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。

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。

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。

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—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。

Gibbs反思循环模式结合SimMom模拟教学在妇产科住院医师助产培训中的应用

目的:评价Gibbs反思循环模式结合SimMom模拟教学在妇产科住院医师助产培训中的效果。方法:采用随机数字法,将2020年1月至2021年1月参加妇产科住院医师规范化培训的27人住院医师分成对照组13人,试验组14人。对照组采用SimMom模拟教学方法,试验组采用Gibbs反思循环模式结合SimMom模拟教学方法。培训后对住院医师进行测评,并对两种教学方法的教学效果进行比较。结果:试验组住院医师培训后的两次考核成绩均显著高于对照组(P<0.05),住院医师对Gibbs反思循环模式联合教学方法的总体满意度高于对SimMom模拟教学方法的总体满意度(P<0.05)。结论:Gibbs反思循环模式能够有效提升住院医师在模拟培训学习中的主观能动性,提高住院医师综合能力的同时,也得到住院医师的认可。

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。

基于蒙特卡洛模拟的声电联合局部放电定位阵列设计及快速定位方法研究

针对目前局部放电声电联合定位中传感器阵列和定位算法设计缺乏统一评价指标的问题,通过对到达时间差算法误差来源进行分析,提出通过蒙特卡洛模拟对阵列及定位算法的定位能力进行定量分析的方法。综合考虑空间限制和定位能力,应用上述方法对平面圆形阵列阵元数量和阵列半径进行了优化,并确定平面圆形阵列的最优阵列半径为35 mm,阵元数量为4~6个。随后基于所提方法,针对4阵元平面圆形阵列对到达时间差算法求解过程进行了优化,提出先通过一次方程组解得x、y后,回带误差最小二乘函数计算z坐标的方法,大幅减小了计算量。最后利用有限元仿真软件和油中放电实验平台,对所设计4阵元圆形阵列及局部放电定位算法进行了验证,定位误差小于65 mm。

基于蒙特卡洛数值模拟的流量计校准误判风险评估

计算机技术的进步为实验室数据处理系统提供了更多的选择。测量不确定度是实验室技术能力的体现,实验室时必须开展数据处理活动。传统的测量不确定度评定与表示(GUM)法数学要求高、需评定A类分量等因素,难度较大。蒙特卡洛数值模拟(MCM)法在结果一致的基础上,具有易于集成为数据处理系统的优点,为实验室数字化解决测量不确定度评定和误判风险评估提供了新的工具。随着ISO/IEC17025-2017和ilac-G8等文件发布,要求校准实验室的每次校准活动均应评定测量不确定度,并考虑测量不确定度的影响,因此需要新的软件系统满足。本文以流量计校准过程为例,探讨了MCM方法实现数字化测量不确定度评定及误判风险评估的程序,评估了不同的判定规则下校准活动的风险。

基于蒙特卡洛算法的大规模电动汽车充电负荷预测

电动汽车充电负荷的有效预测对配电网的安全稳定运行有重大意义。以某地区不同类型电动汽车的保有量预测结果为基础,将用户出行习惯、电动汽车的充电功率、充电时长等因素作为模型参数,利用蒙特卡洛模拟算法建立了考虑电动汽车类型的充电负荷预测模型,对该地区电动汽车的充电负荷进行预测。结果表明,未来电动汽车充电负荷增长较快,2025年较2022年充电负荷增长近70%,且不同类型充电负荷有不同的特征。该方法能提升电网负荷预测精确度,为配电网的调度与规划提供技术支撑。

蒙特卡洛模拟评价万古霉素治疗金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌引起血流感染的给药方案

目的 利用蒙特卡洛模拟评价万古霉素治疗金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌引起血流感染的合理性。方法 由全国血流感染细菌耐药监测联盟(BRICS)收集全血标本中分离的1438株金黄色葡萄球菌和409株表皮葡萄球菌,采用微量肉汤稀释法对分离的菌株进行最低抑菌浓度(minimum inhibitoryconcentration,MIC)的测定。万古霉素4种给药方案分别为500mg q6 h、1000 mg q12 h、1500 mg q12 h和2000 mg q12 h。通过蒙特卡洛模拟10000例次后,获得4种给药方案的fAUC/MIC达标概率(probability of target attainment,PTA)和累计反应分数(cumulative fraction of response,CFR)。CFR≥90%时的给药方案是经验性用药的最佳选择。结果 当对葡萄球菌MIC≤0.5 mg/L时,万古霉素4种给药方案fAUC/MIC均可达到满意的抗菌活性(PTA=100%),当MIC=1 mg/L时,1500 mg q12 h和2000 mg q12 h两种给药方案可达到目标PTA。万古霉素给药剂量500 mg q6 h、1000 mg q12 h、1500 mg q12 h、2000 mg q12 h对金黄色葡萄球菌的fAUC/MIC CFR分别为83%、83%、87%和98%;对应表皮葡萄球菌的CFR分别为53%、53%、59%和92%。结论 万古霉素用于因金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌引起的血流感染时,应根据MIC值的不同而选择不同的给药剂量进行治疗,经验性选择万古霉素进行抗感染治疗时,给药剂量需达到2000 mg q12 h方能达到较好的抗菌效果。