Aplicação de Algoritmo Genético na Gestão de Visitas Médicas de Atenção Domiciliar

 

Application of Genetic Algorithm in the Management of Home Care Medical Visits

 

 


Alefe Cruz Silva1  

orcid.org/0000-0003-2219-104X

 

 

Alexandre M. A. Maciel1

orcid.org/0000-0003-4348-9291

 

 

1Escola Politécnica de Pernambuco, Universidade de Pernambuco, Recife, Brasil. E-mail: acs@ecomp.poli.br

 

 

DOI: 10.25286/repa.v6i5.1770

 

Esta obra apresenta Licença Creative Commons Atribuição-Não Comercial 4.0 Internacional.

 

Como citar este artigo pela NBR 6023/2018: SILVA, A. C.; MACIEL, A. M. A. Aplicação de Algoritmo Genético na Gestão de Visitas Médicas e de Atenção Domiciliar. Revista de Engenharia e Pesquisa Aplicada, Revista de Engenharia e Pesquisa Aplicada, Recife, v.6, n. 5, p.  81-89, Novembro, 2021.

 

 

 

RESUMO

 

Atenção Domiciliar é um trabalho substitutivo ou complementar à internação hospitalar ou ao atendimento ambulatorial, O Serviço de Atenção Domiciliar, denominado SAD, é responsável pelo gerenciamento e operacionalização das Equipes Multiprofissionais de Atenção Domiciliar e Equipes Multiprofissionais de Apoio. O planejamento do SAD, ou seja, a distribuição de visitas de profissionais para pacientes, ainda é um processo manual. No entanto, tornar eficiente a alocação de visitas é necessária para melhorar o trabalho dos profissionais, reduzindo o tempo de deslocamento entre as visitas domiciliares, consequentemente, reduzindo custos de transporte, e maximizando a quantidade de atendimentos diários. A proposta é aplicar algoritmo genético (AG) como abordagem de solução para resolver este problema e executar uma análise comparativa alterando operadores genéticos.

 

PALAVRAS-CHAVE: Mineração de Dados; Serviço de Atenção Domiciliar; Otimização; Algoritmo Genético;

 

ABSTACT

 

Home Care is a substitute or complementary work to hospitalization or outpatient care. The Home Care Service, called SAD, is responsible for the management and operation of the multi-professional Home Care Teams and multi-professional Support Teams. SAD planning, that is, the distribution of visits from professionals to patients, is still a manual process. However, making the allocation of visits efficient is necessary to improve the work of professionals, the travel time between home visits, consequently, the cost of transportation, and maximizing the amount of daily visits. The proposal is to apply genetic algorithm (AG) as a solution approach to solve this problem and perform a comparative analysis by changing genetic operators.

 

KEY-WORDS: Data Mining; Home Care Service; Optimization; Genetic Algorithm;

 

 

 

 


 


1 INTRODUÇÃO

 

O censo da FIPE (Fundação Instituto de Pesquisas Econômicas), encomendado pelo Núcleo Nacional das Empresas de Serviço de Atenção Domiciliar (SAD) confirma o crescimento substancial do setor de serviço de saúde domiciliar na última década. Segundo o Cadastro Nacional dos Estabelecimentos de Saúde (CNES), o número de empresas de serviços de atenção domiciliar isolados no Brasil saltou de 18, em julho de 2012, para 676 em julho de 2018. Isso representa um crescimento de 3.656% do setor, no período [1].

Com o colapso do sistema de saúde causado pela pandemia do novo coronavírus, entre parte de 2020 e com a segunda onda em 2021, o Brasil volta a ser afetado pela falta de leitos ou pela escassez de insumos. Diante deste cenário, e do temor da população com relação à contaminação pela Covid-19, a procura por atendimento domiciliar cresceu em 2020. De acordo com a Pronep Life Care – marca do grupo Sodexo – pioneira no setor de serviço de atenção domiciliar no Brasil, houve um aumento de 36% no número de pacientes em atendimento, entre dezembro de 2019 até o mesmo mês do ano passado. No total, foram realizados 3.410 novos atendimentos [2].

