应用蒙特卡洛模拟优化中国癫痫患者卡马西平给药方案

目的根据药动/药效理论应用蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation,MCS)优化中国癫痫患者卡马西平(Carbamazepine,CBZ)的维持给药方案。方法基于已发表的中国癫痫患者CBZ的群体药动学参数,通过MCS模拟10000例次,比较CBZ的22种给药方案可能达到的稳态血药浓度(Css)及落在不同目标浓度范围的概率(Probability of target attainment,PTA)。结果当目标浓度范围为4~8 mg·L^(-1),对于年龄<65岁患者,CBZ 100 mg,tid的给药方案下PTA最大;年龄>65岁患者,100 mg,bid的给药方案下PTA最大。当目标浓度范围为8~12 mg·L^(-1),对于年龄<65岁患者,CBZ 300 mg,tid的给药方案下PTA最大,年龄>65岁患者,200 mg,tid的给药方案下PTA最大。结论MCS可预测中国癫痫患者予不同CBZ给药方案下Css分布于不同目标浓度范围的达标概率,为CBZ给药方案优化提供参考。

基于稀疏环结构PET的蒙特卡洛模拟

正电子发射断层显像(positron emission tomography,简称PET)能利用放射性核素标记特定元素.基于NEMA NU 2-2012标准,以Biograph Vision PET/CT为模型,使用蒙特卡洛方法研究不同稀疏环间隙对PET散射分数和灵敏度的影响.研究结果表明:该文稀疏环PET散射分数和灵敏度的模拟值均与其实验值接近.因此,该文的稀疏环PET模拟具有可靠性.

头孢哌酮/舒巴坦(2:1)治疗革兰阴性菌血流感染给药方案评估:基于全国血流感染细菌耐药监测联盟的蒙特卡洛模拟研究

目的通过蒙特卡洛模拟评价头孢哌酮/舒巴坦(CSL,2:1)对不同肾功能患者革兰阴性菌血流感染给药方案的合理性。方法应用琼脂稀释法测定CSL对革兰阴性菌的最低抑制浓度(MIC),并通过蒙特卡洛模拟(MCS)计算不同肾功能患者CSL不同给药方案对不同敏感性细菌的达标概率(PTA)和累积反应分数(CFR),评估给药方案的合理性。结果CSL对血流感染来源肠杆菌、鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌的MIC_(90)分别为32/16、128/64和64/32 mg/L。对MIC>16 mg/L的肠杆菌,对不同肾功能患者即使CSL以4.5 g q6 h 15 min输注,获得的PTA仍低于90%,CFR最高为77.82%,对产ESBL肠杆菌血流感染CFR仍低于80%。对ESBL阴性肠杆菌感染患者,CLCR>60 mL/min时,CSL 3.0 g q6 h(说明书最大剂量)、3.0 g q8 h、4.5 g q6 h和4.5 g q8 h 4种给药方案获得的CFR分别为90.2%、83.15%、91.4%和87.09%;CLCR≤60 mL/min时,所有给药方案均可使CFR大于80%。对鲍曼不动杆菌感染患者,当CLCR>60 mL/min,CSL各给药方案所获CFR均低于40%;CLCR为31~60 mL/min,CSL 4.5 g q6 h给药获得CFR为85.27%;CLCR为10~30 mL/min,3.0 g q6 h、4.5 g q6 h和4.5 g q8 h获得的CFR分别为88.05%、91.86%和82.61%;CLCR<10 mL/min时(非透析患者),各给药方案所获得CFR均大于80%。对铜绿假单胞菌感染患者,当患者CLCR在10~30或≤10 mL/min时,CSL以4.5 g q6h给药所获得的CFR分别为80.09%和81.68%。结论CSL治疗革兰阴性菌血流感染时,需要根据细菌敏感性和患者肾功能等情况制定个体化给药方案,目前推荐的给药方案可能存在剂量不足情况。针对鲍曼不动杆菌敏感性折点可能需要进一步调整。

共同富裕视域下遗产税制度设计研究——基于蒙特卡洛模拟的测算

遗产税作为直接税体系的组成部分,可以有效调节社会收入和财富分配,设计合理的遗产税制度方案对推进共同富裕具有重要的理论价值和现实意义。本文基于2019年中国家庭金融调查数据,利用蒙特卡洛模型模拟了10年间的遗产继承,以及不同遗产税方案设计对财富基尼系数的影响。研究结果显示,从长期来看,遗产税可以有效缩小贫富差距,且征税时间越长,效果越明显。在共同富裕目标下,中国遗产税免征额不应低于400万元,采用超额累进税率、提高税率标准和细化税率级次也有助于降低财富基尼系数。同时,遗产税制度设计还要统筹考虑保护实体经济和中等收入群体等问题,充分思索其对促进第三次分配的作用。

