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  • Monte Carlo随机模拟在合作医疗补偿方案设计中的应用

    作者:吴茵茵;叶真;何寒青;吴建军;童峰;陈坤

    [导读]通过对新型农村合作医疗制度(新农合)补偿方案进行设计与测评,明确Monte Carlo技术应用于人群仿真的可行性.在人群抽样调查基础上,以Monte Carlo随机模拟构建人群仿真系统,对新农合补偿方案的"保大病"和"保小病"策略进行模拟测评.在住院报销主导策略下,"保大病"方案的总补偿率为0.3782,致贫人数减少率为0.6540,资金结余率为-0.0794;在门诊报销主导策略下,"保小病"方案的总补偿率为0.4840,致贫人数减少率为0.4091,资金结余率为-0.3789.研究结果表明,新农合的补偿原则应以"保大病"为主,同时兼顾"保小病".

  • 基于Monte Carlo方法的荧光分子断层成像前向问题的研究

    作者:张涛;孙丹萍;白净

    Monte Carlo (MC)方法由于很好的灵活性和较高的精度被广泛应用于光在组织迁移问题的研究中.运用该方法,对第一类荧光分子断层成像系统中激发光的传播规律进行了研究.经过MC模型的建立与仿真,得到了均一圆柱仿体媒质中各探测器接收光强与仿体半径的关系.研究结果表明,成像系统各探测器接收到的光强对于入射光源成良好的空间对称性.各探测器接收光强与圆柱仿体半径呈指数衰减关系.

  • 光学CT二维正向问题的Monte Carlo模拟

    作者:金永明;王加俊

    扩散方程模型被广泛应用于光学CT图像的重建中,其精确性直接关系到所成图像的质量.为了研究扩散方程模型对近红外光子输运过程描述的精确性及其适用范围,本研究应用Monte Carlo(MC)模拟方法,分别给出了强、弱两类散射介质中光学CT正向问题的数值模拟结果,并将其与基于扩散方程的数值计算结果进行了比较.实验结果表明,扩散方程可以较为准确地描述光子在强散射介质中的输运过程;但对弱散射介质扩散方程模型却存在较大的误差,因而不适用于该种情况下的图像重建.

  • Monte Carlo方法在生物组织中光子迁移的原理、发展及应用

    作者:张涛;白净

    Monte Carlo(MC)方法被广泛应用于光在人体组织迁移问题的研究中.MC方法与有限元或有限微分方法相比,由于不需要边界条件的假设,具有很好的灵活性和高精度而一直被重视.它能够求解生物组织中光分布,为其他研究提供理论基础.在给出MC方法在生物组织中光子迁移原理的基础上,详述了新提出的优化MC方法.该优化MC方法通过对伪随机数产生、余弦函数和对数函数的近似而大幅度减少了MC仿真的时间.接着介绍了MC方法在脑部光子迁移的应用.后讨论了将该MC方法在生物组织中光子迁移的进一步发展方向.

  • K层四格表OR值的一致性检验方法模拟比较研究

    作者:潘建红;何春拉;陈靖;陈平雁

    目的 比较11种K层四格表OR值的一致性检验方法的优劣,并为其应用提供依据.方法 采用Monte Carlo模拟方法,考虑第i层样本量Ni、ORi值、对照组暴露概率π0i和层数K等四种参数的不同组合,使用SAS9.2(R)软件编程,检验水准取值为0.05,比较各个检验方法的Ⅰ型错误以及检验效能.结果与结论 Zelen精确概率法过于保守;Mantel-Haenszel方法由于计算的便捷性,在样本量以及层数较大时,可以视为佳的选择;Breslow-Day-Tarone法比Breslow-Day法更为保守,因此本研究不建议对Breslow-Day法进行校正;近似非条件方法与近似条件方法相比,前者优于后者;加权小二乘方法相对于Mantel-Haenszel以及近似非条件方法来说偏于保守,但是当样本量很大时,由于计算相对简单,因此,被广泛使用于Meta分析中;稀疏数据检验方法不提倡使用.

  • 基于MonteCarlo模拟的非参数多重比较方法评价

    作者:孙红卫;王玖;韩春蕾

    目的 在实际中经常遇到选择哪种非参数多重比较方法的问题,本文考察了五种非参数多重比较方法的性能,并对实际中采用合适的方法提出建议.方法 本文考察了Dunn_z,扩展的t检验法,以及秩次转换后的Bonferroni (R_BON),SNK(R_SNK)和LSD( R_LSD)这五种方法,用Monte Carlo模拟来考察五种方法的第一类错误、第二类错误以及判对率,用SAS宏功能编程实现.结果 扩展的t检验法与R_LSD等价,R_LSD、R_SNK、R_BON以及Dunn_z犯第一类错误的概率依次减小,但检验效能也依次减小.四种方法受样本量和组数的影响不同.结论 R_BON和R_SNK是两种较优的方法.在实际中,当组数较小时,或组数较大且样本量也较大时,可以选用R_BON:而如果组数较大,样本量较小时,可以选用R_SNK.

