A method for clustering surgical cases to allow master surgical scheduling

Master surgical scheduling can improve manageability and efficiency of operating room departments. This approach cyclically executes a master surgical schedule of surgery types. These surgery types need to be constructed with low variability to be efficient. Each surgery type is scheduled based upon its frequency per cycle. Surgery types that cannot be scheduled repetitively are put together in so-called dummy surgeries. Narrow defined surgery types, with low variability, lead to a large volume of such dummy surgeries that reduce the benefits of a master surgical scheduling approach. In this paper we propose a method, based on Ward's hierarchical cluster method, to obtain surgery types that minimizes the weighted sum of the dummy surgery volume and the variability in resource demand of surgery types. The resulting surgery types (clusters) are thus based on logical features and can be used in master surgical scheduling. The approach is successfully tested on a case study in a regional hospital.operating room;health care efficiency;master surgical scheduling;Ward's hierarchical cluster method

Diagnosis and treatment of acute appendicitis

Hoofdstuk 1 beschrijft de opzet van het proefschrift en geeft een algemene introductie over diagnose en behandeling van appendicitis acuta. De belangrijkste vragen worden beschreven. In Hoofdstuk 2 worden in een uitgebreid overzicht van de literatuur de epidemiologie, de pathogenese en ontwikkelingen op het gebied van diagnose en behandeling van appendicitis acuta beschreven. Dit literatuuroverzicht laat zien dat de frequentie van het verrichten van een negatieve appendectomie en de incidentie van geperforeerde appendicitis door de jaren eigenlijk niet veranderd is in de Westerse wereld. In dit hoofdstuk worden meerdere diagnostische modaliteiten besproken die de preoperatieve accuratesse bij patiënten met appendicitis acuta zouden kunnen verbeteren. Preoperatieve computer tomogra. e (CT) blijkt het optimale diagnostisch hulpmiddel bij deze groep patiënten, maar welke CT­techniek de beste resultaten geeft is nog niet uitgekristalliseerd. Diagnostische laparoscopie heeft weliswaar een nog hogere accuratesse dan CT, maar is natuurlijk ook meer invasief. Laparoscopische appendectomie lijkt beter dan open appendectomie, maar bepaalde aspecten, zoals de optimale manier om de appendixstomp te verzorgen en incidenties van zeldzame complicaties blijven nog onzeker. In hoofdstuk 3 blijkt dat met een CT zonder contrast de diagnose appendicitis acuta goed te stellen is. In dit hoofdstuk worden de resultaten gepresenteerd van een prospectieve studie waarin 103 patiënten die door de chirurg verdacht werden van appendicitis acuta preoperatief een spiraal CT zonder contrast ondergingen. Vervolgens werd bij allen een diagnostische laparoscopie verricht door een chirurg die niet op de hoogte was van de door de CT gesuggereerde diagnose. Appendicitis acuta werd gediagnoseerd door de CT bij 83 patiënten (80.5%). Tijdens laparoscopie bleken echter 87 patiënten (84.5%) appendicitis acuta te hebben. Daarmee bleek CT 95.4% sensitief en 100% speci.ek voor de diagnose appendicitis acuta. Er waren 4 foutnegatieve CT beoordelingen. Bij 12 van 20 patiënten zonder tekenen van appendicitis bij CT, werd op de scan andere pathologie gediagnostiseerd. Tijdens laparoscopie bleken al deze diagnosen correct en werd geen additionele pathologie gevonden. Deze studie laat zien dat het gebruik van intraveneus of enteraal contrast niet nodig is om de diagnose te stellen bij patiënten die verdacht worden van appendicitis acuta. Dit betekent dat contrast gerelateerde