典型有机化工厂污染地块氯代烃分布特征及基于蒙特卡洛模拟的风险评估

以长三角某典型有机化工地块为研究对象,采集651个土壤样品和30个地下水样品,研究氯代烃(CAHs)在环境中的污染程度及其空间分布特征,结合蒙特卡洛模拟方法分析土壤和地下水中CAHs的健康风险概率。结果表明:大部分CAHs浓度呈偏正态分布,浓度随着深度增加整体逐渐降低,土壤和地下水中三氯乙烯的污染程度最严重,污染羽主要集中在地块西南部和西北部。三氯乙烯和氯仿是造成健康风险的主要污染物,土壤中三氯乙烯致癌风险大于10^(-6)的概率为87.2%,危害商大于1的概率为71.76%,氯仿危害商大于1的概率为81.28%。每日土壤摄入量对土壤致癌风险的敏感性最大(31.9%),皮肤表面黏性系数对地下水致癌风险和危害商的敏感度最大,分别为16.9和23%。吸入室内空气中来自下层土壤的气态污染物是造成土壤致癌和非致癌风险的主要暴露途径,吸入室内来自地下的气态污染物途径是造成地下水致癌和非致癌风险的主要暴露途径。

基于蒙特卡洛模拟评价新生儿万古霉素给药方案

目的:基于药代动力学(PK)原理制定新生儿万古霉素的给药方案,并通过回顾性病例研究对方案进行评价。方法:收集我院2019年1月-2022年4月万古霉素的药敏数据及2018年11月-2021年12月新生儿的万古霉素治疗数据。通过已有群体药代动力学(PPK)模型及蒙特卡洛模拟制定万古霉素日剂量推荐表,并参照推荐表比较是否符合推荐剂量组间谷浓度和临床疗效的差异。结果:共收集177例患儿数据,制定万古霉素的推荐日剂量为25~225 mg,与不符合推荐剂量组相比符合推荐剂量组显示出更高的谷浓度(P<0.05)和更高的临床有效率(P<0.05),但两组患儿谷浓度达标率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:不同亚组新生儿万古霉素推荐日剂量差异较大。基于PPK原理制定的给药方案与谷浓度达标率无显著相关,但显示出更高的谷浓度和临床有效率,该方案可为临床治疗决策提供一定的参考。

基于序贯蒙特卡洛模拟法的孤岛微电网可靠性评估

为评估孤岛型微电网的可靠性以及分析储能装置对系统可靠性的影响,提出基于序贯蒙特卡洛模拟法的孤岛微电网可靠性评估方案。首先,以孤岛型风柴储混合微电网系统作为研究对象,搭建分布式电源等关键设备的出力模型;其次,制定可靠性评估指标体系、不同的储能运行策略及负荷削减策略,在此基础上提出基于序贯蒙特卡洛模拟法的孤岛风柴储微电网可靠性评估算法;最后,通过对改进的RBTS Bus 6 F4孤岛系统进行仿真,量化分析了储能装置的运行策略、储能容量、容量配置对系统可靠性水平的影响。结果表明:合理的储能策略、适当增大储能容量以及适宜的储能系统配置方案等均可提高系统可靠性。

基于蒙特卡洛模拟评价和优化碳青酶烯类抗菌药物对铜绿假单胞菌感染的治疗方案

目的探讨结合美罗培南、亚胺培南和比阿培南的药动学/药效学模型,运用蒙特卡洛模拟分别评价3种抗菌药物对于铜绿假单胞菌感染的治疗效果。方法收集2018年1月—2021年12月临床标本分离出的铜绿假单胞菌,测得最低抑菌浓度(MIC)值,并对使用碳青霉烯类抗菌药物治疗患者,运用蒙特卡洛模拟不同治疗方案对铜绿假单胞菌感染5000次达到目标靶值f%T>MIC≥40%的达标概率(PTA)和累积反应分数(CFR)。结果共收集患者71例,其中铜绿假单胞菌对美罗培南的耐药率为26.76%,对于该院MIC值的分布,碳青霉烯类抗菌药物治疗方案CFR均<90%;当MIC≤1 mg/L时,所有给药方案PTA均>90%,当MIC值≥8 mg/L时,所有给药方案PTA均<90%;3种抗菌药物MIC值的敏感相关性范围为-73.52%~-88.78%。结论相对敏感的铜绿假单胞菌感染可选择碳青霉烯类抗菌药物常规剂量治疗,对于耐碳青霉烯类药物的铜绿假单胞菌感染则需增加剂量和给药频次或选择联合用药。临床治疗应重视细菌培养,需根据MIC值制订治疗方案。