Segundo Zion Market Research [5], o Mercado de Assistência Médica Domiciliar Global que consiste em mais de 110 páginas que oferecem atualizações abrangentes de pesquisa e informações relacionadas ao crescimento, demanda e oportunidades de mercado. De acordo com o relatório, este mercado deve chegar a US $391,41 bilhões até 2021.

Diante desse cenário, o planejamento diário de visitas no SAD é um desafio tendo em vista a distribuição de um conjunto de profissionais de saúde para atender um conjunto de pacientes em um cenário de expansão.

O HAI (Health Assistive Intelligence), é a plataforma da Salvus que integra toda a jornada da assistência domiciliar, tem como objetivo auxiliar desde a indicação da desospitalização, a operação da atenção, a internação domiciliar e a alta do paciente. A ferramenta segue todas as exigências regulatórias e requisitos contratuais das operadoras, eliminando desperdício de tempo dos profissionais, de materiais e de medicamentos, aumentando a qualidade e a eficiência do atendimento, com o monitoramento contínuo e integral dos pacientes e da jornada dos profissionais [3].

Atualmente, este processo ocorre de forma manual através de um operador humano, onde não há nenhum auxílio à tomada de decisão de qual configuração de alocação é mais eficiente. O impacto dessa decisão não apoiada por uma ferramenta implica em aumento do tempo do profissional no deslocamento, consequentemente aumento de custo de transporte e reduz a quantidade de pacientes atendidos por dia.

Este trabalho tem como objetivo apresentar a aplicação de algoritmo genético na gestão de visitas médicas em serviço de atenção domiciliar. Como estudo de caso foi utilizada a base de dados do sistema HAI da empresa Salvus. Foi utilizada a metodologia CRISP-DM a fim de se executar várias iterações de refinamento da solução. Nesse trabalho não será considerada a preferência de pacientes como por exemplo, ao sexo, hábitos, idade, afinidade, rejeição do paciente com o profissional ou vice-versa.

 

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

 

2.1 ATENÇÃO DOMICILIAR

 

Segundo a ANVISA [4], Atenção domiciliar (AD) termo genérico que envolve ações de promoção à saúde, prevenção, tratamento de doenças e reabilitação desenvolvidas em domicílio pode ser classificada na modalidade de assistência e/ou internação domiciliar. Onde, Assistência domiciliar é conjunto de atividades de caráter ambulatorial, programadas e continuadas desenvolvidas em domicílio, e Internação Domiciliar é conjunto de atividades prestadas no domicílio, caracterizadas pela atenção em tempo integral ao paciente com quadro clínico mais complexo e com necessidade de tecnologia especializada

 O Serviço de atenção domiciliar (SAD) é a instituição pública ou privada responsável pelo gerenciamento e operacionalização de assistência e/ou internação domiciliar [4].

A descentralização e distribuição de recursos e serviços provê manutenção e cuidados no conforto do lar dos pacientes, mas também, o desafogamento dos hospitais, que é, por sua vez, um grande desafio gerencial para uma Serviço de atenção domiciliar. Dentre os benefícios da atenção domiciliar, podemos citar:

 

·       Envolvimento da família e humanização.

·       Atenção individualizada e manutenção da rotina.

·       Segurança para o paciente e melhor adesão ao tratamento.

·       Redução do tempo de internação hospitalar.

·       Menor risco de infecção hospitalar.

·       Liberação de leitos.

 

Segundo a ANVISA [4], a assistência ou internação domiciliar inicia-se na fase de Admissão, processo que se caracteriza pelas seguintes etapas: indicação, elaboração do Plano de Atenção Domiciliar e início da prestação da assistência ou internação domiciliar. E, é finalizado na Alta da Atenção domiciliar, o ato que determina o encerramento da prestação de serviços de atenção domiciliar em função de: internação hospitalar, alcance da estabilidade clínica, cura, a pedido do paciente e/ou responsável, óbito.

