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质子放疗独立剂量计算平台的搭建与验证
编辑人员丨6天前
目的:基于上海先进质子放疗设备(SAPT)水平固定束,利用开源剂量计算引擎搭建质子放疗独立剂量计算平台并验证该平台的准确性。方法:通过测量SAPT水平固定束的绝对积分深度剂量以及空气中束斑大小,并结合蒙特卡洛模拟得到水中束斑大小增量,笔形束参数与剂量计算引擎相结合,搭建了适用于该水平固定束的剂量计算平台。计算平台精确性的验证主要通过绝对剂量验证和相对剂量验证实现。绝对剂量验证主要是比较单个立方体计划射野中心轴线上不同深度计算值和实测值的点对点误差。相对剂量验证主要是比较计算值和实测值的横向一维及二维相对剂量分布。同时,对单高斯束斑模型和双高斯束斑模型的精确性进行比较。结果:计算值和实测值的点对点绝对剂量偏差在2%以内。3个立方体在中心深度的二维平面相对剂量分布的计算值与实测值的20%~80%半影宽度及半高全宽的偏差分别在1、2 mm以内。3个立方体计划及2个临床病例在中心深度的二维平面相对剂量分布的实测值与计算值的二维γ通过率(3 mm/3%)均>95%。双高斯束斑模型在剂量梯度变化较大或者射程较大的计划中相较于单高斯束斑模型计算得更准确。结论:独立剂量计算平台的精确度能满足临床要求,可利用此平台研究其他剂量相关的问题。
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编辑人员丨6天前
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优化利奈唑胺、替考拉宁和达托霉素治疗葡萄球菌属血流感染给药方案的蒙特卡洛模拟研究
编辑人员丨6天前
目的:通过蒙特卡洛模拟预测和评价利奈唑胺、替考拉宁和达托霉素对葡萄球菌属血流感染的抗菌效果,优化临床给药方案。方法:借助全国血流感染细菌耐药监测联盟(Blood Bacterial Resistant Investigation Collaborative System,BRICS)平台收集2018年1月至2019年12月从全血标本中分离的1 847株葡萄球菌属菌株。利奈唑胺和达托霉素采用肉汤稀释法进行菌株的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)测定,替考拉宁则采用琼脂稀释法测定MIC。利奈唑胺的给药方案为800 mg(1次/d)、500 mg(每12 h 1次)、600 mg(每12 h 1次)、600 mg(每8 h 1次)。替考拉宁的给药方案为400 mg(每12 h 1次)、600 mg(每12 h 1次)、800 mg(每12 h 1次)、1 000 mg(每12 h 1次)。达托霉素的给药方案为4 mg·kg -1·d -1、6 mg·kg -1·d -1、8 mg·kg -1·d -1、10 mg·kg -1·d -1和12 mg·kg -1·d -1。通过蒙特卡洛模拟计算3种药物不同给药方案的目标获得概率(probability of target attainment,PTA)和累计反应分数(cumulative fraction of response,CFR)。CFR≥90.0%的给药方案是抗菌药物经验治疗的合理选择。 结果:当MIC≤0.500 mg/L时,利奈唑胺剂量为800 mg(1次/d)、500 mg(每12 h 1次)、600 mg(每12 h 1次)、600 mg(每8 h 1次)对葡萄球菌属的PTA均>90.0%;当MIC为1.000 mg/L时,利奈唑胺500 mg(每12 h 1次)、600 mg(每12 h 1次)、600 mg(每8 h 1次)对葡萄球菌属的PTA分别为92.2%、96.6%、97.6%。4种利奈唑胺给药方案对应的CFR分别为73.9%、83.7%、90.8%和95.3%。在MIC≤1.000 mg/L时,替考拉宁400 mg(每12 h 1次)、600 mg(每12 h 1次)、800 mg(每12 h 1次)、1 000 mg(每12 h 1次)对葡萄球菌属的PTA均为100.0%;当MIC为2.000 mg/L时,替考拉宁800 mg(每12 h 1次)、1 000 mg(每12 h 1次)对葡萄球菌属的PTA均为100.0%。4种替考拉宁给药方案对应的CFR分别为90.8%、92.8%、93.5%和94.6%。在MIC≤0.500 mg/L时,达托霉素4 mg·kg -1·d -1、6 mg·kg -1·d -1、8 mg·kg -1·d -1、10 mg·kg -1·d -1、12 mg·kg -1·d -1对葡萄球菌属的PTA均>90.0%;当MIC为1.000 mg/L时,达托霉素8 mg·kg -1·d -1、10 mg·kg -1·d -1、12 mg·kg -1·d -1对葡萄球菌属的PTA分别为96.9%、100.0%和100.0%。5种达托霉素给药方案对葡萄球菌属的CFR分别为97.4%、99.2%、99.9%、100.0%和100.0%。 结论:针对葡萄球菌属引起的血流感染,利奈唑胺600 mg(每12 h 1次)、替考拉宁400 mg(每12 h 1次)、达托霉素4 mg·kg -1·d -1的给药方案可达到有效的抗菌效果。