基于蒙特卡洛模拟的防洪设施可靠性分析

针对堤坝结构受到外界水力变量和自身结构退化双重影响的情况,提出了基于蒙特卡洛模拟方法的防洪设施可靠性分析模型。首先,在防洪设施可靠性分析中既考虑了外部环境中的水位随时间的变化,也考虑了防洪设施自身的不透水层结构的退化。其次,在水力变量影响和结构退化的基础上构建了评估设施不同结构可靠性的极限状态方程,运用蒙特卡洛模拟法评估了设施的可靠性。最后,通过案例验证模型的可行性,获得了机制随时间变化的失效概率。

应用群体药动学模型及蒙特卡洛模拟优化淋巴结核患者使用异烟肼注射剂最佳给药方案

目的应用非线性混合效应法(NLME)建立异烟肼注射剂在中国淋巴结核患者群体的药动学(PPK)模型,采用蒙特卡洛模拟优化异烟肼注射剂在不同NAT2代谢基因型淋巴结核患者中的给药方案。方法纳入武汉市肺科医院淋巴结核患者28例,收集66个血药浓度数据和相关临床资料。采用NLME法建立PPK模型,考察NAT2代谢基因型等因素对异烟肼注射剂体内药动学特征的影响。采用诊断图、Bootstrap法、NPDE法和VPC法评价PPK模型的预测能力。采用蒙特卡洛模拟法探索不同NAT2代谢基因型患者的最佳给药方案。结果异烟肼注射剂具有一级吸收的二室模型特征,患者NAT2代谢基因型是影响其清除率的重要因素,快、中间和慢代谢基因型患者清除率分别为:53.7、44.6和25.4 L/h,表观分布容积为29.8 L。模型评价表明,模型参数估算可靠、模型稳定。蒙特卡洛模拟结果显示,NAT2快、中间、慢代谢基因型的淋巴结核患者,异烟肼注射剂最佳给药剂量分别为600、450和300 mg。结论本研究成功建立中国淋巴结核患者异烟肼注射剂PPK模型,定量描述NAT2代谢基因型对异烟肼注射剂药动学的影响,针对不同基因型患者制定最佳给药方案,为异烟肼个体化治疗提供参考。

纳指ETF在险价值的蒙特卡洛模拟

2023年以来,由ChatGPT及其他主要语言模型所带动的人工智能领域的热度,促进了美国股市的强劲上升,其中纳斯达克指数(以下称纳指)的表现格外突出。但金融市场环境复杂多变,拥有高收益的同时也要注意到其潜在的风险,因此,有效预测金融资产的在险价值(Value at Risk,VaR)具有非常重大的意义。文章通过运用MATLAB和EViews工具对纳指交易型开放式指数基金(Exchange Traded Fund,ETF)进行实证研究,发现其累计净值遵循几何布朗运动,且蒙特卡洛模拟能够较好地对该基金的累计净值进行价值估算。

基于蒙特卡洛模拟—实物期权法的医药专利价值评估案例研究——以天士力为例

随着我国对专利转化运用的愈发重视,医药专利交易也亟待进一步市场化、精确化,如何正确评估医药专利价值是其能否顺利交易的关键所在。医药专利由于自身的成本特性与其交易市场的不完善,一般以收益法为主。医药专利在运用中具有期权属性,将其与实物期权进行比较,可用B-S模型评估其价值,同时引入蒙特卡洛模拟对模型中的参数进行确定,将评估结果与收益法得出的结果对比可知,由于实物期权法考虑到医药专利价值实现过程中管理者的决策柔性与管理灵活性,评估价值在该方法下更高,也更为合理,故在评估医药专利价值时,应适当考虑结合期权的价值评估法。

基于定额法和蒙特卡洛模拟的建设项目赶工费用研究

建设项目施工过程中为了实现工期目标而采取赶工措施的现象普遍存在,合同双方在赶工措施方案编制及审批过程中对赶工费用的确定往往存在争议。本文提出基于定额法和蒙特卡洛模拟的建设项目赶工费用的计算方法,即:通过已知工程量及定额确定赶工施工过程所需的人工工日数和机械台班数,通过蒙特卡洛模拟合理确定施工降效系数,得出赶工所需增加的人工工日、机械台班数及人工、机械数量,在此基础上,利用合同工程量清单已确定的人工单价和机械台班费计算出赶工费用,并以浙江某水库工程为例进行赶工费用测算,希望为建设项目确定赶工费用提供参考。