 

2.2 CICLO DE VISITAS

 

Os pacientes admitidos na AD possuem um Plano de Atenção Domiciliar (PAD). Segundo o ANVISA [4], o PAD é um documento que contempla um conjunto de medidas que orienta a atuação de todos os profissionais envolvidos de maneira direta e ou indireta na assistência a cada paciente em seu domicílio desde sua admissão até a alta. E este, deve contemplar requisitos de infraestrutura do domicílio do paciente, necessidade de recursos humanos, materiais, medicamentos, equipamentos, retaguarda de serviços de saúde, cronograma de atividades dos profissionais e logística de atendimento. Também, a periodicidade dos relatórios de evolução e acompanhamento.

Os profissionais são escalados para realizar o acompanhamento de vários pacientes e precisam relatar ao SAD. É através desta escala que os roteiros são criados, por exemplo um profissional P deve visitar os pacientes A, B e C.

O roteiro realizado pelos profissionais deve ser o menor possível em termos de deslocamento, e o tempo total de trabalho diário não pode ultrapassar o limite L, que são horas máxima permitida por lei que um profissional pode trabalhar em um dia.

 

2.3 OTIMIZAÇÃO

 

Para um operador de sistema de uma empresa de presta serviço de atenção domiciliar, normalmente, há muitos pacientes e profissionais para serem atendidos e prestarem atendimentos diariamente, e cabe ao operador encontrar uma combinação onde resulte em atendimentos de forma eficiente. Normalmente, a determinação desta melhor combinação depende fundamentalmente da experiência do operador. Técnicas de otimização podem ser utilizadas para auxiliar o responsável na determinação da combinação ótima.

O objetivo da otimização é encontrar, de acordo com o critério escolhido, a melhor solução entre as diversas combinações possíveis para as variáveis do sistema, mantendo a viabilidade, que está associada a restrição que deve ser satisfeita [6].

Dentre os métodos de resolução para os problemas de otimização, existem os métodos exatos e eficientes de resolução, e métodos não-exatos também conhecidos com heurísticos, uma vez que sua resolução exata requer um tempo proibitivo. Este trabalho aplica a meta-heurística Algoritmos Genéticos proposta por Holland [7].

 

2.3.1 Algoritmos Genéticos

Segundo Holland [7], Algoritmos genéticos são programas de computador que "evoluem" de maneiras que se assemelham à seleção natural podem resolver problemas complexos que nem mesmo seus criadores entendem completamente.

O primeiro passo de um Algoritmo Genético é a geração de uma população inicial de cromossomos, que é formada por um conjunto aleatório de cromossomos que representam possíveis soluções do problema a ser resolvido. Durante o processo evolutivo, esta população é avaliada e cada cromossomo recebe uma pontuação, denominada aptidão, refletindo a qualidade da solução que ele representa. Em geral, os cromossomos mais aptos são selecionados e os menos aptos são descartados. Os membros selecionados podem sofrer modificações em suas características fundamentais atras dos operadores de cruzamento (crossover) e mutação, gerando descendentes para a próxima geração. Este processo é repetido até que uma solução satisfatória seja encontrada [7].

 

3 MATERIAIS E MÉTODOS

 

Este trabalho empregou a metodologia CRISP-DM (Cross Industry Standard Process for Data Mining) a fim de se executar várias iterações de refinamento da solução.