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编辑人员丨6天前
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MRI-Linac剂量测量研究进展
编辑人员丨6天前
MRI-Linac一体机实现了MRI实时引导放疗,加快了精确放疗进展。磁场中电子受到洛伦兹力作用,尤其是在组织-空气界面处出现电子回旋效应,改变了原有的电子平衡状态,这给MRI-Linac下的剂量测量带来挑战。近年来通过蒙特卡洛模拟和实验测量开展的系列研究表明常规剂量测量装置进行磁性材料替换后,即可以用于MRI-Linac下的剂量测量,但需要根据磁场强度、测量装置摆放角度、测量装置类型引入相应的修正因子。MRI-Linac下剂量测量的规范化、流程化以及实时剂量测量有待进一步研究。
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编辑人员丨6天前
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磁共振引导质子治疗中剂量畸变和Bragg峰位置校正的研究
编辑人员丨6天前
目的:分析磁场对质子束传输和剂量分布的影响,探索垂直磁场条件下Bragg峰(BP)偏移的校正方法,为MR引导质子治疗的剂量计算和束流传输提供参考。方法:利用蒙特卡洛(MC)模拟研究磁场下质子束在水模体的剂量分布。通过"角度校正+能量校正"的方法对BP位置偏移进行校正,并基于模拟数据通过解析公式计算校正参数。结果:磁场引起质子剂量的畸变,造成BP位置偏移,偏移程度随磁场强度和初始能量增大而增大。与MC模拟相比,解析法计算空气中质子束偏移的误差<0.2%。基于模拟数据和计算公式,借助MATLAB编程可以在1 s内计算出不同条件下的校正参数。计算结果表明存在磁场的空气层、等中心深度、照射方向对校正参数都有不同程度影响,经过校正后BP位置与预期位置基本吻合(偏移≤0.2 mm)。结论:"角度校正+能量校正"的方法能有效地校正垂直磁场下的BP位置偏移,基于模拟数据的解析法可以快速准确地计算不同条件下的校正参数。
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编辑人员丨6天前
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头孢比罗与万古霉素、利奈唑胺、达托霉素对血流感染葡萄球菌的体外药效学比较
编辑人员丨6天前
目的:分析头孢比罗、万古霉素、利奈唑胺、达托霉素对血流感染金黄色葡萄球菌(SAU)和凝固酶阴性葡萄球菌(CNS)的体外药效,并评价各给药方案的抗菌效果,为临床用药提供依据。方法:全国血流感染细菌耐药监测联盟收集了2021年1月至12月来自我国51家医院血培养的葡萄球菌共1 777株,采用稀释法测定头孢比罗、万古霉素、利奈唑胺、达托霉素对葡萄球菌的最低抑菌浓度(MIC);通过蒙特卡罗模拟(MCS)预测4种药物不同给药方案的目标获得概率(PTA)和累积达标率(CFR)。结果:头孢比罗对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)表现出较强的抗菌活性,MIC 50(抑制50%细菌的MIC值)、MIC 90(抑制90%细菌的MIC值)分别为0.500、1.000 mg/L,MIC范围为≤0.060~4.000 mg/L;对SAU和CNS的耐药率分别为0.1%(1/1 073)和7.7%(54/704)。万古霉素、达托霉素未检测到葡萄球菌耐药。4种药物对甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA)均未见耐药。MCS发现,标准给药方案头孢比罗500 mg(每8 h 1次)、达托霉素6 mg·kg -1·d -1对葡萄球菌均可达到较高的PTA和CFR;万古霉素、利奈唑胺的标准给药方案对葡萄球菌均CFR低。万古霉素1 000 mg(每8 h 1次)给药时,MRSA、MSSA的CFR均≥90.0%,而CNS的CFR仍<80.0%。利奈唑胺600 mg(每8 h 1次)给药时,对葡萄球菌的CFR均≥90.0%。 结论:头孢比罗、万古霉素、利奈唑胺、达托霉素对葡萄球菌均有较强的抗菌活性。头孢比罗、达托霉素标准给药方案可达到有效的抗菌效果,万古霉素、利奈唑胺有必要根据MIC及菌种适当增加用药剂量。
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编辑人员丨6天前
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等能量层重扫描技术在肺癌质子调强治疗中对相互影响效应的改善