基于蒙特卡洛模拟的虚拟测试场景生成方法

为了提高用户在虚拟测试场景中的体验感,提高虚拟测试场景的真实度,提出基于蒙特卡洛模拟的虚拟测试场景生成方法。采用Meanshift分割方法分割输入图像,并对分割后的图像块实施融合,标记图像区域,获取对应的深度图,融合上述深度图获得虚拟测试场景的深度图。采用透射率估计方法融合虚拟测试场景的深度图,通过梯度融合方法融合归一化处理低照度图像,将支持向量机学习方法引入场景生成过程中,控制场景生成过程。采用蒙特卡洛模拟方法消除场景中存在的噪声斑点,优化生成的虚拟测试场景。实验结果表明,研究方法的场景生成误差较小,生成的虚拟测试场景具有较高的逼真度和真实感。

基于蒙特卡洛模拟改进EVA模型的亿纬锂能企业价值评估

在“双碳”目标的持续驱动以及国家“十三五”“十四五”等一系列产业政策的强力实施下,新材料产业发展速度迅猛,已成为带动经济发展的支柱型新兴战略产业,而锂电池在新材料中的重要地位更是不言而喻。技术的不断成熟使锂电池企业受到越来越多投资者的关注,同时,低碳环保等隐性效益的存在大大丰富了企业的价值内涵,使得其价值评估存在一定难度。利用蒙特卡洛模拟对传统EVA模型进行改进,并以锂电池龙头企业亿纬锂能为例对其进行价值评估。比较模型改进前后得出的企业价值,可知新的价值评估模型对于锂电池等新材料企业更具有适用性。

基于混合蒙特卡洛/多项式混沌展开方法的多参数随机等离子体不确定性分析

多项式混沌展开(polynomial chaos expansion, PCE)方法对于分析随机等离子体电磁传播不确定性已经展示出了相当大的潜力。然而,由于构建多项式混沌模型的计算量随着不确定性输入维数的增加呈指数增长,数值模拟耗时长,导致“维数灾难”问题。因此,本文基于非侵入式多项式混沌(non-intrusive polynomial chaos,NIPC)方法,采用混合蒙特卡洛(Monte Carlo, MC)/PCE方法研究了多层等离子体平板电子密度不确定性对透射系数的影响,并验证了所提出方法的实用性。与MC方法相比,本文方法可以大大加快仿真的速度,有效缓解了多项式展开项的数量随着随机变量维数的增加而快速增加的缺点,同时大大降低了MC方法的仿真次数,有利于电磁模型的多参数不确定性分析。

蒙特卡洛模拟法评价念珠菌性尿路感染时氟康唑的给药方案

目的 结合氟康唑的药动/药效(PK/PD)模型,运用蒙特卡洛模拟2种氟康唑给药方案对白念珠菌及光滑念珠菌引起的真菌性尿路感染的治疗效果以提示临床在不同情况下选择有效地给药方案。方法 回顾性收集我院2020年1月至2021年12月这两年内通过PHOENIX100全自动微生物鉴定药敏分析系统检测过氟康唑对其最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)值的真菌性尿路感染患者尿液标本中分离出的白念珠菌及光滑念珠菌,并运用蒙特卡洛模拟法分别模拟两种常见的氟康唑给药方案对“5 000名念珠菌致真菌性尿路感染患者”的临床疗效,得到达标概率(probability of target attainment, PTA),并计算各方案以AUIC≥25抗感染成功为目标阈值的累计反应分数(cumulative fraction of response, CFR)。结果 共计分离出白念珠菌、光滑念珠菌分别73株与108株(共计181株),其对氟康唑的耐药率分别为12.3%、57.4%。200 mg/d给药方案的氟康唑对于白念珠菌及光滑念珠菌的CFR均小于90%(分别为85.85%和38.08%),400 mg/d给药方案的氟康唑对于白念珠菌的CFR>90%(为90.15%),对光滑念珠菌的CFR<90%(为45.54%)。当白念珠菌及光滑念珠菌的MIC≤4 mg/L时,2种给药方案的PTA均大于90%,当白念珠菌及光滑念珠菌的MIC≤8 mg/L时,400 mg/d的给药方案PTA均大于90%。结论 400 mg/d的氟康唑对于白念珠菌感染导致的尿路感染能达到满意的抗感染治疗效果,而对于光滑念珠菌导致的尿路感染时,两种治疗方案均不能达到满意的抗感染治疗效果,存在较大治疗失败风险。对于此类耐氟康唑念珠菌感染导致的尿路感染,氟康唑治疗成功概率低,建议采用相关指南推荐的其他药物例如两性霉素B进行治疗。

