。図７と図１０とでは、立案した運営計画を実施した時の運営指標を表示できるか否かが異なる点である。図１０では、新たに、運営計画評価ボタン表示部７２に運営指標表示ボタン７２０２を設けており、運営指標表示ボタン７２０２を押下すると算出結果表示部７３に運営指標の実績値と予測値をレーダーチャートの形式で表示する。図１０に示すレーダーチャートの座標軸では、外側ほど経営環境が改善し、内側ほど経営環境が悪化するように設定した。例えば、収入などは増加すればするほど経営環境が改善していることを意味するので、外側に向かうほど値が大きくなるように軸を設定している。一方で、支出や待ち時間などは値が減少すればするほど経営環境が改善している事を意味するので、外側に向かうほど値が小さくなるように軸を設定している。さらに、運営計画蓄積ボタン表示部７４にあるボタンを用いて、入力した運営計画や算出した運営指標を保存したり呼び出したりする。具体的には、表示計画保存ボタン７４０１を押下して、立案した運営計画と運営指標や稼働状況を保存する。また、検討済計画呼び出しボタン７４０２を押下して、保存した運営計画と運営指標や稼働状況を再計算することなく簡単に表示することが可能となる。図１０の運営計画入力部７１において入力する運営計画では、作業効率を高めて患者受入数を増加したとする。その結果、収入・収支率・患者数・稼働率・検査時間の指標は改善されているものの、支出や待ち時間の指標は悪化しているという状況が算出結果表示部７３に表示される。医療経営者は、この指標を確認しながら経営理念に最も合致した運営計画を試行錯誤しながら立案する。さらに、運営計画蓄積ボタン表示部７４を活用する事で、既に検討した運営計画における運営指標の参照が容易になり、最適な運営計画の立案が可能となる。

このように、本システムを活用する事で、立案した運営計画を実施した時の改善効果を事前に把握する事が可能となる。また、本システムが算出した指標を用いることで運営計画を多面的に評価することが可能となるため、ＢＳＣ（Ｂａｌａｎｃｅｄ ＳｃｏｒｅＣａｒｄ）を用いた運営管理などへの展開が可能となる。

図１１は、本発明における医療運営シミュレーションシステムの構成図であり、目標とする運営指標に最も近い最適な運営計画を提示することが特徴である。図１１に示す医療運営シミュレーションシステムは、稼働状況モデル生成手段１０１と、稼働状況モデル蓄積手段１０２と、新規計画入力手段１０３と、モデル選択手段１０４と、稼働状況予測手段１０５と、運営指標算出手段１０７と、目標入力手段１０９と、最適計画探索手段１１０と、最適運営計画蓄積手段１１１とから構成される。稼働状況モデル生成手段１０１では、医療機器の稼働状況を記した医療機器稼働記録から稼働状況パターンをモデル化する。稼働状況モデル蓄積手段１０２では、稼働状況モデル生成手段１０１にて生成した稼働状況モデルを一つもしくは複数蓄積する。新規計画入力手段１０３では、新規の運営計画を入力する。モデル選択手段１０４では、稼働状況モデル蓄積手段１０２に蓄積されている稼働状況モデルを一つ選択する。稼働状況予測手段１０５では、新規計画入力手段１０３で入力した新規の運営計画とモデル選択手段１０４にて選択した稼働状況モデル蓄積手段１０２に蓄積された稼働状況モデルから予測稼働記録を生成する。運営指標算出手段１０７では、稼働状況予測手段１０５で生成した予測稼働記録から運営指標を算出する。目標入力手段１０９では、目標とする運営指標と運営計画の各パラメータでの可変範囲を入力する。最適計画探索手段１１０では、目標入力手段１０９にて入力したパラメータにおける可変範囲内にある運営計画の中から、運営計画を定量的に評価する評価関数の最大値もしくは最小値となる運営計画を探索する。最適運営計画蓄積手段１１１では、探索した最適な運営計画を蓄積する。

次に、本システムを用いた最適な運営計画を生成するまでの流れについて述べる。医療経営者は目標とする運営指標を定める。ここで定める運営指標は、目標とする数値を入力してもよいし、重視する項目順に順番を定めてもよい。同時に、スタッフ人数の上限や患者受入人数の上限など投資する事が可能な病院資源などの運営計画の制限条件を定める。これら定めた目標とする運営指標と運営計画の制限条件を目標入力手段１０９に入力する。
このようにして設定した値から、最適計画探索手段１１０を活用して以下に示す手順に従って最適な運営計画を探索する。まず、ユーザーが設定した運営計画の制限条件を満たす全ての運営計画を生成する。次に、生成した各々の運営計画に対して以下に示す三つの手続きを行う。まず、生成した運営計画を新規計画入力手段１０３に設定する。次に、設定した運営計画から、稼働状況予測手段１０５と運営指標算出手段１０７を用いて運営指標Iを算出する。最後に、算出した運営指標Iを入力として運営計画を定量的に評価する関数である評価関数F(I)を算出する。これらの手続きを実施した後、評価関数F(I)の最大値もしくは最小値となる運営計画を最適な運営計画として選択する。