  • 基于两条生存曲线间面积的非参数统计推断方法研究

    作者:黄兴辉;陈金宝;杨紫荆;吕晶晶;侯雅文;陈征

    目的 在生存数据组间比较研究中,当风险率成比例假设失效,特别是生存曲线交叉时,Log-rank检验的检验效能很低,本文介绍和研究一类无上述假设条件的检验法.方法 首先介绍一种基于两条生存曲线间面积值的检验法,其次基于置换检验思想提出校正的置换面积检验法,并通过Monte Carlo模拟将上述两种方法与常用的Log-rank和加权Kaplan-Meier检验进行性能比较和评价.结果 模拟结果 显示,在Ⅰ类错误上除面积检验法偏离较大外,其余检验法仅有轻微波动.在检验效能方面,风险率成比例假设满足时,Log-rank的检验效能高;生存曲线交叉于早期时,面积检验和置换面积检验的检验效能高;除此之外,置换面积检验法效能高.结论 当生存数据风险率成比例假设成立时,推荐Log-rank检验;但当该假设失效,特别是生存曲线出现交叉时,推荐使用置换面积检验法.

  • 膳食暴露定量评估模型及其变异性和不确定性研究

    作者:刘元宝;王灿楠;吴永宁;刘沛

    目的 探讨膳食暴露评估概率性模型及如何量化其变异性和不确定性.方法 运用Monte carlo方法量化变异性,运用Bootstrap方法量化不确定性.结果 概率性模型比目前应用的点估计模型更合理,Monte carlo方法和Bootstrap方法有效量化了变异性和不确定性.结论 建议应用概率性模型进行膳食暴露评估以提高膳食暴露定量评估水平.

  • 非正态纵向数据随机生成的Monte Carlo模拟方法

    作者:庄严;杨嘉伟;陈平雁

    目的 建立非正态纵向数据的随机序列生成方法.方法 根据任意累积分布函数均服从[0,1]的均匀分布原理,通过反函数计算即可将标准多元正态分布随机序列转换为任意分布下的目标随机序列,从而随机生成非正态纵向数据.结果 分别对指数分布和二项分布相关序列进行模拟随机数生成,通过对样本的统计分析,均满足预先设定的结果.结论 本文提出的非正态纵向数据的随机生成的Monte Carlo模拟方法可产生任意分布下的相关随机序列,不受变量类型限制,方法简单,且具有理论依据,为非正态纵向数据的研究提供了模拟基础.

  • WinBUGS软件应用

    作者:孟海英;刘桂芬;罗天娥

    WinBUGS(Bayesian Inference Using Gibbs Sampl ing)是英国剑桥公共卫生研究所的MRC Biostatistics Unit推出的用马尔可夫链一蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,MCMC)方法进行贝叶斯推断的专用软件包.它可方便地对许多常用或复杂模型(如分层模型,交叉设计模型、空间和时间作为随机效应的一般线性混合模型,潜变量模型,脆弱模型,应变量的测量误差,协变量,截尾数据,限制性估计,缺失值问题)和分布进行Gibbs抽样,还可用简单的有向图模型(directed graphical model)进行直观的描述,并给出参数的Gibbs抽样动态图,用Smoothing方法得到后验分布的核密度估计图、抽样值的自相关图及均数和置信区间的变化图等,使抽样结果更直观、可靠.Gibbs抽样收敛后,可很方便地得到参数后验分布的均数、标准差、95%置信区间和中位数等信息.

  • 利用Monte Carlo技术模拟研究不同缺失值处理方法对完全随机缺失数据的处理效果

    作者:武瑞仙;邓子兵;谯治蛟;李晓松

    目的 以医疗卫生机构年报资料为数据来源,采用成组删除法、极大似然估计法、多重填补法分别对模拟的完全随机缺失数据集缺失值进行处理,比较不同缺失率下三种方法的缺失处理效果.方法 运用SAS9.3,采用Monte Carlo技术模拟完整数据集及不同缺失比例数据集,利用成组删除法、EM算法、MCMC算法对缺失数据进行处理,得到不同处理方法后的参数估计结果,与完整数据集参数估计进行比较.结果 对于完全随机缺失数据,不同缺失率下,成组删除法的准确率均比较好;缺失率小于10%,三种方法处理效果差异不大;缺失率在10%~30%,成组删除法精确度逐渐降低,EM与MCMC准确度与精确度较好,缺失率大于30%,MCMC准确度与精确度相对较好.结论 对于不同缺失率的数据,综合考虑准确度和精确度,采用不同的方法进行处理.