编辑人员丨6天前
目的:评估肺癌质子调强治疗(IMPT)中肿瘤运动所致的相互影响(Interplay)效应,并比较不同次数的等能量层重扫描技术对Interplay效应的缓解效果。方法:选取8例肺癌患者进行回顾性分析。所有患者行4DCT扫描,生成10个时相。基于商业化质子治疗计划系统,采用稳健性优化算法,在4DCT图像的参考时相设计临床靶区(CTV)概念的IMPT计划。稳健性优化过程中不确定性因素包括:摆位不确定性±5 mm,射程不确定性为±3.5%,CTV在4DCT中各时相变化不确定性。采用蒙特卡洛算法计算IMPT计划的最终剂量分布。评估Interplay效应时,基于混合形变算法及质子治疗模拟程序,计算患者4D静态剂量和4D动态剂量分布在感兴趣器官(ROI)的DVH差异,定义Interplay效应的评价指标[ΔI (ROI,DVH)],利用该指标定量评估IMPT计划的Interplay效应;采用等能量层重扫描技术对IMPT计划分别进行3、4、5、6、7次重扫描,并利用ΔI (ROI,DVH)标评估不同次重扫描对Interplay的缓解效果。结果:由Interplay效应导致IMPT计划中靶区CTV的D 95%、CI、HI的均值分别降低了13.7%、12.7%、24.6%,危及器官中双肺V 5Gy、V 20Gy、V 30Gy分别提高了0.8%、3.4%、2.6%。与未使用重扫描技术相比,不同次数重扫描技术使得CTV靶区覆盖D 95%的均值分别提高了4.5%、3.8%、3.8%、3.6%、5.7%。危及器官中双肺平均V 20Gy分别减小了1.5%、1.8%、1.7%、1.6%、1.9%。 结论:Interplay效应导致IMPT计划剂量分布变差,等能量层重扫描技术的应用可以改善靶区剂量分布,建议结合患者自身特征选择最佳重扫描次数。
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编辑人员丨6天前
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利用深度学习提升肺癌调强质子治疗笔形束剂量计算准确性
编辑人员丨6天前
目的:质子笔形束(PB)剂量计算可实现快速剂量计算,但在处理组织不均匀度大的区域时误差较大,而蒙特卡洛(MC)剂量计算是最精准的方法但非常耗时;深度学习技术可以通过学习PB和MC剂量分布之间的差异,将剂量计算准确度从PB水平提高到MC水平。方法:基于HD U-Net神经网络,开发了一个可将肺癌调强质子治疗患者的PB剂量转换为MC剂量的模型。该模型以患者PB剂量和CT图像作为输入来预测MC剂量。27例非小细胞肺癌患者的射束剂量和CT图像在被旋转到同一角度并作归一化后被用于模型训练与测试。模型的准确性通过比较预测剂量与MC剂量的均方误差和1 mm/1%标准的γ通过率等评估。结果:模型预测剂量与MC剂量相当吻合,测试病例1 mm/1%标准的平均γ通过率(剂量值超过最大MC剂量10%的体素)达到(92.8±3.4)%。模型预测所有测试病例的MC剂量所需平均时间为(6.72±2.26) s。结论:成功开发了可以快速准确地从PB剂量和CT图像预测MC剂量的深度学习模型,并可用于提高肺癌调强质子治疗PB剂量计算精度。
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编辑人员丨6天前
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基于全国血流感染耐药监测联盟的耐碳青霉烯类革兰阴性菌对替加环素的蒙特卡洛模拟研究
编辑人员丨6天前
目的:通过蒙特卡洛模拟评估不同剂量替加环素对碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌(CRE)、碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌(CRKP)和碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)的疗效。方法:借助全国血流感染细菌耐药监测联盟平台收集2018年1月1日至2019年12月31日626株CRE及317株CRAB,CRE中包括517株CRKP。根据替加环素的三种给药方案(50 mg次/12 h、75 mg次/12 h及100 mg次/12 h)及CRE、CRKP和CRAB的最低抑菌浓度(MIC)分布,基于药代动力学/药效学模型,设置10 000次的蒙特卡洛模拟计算,计算在每个MIC值的目标获得概率(PTA)及每种给药方案下的累积响应分数(CFR),设定90%为达标PTA值及目标CFR值。结果:对于CRE,当MIC≤0.5 mg/L时,三种给药方案对CRE的模拟结果为PTA均>99%;当MIC=1 mg/L时,75 mg次/12 h和100 mg次/12 h两种方案对应的PTA分别为94.42%和99.65%,50 mg次/12 h给药方案对应的PTA为71.02%;当MIC≥2 mg/L时,三种给药方案对CRE的PTA均不达标。