3.1 ENTENDIMENTO DO NEGÓCIO

 

No processo de planejamento das visitas é necessário alocar profissionais e pacientes, criando assim o roteiro de visitas. Para isso precisamos de um conjunto de profissionais, conjunto de pacientes e uma filial referente ao planejamento. Para simplificar esta etapa, as listas selecionadas devem pertencer a uma única filial. Através dos Stakeholders da Salvus, podemos identificar que, cada profissional precisa ter no mínimo uma visita associada para ser constituída uma rota ou jornada de trabalho, sabendo que o não é possível exceder o limite diário de trabalho do especialista que irá realizar as visitas. Após concluir todas as visitas o especialista deve seguir até o endereço da filial para prestação de contas.

 

3.2 ENTENDIMENTO DOS DADOS

 

Os dados foram coletados do armazém de dados (Data Warehouse) da Salvus, do sistema HAI. As informações que foram disponibilizadas, constituem-se de:

 

·       Geolocalização dos Pacientes: Endereço e identificação.

·       Geolocalização dos Profissionais: Endereço e identificação.

·       Geolocalização das Filiais: Endereço e identificação.

·       Visitas Realizadas: Dados de duração de visita.

·       Tipos de Visitas: Distinção dentre visitas.

·       Tipos de Profissão: Distinção entre profissões.

 

3.3 PRÉ-PROCESSAMENTO DOS DADOS

 

Durante a avaliação dos dados foram observadas informações sensíveis e dados irrelevantes ao processo de otimização. Buscando solucionar, foram executadas três etapas de pré-processamento, que são elas:

 

·       Limpeza dos dados, onde foram removidas informações sensíveis e/ou irrelevantes (por exemplo dados pessoais de profissionais e pacientes), mantendo apenas dados de identificação e localização.

·       Redução dos dados, onde foram removidos dados de profissionais e pacientes de clientes teste.

·       Transformação dos dados, onde os endereços foram convertidos para o formato de latitude e longitude e logo após para o formato geohash, que é uma representação em base32 de células de grades espaciais bidimensionais [8], e adicionado uma chave geohash no valor de localização, para criptografar as informações.  Além disso, identificadores (id) das tabelas de endereços os foram convertidos para um formato de texto contendo uma TAG informativa do tipo da entidade mais o valor do identificador, exemplo “patient-12”, “professional-1345”, “branch-54”.

 

O pré-processamento resultou em 5 tabelas:

 

1. Endereços de Filiais:

 

·       id: Identificador da tabela;

·       branchId: TAG de filial;

·       geohash: Localização criptografada da filial;

 

Quadro 1 - Exemplo de tabela. Endereços de filiais

ID

BRANCHID

GEOHASH

0

branch-18

7vmdf3kpxpyu

Fonte: Os Autores.

 

2. Endereços de Pacientes:

 

·       Id: Identificador da tabela;

·       patientId: TAG de paciente;

·       geohash: Localização criptografada do paciente;

 

Quadro 2 - Exemplo de tabela com endereços de pacientes

ID

PATIENTID

GEOHASH

32

patient-2476

7vmdf9mq5vmy

39

patient-2483

7vmdt5fuqd1m

42

patient-2486

7vmduqn74y44z

53

patient-2497

7vmdu3zjyusy

54

patient-2498

7vmdtjume49w

Fonte: Os Autores.

 

 

 

3. Endereços de Profissionais:

 

·       Id: Identificador da tabela;

·       professionalId: TAG do profissional;

·       profession: Tipo de profissão;

·       geohash: Localização criptografada do profissional;

 

Quadro 3 - Exemplo de tabela com endereços de profissionais

ID

PROFESSIONID

PROFESSION

GEOHASH

32

professional-224

enfermeiro

7vmdt5e3w4vd

39

professional-225

enfermeiro

7vmdt3j32tsm

42

professional-227

enfermeiro

7vmdmnzzctd9

53

professional-228

enfermeiro

7vmdt12vgfd8

54

professional-230

enfermeiro

7vmdmjc1h4kq

Fonte: Os Autores.

