1、运筹学改变肾移植方法捐献 系统 中的肾脏交换和配对黎汉英 惠原君 刘思睿 李锦楠 李椰关 键词 ：匹配；移植；市 场设计 ； 优 化； 设计 ；整数 规 划摘要 无论 从短期效果或长期存活而言 ，活体肾移植都已经被 认为是终末期肾病 (ESRD) 的 最佳治疗方法。但是对于终末期肾病患者而言，即使有亲戚朋友的自愿捐赠，也仍然要面对供受者之间无法匹配的问题。事实上， 这种不相容性可以通过与另一个不相容的患者交换肾脏供体来 克服 ， 这样的肾脏交换在美国的肾移植中已经成为一种标准 模式 。 配对 捐赠联盟（ APD）就是这样一个运用优化算法和市场设计等运筹学理论去提高配型效率的组织。CONTANT
2、S背景 运筹 学运用 算法与优化 效果 与结论 肾移植背景 问题困境 短链和同时链 长 链和异时链 首位循环交易算法 递归算法 在 APD的表现 在 美国其他移植网络的影响01背景背景In the United States, about 100,000 sufferers of ESRD are currently on the waiting list for a kidney transplant from a deceased donor. Transplantation is the preferred treatment for this severe disease.可供 移植肾
3、源短缺可供 移植肾脏主要有两个来源： 已故捐赠人 病患亲属 朋友捐赠肾脏严重 排异肾脏配型是一个复杂而审慎的过程，主要需要血型和组织两部分的兼容。即使想要捐献肾脏的病患家属通过了严苛的身体检查，也有出现严重排异可能。肾移植的必要性对于终末期 肾病患者（ESRD）而言，肾移植是世界公认的最优治疗方案。不幸 的是 ,在美国， 大约 有 4000名病人在等待接受移植前就死亡了 ,还有病人 在等待时病情加重以至于无法移植 。随着时间的推移，肾源短缺越来越严重。背景总结.要解决移植的困局，就要为肾脏移植寻找一个最大的相容匹配。这是一个经典的组合优化问题，涉及到整数规划和优化算法。由于 肾脏的交换是分散
4、的 ，所以 组织肾脏交换既是一个优化问题，也是一个严肃的市场设计和协调问题02运筹学运用运筹学运用The APD initially adopted design and optimization techniques for identifying short cycles and chains.短链和同时链短链和同时链双 人 简单 交叉交 换最初，大多数肾脏 交换 都以 简单的 双人循环交换 的形式完成 ，如 右 图所 示 。因为 要承担 失败 的风险 ， 这样 的 交叉 交换 必须 同时 进行 ， 而这也 成为 交换过程中的一个重要的 挑战 两 个最简单的患者肾脏移植需要四 个 手术室
5、和 四个手术 团队 同时 进行肾脏 切除和移植 。因为 这个原因，超过三名病人的肾脏循环交换很少进行。短链和同时链短链和同时链简单链 条交 换另 一种形式的交换形式是一个 链 ，这条捐赠短链的实现首先依靠于一位利他捐助者（ NDD） (即肾脏 捐赠者的 捐赠 不要求或 指定特定接受者 )，见右图。这样的短链所涉及的肾脏循环交换最多不会超过三人，手术时间也不会相隔很远。长长 链和链和 异时异时 链链相关 优势有 两个 因素始终在促使肾脏配对 捐献（ KPD） 的模式不断 完善，救治 更多 的终末期肾病（ ESRD）患者 : ( 1) 如何最大程度的 将不 匹配供受者人群纳入 KPD中 ; ( 2) 如何在已 纳入 KPD的 不匹配供受者 之间实现匹配最佳化。而长链和异时链在实际运用中更好地解决了这两个问题