对于CRKP,当MIC≤0.5 mg/L时,三种给药方案对CRKP的模拟结果PTA均>99%;当MIC=1 mg/L时,75 mg次/12 h和100 mg次/12 h两种方案对应的PTA分别为94.27%和99.19%,50 mg次/12 h给药方案未达到目标PTA值;当MIC≥2 mg/L时,三种给药方案对CRKP的PTA均不达标。对于CRAB,当MIC≤0.5 mg/L时,三种给药方案对CRAB的模拟结果PTA均>98%;当MIC=1 mg/L时,75 mg次/12 h和100 mg次/12 h两种方案对应的PTA分别为94.45%和99.00%,50 mg次/12 h给药方案未达到目标PTA值;当MIC≥2 mg/L时,三种给药方案对CRKP的PTA均不达标。替加环素对CRE具有较高的CFR, 75 mg次/12 h和100 mg次/12 h替加环素用药方案所对应的CFR分别为92.62%和97.62%。对于CRKP,替加环素50 mg次/12 h、75 mg次/12 h和100 mg次/12 h给药方案下的CFR分别为86.53%、94.40%和97.16%。对于CRAB,三种给药方案对应的CFR分别为41.76%、60.73%和72.21%。结论:当MIC≥1 mg/L时,推荐剂量(50 mg次/12 h)的替加环素对CRE、CRKP和CRAB均无效,对于CRE或CRKP,75 mg次/12 h和100 mg次/12 h的剂量可能是更优给药方案。
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编辑人员丨6天前
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肝肾功能对利奈唑胺致血小板减少症发生的影响及基于群体药物代谢动力学的给药策略:meta分析及系统评价
编辑人员丨6天前
目的:系统评价肝肾功能与利奈唑胺致血小板减少症(TP)风险的相关性及利奈唑胺的群体药物代谢动力学(PPK)特征,为肝肾功能不全患者利奈唑胺的个体化用药提供指导。方法:检索国内外相关数据库中截至2023年11月肝肾功能不全与利奈唑胺致TP风险的相关文献,采用Rev Man 5.4统计软件进行meta分析,效应值为比值比( OR)和标准化均数差( SMD)及其95%置信区间( CI);对肝肾功能不全患者利奈唑胺的PPK研究文献进行汇总和系统评价。 结果:纳入meta分析的文献共32篇,包括4 112例患者,其中TP患者1 458例(35.5%),非TP患者2 654例(64.5%)。meta分析结果显示,肾功能不全组利奈唑胺致TP的风险高于肾功能正常组[47.9%(594/1 241)比25.8%(493/1 912), OR=3.24,95% CI:2.31~4.53],较低的基线肌酐清除率(Ccr)和估算肾小球滤过率(eGFR)与利奈唑胺相关TP的发生风险有关(均 P<0.05);肝功能不全组利奈唑胺致TP的风险高于肝功能正常组[47.6%(119/250)比33.9%(360/1 061), OR=2.36,95% CI:1.73~3.22],较高的基线总胆红素(TBil)与利奈唑胺相关TP的发生风险有关( P<0.05)。纳入PPK研究的文献共15篇,其中11篇文献基于自建或公开发表的PPK模型,采用蒙特卡洛模拟不同给药方案的有效性和安全性概率,优化利奈唑胺的给药方案;5篇优化了肾功能不全患者利奈唑胺的给药方案,2篇优化了肝功能不全患者利奈唑胺的给药方案。 结论:肝肾功能不全增加了利奈唑胺致TP的风险,基线Ccr、eGFR和TBil水平可作为预测TP风险的敏感指标。肝肾功能不全患者在使用利奈唑胺治疗时可通过PPK模型优化利奈唑胺给药方案,减少TP的发生风险。
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编辑人员丨6天前
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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
编辑人员丨3周前
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MIC90分别为32/16、128/64和64/32 mg/L.对MIC>16mg/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>60mL/min时,CSL 3.0 g q6 h(说明书最大剂量)、3.0gq8h、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,3.0gq6h、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.
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编辑人员丨3周前
