基于时域的时间分辨荧光光谱的蒙特卡洛模拟

利用蒙特卡洛方法构建了生物组织基于时域的时间分辨荧光光谱的仿真模型,并将应用该模型获得的模拟结果与生物组织的实验光谱进行了比较。结果表明：吸收系数与散射系数分别影响光谱的不同区域;低浓度情况下,模拟结果与实验光谱符合得较好（x^2〈1．2）;高浓度下,实验光谱强度会被浓度效应削弱,以致影响其与模拟光谱的吻合程度。该方法为研究生物组织荧光光谱提供了一种新思路。     

应用蒙特卡洛方法对黑龙江创业农场水稻单产变化的预测

应用蒙特卡洛方法对创业农场水稻单产进行模拟计算和预测,这样的预测结果较其它方法更接近于实际的结果．     

1940—2002年长江中下游平原乡村景观区域中土地利用覆被及其土壤有机碳储量变化

过去60a来,长江中下游平原的乡村地区发展迅速,引起土地利用覆被及其土壤有机碳储量明显地变化。通过选取区域代表性样方、基于1942年航片和2002年IKONOS影像研究小尺度土地利用覆被变化、土壤取样和收集1965年前土壤有机碳历史数据,用尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,评价了19402002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中土地利用覆被的面积及其030cm土壤(或底泥)有机碳储量的变化。结果表明:近60a来,在86×103km2的区域中有47%的面积发生土地利用覆被转化,其中耕地转化为非耕地的面积为21%(18×103km2)。土地利用覆被类型转化及其有机碳密度的变化导致该区域土壤有机碳储量的净增加。该区域稻田和闲置水域面积分别减少了21.5%(18.5×103km2)和6.7%(5.7×103km2),导致其土壤(或底泥)有机碳储量分别减少41.8TgC和12.9TgC;而水产养殖、非渗漏表面为主的建筑用地、种植木本作物和种植1年生作物的水浇地面积分别增加了14.2%(12.2×103km2)、7.7%(6.7×103km2)、3.5%(3.0×103km2)和2.0%(1.7×103km2),使其土壤(或底泥)有机碳储量分别增加32.2TgC、22.2TgC、12.2TgC和6.5TgC。近60a来,整个区域030cm土壤有机碳的储量增加了18.2TgC,其净增加的可能性为75%,形成了弱碳汇。这主要是由于区域稻田土壤有机碳密度增加了17%,使区域土壤有机碳储量增加了22.2TgC(其净增加的可能性为92%);而且,稻田转化为种植木本作物和种植1年生作物的水浇地也使区域土壤有机碳储量分别增加了1.3TgC(净增加的可能性为86%)和0.3TgC(净增加的可能性为70%);此外,闲置水域转化为水产养殖也使区域土壤有机碳储量增加1.3TgC(净增加的可能性为77%)。但是,稻田转化为水产养殖和非渗漏表面为主的建筑用地导致区域土壤有机碳储量损失6.3TgC和0.6TgC。因稻田土壤有机碳密度增加及稻田转化类型的土壤有机碳储量变化的影响,使整个区域形成弱碳汇,但如果稻田继续减少的话,很可能变成碳源。通过选取区域代表性样方、研究小尺度土地利用覆被变化、土壤取样和收集土壤历史数据,采用尺度推绎方法,研究揭示了19402002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中土地利用覆被的面积及其土壤有机碳储量的变化。     

菜蚜种群抽样理论的蒙特卡洛试验研究

北京地区秋白菜上蚜虫种群在其一定发展阶段的空间格局是可以用Pearson Ⅲ型分布拟合的。用蒙特卡洛试验研究这种分布的三个参数——平均数Ex,变异系数Cv和偏态系数Cs的估计误差同样本容量的关系是有效的途径。本文介绍了该试验的设计思想和实施步骤,并得出初步结论:以一株菜为一个样本单位计数白菜上的蚜虫头数,则在允许误差不大于5%的情况下,样本容量为50时,用矩法便可足够准确地估计Ev和Cv值了;但对于估计Cv值,则样本容量应为500左右。     

基于近红外光出射分布特性的膝骨性关节炎病程检测

膝骨性关节炎是中老年人群中常见的慢性、不可逆关节疾病。为了解决常规的CT扫描、核磁共振成像等检测手段存在的辐射影响较大,无法作为常规体检项目,以及无法检测出早期膝关节内部组织病变等缺点,本文提出了一种基于近红外光的无损、快速病程检测手段,结合临床膝关节CT图片用蒙特卡洛方法模拟红外光子在关节内部的运动轨迹,通过高斯函数分析和拟合不同病程下的出射光子分布特征,以有效光子出射率和拟合函数对称轴位置作为指标判定患者病情。该方法的优点在于,对人体不造成任何辐射损害,且能够通过计算机数据分析快速给出判定结果,可作为常规体检项目,便于发现早期病症并及时治疗。仿真实验结果表明该方法的准确率达到92%以上,在膝骨性关节炎的临床检测应用上具有较大的应用价值。     

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...     