上記述べた探索方法は総当り法と呼ばれているが、総当り法以外の最適化手法を用いても構わない。例えば、計算量を重視する場合は、最急勾配法や遺伝的アルゴリズムを用いることが考えられる。
ここで、評価関数F(I)について述べる。評価関数F(I)を、最も効率が良い運営計画の時に示す運営指標の値が最大もしくは最小となるように定義する。例えば、ユーザーが設定した目標とする運営指標Tと算出した運営指標Iとの距離（ユークリッド距離やマンハッタン距離など）を評価関数F(I)と定義することが考えられる。この時、評価関数F(I)が最小となる運営計画が最も効率がよい。また、ユーザーが設定した運営指標Tと算出した運営指標Iとの内積を評価関数F(I)としてもよい。この時、評価関数F(I)が最大となる運営計画が最も効率がよい。さらに、現在の運営指標Aと算出した運営指標Iとの距離や内積を評価関数F(I)としてもよい。

次に、本システムの活用例について述べる。図１２は、本発明の医療運営シミュレーションシステムにおける目標とする運営指標に最も近い最適な運営計画を提示する画面の一例を示す図である。図１２に示す医療運営シミュレーションシステムでは、図中上段の目標入力表示部１２１において、目標とする運営指標や運営計画の制約条件を入力し、運営計画最適化ボタン表示部１２２にあるボタンを押下すると、効率化がよい最適な運営計画を最適運営計画表示部１２３に表示する。この例で示す最適な運営計画では、最適な病院資源を病院資源表示部１２３０１に表示し、最適な予約枠を最適予約枠表示部１２３０２に表示する。最適な予約枠を表示するにあたって、図１２に示すように表形式で表示してもよいし、図７に示すように最適な予約枠をわかりやすい形で可視化した形式で表示してもよい。また、最適な運営計画が複数個ある場合、プルダウン形式やリスト形式で選択する仕組みを搭載するとよい。このように最適な運営計画を示すことで、運営計画の立案が容易に作成することが可能となる。

本発明における医療運営シミュレーションシステムの典型的な構成図である。 本発明において患者の発生頻度をモデル化した患者発生モデルを表す図である。 本発明において検査所要時間をモデル化した所要時間モデルを表す図である。 本発明において新規計画入力手段にて入力する検査予約枠を表す図である。 本発明における予測稼働記録を生成するフローチャートである。 本発明における予測稼働記録を生成する過程における患者発生ステップと運営シミュレーションステップにおけるフローチャートである。 本発明の医療運営シミュレーションシステムにおける画面の一例を示す図である。 本発明における医療運営シミュレーションシステムの運営指標を算出する機能における典型的な構成図である。 本発明における運営指標の予測値を算出する典型的なフローチャートである。 本発明の医療運営シミュレーションシステムにおける実際の運営指標と予測した運営指標とを比較する画面の一例を示す図である。 本発明における医療運営シミュレーションシステムの目標とする運営指標を満たす最適な運営計画を提示する機能における典型的な構成図である。 本発明における医療運営シミュレーションシステムにおける目標とする運営指標を満たす最適な運営計画を提示する画面の一例を示す図である。

符号の説明

１００…医療機器または医療機器を管理しているシステム、１０１…稼働状況モデル生成手段、１０２…稼働状況モデル蓄積手段、１０３…新規計画入力手段、１０４…モデル選択手段、１０５…稼働状況予測手段、１０６…稼働状況実績抽出手段、１０７…運営指標算出手段、１０８…運営指標蓄積手段、１０９…目標入力手段、１１０…最適計画探索手段、１１１…最適運営計画蓄積手段、７１…運営計画入力部、７１０１…詳細設定ボタン、７２…算出結果ボタン表示部、７２０１…稼働状況表示ボタン、７２０２…運営指標表示ボタン、７３…算出結果表示部、７３０１…稼働状況表示部、７３０２…収支状況表示部、７４…運営計画蓄積ボタン表示部、７４０１…表示計画保存ボタン、７４０２…検討済計画呼び出しボタン、１２１…目標入力表示部、１２２…運営計画最適化ボタン表示部、１２３…最適運営計画表示部、１２３０１…病院資源表示部、１２３０２…最適予約枠表示部。

Claims (8)