nadelen, zoals allergische reacties en kosten vermeden kunnen worden in deze groep patiënten. In hoofdstuk 4 wordt het probleem van het implementeren van routine CT bij patiënten die verdacht worden van appendicitis acuta besproken. De meerderheid van de studies die de waarde beoordelen van preoperatieve CT scanning bij patiënten die verdacht worden van appendicitis acuta gaat uit van interpretatie van de scans door experts. Patiënten met aandoeningen zoals appendicitis acuta presenteren zich echter op elk willekeurig moment van de dag en vragen acuut een correcte diagnose en behandeling. Dientengevolge worden deze patiënten veelal opgevangen door de dienstdoende chirurg en wordt het afbeeldend onderzoek geïnterpreteerd door de dienstdoende radioloog. Deze radioloog kan minder expertise hebben dan nodig is om tot de in studies gemelde accuratesse te komen bij het beoordelen van de scan. Hoofdstuk 4 beschrijft de resultaten van een studie waarin de CT scans van dezelfde 103 patiënten die door de chirurg verdacht werden van appendicitis acuta uit hoofdstuk 3 door drie groepen radiologen werden beoordeeld. De expertise van de radiologen in de verschillende groepen varieerde. Groep A bestond uit assistenten in opleiding tot radioloog, groep B bestond uit stafradiologen, groep C werd gevormd door een expert-radioloog. Nadat de CT was gemaakt en beoordeeld was door groep A en B radiologen werd bij alle patiënten een diagnostische laparoscopie verricht door een chirurg die niet op de hoogte was van de door de CT gesuggereerde diagnose. Deze laparoscopie werd gebruikt als ‘gouden standaard’. De speci.citeit voor de diagnose appendicitis acuta was vergelijkbaar: respectievelijk 94%, 94% en 100% voor groep A, B, en C radiologen. De sensitiviteit verschilde echter aanzienlijk: respectievelijk 81%, 88%, en 95% voor groep A, B en C radiologen. Er waren namelijk 16, 8 en 4 valsnegatieve CT beoordelingen in de verschillende groepen. Andere aandoeningen bij patiënten die geen appendicitis acuta hadden, werden alle door de expert-radioloog en op één na door groep A en B radiologen correct gediagnostiseerd. Deze interobserver variabiliteit maakt het implementeren van een routine CT bij alle patiënten die verdacht worden van appendicitis acuta lastig. Het is aan te raden om in deze fase bij alle patiënten die een negatieve CT beoordeling hebben toch een diagnostische laparoscopie uit te voeren of de patiënt klinisch te observeren. In hoofdstuk 5 worden technische aspecten van de laparoscopische appendectomie besproken. Er worden praktische tips gegeven hoe men veilig een laparoscopische appendectomie verricht. De beste ligging van de patiënt en de optimale opstelling van het chirurgische team en trocarplaatsing worden beschreven. Daarnaast worden technische problemen en hun oplossingen besproken. In hoofdstuk 6 wordt de beste manier onderzocht om de stomp van de appendix tijdens laparoscopische appendectomie te verzorgen. Data over 427 patiënten uit 4 studies werden bestudeerd. Het bleek dat de operatie 9 minuten langer duurt als er ‘loops’ werden gebruikt (p=0.04). Oppervlakkige wondinfecties (OR 0.21; 95%-CI 0.06 tot 0.71; p=0.01) en postoperatieve ileus (0.36; 0.14 tot 0.89; p=0.03) kwamen signi.cant minder vaak voor bij het gebruik van ‘staplers’. Van de 10 keer dat de appendix peroperatief ruptureerde, gebeurde dat 7 keer in patiënten bij wie de appendixstomp met een ‘loop’ was verzorgd (p=0.46). De duur van de ziekenhuisopname en de frequentie van voorkomen van een intra-abdominaal abces waren in beide groepen eveneens vergelijkbaar. In conclusie lijkt het beter om elke appendixstomp tijdens laparoscopische appendectomie te verzorgen met