  • 率的等效性检验方法的比较

    作者:吕静静;于浩;陈峰

    目的:对10种率的等效性检验方法的Ⅰ型误差和检验效能进行比较,并据此选择较好的方法估计样本含量,以便实际工作者应用.方法:采用Monte Carlo模拟试验.结果:10种方法中,以Dunnett-Gent方法为佳,并按该方法估计了样本含量.模拟试验表明,率的等效性检验所需要的样本含量非常大,当试验组和参考组各只有100例时,任何等效性检验方法的检验效能均较低.结论:按目前国家食品药品监督管理局规定的低样本含量100对,相应的检验效能很低,建议用统计学方法进行估计.

  • 常用分类算法在不同样本量和类分布的不平衡数据中的分类效果比较

    作者:袁联雄;佘玲玲;林爱华;骆福添

    目的:比较常用分类算法在不同样本量和稀有类比例的不平衡数据集中的分类效果。方法采用Monte Carlo模拟,产生不同样本量和稀有类比例的随机样本,并分别用各分类算法进行分类,比较各算法的F1值和AUC值。结果各算法的分类效果均随样本量和稀有类比例增加而增加,F1值的变化更明显,稀有类占30%和20%时,F1值变化幅度<0.2,且均达到0.6以上(AUC>0.83)。 logistic回归和神经网络在样本量为150和500时要优于其它三种算法,样本量5000稀有类占5%和3%时,随机森林的F1值要明显高于其它算法。结论 F1值受样本量和类分布影响较大,稀有类比例不太低时各算法仍具有可接受的分类效果,小样本时logistic回归和神经网络效果较好,稀有类比例较低且样本量大时随机森林效果要优于其余算法。

  • 医用加速器电子束能谱分布的Monte Carlo模拟研究

    作者:KANG Sheng-wei;勾成俊;HOU Qing

    目的:模拟并分析医用直线加速器电子束在记录平面上的能谱分布,总结其分布特征.方法:基于蒙特卡罗方法的EGSnrc程序是医学物理领域中使用广泛的模拟电子和光子输运过程的MC模拟程序,其计算精度已为大量实验所证实.本文用以EGSnrc为基础的BEAMnrc和BEAMdp程序对医用直线加速器在四种典型能量下的出射电子束能谱进行了模拟计算,在SSD平面记录所有初级和次级电子的能量和角分布,然后在该平面上选择不同大小的分析区域计算电子能谱.结果:首先在6MeV、9MeV、12MeV、20MeV四种不同能量,相同射野下选取相同大小分析区域,对其能谱进行分析,发现这些能谱都有一个主峰,并伴之以一个强度较小的次级峰,主峰半宽度几乎相同,而且都可以很好地用Pierson分布描述,但可几能量和入射能量的比值随电子束能量的不同有很大差异;然后在12MeV能量下选取不同大小分析区域对能谱进行分析.以考察能谱在分析平面内对位置依赖性.结论:在不同能量下,电子束能谱形状相似.可用Pierson分布描述;能谱几乎独立于所选择的分析区域,表明能谱的空间分布几乎是均匀的.

  • 基于蒙特卡罗的IMRT模拟研究

    作者:张俊广;张春光;梁少华;陈剑艺;曾达夫;潘国雄

    目的:通过MCNP程序建立加速器治疗头模型,人体模型,模拟粒子从靶点到人体内的能量分布,得到肿瘤靶区剂量分布情况,观察其是否达到IMRT的要求.方法:基于MCNP程序建立模型,模拟人体头部截面近似为圆形,由一层骨骼组织包围着软组织,肿瘤理想化为一圆柱状结构.射线以肿瘤为中心从不同角度入射,由MCNP程序计算出能量分布情况.结果:模拟结果显示,靶区剂量分布很好地符合了靶区的三维形状.体现出IMRT靶区剂量均匀,精确的治疗效果.通过改变能量和分段时间的注入,提高肿瘤处的致死剂量和减少正常组织受照剂量,可以优化治疗方案.结论:MCNP程序对计算光子,电子相关的物理输运问题有强大的作用.

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