 

4. Visitas por Profissionais:

 

·       id: Identificador da tabela;

·       professionalId: TAG de profissional

·       profession: Tipo da profissão;

·       mean_duration: Média da duração de tempo de visita do profissional;

 

Quadro 4 - Exemplo de tabela com visitas por Profissionais

ID

PROFESSIONALID

PROFESSION

DURATION

0

professional-232

enfermeiro

1205.875000

1

professional-235

enfermeiro

1200.000000

2

professional-240

enfermeiro

2120.250000

3

professional-241

enfermeiro

1337.716216

4

professional-267

enfermeiro

2149.908046

Fonte: Os Autores.

 

5. Visitas por Profissão:

 

·       id: Identificador da tabela;

·       profession: Tipo de profissão;

·       mean_duration: Média da duração de tempo de visita da profissão;

 

Quadro 5 Exemplo de tabela com visitas por Profissão

ID

PROFESSION

MEAN_DURATION

0

enfermeiro

2484.334622

1

fisioterapeuta

1029.000000

2

medico

1334.555556

Fonte: Os Autores.

 

3.4 MODELAGEM

 

A implementação do código foi realizada na plataforma ANACONDA usando a linguagem Python e bibliotecas, pandas para manipulação de estrutura de dados, pygeohash para cálculo de distância entre dois valores geohash, geolib para conversão de latitude e longitude para geohash, numpy pacotes de função auxiliares para operações nos dados.

 

3.4.1 Representação da Solução

 

Cada solução para o problema é caracterizada pela lista dos profissionais. Cada um deles precisa conhecer o seu roteiro, isto é, a sequência dos endereços dos pacientes a serem atendidos por ele. Exemplificando, consideremos o caso de 9 pacientes, identificados por patient-1, patient-2, patient-3, patient-4, patient-5, patient-6, patient-7, patient-8 e patient-9. Vamos identificar a filial pelo identificado branch-0. Um exemplo de solução é a lista de roteiros conforme mostrado na Quadro 6.

 

Quadro 6 - Exemplo de solução.

PROFISSIONAL

ROTEIRO

professional-1

patient-1, patient-2

professional-2

patient-3, patient-4, patient-5, patient-6

professional-3

patient-7, patient-8, patient-9

Fonte: Os Autores.

 

A representação do cromossomo, para este problema, é uma lista circular com os valores de identificação. Como o último ponto sempre será a filial devemos adicionar o identificador da mesma em cada roteiro. Para o exemplo acima a lista circular ficará:

 

patient-1 | patient-2 | branch-0 | patient-3 | patient-4 | patient-5 | patient-6 | branch-0 | patient-7 | patient-8 | patient-9 | branch-0

 

Onde os roteiros são delimitados pelo ponto da filial, ou seja, inicia-se após uma filial e finaliza na filial. Com isso conseguimos extrair 3 roteiros:

 

Roteiro 1: patient-1 | patient-2 | branch-0

Roteiro 2: patient-3 | patient-4 | patient-5 | patient-6 | branch-0

Roteiro 3: patient-7 | patient-8 | patient-9 | branch-0

Para remover os valores repetidos adaptamos a representação adicionando “.” mais um valor numérico incremental na filial, por exemplo, o valor branch-0 se tornará branch-0.0, branch-0.1 e branch-0.2 todos eles representando o mesmo endereço. Desta forma, temos o cromossomo:

 

patient-1 | patient-2 | branch-0.0 | patient-3 | patient-4 | patient-5 | patient-6 | branch-0.1 | patient-7 | patient-8 | patient-9 | branch-0.2

 

3.4.2 Função Custo

 

Cada possível solução é avaliada por uma função custo, indicando a qualidade da solução. Por meio do valor calculado pela função custo para cada solução disponível, é possível comparar as diversas soluções disponíveis e escolher a(s) melhor(es).

Como observamos na seção anterior, cada cromossomo possui uma quantidade n roteiros, onde n igual ao número de profissionais.