een ‘stapler’. Dit zal wel hogere directe kosten met zich meebrengen. In hoofdstuk 7 wordt een gerandomiseerd, klinisch onderzoek beschreven dat laparoscopische en open appendectomie vergelijkt. In deze studie werden 201 patiënten die alle verdacht werden van appendicitis acuta gerandomiseerd tussen laparoscopische (LA) of open appendectomie (OA). Operatieduur en –techniek, hervatting van dieet, postoperatieve pijn, gebruik van analgetica, duur van het verblijf in het ziekenhuis en complicaties werden gescoord. Er vielen 104 patiënten in de OA groep en 97 in de LA groep. Postoperatieve pijn was signi.cant minder in the LA groep op de eerste (p<0.001) en tweede (p<0.001) postoperatieve dag. Dit resulteerde in minder gebruik van analgetica op beide dagen (p<0.001). Herstel van dieet was vergelijkbaar in beide groepen. De gemiddelde operatieduur was langer in the LA groep: 61 versus 41 minuten (p<0.001). Postoperatieve complicaties verschilden niet in beide groepen, behoudens het aantal wondinfecties (6 in de OA and 0 in de LA groep, p<0.05). Het gemiddelde ziekenhuisverblijf was vergelijkbaar in beide groepen. Dit onderzoek laat zien dat laparoscopische appendectomie langer duurt, maar resulteert in minder postoperatieve pijn en minder wondinfecties. Het aantal patiënten in de studie is echter te klein om verschillen in mortaliteit en andere zeldzame complicaties zoals intra-abdominale abcessen aan te tonen. In hoofdstuk 8 wordt, om dit groepsgrootte probleem te omzeilen een meta-analyse beschreven die meerdere gerandomiseerde studies bevat die LA en OA vergelijken. In deze analyse werden gemiddelde varianties en gepoolde gemiddelde verschillen (PMD) voor continue uitkomsten, zoals operatieduur en postoperatieve pijn en gepoolde odds ratio’s (OR) voor dichotome uitkomsten, zoals postoperatieve complicaties bepaald.Vijftien studies werden betrokken in het onderzoek. In deze 15 studies werd een totaal aantal van 1825 patiënten geanalyseerd. LA duurde langer dan OA (PMD 15 [95% CI 12-18] min, p<105). LA veroorzaakte minder pijn zoals gescoord op een visueel analoge schaal (0-100) op dag 1 (PMD 13 [10-17] punten, p<10-5) en dag 2 (PMD 11 [7-15 ] punten, p<105 ) postoperatief. Dit resulteerde in gebruik van minder doses parenteraal toegediende pijnstillers (PMD 0.92 [0.69-1.16] doses, p<105). Er was na LA een sneller herstel van normaal dieet (PMD 0.27 [0.12-0.42] dagen, p=0.006), kortere opnameduur (PMD 0.69 [0.41-0.98] dagen, p<105) en sneller hervatten van normale activiteiten (PMD 4.8 [3.7-5.9] dagen, p<105). Er werden geen verschillen aangetoond wat betreft totaal percentage complicaties (OR 0.89 [95% CI 0.66-1.21], p=0.48), percentage postoperatieve ileus (OR 1.68 [0.96-3.01], p=0.08) of percentage intra-abdominale abcessen (OR 1.78 [0.83-4.03], p=0.19). Het percentage postoperatieve wondinfecties was wel signi.cant minder na LA (OR 0.37 [0.23-0.57], p<105). De meta-analyse concludeert dat LA een langere operatieduur vraagt, maar resulteert in minder postoperatieve pijn, sneller herstel, kortere opnameduur en minder wondinfecties. Dientengevolge is laparoscopische appendectomie de te prefereren methode om appendicitis acuta te behandelen. Ondanks het voorhanden zijnde wetenschappelijk bewijs wordt de laparoscopische operatietechniek nog niet altijd gezien als de ‘gouden standaard’ bij het behandelen van appendicitis acuta. Met name in Nederland wordt slechts een klein percentage van de appendectomieën laparoscopisch verricht, ondanks het feit dat de Nederlandse chirurg de Kok al in de jaren 70 deze techniek beschreef. In hoofdstuk 9 worden de historie en huidige status van de laparoscopiche appendectomie in Nederland beschreven