1. 医療運営をシミュレートする医療運営シミュレーション手段と、入力を受け付ける入力手段とを有する医療運営シミュレーションシステムであって、
   前記医療運営シミュレーション手段は、
   医療機器又は医療機器管理システムに蓄積された医療機器稼働状況記録から、予約検査、緊急検査、予約外検査を含む患者属性と、検査の種類を表す検査属性ごとに少なくとも前記医療機器の患者発生頻度分布を記録した患者発生頻度モデルと、前記医療機器が受け付ける１件の検査時間パターンを記した検査時間モデルと、からなる稼働状況モデルを生成する稼働状況モデル生成手段と、
   前記稼働状況モデル生成手段により生成された前記稼働状況モデルを蓄積する稼働状況モデル蓄積手段と、
   前記患者属性ごとの検査件数と検査予約時間とを含む新規運営計画を、前記入力手段により受け付ける新規計画入力手段と、
   前記稼働状況モデル蓄積手段に蓄積された前記稼働状況モデルと、前記新規計画入力手段で入力された前記新規運営計画とから、検査属性、患者属性、検査実施時間を含む予測稼働記録を生成する稼働状況予測手段とを有しており、
   前記稼働状況予測手段は、
   前記新規運営計画に含まれる前記検査件数と前記検査予約時間と、前記稼働状況モデル生成手段により生成された前記患者発生頻度モデルとに基づいて、患者属性ごとに医療行為を受ける患者とその検査属性を乱数を用いて疑似的に患者データを発生させる疑似患者データ発生手段と、
   前記擬似的に発生させた患者データと、前記稼働状況モデル生成手段により生成された前記検査時間モデルとに基づいて、前記患者属性ごとに検査実施時間を決定し、前記擬似的に発生させた患者データへの前記医療機器の稼働状況を予測して前記予測稼働記録を生成する運営シミュレーション手段を有することを特徴とする医療運営シミュレーションシステム。
2. 請求項１に記載の医療運営シミュレーションシステムにおいて、前記稼働状況予測手段は、前記疑似患者データ発生手段において、前記患者属性ごとに患者を疑似的に発生させ、前記運営シミュレーション手段において、緊急検査、予約検査、予約外検査の順に検査実施時間を決定し、前記予約検査の決定では、既に他の検査が実施している場合は、当該検査の実施が終了してから検査を行う用に検査実施時間を決定し、他の検査が実施していない場合には、予定通り検査を行うように検査実施時間を決定し、予約外検査では、緊急検査や予約検査が行われていない時間に検査を行うように検査実施時間を決定することを特徴とする医療運営シミュレーションシステム。
3. 請求項１に記載の医療運営シミュレーションシステムにおいて、前記新規計画入力手段にて入力される運営計画は、前記医療機器の稼働に関するスケジュールを規定する予約時間を含むことを特徴とする医療運営シミュレーションシステム。
4. 請求項１に記載の医療運営シミュレーションシステムにおいて、前記稼働状況モデル生成手段で生成される前記稼働状況モデルは、少なくとも、患者発生の頻度分布を記した患者発生モデルと、患者属性ごとの前記医療機器の利用時間を記した所要時間モデルとから構成されることを特徴とする医療運営シミュレーションシステム。
5. 請求項１に記載の医療運営シミュレーションシステムにおいて、前記稼働状況モデル蓄積手段に蓄積されている前記稼働状況モデルから、前記入力手段により選択を受け付けるモデル選択手段を備え、
   前記稼働状況予測手段は、前記モデル選択手段によって選択された前記稼働状況モデルを用いて前記予測稼働記録を生成することを特徴とする医療運営シミュレーションシステム。
6. 請求項１に記載の医療運営シミュレーションシステムにおいて、前記医療機器又は前記医療機器管理システムに蓄積されている前記医療機器稼働記録から稼働状況の実績を抽出する稼働状況実績抽出手段を有することを特徴とする医療運営シミュレーションシステム。
7. 請求項１または請求項６に記載の医療運営シミュレーションシステムにおいて、前記予測稼働記録と前記稼働状況実績の少なくとも一方から、ある一日における一つもしくは複数の運営指標を予め設定された回数算出する運営指標算出手段を有することを特徴とする医療運営シミュレーションシステム。
8. 請求項７記載の医療運営シミュレーションシステムにおいて、前記入力手段により受け付けられた、目標とする前記運営指標と前記新規運営計画の各パラメータにおける可変範囲を受け取る目標入力手段と、前記目標入力手段において入力されたパラメータにおける可変範囲内にある前記運営計画を複数生成し、前記新規運営計画を定量的に評価する評価関数の最大値もしくは最小値となる新規運営計画を探索する最適計画探索手段とを有することを特徴とする医療運営シミュレーションシステム。

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