基于马尔科夫链的医疗决策

在临床实践中,医生和患者均面临决策,由于医生和患者个体知识经验的局限性,仅依赖个人经验的决策判断难以全面评估治疗方案的好坏,而通过马尔科夫链模型可以帮助医生和患者对复杂疾病建立抽象模型,便于对疾病的各治疗效果进行决策分析。马尔科夫链模型是处理离散事件的随机过程,通过当前设定的信息,预测将来的情况。本文总结了马尔科夫链在医疗决策中的应用的基本原理,梳理了在医疗决策领域常用的马尔科夫链模型的分类,针对医疗决策的特点探讨不同类型马尔科夫链的矩阵法、队列法以及蒙特卡洛模拟分析方法的适用范围和优缺点。针对疾病进展的三状态模型以及是否使用某药物的实际决策案例,分析比较队列法与蒙特卡洛模拟法的具体应用,总结归纳队列法与蒙特卡洛模拟法的优缺点。     

1940—2002年长江中下游平原乡村景观区域中耕地类型及其土壤氮磷储量的变化

过去60a间,长江中下游平原乡村景观区域中土地利用覆被类型,特别是耕地类型发生了显著地转变,并对其土壤全氮和全磷产生了明显地影响。通过选取区域代表性样方、研究耕地类型的小尺度转化、土壤取样和收集1965年前土壤全氮、全磷历史数据,采用尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,评价了1940-2002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中耕地类型及其土壤全氮、全磷储量的变化。结果表明:近60a来,在86×103km2的区域中有47%的面积发生了变化,其中33%的面积是耕地类型转化。耕地面积减少18.6%(-16.0×103km2),其中稻田面积减少21.5%(-18.5×103km2),种植木本作物的旱地面积减少1.7%(-1.5×103km2);而种植木本作物和种植1年生作物的水浇地的面积分别增加了3.5%(3.0×103km2)和2.0%(1.7×103km2)。尽管稻田面积大幅减少,但其仍是区域中面积最大的土地利用覆被类型。1940-2002年,有98%的可能性区域耕地0-30cm土壤全氮储量净减少,而其0-30cm土壤全磷储量则无明显变化。区域耕地土壤全氮储量明显减少(-7.2Tg N),主要受稻田土壤全氮储量显著减少(-8.0Tg N)的影响,而稻田面积大幅减少是导致稻田土壤全氮储量减少的主要原因。与此同时,种植木本作物的旱地的土壤全氮储量减少了0.7Tg N;而种植木本作物和种植1年生作物的水浇地分别增加1.3和0.7Tg N。区域耕地土壤全磷储量变化不明显,主要受稻田土壤全磷储量无明显变化的影响。尽管稻田面积大幅减少,但由于稻田土壤全磷密度增加了29%(其净增加的可能性为76%);加之稻田土壤全磷密度变异较大,所以稻田土壤全磷储量并没有明显减少,其净减少的可能性仅为64%。与此同时,有75%的可能性种植木本作物的旱地的土壤全磷储量净减少,但仅减少了0.3Tg P;而种植木本作物的水浇地和种植1年生作物的水浇地土壤全磷都有少量增加,分别为0.7和0.4Tg P。通过选取区域代表性样方、研究耕地类型的小尺度转化、土壤取样和收集土壤历史数据、结合尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,能够揭示1940-2002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中耕地类型及其土壤全氮和全磷储量的变化。     

初始投标值数量和样本容量对双边界二分式CVM的影响

双边界二分式条件价值评估法是当前广泛应用于评估生态环境和自然资源价值的陈述偏好法。为了研究双边界二分式CVM中,不同分布中初始投标值数量及样本容量对WTP的影响,应用蒙特卡洛模拟和支付意愿函数模型相结合的方法,用概率分位数设计投标值,分别选择数据来源不同的Weibull分布和对数Logistic分布,动态模拟不同初始投标值数量和样本容量对WTP期望值产生的影响。模拟结果表明,对不同的WTP概率分布,初始投标值数量和样本容量对WTP的影响趋势是一致的,当初始投标值数量和样本容量分别大于5和500时,初始投标值数量和样本容量的增加,对WTP估计值的影响程度越来越小。研究结果表明,在二分式CVM研究中,当以WTP期望为代表值时,其初始投标值数量和样本容量至少为5和500。研究结论为二分式CVM问卷设计中投标值数量及样本容量的设定提供参考依据。     

基于可视中国人高分辨人体结构数据集的辐射剂量模拟研究进展

中国数字化辐射虚拟人研究是以中国数字人高分辨三维结构数据集为基础,构建可用于蒙特卡洛辐射模拟的三维计算模型,并实现X射线、中子、质子等多粒子多能级的仿真计算。论著中讨论了基于高分辨人体结构数据集的辐射模型构建过程和特点,以及蒙特卡洛模拟软件,并将剂量测定结果与现有的国外人体模型模拟数据进行了比较。中国数字化辐射虚拟人模型是具备中国人体特征的辐射模型。计算结果很大程度上补充或校正了现有放射学计量数据集,为临床放疗规划、核医药、核辐射防护设计提供精确量化参考。