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一、问题的背景与重述
1.1 问题背景
目前随着社会经济的发展以及国民生活方式的变化,特别是人口老龄化及城镇
化进程的加速,居民的不健康生活方式日益突出,心血管病危险因素对居民健康的
影响也越加显著,心血管病发病率仍持续增高。截止到现在,中国心血管病死亡占
城乡居民总死亡原因的首位,农村为 46.66%,城市为 43.81%;此外,在国家心血
管病中心发布的报告《中国心血管健康与疾病报告 2019》中的数据
[1]
,国内疾病死
因中,心血管病死亡率依然居于首位,并且概率高于肿瘤及其他疾病。而令人更痛
心的是国内心血管病患病率仍在持续上升,并且通过推算得出心血管病现患病人数
达 3.3 亿人,其中脑卒中 1300 万,冠心病 1100 万。因此心血管病给居民和社会带
来的经济负担日益加重,给人民的正常生活造成困扰。
血管介入手术是冠心病等心脑血管疾病的主要治疗手段
[2]
。随着智能科技和医
学的飞速发展以及学科间的交互渗透,使得血管介入机器人的发展成为现实。血管
介入机器人实质是外科手术机器人与血管介入技术的有机结合。因此本文研究血管
机器人不同种类的订购以及它的生物学习,由机器人操纵介入手术器械,有利于医
生通过参照医疗图像进行精确定位,做到能够没有颤动地执行持续动作,同时快速、
准确地通过复杂的轨迹,精确定位到达目标血管,最后在医生的指挥下或自主地完
成血管介入手术
[11]
。本文也将血管机器人的相关成本等其他因素都考虑在内使得在
血管机器人工作正常的情况下运营成本能够达到最低。
1.2 问题重述
为了最大效用地运用血管机器人且使得运营成本最低,本文在从第 1 周开展血
管机器人治疗业务并假设在开始前已经有 13 个容器艇和 50 个熟练操作手的前提下,
查阅相关文献,建立了相关数学模型,解决以下问题:
1.仅考虑从第一到第八周,在每个熟练操作手作为指导者引导新购买来的 10 个操
作手进行生物学习的前提下,研究出每周需要多少数量的容器艇和操作手可以既
满足治疗又能使运营的成本最低;
2.假设每周存在 20%的血管机器人会损毁,全盘考虑第 1 至 104 周,研究出需要多
少容器艇和操作手可以满足问题一的相同要求,并完成表 1,且将第 1 到 8 周的
结果数据与问题 1 中的第 1 到 8 周的结果数据进行对比分析;
3.若每个熟练操作手可以引导的新操作手数量调整为小于等于 20,且假设每周有 10%
的血管机器人损毁。研究出第 1 至 104 周里一共需要多少容器艇和操作手才能既
满足治疗又能够使运营成本达到最低,并完成表 2;
4.若购买血管机器人有优惠政策,即购买超过一定数量会有减免,其它条件与问题
三一致,研究出第 1 至 104 周该如何调整购买容器艇和操作手,并据此完成表 3;
5.为了研究出第 105 至 112 周的血管机器人的使用成本,现按照问题 4 的条件的前
提下,有两种方案可供参考。要求依据两种方案的第 1 至 112 周最低运营成本的
差额,选择出最合适的方案。
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