O custo de cada roteiro é o somatório das distâncias multiplicado pela velocidade média de deslocamento (21 km/h), somado com o tempo estimado da visita. O tempo estimado da visita é a média das visitas anteriores do profissional. Caso o especialista em questão não possua dados, o tempo estimado é o tempo global entre todos os profissionais.

Se o resultado do custo do roteiro exceder o limite de tempo diário de trabalho, o valor do roteiro é multiplicado por uma constante K fazendo com que o fitness do indivíduo seja incrementado. Exemplo: Assumindo K = 30, e o limite L é 28.800 segundos, representando 8 horas de atividade para jornada de trabalho. Se o valor fitness para a rota do profissional N, routeFitnessN exceder o valor L o fitness daquela rota será routeFitness * K. Com isso a solução será:

 

 

onde  é a correção, assumindo:

 

·       Valor 1 se o  for menor que ou igual L.

·       Valor K se  for maior que L.

 

O custo da solução é o somatório dos custos dos roteiros.

 

3.4.3 Operadores

 

Foram considerados neste trabalho os seguintes operadores conforme Quadro 7.

 

Quadro 7 - Operadores.

TIPO

OPERADOR

Seleção

Torneio

Cruzamento

Mapeamento Parcial (PMX)

Cruzamento

Edge Recombination (ER)

Cruzamento

Order Based Crossover (OX2)

Mutação

por troca (EM)

Mutação

por inversão simples (SIM)

Mutação

Insertion Mutation (ISM)

Fonte: Os Autores.

 

4 ANÁLISE DOS RESULTADOS

 

Os testes foram realizados, fixando os parâmetros de quantidade de gerações, taxa de mutação, tamanho da população, quantidade de profissionais, quantidade de pacientes e alternando os operadores genéticos de cruzamento e mutação, conforme Quadro 8.

 

Quadro 8 - Parâmetros fixos na execução.

PARÂMETROS

VALOR

Tamanho da população

40

Taxa de cruzamento

60%

Taxa de mutação

0.05%

Quantidade de profissionais

10

Quantidade de pacientes

50

Fonte: Os Autores.

 

Parâmetros alternados na execução do algoritmo genético:

 

·       Operadores de Cruzamento: PMX, Edge Recombination e Order Based.

·       Operadores de Mutação: EM, SIM e ISM

·       Convergência K: 3, 4 e 5

 

O critério de parada usado foi o de convergência relacionado ao número de gerações onde a média de fitness da população não melhorou. As figuras de 2 a 7 mostram todos os resultados obtidos.

A Tabela 1 e a Figura 1 representam os valores obtidos de fitness e tempo de processamento alternando operadores cruzamentos e mutação. O critério de para foi a convergência k = 3, ou seja, a média fitness não melhorou em três gerações.

 

Tabela 1 - Resultados obtidos de combinações de operadores para convergência k = 3.

Combinações de Operadores para k = 3

Fitness

tempo de execução (segundos)

PMX e EM

140412,54

57,3

PMX e SIM

137825,34

277,99

PMX e ISM

132011,34

106,61

ER e EM

151086,69

88,7

ER e SIM

140023,02

119,72

ER e ISM

135627,67

165,33

OX2 e EM

145197,41

156,91

OX2 e SIM

145087,23

138,47

OX2 e ISM

129348,87

85,81

Fonte: Os Autores.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 1 - Resultados obtidos de combinações de operadores para convergência k = 3.

 

 

 

 

Fonte: Os Autores.

 

A Figura 1 mostra os valores obtidos de fitness com os seus respectivos tempos de processamento. O fitness encontrado representa em segundos o tempo total gasto no roteiro para os 50 pacientes. Ou seja, quanto menor o fitness menos tempo de deslocamento e atendimento. Sendo assim, para k igual a 3 o melhor indivíduo foi a combinação OX2 e ISM com o fitness de 129348,87 e o pior ER e SIM com o fitness de 151086,69.

