献血回収セッションのためのドナーアウトリーチ最適化：スケーラブルな意思決定支援フレームワーク

要旨: 輸血献血センターでは、献血者の利用可能性を管理しながら、需要と供給を適切にマッチングさせることが課題となる。的を絞ったアウトリーチは重要である一方、過度な勧誘によって献血者の疲労を招くことがある。効果的な採用には、制約を献血者の利便性や適格性とバランスさせつつ、適切な時期に適切な献血者をターゲットにする必要がある。輸血供給チェーンの最適化に関する膨大な研究や、アルゴリズムによる献血者募集への関心の高まりにもかかわらず、適格性、キャパシティ、血液型の需要目標、地理的な利便性、献血者の安全性を考慮して、多拠点ネットワーク全体で献血者をセッションに割り当てるという運用上の問題は未解決のままである。
本研究では、献血者の適格性、移動の利便性、血液型の需要目標、ペナルティを組み込んだ献血者招待スケジューリングのための最適化フレームワークを提案する。評価では、(i) 二値整数線形計画法（BILP）による定式化と、(ii) 効率的な貪欲ヒューリスティックの2つの戦略を検討する。評価は、Instituto Portugu\^es do Sangue e da Transplanta\c{c}\~ao（IPST）のレジストリを用い、4か月ウィンドウによってリスボンの運用地域における招待計画を行う。将来志向の招待計画のために、事前に、自然な出席の予測、分位数に基づく需要目標、残余キャパシティ推定を統合した見込み型パイプラインを構築する。結果は、これがリスボンの運用地域における供給と需要のギャップを埋める上で重要な役割を果たすことを示す。制御された比較により、貪欲ヒューリスティックはBILPと同等の結果を達成する一方で、ピークメモリは188分の1、実行時間は115分の1であることが明らかになった。トレードオフとしては、需要充足率が3.9pp低い（86.1%対90.0%）、献血者とセッション間の距離が大きい、好ましくない反応を経験する献血者への曝露が高い、そして高頻度ではない献血者あたりの招待負担が大きいことが挙げられ、これは局所最適化と全体最適化の違いを反映している。実験では、適格な休眠/期限切れの献血者を動員することで、制約を考慮したスケジューリングがギャップをどのように埋められるかを評価する。