蒙特卡洛模拟评价头孢哌酮舒巴坦钠延长输注治疗鲍曼不动杆菌血流感染给药方案

目的 利用蒙特卡洛模拟评价头孢哌酮舒巴坦钠延长输注治疗鲍曼不动杆菌血流感染给药方案。方法 根据中山市人民医院2022年鲍曼不动杆菌血液感染标本对头孢哌酮舒巴坦钠耐药性监测报告,确定头孢哌酮舒巴坦钠给药方案和输注时间,运用蒙特卡洛模拟计算各给药方案在不同输注时间下的达标概率(Probability of target attainment, PTA)和累积反应分数(Cumulative fraction of response, CFR),评价延长输注给药方案的适宜性。结果 随着输注时间的延长,头孢哌酮舒巴坦钠PTA亦增加,但每种给药方案均存在一个最低抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration, MIC)临界值。当MIC小于该临界值时,可通过延长输注时间满足PTA>90%;而当MIC大于该临界值时,PTA迅速向<90%发生转折。当MIC≤16μg/ml时,均有合适的治疗方案和输注时间,满足PTA>90%;而当MIC≥32μg/ml时,不管何种给药方案和输注时间,PTA均<90%。经验性治疗时,所有给药方案和输注时间CFR均<90%。MIC值的敏感相关性范围为-71.1%~-68.8%,输注时间敏感相关性范围为17.3%~22.0%。结论 影响头孢哌酮舒巴坦钠治疗鲍曼不动杆菌血流感染PK/PD效应的主要因素是MIC值,其次是输注时间,MIC值处于敏感高值和临界高值的分离菌株更适合延长输注给药,延长输注经验性治疗并不能达到满意的抗感染效果,联合用药经验性治疗更有意义。

基于土体刚度和蒙特卡洛法的基坑开挖对既有市政道路沉降影响分析

随着城市建设工程的持续增加,城市地下空间开发和市政设施建设产生的交叉也越来越多,许多基坑工程会在周边市政道路已经建成的条件下进行施工,基坑施工对既有市政道路产生一定的沉降影响,市政道路产生附加变形和附加应力降低了沥青路面的疲劳寿命.针对宁波市某基坑工程施工对近接市政道路的影响为工程背景,基于Plaxis数值模拟平台采用考虑小刚度的土体硬化本构模型,分析基坑的施工和简化的交通荷载对市政道路的受力变形的影响.在此基础上,采用蒙特卡洛法和数值模拟结果对道路结构层厚度进行随机选取,以沉降量为控制指标计算出疲劳寿命对该市政道路结构层给出了优化结果.

基于PK/PD模型与蒙特卡洛模拟对大肠埃希菌所致脓毒症休克患者抗感染治疗方案的优化分析

目的:基于药动学(pharmacokinetics,PK)/药效学(pharmacodynamics,PD)模型和蒙特卡洛模拟(Mote Carlo simulation,MCS),分析大肠埃希菌所致脓毒症休克患者抗感染治疗方案的优化过程,为临床感染患者构建合理有效的治疗方案提供参考。方法:一患者因不明原因发热入院,初步诊断为尿路感染和脓毒症休克。入院后第一时间完善了相关实验室检查,随后采用PK/PD模型和MCS依据微生物培养结果及其药敏试验确定最优的抗感染治疗方案。结果:入院第3天,微生物培养检出大肠埃希菌,随后的药敏试验提示其对美罗培南、亚胺培南敏感,而对头孢哌酮-舒巴坦钠中介;采用PK/PD模型和MCS对拟定的几个抗感染治疗方案进行分析,结果发现美罗培南(1 g,q8h)和亚胺培南(0.5 g,q6h)的达标概率(probability of target attainment,PTA)均为100.00%,而头孢哌酮-舒巴坦钠(3 g,q12h)的PTA为1.14%,头孢哌酮-舒巴坦钠(3 g,q8h)的PTA为7.65%;最终,临床选择了美罗培南(1 g,q8h)治疗,1周后患者的感染指征基本消失。结论:PK/PD模型和MCS两个工具可以较好地帮助临床药师预测抗感染治疗方案的可能效果,从而更好地协助医生制定和优化治疗方案,进而最大程度保证患者的治疗效果。