 

Podemos comparar os resultados do pior e melhor convertendo em horas. Melhor resultado para k = 3 com OX2 e ISM: 35,93 horas de roteiro. Pior resultado para k = 3 com ER e SIM: 41,96 horas de roteiro. Uma diferença 6,03 horas de atendimento e deslocamento.

A Tabela 2 e a Figura 2 representam os valores obtidos de fitness e tempo de processamento alternando operadores cruzamentos e mutação. O critério de para foi a convergência k = 4, ou seja, a média fitness não melhorou em três gerações.

 

Tabela 2 - Resultados obtidos de combinações de operadores para convergência k = 4.

 

Combinações de Operadores para k = 4

Fitness

tempo de execução (segundos)

PMX e EM

140412,54

66,5

PMX e SIM

131546,55

759,05

PMX e ISM

122755,83

282,36

ER e EM

138214,86

324,15

ER e SIM

151476,21

365,63

ER e ISM

136017,18

168,47

OX2 e EM

142999,74

162,37

OX2 e SIM

122680,56

851,19

OX2 e ISM

116087,52

480,9

Fonte: Os Autores.

 

Figura 2 - Resultados obtidos de combinações de operadores para convergência k = 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fonte: Os Autores.

 

A Figura 2 mostra os valores obtidos de fitness com os seus respectivos tempos de processamento. Para k igual a 4 o melhor indivíduo foi a combinação OX2 e ISM com o fitness de 116087,52 e o pior ER e SIM com o fitness de 151476,21.

Podemos comparar os resultados do pior e melhor convertendo em horas. Melhor resultado para k = 3 com OX2 e ISM: 32,24 horas de roteiro. Pior resultado para k = 3 com ER e SIM: 42,07 horas de roteiro. Uma diferença 9,82 horas de atendimento e deslocamento.

A Tabela 3 e a Figura 3 representam os valores obtidos de fitness e tempo de processamento alternando operadores cruzamentos e mutação. O critério de para foi a convergência k = 5, ou seja, a média fitness não melhorou em três gerações.

 

Tabela 3 - Resultados obtidos de combinações de operadores para convergência k = 5.

Combinações de Operadores para k = 5

Fitness

tempo de execução (segundos)

PMX e EM

116018,88

4393,10

PMX e SIM

124878,24

759,05

PMX e ISM

116162,79

282,36

ER e EM

140802,06

344,88

ER e SIM

902908,68

374,90

ER e ISM

144807,90

2408,24

OX2 e EM

145122,14

225,74

OX2 e SIM

127465,43

763,59

OX2 e ISM

120482,88

710,10

Fonte: Os Autores.

 

Figura 3 - Resultados obtidos de combinações de operadores para convergência k = 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fonte: Os Autores.

 

A Figura 3 mostra os valores obtidos de fitness com os seus respectivos tempos de processamento. Para k igual a 5 o melhor indivíduo foi a combinação PMX e EM com o fitness de 116018,88 e o pior ER e SIM com o fitness de 902908,68.

O resultado do ER e SIM foi alto porque algum ou algumas de suas rotas excederam o valor L de 28.800 que é o tempo limite de trabalho que um profissional pode executar diariamente. Logo, seu valor foi multiplicado pela constante K para descarte do resultado.

O processo realizado foi descartar o pior resultado por não atender os critérios e selecionar o segundo pior resultado, que foi o OX2 e EM com fitness de 145122,14 e comparar com o melhor resultado.

Podemos compara os resultados do pior e melhor convertendo em horas. Melhor resultado para k = 5 com PMX e EM: 32,22 horas de roteiro. Segundo Pior resultado para k = 3 com OX2 e EM: 40,31 horas de roteiro. Uma diferença 8,09 horas de atendimento e deslocamento.

A Tabela 4 mostra uma comparação de todos os melhores resultados obtidos.