A norm utilisation for scarce hospital resources: Evidence from operating rooms in a Dutch university hospital

Background:\ud Utilisation of operating rooms is high on the agenda of hospital managers and researchers. Many efforts in the area of maximising the utilisation have been focussed on finding the holy grail of 100% utilisation. The utilisation that can be realised, however, depends on the patient mix and the willingness to accept the risk of working in overtime.\ud \ud Materials and methods:\ud This is a mathematical modelling study that investigates the association between the utilisation and the patient mix that is served and the risk of working in overtime. Prospectively, consecutively, and routinely collected data of an operating room department in a Dutch university hospital are used. Basic statistical principles are used to establish the relation between realistic utilisation rates, patient mixes, and accepted risk of overtime.\ud \ud Results:\ud Accepting a low risk of overtime combined with a complex patient mix results a low utilisation rate. If the accepted risk of overtime is higher and the patient mix is less complex, the utilisation rate that can be reached is closer to 100%.\ud \ud Conclusion:\ud Because of the inherent variability of health-care processes, the holy grail of 100% utilisation is unlikely to be found. The method proposed in this paper calculates a realistic benchmark utilisation that incorporates the patient mix characteristics and the willingness to accept risk of overtime

A method for clustering surgical cases to allow master surgical scheduling

Master surgical scheduling can improve manageability and efficiency of operating room departments. This approach cyclically executes a master surgical schedule of surgery types. These surgery types need to be constructed with low variability to be efficient. Each surgery type is scheduled based upon its frequency per cycle. Surgery types that cannot be scheduled repetitively are put together in so-called dummy surgeries. Narrow defined surgery types, with low variability, lead to a large volume of such dummy surgeries that reduce the benefits of a master surgical scheduling approach. In this paper we propose a method, based on Ward's hierarchical cluster method, to obtain surgery types that minimizes the weighted sum of the dummy surgery volume and the variability in resource demand of surgery types. The resulting surgery types (clusters) are thus based on logical features and can be used in master surgical scheduling. The approach is successfully tested on a case study in a regional hospital

Metabolism of Poly(3-hydroxyalkanoates) (PHAs) by Pseudomonas oleovorans. Identification and Sequences of Genes and Function of the Encoded Proteins in the Synthesis and Degradation of PHA

Pseudomonas oleovorans accumulates poly(3-hydroxyalkanoates) (PHAs) after growth on medium chain length hydrocarbons. Large amounts of this polyester are synthesized when cells are grown under nitrogen-limiting conditions. When nitrogen is resupplied in the medium, the accumulated PHA is degraded. In this paper, we describe mutants which are defective in the synthesis or in the degradation of PHA. These mutants were used to select DNA fragments which encode PHA polymerases and a PHA depolymerase. A 25-kilobase (kb) DNA fragment was isolated from P. oleovorans that complements a Pseudomonas putida mutant unable to accumulate PHA. Subcloning resulted in the assignment of a 6.4-kb EcoRI fragment as the pha locus, containing genetic information of PHA synthesis. Mutants in the PHA degradation pathway were also complemented by this fragment, indicating that genes encoding PHA biosynthetic and degradative enzymes are clustered. Analysis of the DNA sequence of the 6.4-kb fragment revealed the presence of two open reading frames encoding PHA polymerases based on homology to the poly(3-hydroxybutyrate) polymerase from Alcaligenes eutrophus. A third open reading frame complemented the PHA degradation mutation and is likely to encode a PHA depolymerase. The presence of two PHA polymerases is due to a 2098-base pair DNA duplication. The PHA polymerases are 53% identical and show 35-40% identity to the poly(3-hydroxybutyrate) polymerase. No clear difference in specificity was found for the PHA polymerases. However, with the pha locus cloned on a multicopy vector, a polymer was accumulated that contains a significantly higher amount of substrate-derived monomers. An increase in the rate of polyester synthesis versus oxidation of the monomers in the beta-oxidation explains these findings