 

Tabela 4 Comparação dos melhores resultados.

K

Combinações

Fitness

Tempo

3

OX2 e ISM

129348,87

85,81

4

OX2 e ISM

116087,52

480,9

5

PMX e EM

116018,88

4393,10

Fonte: Os Autores.

 

5 CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS

 

Neste artigo foi demonstrado metodologia e os resultados obtidos no desenvolvimento de algoritmo genético para otimização de distribuição de visitas médicas em serviço de atenção domiciliar e uma análise comparativa dos resultados utilizando operadores de cruzamento de mapeamento parcial(PMX), Edge Recombination (ERX) e Order Based Crossover, operadores de mutação por troca (EM), por inversão simples (SIM) e Insertion Mutation (ISM) e convergência analisando a aptidão média da população e a evolução ao longo das gerações como critério parada para os valores 3, 4 e 5 gerações sem melhoria da média fitness da população.

Na análise foi comparado o melhor custo e o tempo de processamento entre as combinações.

O melhor resultado de menor custo e menor tempo de processamento, foi usando operador de cruzamento order based crossover e o operador de mutação ISM obtendo menor custo de 116087.52 segundos na execução de 480.90 segundos.

Para trabalhos futuros são elencados:

·       Ajustar critério de parada para que, não encerre até que o melhor fitness seja um valor válido.

·       Realizar testes com mais combinações dos parâmetros fixados.

·       Realizar testes expandindo os valores de critério de parada K.

·       Integrá-lo com sistema HAI - Salvus.

·       Melhorar a performance de métodos implementados.

 

REFERÊNCIAS

 

[1] SAÚDE BUSINESS. Censo da FIPE retrata a importância do home care no Brasil - Disponível em: https://www.saudebusiness.com/mercado/censo-da-fipe-retrata-import%C3%A2ncia-do-home-care-no-brasil

Acessado em: 04 de nov. 2021 às 12:45.

 

[2] MEDICINA S/A. Pronep registra aumento de 36% em atendimento domiciliar - Disponível em: https://medicinasa.com.br/pronep-crescimento

Acessado em: 04 de nov. 2021 às 12:45.

 

[3] SALVUS. 10 tendências no mercado de saúde em 2021 - Disponível em: https://www.salvus.me/blog/10-tendencias-no -mercado-de-saude

Acessado em: 04 de nov. 2021 às 12:45.

 

[4] MINISTÉRIO DA SAÚDE, AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Regulamento Técnico de Funcionamento de Serviços que prestam Atenção Domiciliar. RESOLUÇÃO RDC Nº 11, DE 26 DE JANEIRO DE 2006. Disponível em: https://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/2006/res0011_26_01_2006.html Acessado em: 04 de nov. 2021 às 12:45.

 

[5] Home Healthcare Market (Diagnostics And Monitoring Devices, Therapeutic Home Healthcare Devices, Mobility Assist Devices And Medical Supplies) And Services (Rehabilitation, Telehealth And Telemedicine, Respiratory Therapy, Infusion Therapy And Unskilled Home Healthcare Services): Global Industry Perspective, Comprehensive Analysis, Size, Share, Growth, Segment, Trends And Forecast, 2015 – 202.

Disponível em: https://www.zionmarketresearch.com/sample/home-healthcare-market

Acessado em: 04 de nov. 2021 às 12:45.

 

[6] ALBUQUERQUE, THIAGO M. MUNIZ. Análise e otimização de problemas térmicos e estruturais bidimensionais através de método de base reduzida: Dissertação de Mestrado Elaboração: Recife, 2005.

 

[7] HOLLAND, J. Adaptation in natural and artificial systems. University of Michigan Press, 1975.

 

[8] P. Krauss, E. Bortolini, T. Jean, R. P. Julião. Geohash Generalizado: uma metodologia para a implementação de funções de hash geradoras de geocódigos hierárquicos base32. 2018